SU1300421A1 - Method and apparatus for metering small quantities of liquid - Google Patents
Method and apparatus for metering small quantities of liquid Download PDFInfo
- Publication number
- SU1300421A1 SU1300421A1 SU843810581A SU3810581A SU1300421A1 SU 1300421 A1 SU1300421 A1 SU 1300421A1 SU 843810581 A SU843810581 A SU 843810581A SU 3810581 A SU3810581 A SU 3810581A SU 1300421 A1 SU1300421 A1 SU 1300421A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- liquid
- heater
- heating
- vessel
- outlet
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к способам микродозировани чистых жидкостей и устройствам дл их осуществлени и может быть использовано в химической и медицинской «ромышленност х и в лабораторной .технике при отмеривании доз в интервале от 10 до О,1 мл. Целью изобретени вл етс упрощение регулировани расхода жидкости. Другой целью изобретени вл етс упрощение устройства дл дозировани малых количеств жидкости. Сущность способа дозировани заключаетс в том, что заполн ют жидкостью замкнутый сосуд, формируют в жидкости рабочее давление путем нагрева только ее часТи. При этом нагрев ведут до температуры предельного перегрева за врем , которое меньше среднего времени жизни перегретого объема жидкости . Предложенный способ может быть реализован при помощи устройства дл дозировани малых количеств жидкости, которое состоит из мерного сосуда дл дозируемой жидкости с двум отводами в нижней части. Отводы расположены так, что в них самотеком заходит жидкость из сосуда. На одном из отводов установлен нагреватель, соединенный с источником электрического тока , а другой отвод подсоединен к первому так, что он шунтирует тот участок отвода , на котором установлен нагреватель . Нагрев ведут до температуры предельного перегрева, по достижении которой жидкость взрывообразно вскипает и выталкивает порцию жидкости из устройства. После выталкивани порции первый отвод заполн етс жидкостью через другой отвод. Участок отвода над нагревателем необходимо сделать из такого материала и такого :размера, чтобы на его поверхности не было легко активируемых центров кипени . Предложенные способ и устройство позвол ют практически полнос- .тью исключить зависимость величины дозы от скорости нагрева до температуры предельного ее перегрева. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. (Л соThe invention relates to methods for microdosing of pure liquids and devices for their implementation and can be used in chemical and medical industry and in laboratory equipment when measuring doses in the range from 10 to 0, 1 ml. The aim of the invention is to simplify the regulation of fluid flow. Another object of the invention is to simplify a device for dispensing small amounts of liquid. The essence of the dosing method is that a closed vessel is filled with a liquid, and the working pressure is formed in the liquid by heating only its part. In this case, heating is carried out up to the temperature of limiting superheating for a time which is less than the average lifetime of the superheated volume of liquid. The proposed method can be implemented using a device for dispensing small amounts of liquid, which consists of a measuring vessel for a metered liquid with two taps in the lower part. The taps are arranged so that gravity flows into them from the vessel. On one of the taps a heater is connected, connected to the source of electric current, and the other branch is connected to the first one so that it shunts the section of the outlet on which the heater is installed. Heating is carried out up to the temperature of the limit overheating, upon reaching which the liquid explosively boils and pushes a portion of the liquid from the device. After ejecting the batch, the first bleed is filled with liquid through another bleed. The outlet area above the heater must be made of such a material and such: a size so that there are no easily activated boiling centers on its surface. The proposed method and device make it possible to almost completely eliminate the dependence of the dose value on the heating rate to its maximum overheating temperature. 2 sec. f-ly, 1 ill. (L co
Description
1130042111300421
Изобретение относитс к способам и устройствам микродозировани чистых жидкостей и может быть использовано в химической и медицинской промышленти мо гр но хо оп т лThis invention relates to methods and devices for the microdosing of pure liquids and can be used in the chemical and medical industry.
ност х и в лабораторной технике при отмеривании доз в интервале от 10 до 0,1 мл.and in laboratory equipment when measuring doses in the range from 10 to 0.1 ml.
Цель изобретени - упрощение регулировани расхода жидкости и упрощение устройства дл до зирован и малых количеств жидкости.The purpose of the invention is to simplify the control of the flow rate of the fluid and to simplify the device for dosed and small amounts of fluid.
Сущность способа дозировани малых количеств жидкости заключаетс в том, что заполн ют жидкостью замкнутый сосуд, формируют в жидкости рабочее давление путем нагрева ее части, не контактирующей с парообразной фазой. При этом нагрев ведут от начальной температуры до температуры предельного перегрева за врем , которое меньше среднего времени жизни перегретого объема жидкости.The essence of the method of dosing small amounts of liquid is that a closed vessel is filled with liquid, and the working pressure is formed in the liquid by heating its part that is not in contact with the vapor phase. In this case, the heating is conducted from the initial temperature to the temperature of the limiting overheating for a time that is less than the average lifetime of the superheated volume of the liquid.
Если начальную температуру нагреваемой жидкости прин ть равной температуре кипени , то объем нагреваемой части жидкости, длительность и энергию импульса электрического тока можно определить из соотношенийIf the initial temperature of the heated liquid is taken to be equal to the boiling point, then the volume of the heated part of the liquid, the duration and energy of the electric current pulse can be determined from the ratios
р -рr-p
р R
&V& V
v-rv-r
CpCTn-Tg)CpCTn-Tg)
Р -Р R-R
r.V-l(T)1;r.V-l (T) 1;
д&Ср(т„-Тз)р . V ,d & Wed (t „-Th) p. V,
V - объем отмериваемой дозы, м г - теплота парообразовани , Дж кг ;V is the volume of the measured dose, m g is the heat of vaporization, J kg;
С - теплоемкость жидкости,C is the heat capacity of the liquid,
тт., ,- 1 . vols., - 1.
Дж.кг КJ.kg K
Tj, - температура достижимого перегрева , К;Tj, is the temperature of attainable overheating, K;
Т - температура кипени . К; р - плотность пара, кг. р - плотность жидкости, V - объем нагреваемой части жидкости , м ;T is the boiling point. TO; p is the density of steam, kg. p is the density of the liquid, V is the volume of the heated part of the liquid, m;
(T) - известна функци частоты за- родышеобразовани в жидкости от температуры достижимого перегрева, с ; Q - энерги импульса электрического тока, затрачиваема на нагрев жидкости в объемеУ,Дж.(T) - known function of the frequency of nucleation in a liquid from the temperature of attainable overheating, s; Q is the energy of a pulse of electric current spent on heating a fluid in the volume, J.
00
5five
0 0
5five
Предлагаемый способ позвол ет практически полностью исключить зависимость величины дозы от скорости нагрева жидкости до. темпера туры предельного ее нагрева, при которой происходит ее взрывное вскипание, т.е. определенное количество жидкости выталкиваетс заведомо большим давлением .The proposed method makes it possible to almost completely eliminate the dependence of the dose on the heating rate of the liquid to. the temperature of its limiting heating, at which its explosive boiling occurs, i.e. a certain amount of fluid is ejected by a deliberately high pressure.
На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.The drawing shows a device that implements the proposed method.
Устройство состоит из мерного сосуда 1 с дозируемой жидкостью, из нижней части которого отход т два отвода 2 и 3. Отводы расположены так, что в них самотеком заходит жидкость Из сосуда 1. На одном из отводов установлен нагреватель 4, соединенный с источником 5 электрического тока. Другой отвод подсоединен к первому так, что он шунтирует тот участок отвода, на котором установлен нагре- ьатель. В качестве нагревател может служить нихромова проволока, намотанна на отвод или помещенна внутри отвода. Сосуд герметично закрывают пробкой 6.The device consists of a measuring vessel 1 with a metered liquid, from the lower part of which two outlets 2 and 3 are withdrawn. The taps are arranged so that liquid flows by gravity from the vessel 1. A heater 4 is connected to one of the outlets, connected to an electric current source 5 . The other branch is connected to the first so that it shunts the branch of the branch where the heater is installed. As the heater can serve nichrom wire, wound on the outlet or placed inside the outlet. The vessel is sealed with a stopper 6.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Нагреваетс только мала часть дозируемой жидкости. Этим достигаетс уменьшение тепловой инерции нагрева . Жидкостью заполн ют сосуд 1, из которого она поступает в отводыOnly a small fraction of the dosing fluid is heated. This achieves a reduction in the heat inertia of the heating. The vessel 1 is filled with liquid, from which it enters the outlets
35 2 и 3. Нагревают только ту часть жидкости, котора находитс в отводе 2 под нагревателем 4. Нагрев ведут до температуры предельного перегрева , по достижении которого жид кость взрывообразно вскипает и выталкивает порцию жидкости из устройства. Дл того, чтобы вскипание носило единообразный характер, а выталкиваема из устройства порци жидкости не из мен ла своей массы в процессе дозировани , необходимо жидкость нагревать за врем , которое меньше среднего времени жизни перегреваемого объема жидкости и добитьс , чтобы поверхность отвода, соприкасающа с с нагреваемой жидкостью, не содержала центров кипени , что равносильно приведенному ранее условию35 2 and 3. Only the part of the liquid that is in the outlet 2 under the heater 4 is heated. The heating is carried out up to the temperature of the limit overheating, after reaching which the liquid explosively boils and pushes a portion of the liquid out of the device. In order for the boiling to be uniform, and the liquid portion ejected from the device does not change its mass during the dosing process, it is necessary to heat the liquid for a time that is shorter than the average lifetime of the superheated liquid volume and to ensure that the surface of contact liquid, did not contain centers of boiling, which is equivalent to the condition given earlier
30thirty
5050
5555
ci-iCn-nDci-iCn-nD
-(- (
Устройство отмеривает жидкость отдельными порци ми. Дл отмеривани каждой порции жидкости необходимоThe device measures the liquid in separate portions. To measure each portion of fluid, it is necessary
мую дл охлаждени устройства до температуры ниже температуры кипени жидкости, и подать импульс электри- чеСКОРО тока на нагреватель 4. to cool the device to a temperature below the boiling point of the liquid, and apply a pulse of electric current to the heater 4.
После вскипани жидкости и выталкивани порции, уровень жидкости в сосуде 1 понижаетс , давление газа над жидкостью уменьшаетс , равновесие с окружающей средой нарушаетс , поэтому при охлаждении в устройство через отвод 2 заход т пузырьки воздуха . Давление в сосуде 1 повьшает- с , воздух перестает поступать в сосуд 1, а отвод 2 через отвод 3 запол-15 первоначальной температуры, о тAfter the liquid is boiled up and the portion is ejected, the liquid level in the vessel 1 decreases, the gas pressure above the liquid decreases, the equilibrium with the environment is disturbed, therefore, when cooling, air bubbles enter the device through outlet 2. The pressure in the vessel 1 increases, the air stops flowing into the vessel 1, and the outlet 2 through the outlet 3 of the floor-15 of the initial temperature, o t
н етс жидкостью. Устройство возвращаетс в исходное положение, оно готово к вьщаче новой порции жидкости. Величина диаметра отвода, в котором осуществл ют перегрев жидкости, находитс из требовани о исключении вскипани жидкости при малых перегревах . Дл этого участок отвода над нагревателем необходимо сделать из такого материала и такого размера , чтобы на его поверхности не было легко активируемых (готовых ) центров кипени (парообра- з овани ). Это условие легко вьтолнить путем уменьшени диаметра отвода d и длины L намотки нагревател до таких величин, чтобы поверхность стала меньше площади , занимаемой одним центром кипени . Здесь Q - средн плотность центров кипени на поверхности (). Таким образом, диаметр обогреваемого участка отвода должен удовлетвор ть условиюliquid. The device returns to its original position, it is ready for a new batch of liquid. The magnitude of the diameter of the outlet, in which the liquid is overheated, is from the requirement to exclude boiling of the liquid at low superheating. To do this, the retraction section over the heater must be made of such a material and of such a size that its surface does not have easily activated (ready) boiling centers (steam boiling). This condition is easily satisfied by reducing the diameter of the outlet d and the length L of winding the heater to such values that the surface becomes less than the area occupied by a single boiling center. Here Q is the average density of boiling centers on the surface (). Thus, the diameter of the heated area of the outlet must satisfy the condition
чающийс тем, что, с цел упрощени регулировани расхода кости, нагревают только часть жи ти, нагрев ведут до температуры because, in order to simplify the regulation of bone consumption, only part of the heat is heated, heating is brought to a temperature
20 дельного перегрева за врем , кот меньше среднего времени жизни пе гретого объема жидкости.20 individual overheatings for a time that the cat is less than the average lifetime of the heated volume of liquid.
2. Устройство дп дозировани лых количеств жидкости, содержащ2. The device dp dosing scant quantities of liquid containing
25 замкнутый сосуд дл дозируемой ж кости, отвод и нагреватель, от чающеес тем, что, с це упрощени устройства, сосуд в ни ней своей части имеет два отвода25 is a closed vessel for dosing bones, an outlet and a heater, from which, in order to simplify the device, the vessel in its lower part has two branches.
30 одном из которых установлен нагр тель, а второй подсоединен к пер так, что он шунтирует тот участок вого отвода, на котором установл нагреватель, а диаметр упом нуто30 one of which is equipped with a heater, and the second is connected to the lane so that it shunts that part of the outlet on which it installed the heater, and the diameter mentioned
35 участка отвода определен соотнош35 area allotment defined ratio
d C iraL) ,d C iraL),
где П; - плотность центров кипени L - длина обогреваемого учас отвода.where is P; - density of boiling centers; L - length of the heated outlet.
d iC n-aL)d iC n-aL)
.-.-
ваемого объема жидкости принимаетс интервал времени с , отводимый на отмеривание одной отдельной порции жидкости.liquid volume is taken a time interval, taken to measure one individual liquid portion.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU843810581A SU1300421A1 (en) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | Method and apparatus for metering small quantities of liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU843810581A SU1300421A1 (en) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | Method and apparatus for metering small quantities of liquid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1300421A1 true SU1300421A1 (en) | 1987-03-30 |
Family
ID=21146062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU843810581A SU1300421A1 (en) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | Method and apparatus for metering small quantities of liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1300421A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2687331C1 (en) * | 2018-04-03 | 2019-05-13 | Назым Нурлисламович Усманов | Liquid dispensing method and device for its implementation |
-
1984
- 1984-11-05 SU SU843810581A patent/SU1300421A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Скрипов В.П. и др. Теплофизи- ческие свойства жидкостей в метаста- бильном состо нии. М.: Атомиздат, 1980. Авторское свидетельство СССР № 629451, кл. G 01 F 11/00, 1975. Авторское свидетельство СССР № 254139, кл. G 01 F 11/00, 1968. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2687331C1 (en) * | 2018-04-03 | 2019-05-13 | Назым Нурлисламович Усманов | Liquid dispensing method and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4778969A (en) | Process and device for homogeneous microwave thermal treatment of liquid or solution in motion | |
| Porteous et al. | Limits of superheat and explosive boiling of light hydrocarbons, halocarbons, and hydrocarbon mixtures | |
| SI20844A (en) | A liquid heating module, a system comprising said module and a process for heating liquid | |
| Christensen et al. | Isothermal, isobaric, elevated temperature, high‐pressure, flow calorimeter | |
| SU1300421A1 (en) | Method and apparatus for metering small quantities of liquid | |
| US4583401A (en) | Method and apparatus for measuring the level of liquids or agitated charges in vessels | |
| Stocking et al. | Secondary nucleation of ice in sugar solutions and fruit juices | |
| US4163371A (en) | Vaporizer | |
| ZECHMAN et al. | Location of the slowest heating zone for natural‐convection‐heating fluids in metal containers | |
| PL172549B1 (en) | Apparatus for and method of meteringly dispensing liquid freezing mixture | |
| US3841155A (en) | Reaction vessel for isothermal calorimetry | |
| DE2239266A1 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING GASEOUS FORMALDEHYDE FROM POLYMERIC FORMALDEHYDE | |
| CA1068123A (en) | Method and apparatus for the continuous automatic analysis of the filterability point of liquids, particularly doped diesel oil | |
| Nilsson et al. | A flow-microcalorimetric vessel for solution of small quantities of easily or slightly soluble liquids. Solution of benzene in water at 298.15 K | |
| O¨ zgu¨ et al. | Local liquid film thickness around Taylor bubbles | |
| SU597642A1 (en) | Distiller | |
| Sapre et al. | Heater probe technique to measure flow maldistribution in large scale trickle bed reactors | |
| Celata et al. | Direct contact evaporation of nearly saturated R 114 in water | |
| DE1598916C3 (en) | Device for determining molecular weight | |
| Wayner Jr et al. | Suction nucleate boiling of water | |
| SU369411A1 (en) | ALL-UNION | |
| US4773438A (en) | Apparatus for controlling the viscosity of wire coating enamel | |
| Mangers et al. | Liquid-Phase Resistance to Mass Transfer in a Laboratory Absorption Column Packed with Glass and Polytetrafluoroethylene Rings: Part I. The Effects of Flowrate Sequence, Repacking, Packing Depth and Initial Liquid Distribution | |
| SU1436013A1 (en) | Viscometer | |
| Lan et al. | Two Phase Flow Patterns and Boiling Heat Transfer in Tubes Containing Helical Wire Inserts--Part I--Flow Patterns and Boiling Heat Transfer Coefficients |