SU605152A1 - Прибор дл битермальных изопиестических измерений - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к приборам дл  битермальных изопиестических измерений и может быть использовано дл  определени  давлени  паров над жидкостью при проведении научно-исследовательских работ.

Известен прибор дл  битермальных изопиестических измерений, содержащий два термостатированных сосуда, соединенных в верхней части трубкой с боковым отводом, и вакуумный кран, размещенный на боковом отводе трубки. Сосуды выполнены разъемными дл  установки и извлечени  бюкс с исследуемым и эталонным растворами и помещены в раздельные термостаты. В качестве эталона используют воду с более низкой температурой , чем исследуемый раствор. При достижении термодинамического равновеси  в сосудах вес исследуемого раствора измен етс  за счет испарени  из него (или из эталонного раствора ) воды, что влечет за собой изменение концентрации в нем исследуемого вещества.

Давление пара над исследуемым раствором определ ют по температуре эталонного раствора при термодинамическом равновесии исследуемого и эталонного растворов в сосудах. Равновесие устанавливают путем длительного выдерживани  растворов в термостатах с разными температурами при непрерывном покачивании сосудов.

Такой прибор имеет следующие недостатки: - низка  скорость измерени  за счет длительности (до нескольких суток) процесса уравновешивани  давлени  пара в сосудах прибора, выполнени  дополнительных операций (установка, извлечение, взвешивание бюкс и др.) и необходимости проведени  предварительных расчетов температуры воды при исследовании -многокомпонентных систем;

ограниченна  область применени  - дл  исследовани  только водных растворов;

громоздкость прибора ввиду больших габаритов сосудов и возможности термостатировани  их только непосредственно в термостатах.

Известен также прибор дл  битермальных изопиестических исследований, содержащий два термостатированных сосуда, соединенных между собой, и датчик терморегул тора, соединенный с каждым из сосудов. Датчик терморегул тора состоит из открытого с одной стороны латунного меха с гофрированной боковой стенкой и электроманометра, представл ющего собой мостик Уитстона, стержень которого прикреплен к закрытому концу меха.

При повышении давлени  над исследуемым раствором стенки меха в датчике терморегул тора распр мл ютс , длина меха увеличиваетс , наступает разбаланс мостика Уитстона .

При этом сигнал от электроманометра ноступает на терморегул тор и влечет за собой охлаждение раствора. Давление над исследуемым раствором онредел ют по температуре эталонного раствора, относ  его к измеренной температуре иеследованного раствора.

Этот прибор значительно компактнее, чем предыдущий, но обладает малой чувствительностью из-за недостаточной гибкости известных материалов, используемых дл  изготовлени  гофрированного меха.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  прибор дл  битермальных изопиестических измерений, содержащий два сосуда с терМостатирующими рубашками, гребенку, соедин ющую сосуды, вакуумный кран и датчик терморегул тора, выполненный в виде U-образной трубки.

Сосуды и датчик последовательно соединены в нижней части с сосудом дл  манометрической жидкости, необходимой дл  разделени  растворов, заполн ющих сосуды и колена датчика. В качестве манометрической жидкости используют жидкость более т желую, чем все остальные, а именно ртуть. Внутрь U-образной трубки помещены две жидкости - токопровод ща  и диэлектрик, на границе раздела которых в одно из колен U-образной трубки впа ны электроды. Кроме того, прибор снабжен дополнительными вакуумными кранами , дл  заливки жидкости, откачки воздуха и др.

Однако этот прибор обладает недостаточно высокой точностью и скоростью измерений. Причиной этого  вл етс  экранирование зеркала растворов жировой пленкой, образующейс  при соприкосновении жидкости с вакуумными кранами в момент заполнени  сосудов . При этом период установлени  равновесного давлени  паров в сосудах увеличиваетс  за счет замедлени  испарени  жидкости, что снижает скорость измерений. Наличие жировой пленки, а также остаточных пузырьков воздуха, не вытесненных жидкост ми из углов возле вакуумных кранов, снижает точность измерений.

Кроме того, к недостаткам прибора следует отнести сложность конструкции, обусловленную наличием сосуда с манометрической жидкостью и нескольких вакуумных кранов, сложность процесса измерений и вредные услови  работы, св занные с использованием токсичной жидкости (ртути). Последнее обсто тельство влечет за собой искажение результатов измерений за счет неконтролируемых изменений концентраций растворов, обусловленных задержкой ранее исследованного раствора под ртутью на стенках сосуда.

С целью повыщени  точности и скорости измерений в предлагаемом приборе U-образна  трубка подсоединена к гребенке, а ваку-. умный кран установлен на гребенке между ветв ми U-образной трубки.

На чертеже схематически изображен описываемый прибор, общий вид.

Прибор состоит из сосудов 1 и 2, соединенных между собой в верхней части гребенкой 3, вакуумного крана 4, размещенного между сосудами , и датчика 5 терморегул тора, выполненного в виде U-образной трубки, подсоединенного к верхней части сосудов по обе стороны вакуумного крана. Внутри U-образной трубки помещены две жидкости: снизу - токопровод ща  (вода), сверху - диэлектрик (полиметилсилоксанова  или полиэтилсилоксанова  жидкость), на границе раздела которых в одно из колен датчика впа ны электроды 6, соединенные с чувствительным реле электроцепи терморегул тора. В одном из колен U-образной трубки расположено горлышко 7 дл  ввода жидкостей. Сосуды снабжены термостатирующими рубащками 8 и 9. Дл 

заливки растворов в сосуды предусмотрены щлифы 10 и 11. В сосуд 1 заливают воду, в сосуд 2 - исследуемый раствор. Прибор подсоедин ют к термостатам (через термостатирующие рубащки) и к реле цепи терморегул тора термостата (через электроды). Пространство над эталонной и исследуемой жидкостью вакуумируют, после чего паровое пространство между сосудами и между коленами датчика 5 перекрывают вакуумным краном 4.

Прибор работает следующим образом.

Один из термостатов поддерживает заданную температуру эталонного раствора (воды) в сосуде 1 через термостатирующую рубашку 8. Когда давление паров над исследуемым

раствором в сосуде 2 снижаетс  по сравнению с давлением паров над водой в сосуде 1, граница раздела жидкостей в датчике 5 терморегул тора опускаетс  ниже электрода 6. При этом контакт в электроцепи размыкаетс , нагреватель термостата, св занный с рубашкой 8, отключаетс  и температура и давление воды в сосуде 1 снижаютс . При повышении давлени  паров над водой выше давлени  паров над исследуемым раствором в сосуде 2

граница раздела жидкостей в датчике терморегул тора повышаетс  и замыкаетс  электроцепь . Нагреватель термостата вновь включаетс  и повышает температуру в рубашке 8, а следовательно, и в сосуде 1. Выравнивание

температуры происходит автоматически по сигналу датчика 5 терморегул тора на исполнительный механизм (термостат).

После выравнивани  давлени  измер ют температуру воды в рубашках 8 и 9, и по таблице зависимости давлени  паров от температуры определ ют давление паров воды при измеренной температуре, а значит и равное ему давление наров над раствором при заданной температуре.

Прибор позвол ет повысить точность измерени  более, чем в 10 раз (ошибка определени  составл ет 0,01% против 0,4%, погрешность определений равновесной температуры составл ет 0,002 против 0,04) и скорость измерений в 2 раза при упрощении конструкции

прибора и улучшении условий труда за счет исключени  токсичной жидкости.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Прибор дл  битермальных изопиестических измерений, содержащий два сосуда с термостатирующими рубашками, гребенку, соедин юш .ую сосуды, вакуумный кран и датчик терморегул тора, выполненный в виде U-образной трубки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и скорости измерений , U-образна  трубка подсоединена к гребенке, а вакуумный кран установлен на гребенке между ветв ми U-образной трубки.