Калориметричний змішувач

Реферат: Калориметричний змішувач містить вертикально встановлений корпус у вигляді циліндричної ємності продовгуватої форми, в порожнині якої розташована додаткова ємність, причому дно додаткової ємності виготовлене із еластичного матеріалу та закріплене у розтягнутому стані, а в порожнині додаткової ємності розташований з можливістю вертикального переміщення різець у вигляді тіла продовгуватої форми із загостреним нижнім кінцем. UA 122339 U (12) UA 122339 U UA 122339 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до техніки калориметричних досліджень і може бути використана для визначення теплових ефектів хімічних та фізико-хімічних процесів, які відбуваються при контакті речовин як однакового, так і різних агрегатних станів. Крім того, корисна модель може бути використана в хімічній технології. Відомий пристрій для змішування різних рідин при здійсненні дослідження теплових ефектів їх взаємодії, який містить вертикально встановлену камеру циліндричної форми, призначену для розташування в ній розчинника, та скляну трубку із відтягнутим нижнім кінцем, розташовану в порожнині камери і призначену для розміщення в ній іншої речовини [1]. Контейнер з речовинами розташовують в порожнині мікрокалориметричного елемента мікрокалориметра типу Кальве, витримують до вирівнювання температури мікрокалориметричного елемента, контейнера та розташованих в ньому речовин, після чого переміщують скляну трубку вниз до руйнування нижнього кінця. При цьому рідини вступають в контакт між собою і відбувається їх взаємодія, тепловий ефект якої визначається за допомогою мікрокалориметра. Недоліком описаного пристрою є обмеженість застосування, оскільки розміри утвореного каналу, через який контактують рідини, є неконтрольованим, що впливає на швидкість змішування. Крім того, певні труднощі виникають при необхідності вивчення взаємодії твердих речовин із рідинами. Найбільш близьким по технічній суті та результату, який досягається, є пристрій для змішування реагентів, який містить корпус у вигляді вертикально встановленої ємності, кришку з отвором і внутрішній стакан, форма та розміри поперечного перерізу якого у верхній частині відповідають формі та розмірам отвору в кришці, в нижній частині стакана є отвори, стакан має кришку, в яку вмонтовано випускний патрубок, стакан встановлено з можливістю вертикального переміщення відносно корпусу [2]. Описаний пристрій дає змогу здійснювати контакт твердого та рідкого реагентів після термічної стабілізації системи і може бути використаний як для контрольованого отримання деяких газів, так і для калориметричних досліджень, для чого необхідно розмістити його в робочому об'ємі калориметричного елемента. Недоліком описаного пристрою є обмеженість застосування, оскільки він не забезпечує контрольований контакт рідких реагентів. Задачею корисної моделі є розширення функціональних можливостей змішувача. Поставлена задача виконується таким чином, що калориметричний змішувач, який містить вертикально встановлений корпус у вигляді циліндричної ємності продовгуватої форми, в порожнині якої розташована додаткова ємність, згідно з корисною моделлю дно додаткової ємності виготовлене із еластичного матеріалу та закріплене у розтягнутому стані, в порожнині додаткової ємності розташований з можливістю вертикального переміщення різець у вигляді тіла продовгуватої форми із загостреним нижнім кінцем. На фігурі представлена конструкція запропонованого калориметричного змішувача. В порожнині корпусу 1 розташована додаткова ємність 2, дно якої 3 виготовлене із еластичного матеріалу. Всередині ємності 2 розташований різець 4 із загостреним нижнім кінцем 5. При здійсненні дослідів у корпусі 1 розміщена речовина 6, а в додатковій ємності інша речовина 7. Взаємодіючі речовини можуть бути обидві у рідкому стані, або в різних агрегатних станах. Працює запропонований калориметричний змішувач таким чином. Одну із рідин 6 заливають в порожнину корпусу 1, а іншу 6 в додаткову ємність 2, після чого корпус з реагентами розташовують всередині внутрішньої оболонки калориметричного елемента. Після встановлення теплової рівноваги в калориметричному елементі, що здебільшого досягається через 15-30 хвилин, переміщуючи різець 3 вниз, руйнують дно додаткової ємності 2, в результаті чого речовини 6 та 7 змішуються і між ними відбувається взаємодія, а величину теплового ефекту, який супроводжує цю взаємодію, визначають за допомогою калориметра. У конкретному виконанні корпус змішувача та додаткову ємність виготовлено із латуні з товщиною стінок 0,2 мм, дно додаткової ємності із гумової пластини, яку в розтягнутому стані фіксували за допомогою дротяного бандажа. Різець виготовлено із ніхромової пластини із скошеним та загостреним нижнім кінцем. Зовнішній діаметр поперечного перерізу корпусу 11,5 мм, висота робочої частини 70 мм і відповідає висоті порожнини робочого елемента мікрокалориметра типу Кальве, який використано при здійсненні випробувань, діаметр поперечного перерізу додаткової ємності 7,0 мм. Здійснено випробування запропонованого калориметричного змішувача. У одному експерименті в корпус змішувача залили 2 мл 96 % етанолу, а в додаткову ємність 2 мл дистильованої води і після досягнення термічної рівноваги здійснили контакт рідин та виміряли теплоту розбавлення, а в іншому експерименті в порожнину корпуса залили 3 мл 9 % оцтової 1 UA 122339 U 5 кислоти, а в порожнині додаткової ємності розмістили 0,5 грама карбонату кальцію, після чого здійснили контакт реагентів та запис теплового ефекту взаємодії реагентів. Таким чином, запропонована конструкція забезпечує розширення функціональних можливостей калориметричного змішувача, який може бути використаний також при здійсненні різних хімічних та фізико-хімічних процесів, які передбачають контрольований контакт реагентів, в тому числі тих, які знаходяться в різних агрегатних станах. Джерела інформації: 1. Э. Кальве, А. Прат. Микрокалориметрия. Изд. ИЛ, М. - 1963, стр. 145-152. 2. Патент України на корисну модель № 58611, МПК В01J 8/08, опубл. 26.04.2011, бюл. №8. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Калориметричний змішувач, який містить вертикально встановлений корпус у вигляді циліндричної ємності продовгуватої форми, в порожнині якої розташована додаткова ємність, який відрізняється тим, що дно додаткової ємності виготовлене із еластичного матеріалу та закріплене у розтягнутому стані, а в порожнині додаткової ємності розташований з можливістю вертикального переміщення різець у вигляді тіла продовгуватої форми із загостреним нижнім кінцем. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2