Прибор для определения плотпости и связанных с плотностью величин твердых тел и жидкостей

О П И :- -НИ-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социал истичвск;х

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

МПК G 01п 9,/00

Заявлено 30.1.1967 (№ 1129693/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 12.11.1971. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 5.1 .1971 т(омитет ло делам изабретеиий и открытий при Совете 1Яииистров

СССР

УД1(531.756.08(088.8) Авторы изобретения

Б. П. Константинов, H. П. Мишарин и В. H. Провоторов

Физико-технический институт им. A. Ф. Иоффе

Заявитель

ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ И СВЯЗАННЫХ

С ПЛОТНОСТЬЮ ВЕЛИЧИН ТВЕРДЪ|Х ТЕЛ И ЖИДКОСТЕЙ

Предлагаемый прибор для определения плотности и связанных с плотностью величин твердых тел и жидкостей предназначен преимущественно для использования в заводских и научно-исследовательских лабораториях, в геологических экспедициях, в производственных цехах для контроля за технологическими процессами.

Известно много приборов для определения плотности твердых тел и жидкостей, использующих различные принципы действия. Известны также приборы, принцип действия которых основан на установлении твердых образцов или стандартных поплавков в жидкости с температурным вертикальным градиентом плотности, направленным вниз, на высотах, где их плотность равна плотности среды.

Известна конструкция прибора для определения плотности и связанных с плотностью величин твердых тел и жидкостей. Этот прибор содержит теплоизолированный с боков центральный теплопроводящий стержень с продольным смотровым пазом и внутренней полостью, заполненный жидкостью, в которую помещаются твердые образцы или стандартные поплавки двух камер. В камеры выведены торцы стер кня и через них прокачивастся из двух вспомогательных термостатов термостатирующая жидкость различной температуры, благодаря чему вдоль стержня, а от него и в аналитической жидкости, заполняющей его внутреннюю полость, создается вертикальный градиент температуры. Мерой плотности является устойчивое положение образцов или стандартных поплавков, определяемое с помощью специального отсчетного устройства.

Вследствие недостаточного перемешивания термостатирующей жидкости в камерах прилегаюн,пе к торцам стержня слои представляют собой значительные переменные неконтролируемые тепловые сопротивления для потока тепла, идущего вдоль стсржня. Следствием этого является непостоянство температуры и градиента температуры во времени, а также развитие конвекционных потоков в аналитической жидкости, что приводит к постоянному б.тлкданию нуля шкалы, изменению цены деления и равномерности шкалы прибора и неустойчивости равновесия образцов и стандарт20 ных поплавков. В совокупности оба фактора знаш!тельно снижают точность измерений.

Для повышения точности измерений в предложенном приборе термостатирующие камеры выполнспы в виде двух отделений, разделенных псрегородкой со сквозными отверстиями

Иа чертеже изображен описываемый при бор в двух проекциях.

Прибор состоит из центрального стержня i с внутренним продольным пазом 2, который

ЗО загерметизирован прозрачньтхш вкладышами

296026

4О

8 и 4. Торцы стержня 1 выходят в камеры 5 и

6, разделенные каждая перегородками 7 и 8, повторяющими форму торцов стержня 1 и снабженными рядом отверстий 9 и 10. Камера 5 имеет входную 11 и выходную 12 оливки, а камера б — входную 18 и выходную 14. Камеры 5 и 6 и стержень 1 теплоизолированы крышками 15 и 16 и рубашкой 17. Конструкция в целом крепится на основании 18, па котором смонтировано также отсчетное устройство 19. Доступ во внутреннюю полость 20 осуществляется с помощью трубок 21 и 22.

Нижняя трубка 21 имеет кран 28.

Прибор работает следующим образом.

Термостатирующая жидкость температуры

Т из ультратермостата (на чертеже не показан) подается в верхнее отделение камеры 5 через входную оливку 11, откуда она через отверстия 9 в перегородке 7 сильными струями попадает на верхний торец стержня 1, интенсивно его омывает и удаляется затем через выходную оливку 12 и возвращается в свой термостат. Аналогично, термостатирующая жидкость температуры Т> из другого термостата подается в нижнее отделение камеры 6 через оливку 18, откуда через отверстия 10 в перегородке 8 она сильными струями омывает нижний торец стержня 1 и удаляется затем из камеры 6 через оливку 14 в свой термостат. Термостатирование торцов стержня 1 различными температурами (Т ) Т ) при известной геометрии его и рубашки 17 приводит к определенному распределению температуры вдоль стержня 1, которое затем передается аналитической жидкости, заполняющей внутреннюю полость 20. Как следствие вертикального распределения температуры и температурной зависимости плотности аналитической жидкости в последней возникает вертикальный градиент плотности, направленный вниз.

Образцы или стандартные поплавки 24, помещенные в нее, стремятся занять и занимают в ней определенные по высоте положения, где

15 гс

25 зо их плотность равна плотности среды. Эти равновесные положения фиксируются с помощью отсчетпого устройства 19 и однозначно определяют плотность образцов или жидкости. Помещение образцов и аналитической жидкости в полость 20 осуществляется через трубку 22, а удаление их производится через трубку 21.

Уменьшение теплового сопротивления прилегающих к торцам стержня 1 слоев термостатирующей жидкости, а тем самым и влияние их на устойчивость продольного распределения температуры в стержне 1 достигается за счет интенсивного и равномерного обмыва торцов стержня 1 струями термостатирующей жидкости, поступающей из отверстий 9 и 10 в перегородках 7 и 8. Форма перегородок 7 и

8, их расположение, а также число, размеры и размещение отверстий 9 и 10 выбираются из соображений достижения минимального перепада температур на слоях термостатирующей жидкости около торцов стержня 1.

Использование двойной камеры в приборе при прочих благоприятных условиях повышает точность измерений не менее чем на порядок. При экспрессных анализах время измерения не превышает 5 — 10 мин. Количество пробы для анализа составляет 10 — 10 7 г.

Возмо>кпы одновременное измерение многих проб и градуировка шкалы в единицах плотности.

Предмет изобретения

Прибор для определения плотности и связанных с плотностью величин твердых тел и жидкостей, содержащий отсчетное устройство, теплопроводящий с внутренней полостью и продольным смотровым пазом стержень с теплоизоляцией, термостатирующие камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, термостатирующие камеры выполнены в виде двух отделений, разделенных перегородкой со сквозными отверстиями, 296026

17

1 б

f6 ж

2/

Составитель В. И. Ковалева

1зедактор Н. С. Коган Техред Н, И. Наумова Корректоры: А. Николаева п Л. Корогод

Заказ 786/3 Изд. № 348 Тираж 473 Подписное

Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2