УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Полезная модель относится к устройствам для определения давления и предназначена для определения упругости паров и давления газообразных соединений в реакционном сосуде.
Известно описание прибора (Фиг. 1) (А.В. Косточко, Б.М. Казбан. Пороха, ракетные твердые топлива и их свойства. Физико-химические свойства порохов и ракетных твердых топлив. Учебное пособие, Казань, КГТУ, 2011), представляющего собой стеклянный мембранный манометр, состоящий из реакционного 3 и компенсационного 4 сосудов. На Фиг. 1 представлен реакционный мембранный прибор, где 1 - мембранна, 2 - стрелка, 3-реакционный сосуд, 4 - компенсационный сосуд. Отводы: А - для введения навески испытуемого вещества, Б - для соединения сосуда с высоковакуумной установкой.
Наиболее близкое техническое решение (А.Я. Васин. Взаимосвязь химического строения и пожаровзрывоопасности органических красителей, лекарственных средств и их аэровзвесей. Диссертация на соискание ученой степени д.т.н. по специальности 05.17.07, М. РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2008 г.) для исследования формально-кинетических закономерностей разложения вещества маномертическим методом с применением стеклянного компенсационного манометра типа Бурдона (Фиг. 2), где 1 - стеклянный манометр (мембрана), 2 - реакционный сосуд, 3, 4, 5 - отростки, 6 - стрелка, 7 стеклянная оболочка.
Недостатком настоящего технического решения является отсутствие возможности исследовать вещества при давлениях больше 1-2 атм. и температурах больше 300°С.
Задачей настоящей полезной модели является расширение диапазона измерения давлений газообразных продуктов в реакционном сосуде, например, в интервале от 0 до 50 атм. при температурах от минус 100°С до 500°С.
Поставленная задача решается предлагаемым устройством, для определения давления газообразных соединений, состоящим из стеклянного сосуда, стеклянной чувствительной мембраны, стеклянной стрелки, которое дополнительно содержит камеру компенсации давления, выполненную из металла.
Предлагаемое устройство позволяет определить давление газообразных соединений в интервале от 0 до 50 атм. при температурах от минус 100°С до 500°С. На фиг. 3 приведено изображение в собранном виде предлагаемого технического решения, состоящее из реакционного сосуда, манометрической мембраны, стрелки и металлической капсулы, где а) Устройство в сборе после загрузки испытуемого образца, б) Реакционный сосуд и мембрана до загрузки образца, 1 - стеклянный реакционный сосуд, 2 - стеклянная манометрическая мембрана, 3 - стеклянная стрелка, 4 - металлическая камера компенсации давления, 5 выход на манометр, 6 - линия регулирования давления газа, 7 - стеклянная трубка, 8 - окошко для определения положения стрелки.
Заявляемое устройство работает следующим образом. В реакционный сосуд 1 через трубку 7 и манометрическую мембрану 2 загружают навеску испытуемого образца в жидком или твердом состоянии, при необходимости навеску замораживают в жидком азоте, затем откачивают воздух из реакционного сосуда при помощи вакуумного насоса. При помощи газовой горелки запаивают трубку 7 у основания мембраны 2 и устанавливают стрелку 3. Подготовленное таким образом устройство устанавливают в компенсационную камеру 4, из которой вакуумным насосом откачивают воздух. При изменении давления в сосуде 1 (вследствие изменения температуры или из-за химических превращений исследуемой навески) происходит отклонение стрелки 3 от нулевого положения. Для определения давления в реакционном сосуде 1 в камеру компенсации давления 4 подают газ (азот или воздух), в результате чего стрелка 3 возвращается в нулевое положение. Давление в реакционном сосуде 1 определяют по давлению в камере компенсации 4 при нахождении стрелки 3 в нулевом положении. Если стрелка 3 находится в нулевом положении, это значит, что давление в камере компенсации 4 равно давлению в стеклянном сосуде 1. Положение стрелки определяют визуально через стеклянное окошко 8 или при помощи оптических, емкостных индуктивных или других датчиков положения. Образец возможно загружать в реакционную камеру в газообразном состоянии без заморозки в жидком азоте, при этом для определения давления в реакционном сосуде при нахождении стрелки 3 в нулевом положении необходимо к давлению в камере компенсации 4 прибавить исходное давление в реакционном сосуде 3.
Подразумевается использование предлагаемого устройства для определения давления газообразных соединений при различных температурах. Для этого устройство помещают в термостат или криостат.
Точность определения давления газообразных соединений при помощи предлагаемого устройства зависит от вклада методических, инструментальных и личных погрешностей. Для оценки точности определения давления на предлагаемом устройстве используют статистические методы обработки результатов экспериментальных данных.
14
16
Сущность полезной модели характеризуется следующими примерами конкретного измерения давления газообразных продуктов. В качестве испытуемых соединений для определения давления были выбраны бинор-S (СН), вода, азот. Определение давления проводилось в интервале от 0 до 50 атм. при температурах от минус 100°С до 500°С.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет определять давление газообразных продуктов в расширенном диапазоне температур, а именно в интервале до 50 атм. и температуре от -100 до 500°С.