Лабораторный ампульный автоклав

Область техники
Полезная модель относится к оборудованию для проведения физико-химических процессов при повышенной температуре в лабораторных условиях и предназначена, преимущественно, для проведения исследований с использованием агрессивных сред.
Уровень техники
Известно устройство универсальный реактор для работы в условиях высоких температур и давлений НПО «Автоклавы» (http://autoclaves.ru/), включающий реакторный сосуд, систему термостатирования, систему установки и поддержания давления с линией подвода сжатого газа от баллона. Создание в реакторном сосуде высокого давления до 200 атм. с использованием газовой смеси из баллонов высокого давления обуславливает повышенную опасность эксплуатации данного оборудования и необходимость осуществления дополнительных защитных мероприятий.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому устройству является лабораторный автоклав (патент RU 130878, МПК B01J 3/04, опубликовано: 10.08.2013 Бюл. № 22), включающий реакторный сосуд, оснащенный системой термостатирования и системой установки и поддержания давления с линией подвода сжатого газа, причем система установки и поддержания давления дополнительно снабжена жидкостным насосом, который через линию нагнетания и обратный клапан подключен к реакторному сосуду.
Недостатком наиболее близкого устройства является недостаточно надежное проведение лабораторных физико-химических исследовательских процессов.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом устройства является повышение надежного проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов.
Указанный технический результат достигается в устройстве лабораторный ампульный автоклав, включающем реакторный сосуд с  крышкой, оснащенный системой термостатирования, причем автоклав выполняют вертикальной цилиндрической емкостью, вставленной в другой цилиндр с равномерным воздушным промежутком между боковыми стенками и нижними основаниями цилиндров, наружная поверхность внешнего корпуса автоклава покрыта асбестовым утеплителем, в середине нижних оснований  установлена соединительная трубка, через которую проходит вертикальный вал в скользящем подшипнике с манжетой,  вверху на окончании вала зафиксированы перемешивающие лопасти, внизу его присоединен шкив для ременной передачи с электродвигателем, с возможностью перемешивания теплоносителя в виде глицерина, помещенного во внутреннем цилиндре автоклава, с внешней стороны внутреннего цилиндра  корпуса в уровень перемешивающих лопастей установлен спиралевидный электронагревательный кабель в виде ТЭНа наружная поверхность которого покрыта асбестовым утеплителем, с возможностью передачи тепла теплоносителю через стенку внутреннего цилиндра корпуса, внутри емкости корпуса автоклава установлена металлическая подставка с равномерно расположенными по площади отверстиями, повторяющими форму упорной части ампульных реакторных сосудов.
Отличительными признаками являются
автоклав выполняют вертикальной цилиндрической емкостью, вставленной в другой цилиндр с равномерным воздушным промежутком между боковыми стенками и нижними основаниями цилиндров, наружная поверхность внешнего корпуса автоклава покрыта асбестовым утеплителем, это дает повышение надежного проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов за счет  равномерного воздушного промежутка между боковыми стенками и нижними основаниями цилиндров, обеспечивающего постоянный градиент потери тепла, и покрытием асбестовым утеплителем наружной поверхности внешнего корпуса автоклава;
в середине нижних оснований цилиндров установлена соединительная трубка, через которую проходит вертикальный вал в скользящем подшипнике с манжетой, вверху на окончании вала зафиксированы перемешивающие лопасти, внизу его присоединен шкив для ременной передачи с электродвигателем, с возможностью перемешивания теплоносителя в виде глицерина, помещенного во внутреннем цилиндре автоклава, что приводит к повышению надежного проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов за счет постоянного перемешивания теплоносителя и качественной передачи тепла реакторным сосудам;
с внешней стороны внутреннего цилиндра корпуса в уровень перемешивающих лопастей установлен спиралевидный электронагревательный кабель в виде ТЭНа, наружная поверхность которого покрыта асбестовым утеплителем, с возможностью передачи тепла теплоносителю через стенку внутреннего цилиндра корпуса, такая конструкция устройства дает повышение надежного проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов за счет безопасной передачи тепла тэны теплоносителю через стенку внутреннего цилиндра корпуса, укрытой асбестовым утеплителем;
внутри емкости корпуса автоклава установлена металлическая подставка с равномерно расположенными по площади отверстиями, повторяющими форму упорной части ампульных реакторных сосудов, это приводит к повышению надежного проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов за счет равномерной передачи тепла ампульным реакторным сосудам.
Сравнение заявляемого решения с аналогом и прототипом не выявило в них признаки, заявляемого решения, это позволило сделать вывод о соответствии критерию «новизна».
Краткое описание рисунков
На фигуре приведен схематичный поперечный разрез устройства лабораторный ампульный автоклав, включающий 1 –оболочку внешнего цилиндра корпуса автоклава; 2 - цилиндрическую внутреннюю емкость автоклава; 3 – нагревательный ТЭН; 4 -   равномерный воздушный промежуток между боковыми стенками и нижними основаниями цилиндров корпуса; 5 – теплоноситель в виде глицерина; 6 – уровень теплоносителя; 7 -  крышку автоклава съемную; 8 – металлическую подставку с отверстиями, повторяющими форму упорной части ампульных реакторных сосудов; 9 – регулятор контроля подачи тепла; 10 – термопару; 11 –ампулу металлическую реакторного сосуда; 12 – утеплитель асбестовый внешнего корпуса; 13 - утеплитель асбестовый нагревательного элемента; 14 – механическую мешалку; 15 – трубу соединительную; 16 – манжету, совмещенную со скользящим подшипником; 17 -  вал; 18 -  шкив ременной передачи от электродвигателя.
Осуществление полезной модели
Работа лабораторного ампульного автоклава осуществляется следующим образом. Проведение процесса варки в автоклаве приближено к технологии получения целлюлозы на производстве. Определяющими факторами варки является температура и продолжительность. После загрузки теплоносителя в виде глицерина 5 до уровня 6 в цилиндрическую внутреннюю емкость 2 автоклава  выполняют подготовку   варочного процесса путем нагрева нагревательным спиралевидным электронагревательным кабелем в виде тэна 3, установленного с внешней стороны внутреннего цилиндра  2 корпуса в уровень перемешивающих лопастей 14 теплоносителя  до (50-60)°С. Для надежного проведения лабораторных физико-химических исследовательских процессов применяют постоянное перемешивание теплоносителя лопастями 14 через вал 17, установленный в соединительной трубке 15 в скользящем подшипнике с манжетой 16 через шкив ременной передачи от электродвигателя. Дополнительно установлен утеплитель асбестовый нагревательного элемента 13 и утеплитель асбестовый внешнего корпуса 12 автоклава. В металлическую ампулу реакторного сосуда 11 помещают щепу толщиной 3-5 мм и длиной 15-25 мм вместе с варочным раствором в виде белого щелока. Герметично закрученные крышкой ампулы 11 устанавливают в металлическую подставку с отверстиями 8, повторяющими форму упорной части ампульных реакторных сосудов 11. Закрывают крышку автоклава 7, на которой зафиксирована термопара 10, передающая параметры на регулятор контроля тепла 9. Далее осуществляют нагрев реакторных сосудов 11 до конечной температуры (160±10)°С, выдерживают процесс при этой температуре. Температуру внутри реакторных сосудов контролируют с помощью датчика температуры 10. После завершения эксперимента производится отключение нагревательного элемента 3.
Источники информации
1. Устройство универсальный реактор НПО «Автоклавы» (http://autoclaves.ru/);
2. патент RU 130878, МПК B01J 3/04, опубликовано: 10.08.2013 Бюл. № 22.