Прибор для исследования трибохимических реакций на металлических поверхностях

Прибор для исследования трибохимических реакций на металлических поверхностях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 590668

Союэ Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-sy (22) Заявлено 30.11.72 (21) 1853221/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.78. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 20.02.78 (51) М. Кл,в G 01N 33/20

В 01F 7/28

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 66.069.82 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. В. Панов, Ю. Я. Подольский и И. Ю. Гегузина

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева (71) Заявитель (54) ПРИБОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРИБОХИМИЧЕСКИХ

РЕАКЦИЙ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЯХ

Изобретение относится к приборам для исследования процессов, протекающих на металлических поверхностях в системе металл— жидкость — газ. Прибор может быть использован для изучения образования окислов металлов и изучения термоокислительной стабильности органических веществ, находящихся в контакте с металлической поверхностью, которая подвергается динамическому воздействию. Особенно ценен прибор для изучения термоокислительной стабильности органических жидких веществ, используемых для смачивания различных машин и при механической обработке металлов.

Известно устройство, предназначенное для исследования свойств смазывающих материалов, состоящее из металлического корпуса с конической крышкой, внутри которого помещен вал, с укрепленными па нем подшипниками, двигателя, служащего для приведения вала во вращенис и измерительные приборы (1).

Однако в таком устройстве не могут развиваться трибохимические процессы.

Известен роторный аппарат, предназначенный для интенсификации различных процессов. Он содержит корпус, внутри которого размещены статор и ротор с лопастями и отверстиями для диспергирования обрабатываемой среды, шары, помещенные между статором и ротором ввода и вывода обрабатываемой среды (21.

Недостатком указанного аппарата является то, что в нем пе развиваются трибохимические д реакции, так как для их проведения необходима стабильная подача исследуемой жидкости, тонкое диспергированпе и перемешиванис ее с циркулирующим в аппарате газом, а, кроме того, необходимо, чтобы статор, ротора и металлические шары подвергались динамическому воздействию для того, чтобы на их поверхности возникали высокоактивные участки, на которых происходят механохимические реакции.

15 Цель изобретения — обеспечение стабильной подачи исследуемой жидкости и интенсификация процесса.

Для этого в предлагаемом приборе реактор снабхкеп отстойником с исследуемой жидкостью, а польш ротор — конусом, размещенным в отстойнике.

Кроме того, кольцевое пространство заполнено шарами на 5 — 7% его объема.

На фиг. 1 изображен описываемый прибор, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез по

А — А на фиг, 1.

Прибор для исследования трибохимически реакций содержит металлический термостатируемый реактор 1, отстойник 2, соединенный с реактором при помощи болтов 3. Внутри ре590668 актора расположен статор 4 и полый ротор 5 с лопастями 6, отверстиями 7 для диспергирования исследуемой жидкости и конусом 8, соединенным ротором при помощи планки 9 и винтов 10, причем конус 8 размещен в отстойнике 2. Между ротором и статором в кольцевом пространстве размещены металлические шары 11, заполняющие его на 5 — 7О/о.

Ротор 5 расположен на валу 12 и приводится во вращение от электродвигателя.

Реактор снабжен входным 13 и выходным 14 патрубками, соединенными с системой

15 для измерения скорости поглощения газа, циркулирующего в прибор, и патрубком 16 для ввода исследуемой жидкости и металлических шаров.

Прибор работает следующим образом.

Сначала проверяют герметичность реактора и всего устройства для измерения скорости поглощения газа. Подготовленные шарики вводят в реактор 1 через патрубок 16, после чего устанавливают заданную температуру (при помощи термостата) и через патрубок

16 в реактор вводят исследуемую жидкость, которая стекает в отстойник, при этом нижняя часть конуса 8 погружается в жидкость.

После чего включают электродвигатель, приводящий во вращение ротор 5. При вращении ротора исследуемая жидкость поднимается центробежной силой по внутренней стенке конуса 8 в ротор 5 и эффективно разбрызгивается через отверстия 7. Затем жидкость стекает тонким слоем в отстойник 2 и конусом 8 опять поднимается вверх.

Металлические шары 11, расположенные в кольцевом пространстве между ротором и статором, при вращении ротора попадают под удары лопастей 6 ротора, благодаря чему металлические поверхности в кольцевом пространстве подвергаются сильному динамическому воздействию и, находясь в контакте с диспергированной жидкостью и цикулирующим в приборе газом, создаются условия для развития трибохимических процессов.

Одновременно с пуском ротора 5 включают циркуляционный насос, входящий в систему

15 для измерения скорости поглощения газа, которая содержит стеклянные сосуды с поглотителями для удаления продуктов реакции, автоматические приборы, регистрирующие расход газа, газгольдер, заполненный циркулирующим в приборе газом, бюреток, самопишущий потенциометр ЭПП-09. При работе насоса газа выходит из реактора и поступает в систему 15, в которой автоматически измеряется количество израсходованного в реакторе газа, и поступает свежий газ.

Пример. Эксперимент проводят без жидкости с 750 шариками при 170 С, при скорости

30 циркуляции воздуха 10 л в час, с автоматической подачей кислорода взамен израсходованного.

Первый период. Скорость вращения ротора

1500 об/мин. Продолжительность периода

10 мин. Поглощение кислорода не наблюдается. Проходит процесс удаления окисной плен. ки на металлических поверхностях и образования свежеобнаженной активной поверхности.

Второй период. Скорость вращения ротора

1500 об/мин. Продолжительность периода

40 мин. Скорость поглощения кислорода в реакторе 2,3 мл/мин. Проходит процесс образования окислов

Третий период. Ротор неподвижен. Поглои ение кислорода наблюдается только первые

21 мин, в течение которых расход кислорода в реакторе составляет 21 мл (1,0 мл/мин). По истечении 21 мин поглощение кислорода в реакторе прекращается, что связано с завершением процесса образования защитных окисных пленок на неподвижных металлических поверхностях.

Четвертый период. Вращение ротора возобновлено с прежней скоростью (1500 об/мин).

Продолжительность периода 456 мин. Скорость поглощения кислорода в реакторе

2,3 мл/мин.

Предлагаемый прибор позволяет получить высокие результаты по термоокислительной стабильности органических жидких материалов.

Формула изобретения

1. Прибор для исследования трибохимических реакций на металлических поверхностях в трехфазной системе металл — жидкость— газ, содержащий металлический термостатируемый реактор с коаксиально установленными в его корпусе статором и полым ротором с лопастями и отверстиями для диспергирования исследуемой жидкости и шары, помещенные в кольцевом пространстве между ротором и статором, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильной подачи исследуемой жидкости и интенсификации процесса, реактор снабжен отстойником с исследуемой жидкостью, а полый ротор — конусом, размещенным в отстойнике.

2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что кольцевое пространство заполнено шарами на 5 — 7 /, его объема.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 2045555, кл. 73-10, 1936.

2. Авторское свидетельство СССР №286973, кл. В 01F 7/28, 1971.

590668

Составитель О. Чернуха

Техред Н. Рыбкина

Редактор T. Пилипенко

Корректор Е. Хмелева

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 523/17 Изд. № 183 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5