Прибор для определения поверхностного натяжения на границе жидкость-жидкость

Прибор для определения поверхностного натяжения на границе жидкость-жидкость

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(iii 73597О

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнапнстнческнх

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 22.11.77 (21)2546574/18-25 с присоединением заявки О1о(St)М. Кл .

6 01 И 13/02

Гооударстввииый коиитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень М 19

Дата опубликования описания 30.05.80 во делам иэобретеиий и открытий (53) УДК 543. 542, (088. 8) Г. Н. Клименко, Н. A. Кононова, В. Г. Герм шев, Т. Н. Пятницкая В. В. Колегаев и Б, E. Чистяков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО

НАТЯЖЕНИЯ НА PAHNUE ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ

Изобретение относится к технике физико-химического анализа жидкостей, в частности к определению поверхностного натяжения жидкостей.

Известен прибор для определения по5 верхностного натяжения на границе жид- кость — жидкость по объему капель, содержащий столик со стойкой, скобу, в которой закрепляется шприц с капилляром и микрометрическая головка, перемещающийся по стойке подпружиненный электропривод, термостат, съемную стеклянную трубку, надеваемую на капилляр Я.

Однако такой прибор имеет одну скорость формирования капли крепящийся на стойке подпружиненный привод вследствие небольших перекосов создает малозаметные встряхивания прибора, достаточные для преждевременного отрыва капель от капилляра, что следовательно, снижает точность измерений.

Чтобы заполнить шприц и выпустить пузырек воздуха, нужно перевернуть шприц вверх капилляром, для чего требуется

2 почти полная разборка прибора, а затем сборка, на что затрачивается много времени.

Вследствие неудачного конструктивного размещения узла термостатирования, ухудшенной видимости через три стеклян,ные трубки (термостата, сосуда и трубки) и три слоя жидкости затруднена установка глубины погружения капилляра в рабо чую жидкость и определение момента от рыва капли..

Наиболее близким техническим решением к изобретению явля ся прибор для определения поверхностного натяжения на границе жидкость-жидкость по объему капель, содержащий столик со стойкой, скобу, в которой крепятся шприц с капилляром и микрометрическая головка, электродвигатель с редуктором, закрепленным на крышке термостета и соединенным с микрометрическим. винтом муфтой P2), Однако подпружиненный привод перемешается по стержням за ввинчнваемым ми5

1О

1

З5

3 73 крометрическим винтом, перекашивается на стержнях и вызывает встряхивания всей системы прибора, что снижает точность измерений. Неточность центровки оси шприца и оси микрометрического винта и торцовое биение подпятника штока шприца вызывают незаметное для глаза относительное возвратно-поступательное движение штока шприца.

Qna выдавливания пузырька воздуха из шприца требуется отключение и сьем привода, извлечение прибора из термостата, сьем скобы со шприцем и микрометрической головкой, а затем обратная сборка прибора с центровкой оси микрометрического винта с осью привода, на что затрачивается много времени.

Установка капилляра на постоянную глубину погружения в жидкость затруднена вследствие того, что скоба свободно iio стойке перемешаться йе может, так как она связана с приводом, расположенным на термостате.

В результате значительных затрат времени на разборку и сборку прибора происходит нарушение термостатическо-. го режима измерений, после чего тре-; буется время для установления необходимой температуры.

В известном приборе лишь одна скорость формирований капель жидкости, в то время как статическим значением по- верхностного натяжения является одина ковый результат измерения, полученный при двух скоростях формирования капель.

Белью изобретения является увеличе ние воспроизводимости и точности определения поверхностного натяжения ва границе раздела жидкость--жидкость путем обеспечения оптимальных условий формирования капли.

Для этого прибор снабжен подьемным устройством, съемным держателем со сменными разрезными втулками механизмом отключения привода н шари«ом, вставленным между микрометричесхим винтом и подпятником штока шприца.

При этом подъемное устройство включает ручку с подпружиненным роликом для плавного подъема и опускания измерительного механизма и ручку жесткого фиксирования его на стойке.

Кроме того, механизм отключения привода содержит ось, втулку, винт, пружину и регулирующий винт точной установ-, ки привода в исходное положение при включении его. Ось жестко соединена

5970 4 с подьемным устройством, втулка редуктором привода.

Электропривод при включенном положении жестко связан с микрометрическим винтом посредством шестеренчатой передачи, так, что узкая шестерня, закрепленная на микрометрическом винте, при его ввинчивании перемешается вниз с обкатыванием вдоль широкой шестерни на оси редуктора. При этом нет никаких перекосов, заклиниваний, толчков, встряхиваний.

Установка шарика, диаметром 5 мм в сделанное углубление на пяте штока шприца позволяет плавно, равномерно передавать поступательное движение от вращающегося микрометрического винта к штоку шприца.

Сьемный держатель быстро и легко

20" отсоеднняется от подьемного устройства вместе со шприцем и микрометрической головкой. Это позволяет быстро произвести заправку шприца и выпустить пузырек воздуха. Затем держатель устанавливается точно в исходное положение.

Подьемное устройство прибора врашени м маховичков позволяет плавно поднимать и опускать по стойке корпус. прибора, точно устанавливать на постоянную глубину погружения капилляра в жидкость и жутко фиксировать механизм на стойке.

Незначительная затрата времеви. на подготовку прибора к работе и переэаряд» ку почти не нарушает термобаланса в тер-: мостате.

Прибор имеет две скорости формирования капель, что достигается простым переключением рычажка редуктора.

При подготовке прибора к работе привод легко отводится в сторону и точно устанавливается в исходное положение, обеспечивая правильное зацепление шестерен.

Скорость формирования капель можно изменить не только двухскоростным редуктором, но и меняя шприцы различного сечения. Эта операция выполняется так же очень легко, быстро и точно с помощью сменных раэрезных втулок.

Изогнутый стеклянный капилляр, имею-. щий конусообразный срез, пришлифован к конусному наконечнику шприца.

На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор, обший вид, на фиг. 2 — разрез

А-А фиг. 1: на фиг. 3 — разрез

Б-Б фиг. 1.

Привод включает электродвигатель

QCQ2-П1 1, связанный шестерней 2 с.2

7389 70 положение соответствуюнГую. диаметру шприца сменную разрезную втулку 16 бортиком вниз, вставляют снизу в отверстие держателя 13 и винтом 15 закреп5 ляют шприце

Отключают привод, отвинтив на 31 оборота винта 9 (см. фиг. 3). При этом редуктор 3 с электродвигателем 1 и закрепленной к нему втулкой 20разжатием пружины 31 поворачивается относительно оси 10, отключая шестерню 5 на оси редуктора от шестерни 6, посаженной на микрометрический винт. Включение привода производится вращением винта 9 до упора в регулировочный винт

8 зац пления шестерен 5 и 6, что обеспечивает точное их зацепление.

Поддерживая съ. мный держатель 13, отвинчивают на 4-5 оборотов винт-иг Гу

I ,о 12, слегка нодтолгчув вверх, отводят в сторону и снимают держатель вместе со шприцем и микрометрической головкой.

Погружают кон ц капилляра 17, надетого на шприц, в исследуемую жидкость (керосин) и вывинчиванием микрометрического винта 7 заполняют шприц

14> затем, перевернув шприц вверх капилляром, выжимают пузырек воздуха ввинчиванием микрометрического винта, З0 Между нодпягником штока и венцом корпуса шприца вставлена пружина 19, которая, вьгталкивая плунжер, прижимает

его подпятник через шерик 18 к торцу микрометрического винта.

3 На столик прибора ставят стеклянный сосуд с другой исследуемой жидкостью (водным раствором ПЛВ).

Освободив ручку фиксирования 21, вращением ручки 22 опускают измерительный механизм капилляром в сосуд на выбран- ную глубину погружения и фиксируют его на стойке ручкой -"1. Рвинчиванием до упора винта 9 включают привод. Закрывают дверцу термостата и через несколько минут температура в термостате выводится иа заданную, Прибор готов к работе.

Включают вилку в розетку электросети, тумблер и приступают к измерению.

При вращении ротора двигателя керосин медленно вытесняется из шприца сталагмометра и формируется на кончике капилляра в виде капель. Замеряется число делений лимба микрометра между редуктором 3, имеющим ручку 4 переключенИя скоростей на два положения.

На оси редуктора 3 насажена широкая шестерня 5., которая через шестерню 6 передает вращение HQ микрометрический винт 7.

Qns точного включения привода на механизме его отключения имеются регулирующий винт 8 и винт 9. Ось 10 механизма отключения привода закреплена на корпусе 11 подьемного устройства, на котором имеется винт-игла 12 для закрепления съемного держателя 13. Снизу в сьемный держатель вставляется шприц 14, который закрепляется винтом 1 5 через сменные разргзные втулки 16. На конец шприца надет стеклянный капилляр 17.

-Между микрометриче кими винтом 7 и подпятником шприца 14 вставлен шарик

18, а между подпятником и корпусом шприца 14 — пружина 19. Привод при отключении поворачивается относительно оси 10 на втулке 20, закрепленной к приводу. . Подъемное устройство снабжено ручкой 21 для го фиксации, ручкой 22 с роником 23, который опирается на пружины 24 через скобу 25. Весь ме.ханизм прибора подвижно крепится на стойке 26, закрепленной на столике 27.

Столик 27 имеет винты 28 для установки е. = по уровню с помощью вмонтированного в него уровнемера 29.

Электропривод прибора включается и выключается. тумблером 30, Механизм отключения привода отключает привод отвинчиванием винта 9 пружиной 31 (см. фиг. 3).

Мотор-редуктор ДСД2-Пl имеет на выходе 2 об/мин двухскорбстной редуктор имеет передаточное отношение 1:5 и

l: 10.

Таким образом, микрометрический винт имеет вращение 0,2 об/мин и

0,4 об/мин, что составляет 0,01 и

0,02 мм/мин поступательного движения.

При работе прибор устанавливается в воздушньГй термостат с прозрачными стенками (на чертежах не показан).

Прибор подготавливают к работе, не извлекая его из термостата. Ослабив ручку фиксации 21, вратцением ручки 22 поднимают в верхнее положение весь механизм прибора (см. фиг. 2).

Винтами 28 столик 27 прибора уста навливают по уровню с помощью уровиемера 29. Выбирают нужный шприц 14, прикладывают к нему в крайнее верхнее двумя соседними отрывами капли от капилляра

Величина межфазного натяжения на границе двух жидкостей (керосин - вод7 7359 ный раствор ПАВ) определяется по формуле:

e--@ v(d„-б где © - межфаэное натяжение,, дин/см1

К - постоянная прибора;

Ч вЂ” обьем выдавливаемой капли в делениях шкалы;

С,4 — плотность обеих .;идкостей.

Для определения постоянной прибора

К измеряют межфазное натяжение на границе дистиллированная вода - криоскопический бенэоп.

Предлагаемый прибор для определения поверхностного натяжения на границе жидкость-жидкость обладает высокой точностью и стабильностью определения, значительно снижается время на подго-: товку прибора к работе.

IlpH выполнении измерений не требует- gg ся никаких нападок прибора и инструментоб, чтб значительно повышает производительность труда, Прибор прост по устройству, компактен и удоб н при эксплуатации, Он может применяться на предприятиях хими- . ческой промышленности дпя контроля технологического процесса по межфазному натяжению между углеродной и вод« ной средой. 30

Формула изобретения

1е Прибор для определения поверхностного натяжения на границе жидкость-жид70 B. кость по объему капель, содержаший привод, измерительный механизм, включаюший шприц дпя исследуемой жидкости, капилляр и микрометрическую головку, отличаюшийсятем, что,с целью увеличения воспроизводимости и точности опредвпения путем обеспечения оптимальных условий формирования капли, он снабжен подъемным устройством, съемным держателем со сменными разрезными втулками, механизмом отключения привода и шариком, вставленным между микрометрическим винтом и под- : пятником штока шприца.

2. Прибор по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что подьемное устройство включает ручку с подпружиненным роликом для плавного подъема и опускания измерительного механизма и ручку жесткого. фиксирования его на стойке.

3. Прибор по пп. 1 и 2, с, т л и ч а юш и и с я тем, что механизм отключения привода содержит ось, втулку, винт с пружиной и регулируюший винт, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 338828, кл, Г„ 61Ч 13/02, 1971.

2. Применение поверхностно-активных вешеств и других химических реагентов в нефгедобываюшей промьииленности, Труды БашНИПИнефть, выпуск- ХУ, М., 1970, с. 86-89.