Устройство для определения температуры кристаллизации или затвердевания расплавов веществ

Устройство для определения температуры кристаллизации или затвердевания расплавов веществ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

:(72) Авторы иэобретення! !

C "1 Э т-дичина торскии институт

БИБЛИОТЕКА 1

Б.Я.Лившиц, M.Ä.Áóòóçîâ, В.Г.Семенов, Г. и H.È.Ãóðæèé

Научно-исследовательский и опытно-констру автоматизации черной металлургии (7l) Звявнтель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ИЛИ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ РАСПЛАВОВ

ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к технике автоматического определения темпера туры кристаллизации или затвердевания веществ в потоке и может быть использовано в химической, нефтехимической, коксохимической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для определения температуры застывания полимерных веществ, состоящее из насоса, трубопровода, нагревателя и охладителя жидкости, регистратора температуры, причем внутри трубопровода имеется сужение диаметром до 1/3 и длиной до 6 диаметров трубопровода (1 ).

Недостатком данного устройства является продолжительное время анализа.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо" му результату является устройство для 2о определения температуры кристаллизации расплава, содержащее корпус в виде трубы, на котором через термоизолирующую прокладку смонтирована емкость для исследуемого вещества, имеющая на внутренней поверхности термокарман для датчика температуры, п1 и этом с противоположной стороны емкости внутри корпуса установлен шток, связанный с пневмоприводом, на конце которого с помощью поворотного шарнира укреплен плоский термоизолированный клапан и ограничительный штифт (2)

Однако при медленном охлаждении расплавов образование центров крис" таллизации начинается при температуре на несколько градусов ниже температуры кристаллизации, что приводит к неустойчивому состоянию окружающей среды по отношению к появившимся крис" таллам. Вследствие этого количество центров кристаллизации и:их размеры быстро увеличиваются и переохлажденное вещество переходит в устойчивую форму - кристаллическое состояние.

Этот фазовый переход, согласно прин20 4 но укреплена мембрана, имеющая контакт, связанный через переключатель с холодильником и дополнительно введенным блоком управления, потенциометрическая схема которого соединена с датчиком температуры, а выход блока управления соединен с пневмоприводом.

На Фиг. 1 показан датчик температуры кристаллизации; на фиг. 2блок-схема устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит корпус датчика 1 температуры кристаллизации, выполненный из отрезка трубы с фланцами 17 и двумя диаметрально противоположными штуцерами

7 и 4. На штуцере 7 крепится мембранный пневмопривод 3, шток 18 которого шарнирно соединен с плоским термоизолированным клапаном 5. На штуцере 4 через термоизолирующую прокладку крепится полусферическая тонкостенная усеченная полость с помощью нижнего фланца .19. На верхнем Фланце 20 полости, являющейся емкостью для кристаллизации, герме«ично укреплена металлическая мембрана 8 с пневмоконтактом 18 — заслонка, и сопла 12. Внутри полости

2 встроен термокарман 11 для термопары. Вокруг полости расположен холодильник 9 в виде кольцевой трубки с отверстиями. На линиях сжатого soapyxa установлены дроссель 15 и переключатель 16. Блок управления 13 устройством имеет потенциометрическую схему, связанную с термопарой 11 и регистрирующим прибором 14.

Устройство работает следующим образом.

Через датчик 1 непрерывно транспортируется анализируемый продукт, например расплав нефталиновой фракции. По команде К, блока 13 управления пневмопривод 3 перемещает клапан 5, отсекающий в усеченной полусферической полости 2 пробу анализируемого вещества. В это время заслонка 10, укрепленная на мемЬране 8, закрывает сопло 12. Давление в линии сопла повышается,и переключатель 16 подает сжатый воздух к холодильнику 9, который интенсивно охлаждает пробу, отсеченную в полости 2. Благодаря термоизоляции клапана 5 проба в полости, хорошо теплоиэолированная от потока продукта, быстро кристаллизуется (затвердевает).

При фазовом переходе пробы из жидко»

ro в твердое состояние ее объем умень3 9687 ципу смещения равновесия, сопровождается выделением тепла, которое повышает температуру вещества до его температуры кристаллизации. Таким образом, при медленном охлаждении расплава кристаллизуемого вещества температурная кривая кристаллизации имеет экстремум, соответствующий его температуре кристаллизации или горизонтальный участок или перегиб, что зависит от 1О скорости охлаждения и количества вещества.

Поэтому в практике подбирают бптимальные условия (скорость охлаждения и количество пробы), чтобы за наиме- 15 нее короткий по времени цикл произвести автоматическую регистрацию или визуальный замер температуры кристаллизации. Сбычно при таком методе цикл, включающий отбор пробы, охлаж- 2О дение ее до кристаллического состояния и расплавление для эвакуации из емкости, составляет 40-60 мин.

Основными недостатками известного устройства являются продолжитель25 ное время анализа (цикла),обусловленное неоЬходимостью медленного охлаждения расплава, за счет чего ин. Формация о температуре контролируемого расплава получается почти часо30 вои давности, невозможность опреде. ления температуры затвердевания (кристаллизации) веществ, не подчиняющихся принципу смещения равновесия.

Цель иэоЬретения - уменьшение вре- З5 мени измерения температуры кристаллизации или затвердевания расплавов веществ.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определе- 4 ния температуры кристаллизации или затвердевания расплавов веществ, содержащем корпус в виде трубы, на котором через термоиэолирующую прокладку смонтирована емкость для исследуемого вещества, имеющая на внутренней поверхности термокарман для датчика температуры, при этом с противоположной стороны емкости, внутри корпуса установлен шток, связанный с пневмоприводом, на конце которого с помощью поворотного шарнира укреплен плоский термоизолированный клапан и ограничительный штифт, емкость выполнена в виде тонкостенной 55 усеченной полусферической полости с двумя Фланцами и холодильником, причем на одном из фланцев герметич968720 шается, и заслонка 10, укрепленная на мембране 8, открывает сопло 12 и давление в линии "сопло-переключатель падает до нуля. При этом переключатель 16 отсекает подачу сжатого воздуха в холодильник 9.

Одновременно блок управления по" дает команду ЭК, по которой разбаланс потенциометрической схемы блока 13 управления, замеряющего температуру кристаллизации, например нафталиновой фракции внутри полости 2 с помощью термопары 11, передается на вторичный прибор 14, на котором это значение температуры кристаллизации регистрируется в течение всего цикла.

Спустя некоторое время после команды ЭК блок 13 управления снимает команду К, в результате чего пневмопривод возвращается в исходное положение,. поворачивая клапан 5 с помощью штифта 6, и соединяет полость

2 с потоком продукта. Снимается также команда ЭК, отключающая двигатель реохорда вторичного прибора и переключающая усилитель на блок 13 управления. Такое положение клапана 5 направляет поток продукта в полость и быстро расплавляет пробу. После расплавления пробы мембрана 8 выпрямляется, и заслонка 10 закрывает сопло 12.

При повышении давления в линии сопла 12 с блока управления подается команда К и цикл повторяется.

6 формула изобретения

Устройство для определения температуры кристаллизации или затвердевания расплавов веществ, содержащее корпус в виде трубы, на котором через термоизолирующую прокладку смонтирована емкость для исследуемого вещества, имеющая на внутренней поверхности термокарман для датчика

10 температуры, при. этом с противоположной стороны емкости, внутри корпуса установлен шток, связанный с пневмоприводом, на конце которого с помощью поворотного шарнира укреплен плоский термоизолированный клапан и ограничительный штифт, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени измерения температуры кристаллизации или затвердевания, емкость выполнена в виде тонкостЕнной усеченной полусферической полости с двумя фланцами и холодильником, причем на одном из фланцев герметично укреплена мембрана, имеющая контакт, связанный через переключатель с хо" лодильником и дополнительно введенным блоком управления, потенциометрическая схема которого соединена с датчиком температуры, а выход блока управления соединен с пневмоприводом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 842526, кл. G Ol и 25/04, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

И 258659, кл. G 01 М 25/02, 1968 (прототип), 968720

Заказ

l57 72 Тираж 7 Подписное

ВНИКНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель В.Битников

Редактор Л.Коссей Техред А.Ач Корректор О.Билак