Устройство для исследования кинетики быстрых химических реакций

"с, О П И С АН-ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Саеоэ Советскнк Соцнапнстнческнк Респубинк(5) М. Кл. С 01 И 31/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(7) заявитель Институт химической физики(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ БЫСТРЫХ ХИЮР 1 ЕСК 1 Х РЕАКЦИИ Изобретение относится к устройствам для исследования кинетики жидкофазных химических реакций струевым методом с автоматическим сканированием вдоль потока реагирующей смеси. 5Известны устройства для исследования кинетики жидкофазных химических реакций струевым методом, содержащие реакционную камеру, на входе которой установлен смеситель растворов реагентов, связанный каналами с блоком подачи растворов реагентов в заданном соотношении. О ходе химического процесса судят по изменению какого-либо Физического параметра 15 оптической плотности, температуры, электропроводности и др.), по длине реакционной камеры вдоль потока, для чего устройство снабжают детектирующей системой со сканированием 1, воУказанные устройства сложны в изготовлении и не обеспечивают достаточной степени синхронизации процесса сканирования с подачей реагентов.Также известно устройство для исследования кинетики быСтрык химических реакций, содержащее проточную реакционную камеру в виде трубки, смеси- тель, блок подачи реагентов с подВижнымя элементами, выполненными в ЗО виде плунжеров или цилиндров, и детектирующую систему 2 .Для перемещения детектирующей системы вдоль потока реагирующей смеси в реакционной камере устройство снаб - жено приводом со ступенчатым или плавным изменечием скорости и синхронизируют его работу с подачей растворов реагентов в реакционную камеру, что усложняет конструкцию устройства.Целью изобретения является повышение точности и упрощение конструкции устройства.Поставленная цель достигается тем, что реакционная камера со смесителем расположена на одном иэ подвижных элементов, причем ось реакционной камеры совпадает по направлению с осью подвижного элемента, а детектирующая система установлена неподвижно. Внутри подвижных элементов выполнены каналы для подачи реагентов в смеситель.При перемещении плунжеров (или цилиндров) растворы реагентов иэ полостей цилиндров по каналам подаются через смеситель в реакционную камеру, которая перемещается вместе с подвиж- ным элементом относительно неподвижной детектнрующей системы. Таким образом, осуществляется сканированиереакционной камеры вдоль потока реагирующей смеси, Е 3 связи с этим отпадает необходимость в приводе детектирующей системы и схемы синхронизации движения, что упрощает конструкцию и улучшает синхронизацию процесса сканироания с подачей растворов реагентов. На фиг. 1 показан схематично общий вид предложенного устройства в продольном разрезе;на Фиг,2 - соединение штока с плунжерому на Фиг, 3 - 10 соединение смесителя со штоком и реакционной камерой.Предлагаемое устройство содержит двухступенчатый цилиндр одностороннего действия, состоящий иэ большего 15 цилиндра 1 и меньшего цилиндра 2, двухступенчатый плунжер, состоящий из плунжера 3 меньшего диаметра и плунжера 4 большего диаметра, соединенного с приводом 5 возвратно-посту 20 пательного движения. Плунжер 3 меньшего диаметра соединен со штоком б через уплотнительную прокладку 7. На конце штока 6 герметично установлен с помощью гайки 8 и прокладки 9 смеситель 10 эжекционного типа, к которому приклеена реакционная камера 11, выполненная в виде капилляра из прозрачного материала, например кварцевого стекла. Цилиндры 1 и 2 снабжены термостатирующими рубашками 12 и З 0 13 и присоединены друг к.другу Фланцами 14 и 15 через уплотнительную прокладку 16, Кольцевые полости 17 и 18 цилиндров 1 и 2, заполняемые растворами реагентов, соединены через штуЪеры 19 и 20 с трубопроводами 21 и 22, снабженными запорными вентилями 23 и 24, и имеют устройства для удаления воздуха 25 и 26. Смеситепь 10 сообщен с полостью 17 через канал 27 и ради альные каналы 28 в штоке 6, а с полостью 18 - через канал 29 в трубке 30, снабженной выступами 31 для центрирования ее в канале 27, канал 32 и радиальные каналы 33 в плунжере 3. Один конец трубки 30 герметично соединен со штоком б в месте его крепления к плунжеру 3, а другой выполнен в виде сопла и является одним из элементов эжекционного смесителя 10. Для герметизации полостей 17 и 18 от атмосферы и друг от друга цилиндры 1 и 2 снабжены двухступенчатыми уплотнениями 34, 35 и 36 с дренированием.Детектирующая система 37, выполненная, например, фотометрической, установлена неподвижно таким образом, что,когда шток б вдвинут в цилиндр 2, зондирующий луч света проходит через участок канала реакционной камеры 11 удаленный от смесителя 10,а при вы движении штока б луч последовательносканирует поток реагирующей смеси вдоль канала по направлению к смеси 10.Работает устройство следующим образом. Полости 17 и 18 цилиндров 3 и 2 заполняют растворами реагентов через трубопроводы 2.1 и 22 при открытых вентилях 23 и 24 и при выдвинутых плунжерах 3 и 4, Воздух из полостей 17 и 18 выходит в атмосферу через устройства для удаления воздуха 25 и 26, Закрывают вентили 23 и 24 и выдерживают растворы реагентов в цилиндрах 1 и 2 в течение времени, достаточного для их согревания или охлахдения до заданной температуры. После чего закрывают устройства для удаления воздуха 25 и 26 и приводом 5 вдвигают плунжеры 3 и 4 в цилиндры 1 и 2. Раствор реагента из полости 17 поступает в смеситель 10 по каналам 28 и 27, а из полости 18 - по каналам 33, 32 и 29.Смесь реагентов из смесителя 10 поступает в реакционную камеру 11. По мере прохождения потока реагирующей смеси, от входа реакционной камеры 11 к ее выходу реагенты взаимодействуют друг с другом, что приводит к изменению какого-либо физического параметра реагирующей смеси (оптической плотности, температуры, электропроводности и др.) .Детектирующая система 37, относительно которой перемещается реакцион - ная камера 11, Фиксирует это, что позволяет характеризовать скорость химической реакции.Процесс сканирования детектирующей системой потока реагирующей смеси осуществляется в предлохенном устройстве без применения самостоятельных приводов, а синхронизация сканирования производится автоматически, так как подача реагирующей смеси совмещается с перемещением реакционной камеры, а следовательно, и эоны реакции детектирующей системы.Формула изобретения1. Устройство для исследования кинетики быстрых химических реакций, содержащее проточную реакционную камеру в виде трубки, смеситель, блок подачи реагентов с подвижными элементами, выполненными в виде плунжеров или цилиндров, и детектирующую систему, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, реакционная камера со смесителем расположена на одном из подвижных элементов, причем ось реакционной камеры совпадает по направлению с осью подвижного элемента, а детектирующая система установлена неподвижно.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что внутри подвижных элементов выполнены каналы для подачи растворов реагентов в смеситель.б 56470 2, Заявка Р 2185480/26,кл. С 01 М 31/00, октябрь 1975, покоторой принято положительное ра 1 еиео выдаче авторского свидетельства. Ист они ки инСфо 1 мзции%рин ятые вовнимание 1 и экспертизе 1.Колди Е. Быстрые реакции врастворе, М., Мир, 1966, с,39 - 50. Е 7 Фиг.Ю Фий Составитель Н. Техред С,Мигай мов ректор О. Била Редактор А, Абра е 1089ударственног иэобретений ва, Ж, Ра каз 2046,/39 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тир ИПИ Г о дел 5, Мо Подпи с омитета СССР открытий кая наб. д