Устройство для определения температуры кристаллизации или затвердевания расплавов веществ

Ч Э;т.дичжипорскии институтБИБЛИОТЕКА 1. опытно-конструой металлургии ательскии изации че аучно-иссле авто) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫКРИСТАЛЛИЗАЦИИ ИЛИ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ РАСПЛАВОВВЕЩЕСТВ лирующую прокладку смонтирована емкость для исследуемого вещества, име" ющая на внутренней поверхности термо" карман для датчика температуры, п 1 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 температу" ре на несколько градусов ниже темпе" ратуры 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 принИзобретение относится к технике автоматического определения температуры кристаллизации или затвердевания веществ в потоке и может быть использовано в химической, нефтехимической, коксохимической и других траслях промышленности.Известно устройство для определе" ния температуры застывания полимерных веществ, состоящее из насоса, труба" провода, нагревателя и охладителя жидкости, регистратора температуры, причем внутри трубопровода имеется сужение диаметром до 1/3 и длиной до 6 диаметров трубопровода1). 5Недостатком данного устройства является продолжительное время анализа.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо" му результату является устройство для 2 о определения температуры кристаллизации расплава, содержащее корпус в виде трубы, на котором через термоизо,о20 4но укреплена мембрана, имеющая контакт, связанный через переключательс холодильником и дополнительно введенным блоком управления, потенциометрическая схема которого соединена с датчиком температуры, а выходблока управления соединен с пневмоприводом.На Фиг. 1 показан датчик температуры кристаллизации; на фиг, 2 блок-схема устройства,Устройство (Фиг. 1) содержиткорпус датчика 1 температуры кристаллизации, выполненный из отрезкатрубы с фланцами 17 и двумя диаметрально противоположными штуцерами7 и 4. На штуцере 7 крепится мембранный пневмопривод 3, шток 18 которого шарнирно соединен с плоскимтермоизолированным клапаном 5. Наштуцере 4 через термоизолирующуюпрокладку крепится полусферическаятонкостенная усеченная полость спомощью нижнего фланца .19. На верхнем Фланце 20 полости, являющейсяемкостью для кристаллизации, гермеично укреплена металлическая мембрана 8 с пневмоконтактом 18 - заслонка, и сопла 12. Внутри полости2 встроен термокарман 11 для термопары, Вокруг полости расположен холодильник 9 в виде кольцевой трубкис отверстиями. На линиях сжатого воздуха установлены дроссель 15 и переключатель 1 б, Блок управления 13 устрой"ством имеет потенциометрическую схему,связанную с термопарой 11 и регистрирующим прибором 14.Устройство работает следующим об"разом.Через датчик 1 непрерывно транспортируется анализируемый продукт, например расплав нефталиновой Фракции. Покоманде 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 сжатыйвоздух к холодильнику 9, который интенсивно охлаждает пробу, отсеченнуюв полости 2. Благодаря термоизоляцииклапана 5 проба в полости, хорошотеплоиэолированная от потока продукта,быстро кристаллизуется (затвердевает).При фазовом переходе пробы из жидко"го в твердое .состояние ее объем умень. 3 9687ципу смещения равновесия, сопровождается выделением тепла, которое повышает температуру вещества до его температуры кристаллизации. Таким образом,при медленном охлаждении расплавакристаллизуемого вещества температурная кривая кристаллизации имеет экс"тремум, соответствующий его температуре кристаллизации или горизонтальныйучасток или перегиб, что зависит от 1 Оскорости охлаждения и количества вещества.Поэтому в практике подбирают бпти.- мальные условия (скорость охлажденияи количество пробы), чтобы за наименее короткий по времени цикл произвести автоматическую регистрацию иливизуальный замер температуры кристаллизации. Сбычно при таком методецикл, включающий отбор пробы, охлаж Одение ее до кристаллического состояния и расплавление для эвакуации иземкости, составляет 40-60 мин,Основными недостатками известного устройства являются продолжитель 25ное время анализа (цикла),обусловленное неоЬходимостью медленного охлаждения расплава, за счет чего ин. Формация о температуре контролируемого расплава получается почти часочЭОвои давности, невозможность опреде. ления температуры затвердевания(кристаллизации) веществ, не подчиняющихся принципу смещения равновесия,Цель иэоЬретения - уменьшение вре- З 5мени измерения температуры кристаллизации или затвердевания расплавоввеществ.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для определе Ония температуры кристаллизации илизатвердевания 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, внутрикорпуса установлен шток, связанный 5 Ос пневмоприводом, на конце которого с помощью поворотного шарнираукреплен плоский термоизолированныйклапан и ограничительный штифт, ем"кость выполнена в виде тонкостенной 55усеченной полусферической полостис 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 фсопло-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 линиисопла 12 с блока управления подаетсякоманда К и цикл повторяется. 6формула изобретенияУстройство для определения температуры кристаллизации или затвердевания расплавов веществ, содержащеекорпус в виде трубы, на котором через термоизолирующую прокладку смонтирована емкость для,исследуемого вещества, имеющая на внутренней поверхности термокарман для датчика1 о температуры, при этом с противоположной стороны емкости, внутри корпусаустановлен шток, связанный с пневмоприводом, на конце которого с помощью поворотного шарнира укреплен плоский термоизолированный клапан и ограничительный штифт, о т л и ч а "ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени измерения температурыкристаллизации или затвердевания, емкость выполнена в виде тонкостЕннойусеченной полусферической полостис двумя фланцами и холодильником, причем на одном из фланцев герметичноукреплена мембрана, имеющая контакт,связанный через переключатель с хо"лодильником и дополнительно введенным блоком управления, потенциометрическая схема которого соединена с датчиком температуры, а выход блока уп"равления соединен с пневмоприводом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР11 842526, кл. С 01 И 2 У 04, 1979.2. Авторское свидетельство СССРИ 258659, кл. С 01 й 25/02, 1968968720 Заказ 1 Я 72 Тираж 7 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Н, Раушская наб д, 1/5