Реферат: Элементы приборов автоматического титрования
В полуавтоматических титраторах иногда применяют и автоматические клапаны, работающие по принципу пережимания резиновой трубки. Резиновая трубка прижимается к основанию 2 фигурной скобой 3 с помощью пружины 4. В этом положении клапан закрыт. При срабатывании электромагнита 5 трубка освобождается и благодаря упругости резины восстанавливает проходимость своего сечения — клапан открывается.
Достоинствами клапанов с пережимпен трубкой является их простота. Однако из-за усталости резины необходимо периодически передвигать трубку вдоль своей оси, подставляя под зажимную скобу свежий участок трубки, либо заменять ее повой.
Поворотные переключающие клапаны, получившие наряду с электромагнитными мембранными клапанами широкое применение в автоматических титраторах, чаще всего изготовляются двух видов: плоскоцилиндрические и конусные.
Плоскоцилиидрический переключающий клапан состоит из неподвижного цилиндрического основания 1 с каналами 2, по которым подводится и уводится жидкость, и подвижного цилиндра 3, прижатого к торцу основания пружиной 4. В подвижном диске имеются переключающие каналы 5. Подвижной цилиндр вращается с помощью электродвигателя все время в одну сторону и при своем Движении перекоммутирует направление потоков жидкости. Одностороннее вращение подвижной части клапана и высокая точность обработки соприкасающихся поверхностей обеспечивают высокую надежность работы клапана.
На рис. показан конический переключающий клапан. Клапан имеет неподвижную коническую втулку 1 и вращающийся переключающий конус 2, плотно посаженный на вал 3. Конус прижат к втулке пружиной 4. Во втулке имеются штуцера по которым подводится жидкость, и штуцера 6, по которым она уводится, а в конусе— переключающие каналы 7. При вращении конуса происходит попеременное подключение входных штуцеров к тому или другому выходному штуцеру. В промежуточных положениях конуса поток жидкости через штуцера перекрывается.
Переключающие клапаны применяются в автоматических титраторах как прерывистого, так и непрерывного действия.
При анализах растворов с большим содержанием солей возникает опасность их выпадения из раствора и кристаллизации в каналах запорных устройств.
Это приводит к засорению каналов и вынуждает эксплуатационный персонал производить частые профилактические ремонты прибора.
Особенно опасны перерывы при работе автоматического титратора. В этом случае кристаллизация солей происходит более интенсивно из-за охлаждения раствора в каналах запорных устройств неработающего прибора. Чтобы избежать этого явления при кратковременных или длительных остановках прибора, применяют принудительный нагрев запорных устройств.
Седло клапана, подводящий и выводной каналы подогреваются с помощью нихромовой спирали, включенной в цепь электропитания последовательно с регулировочным реостатом. Необходимая степень нагрева устанавливается положением движка регулировочного реостата.
Дозирующие устройства
Дозирование как анализируемых растворов, так и реактивов в автоматических титраторах осуществляется с помощью дозирующих устройств различных конструкций. Все дозирующие устройства образуют два крупных класса — прерывистого и непрерывного действия. В свою очередь каждый класс имеет три группы дозирующих устройств.
Первая группа предназначена для дозирования тех растворов и реактивов, от правильности и точности дозирования которых непосредственно зависит правильность и точность работы автоматического титратора. Это дозирование анализируемых растворов, вспомогательных растворов, индикатора и т. п.
Вторая группа предназначена для дозирования фона. Дозирование этого вида реактивов может осуществляться с меньшей точностью и дозирующие устройства этой группы могут быть значительно упрощены.
Третья группа дозирующих устройств предназначена для подачи в титровальную ячейку растворителя. Точность дозирования этих реактивов практически не влияет на точность работы прибора.
Дозирующие устройства прерывистого действия
Наибольшее распространение, нашли следующие дозирующие устройства: поршневые, переливные, контактные, отсечные, мембранные и дроссельные.
Поршневые дозирующие устройства, примененные в автоматическом титраторе Analmatic, были показаны на рис. 9.
Сходное устройство, примененное в автоматическом титраторе типа 707, представлено на рис. 14. Устройство имеет мерный сосуд выполненный в виде цилиндра, в котэррм находится пустотелый поршень-поплавок 2 со штоком 3, электромагнитные мембранные клапаны 4 и конечный выключатель 5. Весь узел скомпонован на корпусе 6. Устройство работает следующим образом. При открытии одного из клапанов реактив поступает в мерный сосуд, поднимая поршень-поплавок до тех пор, пока его шток не разомкнет контакты конечного выключателя. При этом клапан закрывается. После того как открылся другой клапан, жидкость вытекает из мерного сосуда, а поршень-поплавок опускается на дно сосуда. Для настройки прибора конечный выключатель 5 может в небольших пределах перемещаться по вертикали. При этом соответственно увеличивается или уменьшается дозируемый объем анализируемого раствора. Вариация дозируемого объема Жидкости составляет порядка 0,01 мл при объеме мерного сосуда Д) мл.
Дозирующие устройства с переливом примененные в серии автоматических титраторов фирмы Bran und Lubhe, имеет моторный привод. Принцип действия устройства пояснен на рис. 17. Между двумя неподвижными дисками 2 помещен подвижный диск 1. Торцевые соприкасающиеся между собой поверхности дисков прошлифованы и прижаты друг к другу. Диск / жестко связан с осью 3, приводимой во вращение электрическим двигателем. В неподвижных дисках имеются по два вертикальных канала, а в подвижном диске мерный канал 4.
При вращении диска 1, когда мерный канал 4 проходит мимо соответствующих каналов неподвижных дисков, жидкость поступает через входной канал в мерный канал, заполняя последний. Излишек жидкости сливается через отверстие в верхнем диске. Когда мерный канал при вращении диска / попадает между сливными каналами неподвижных дисков, жидкость из мерного канала сливается в титровальную ячейку. Данных о величине вариации объемов у подобных устройств нет.
 |  |
Мембранные дозирующие устройства, примененные в автоматическом титраторе прерывистого действия фирмы Bran und Liibbe под названием Titrometer, используют следующий принцип работы. Вялая мембрана /. расположенная посередине чечевицеобразной полости, делит доследнюю на две симметричные половины. В корпусе устройства расположены два одинаковых поворотных распределительных хлапана 2 и 3, приводимых в действие синхронными электродвигателями.
Левый и правый клапаны соединены системами каналов соответствено с левой и правой половинами чечевицеобразной погости, а также со входным 4 и 5 и сливными б и 7 штуцерами. Дозирующее устройство работает следующим образом, о том положении распределительных клапанов, которое показано на рис. 18, жидкость под напором поступает через штуцер 4 в левую половину чечевицеобразной полости, при этом мембрана выталкивает Жидкость из правой половины полости через штуцер 7. После одновременного поворота распределительных Клапанов на 180° жидкость поступает через штуцер 5 в правую половину чечевицеобразной полости, а мембрана выдавливает жидкость из левой полости через штуцер 6.
В приборе Titrometer с помощью двух мембранных дозирующих устройств подаются в титровальную ячейку анализируемый раствор и титрант. При подаче анализируемого раствора входные штуцера 4 и 5 объединены. Таким образом, дозирующее устройство подает в титровальную ячейку анализируемый раствор при каждом повороте па 180° распределительных клапанов. При подаче титранта в левую полость мембраны поступает инертная жидкость через штуцер 4, а штуцер 5 подключен к сосуду с титрантом. Таким образом, титраит подается в титровальную ячейку прибора при каждом полном обороте распределительного клапана. Данные по вариации мембранных дозирующих устройств отсутствуют. Однако точность прибора Titrometer, где используются эти устройства, доставляет ±1%.
Рассмотренные выше дозирующие устройства могут применяться как для дозирования основных растворов, правильное дозирование которых непосредственно влияет на величину погрешности при титровании, так и для дозирования вспомогательных растворов.
Дроссельные дозирующие устройства применяются в основном для дозирования вспомогательных растворов. Среди дроссельных дозирующих устройств нашли наибольшее распространение устройства со стабилизируемым напором столба жидкости. Стабилизация напора столба жидкости осуществляется либо с помощью поплавкового регулятора уровня либо с помощью сосуда Мариотта. Существенной частью устройств является капилляр Л создающий дросселирование потока жидкости. При постоянстве напора столба жидкости Н, поддерживаемого поплавковым регулятором 2 или сосудом Мариотта 3, и неизменной вязкости жидкости ее расход за время, определяемое временем открытия электромагнитного клапана 4, будет постоянным. Так как вязкость жидкости, протекающей через капилляр, меняется с температурой, точность подобных устройств невелика, около 4—5%, однако точность может быть значительно улучшена при термостатированни жидкости, протекающей через капилляр.