АВТОМАТИЧЕСКИЕ МИКРОДОЗАТОРЫ ДЛЯ ЖИДКОСТЕЙ

Микродозаторы с гидравлическим сопротивлением

Принцип действия этих дозаторов весьма прост. Если дозируемая жидкость проходит через гидравлическое сопротивление, то производительность дозатора и точность дозирования зависят от гидравлического сопротивления, а также от постоянства давления жидкости, создаваемого в камере перед этим сопротивлением.

Для дозирования малых расходов кислот, щелочей и не содер­жащих взвешенных частиц жидкостей применяются микродозаторы с капиллярными гидравлическими сопротивлениями (Л. 2.]. Произво­

дительность таких устройств составляет десятки, единицы и даже доли миллилитра в час. Точность дозирования приборов с гидравли­ческими сопротивлениями зависят от постоянства давления жидкости и отсутствия засоренности дросселирующих элементов. В зави­симости от конструкции погрешность дозирования составляет 0,5—2,0%.

На рис. 18 показана схема автоматической бюретки, предна­значенной для равномерного ввода малых объемов жидкостей [Л. 19]. В бюретку 1 внутренним сечением 2,5—3,0 см2 вставлена на пробке 2 другая бюретка. Обе бюретки заполнены дозируемой жид­костью. Через капилляр 4 и кран 5 жидкость равномерно вытекает под постоянным напором, обусловленным высотой уровня ее в бю­ретке 1. Постоянство уровня поддерживается автоматически за счет
жидкости, перетекающей из бюретки 3 в бюретку 1. Кран 6 служит для заполнения прибора с помощью вакуума. Погрешность прибора составляет 1,0—2,0%.

На рис. 19 показан дозатор для равномерной подачи жидкости с небольшой скоростью {Л. 21]. В этой конструкции используется тот же принцип подачи дозируемой жидкости с несколько повышен­ным постоянным давлением, что и в приборе, имеющем реометр с манометрической жидкостью [Л. 20]. Дозируемая жидкость выте­кает из бюретки 1 под давлением инертного газа или воздуха, кото­рый непрерывно подается в капилляр 2. Постоянство давления газа поддерживается маностатом 3, а постоянство давления жидкости достигается за счет расположения капилляра 2 под бюреткой 1.

Скорость вытекания жидкости 'ре­гулируется микрокраном 4 по жид­костному реометру, состоящему из капилляра 5 и дифференциально­го манометра 6. Нижняя часть ма - заполнена дозируемой

жидкостью, верхняя — воздухом или инертным газом. Для приведения дозатора в рабочее состояние жидкость при всех закрытых кранах заливают в бюретку 1. Открыв кран 7, полностью заполняют жидкостью соединительные трубки между реометром и микрокраном.

После подачи газа бюретку 1 закрывают и устанавливают уро­вень жидкости в реометре (нулевое положение на шкале 8), выпу­ская часть газа через кран 9. При открытии микрокрана 4 перепад давления жидкости приводит к изменению ее уровня в манометре, что фиксируется по шкале 8. При подаче жидкости со скоростью 5—60 мл/ч описанный дозатор позволяет достаточно точно поддер­живать заданный расход. Погрешность дозатора 1,0—1,5%.

На рис. 20 изображен дозатор с капиллярным сопротивлением [Л. 2]. Емкость 1 (около 150 см3) заполняется дозируемой жид­костью через предохранительную сетку 2 и воронку 3. Поплавок 4 диаметром 45 мм закрывает горловину воронки 5 диаметром 25 мм. Излишек Жидкости из воронки 3 сливается по трубке 6 и капилляр­ный сифон 7 в дренажную систему. Воздух под постоянным давле­нием, поддерживаемым регулятором дазления 8, подается через капилляр 9 диаметром 0,2 и длиной 37 мм в емкость дозатора 1. Дозируемая жидкость, вытесняемая из емкости 1 давлением воздуха
с постоянной скоростью, выдается потребителю через капилляр 10 диаметром 0,8 и длиной 150 мм.

В этих дозаторах производительность и точность дозирования зависят от величины и постоянства давления воздуха, подаваемого в емкость, заполненную дозируемой жидкостью. Производительность составляет 150 мл/ч.

На рис. 21 представлено устройство для микродозирования жид­кости [Л. 7]. При использовании этого устройства иногда возникают затруднения при дозировке жидкости в сосуд с некоторым избыточным дав­лением’. Чтобы их устранить, соединяют пространство вороінки над жидкостью с газовым пространством сосуда, в ко­торый подается' жидкость, или приме­няют специальную воронку. Стабиль­ность подачи повышается, если трубка, соединяющая газовое. пространство со­суда с воронкой, доходит до низа во­ронки. Регулирование подачи жидкости удобно производить краном лишь при скоростях 120—180 мл/ч. При меньших скоростях подачи регулирование стано­вится неустойчивым. В таких случаях рекомендуется регулировать подачу воз­духа, поступающего в воронку, как это показано, на рис. 21. Погрешность устройства составляет 1,5—2%.

На рис. 22 изображена схема устрой­ства для микроподачи жидкости в сосуд с постоянным давлением [Л. 7]. Данный способ пригоден для дозирования жид­кости в сосуд, в котором поддерживает­ся постоянное давление.

Для предотвращения случайного проскока газа в колбу 1 через нижнюю трубку воронки к концу ее следует при­соединить гидрозатвор 2 в виде баро­метрической трубки с отверстием

1—2 мм.

Кран воронки 3 при работе полностью открывают. Подачу воз­духа регулируют с помощью микрокрана 4 или винтового зажима, надетого на резиновую трубку.

Для более легкого регулирования в резиновую трубку следует вставить отрезок тонкой проволоки диаметром 0,2—0,3 мм. Скорость потока жидкости следует определять по скорости потока воздуха при помощи реометра 5.

Дозатор этого типа, изготовляемый на объем жидкости от нескольких литров до 50 мл, удовлетворительно работает при скоро­сти подачи 60 мл/ч. На равномерность подачи жидкости может оказывать влияние изменение температуры в рабочем помещении. Это влияние особо заметно при дозировке жидкостей с высокой упругостью паров, поэтому воронка термостатируется с помощью муфты 6. Погрешность дозатора составляет 1,5—2%.

На рис. 23 изображена миниатюрная электрическая бюретка для подачи жидкости [Л. 22]. Это приспособление представляет собой
калиброванный сосуд, например объемную бюретку с впаянной центральной трубкой, жидкость из которого выдавливается гремучим газом, образующимся в миниатюрном электролизере. Количество образующегося газа, а следовательно, и скорость подачи жидкости согласно закону Фарадея определяются проходящим через электро­лизер током, т. е. показанием миллиамперметра. Такие бюретки

1

используются для питания лабораторных каталитических реакторов, работающих при атмосферном или уменьшенном давлении. Пористый стеклянный фильтр е ртутным затвором служит для предотвращения колебаний скорости подачи, возникающих из-за противодавления в системе. Погрешность прибора составляет 0,5—1,0%.

На рис. 24 показана схема электролитического дозатора с ка­пиллярным сопротивлением |[Л. 2]. Стеклянный электролитический дозатор способен осуществлять капельную подачу химических реак­тивов и агрессивных жидкостей при регулировании pH при ионно­обменных процессах, для подачи питательных растворов в инкубато­ры с культурами бактерий и др.

При токе электролиза 1 мА производительность дозатора со­ставляет 0,6 мл/ч.

Камера 1 заполняется дозируемой жидкостью. В камере 2, отде­ленной от камеры 1 гибким баллоном 3, находится платиновый электрод 4 и подвижной электрод 5, расположенный в трубке 6 диа­метром 9 мм. Эта трубка служит для предотвращения взрыва смеси водорода и кислорода, а также является автоматическим выключа­телем тока, когда газ заполнит трубку до конца электрода. После

заполнения камеры 2 электролитом из резервуара 7 краны 8 и 9 перекрываются и включается ток. Выделяющиеся при электролизе газы развивают давление, которое вытесняет дозируемую жидкость из камеры через капилляр 10. К электродам подключается напряже­ние 6 В постоянного тока. Прибор работает в течение 25—72 ч, пос­ле чего требуется перезарядка в течение 6—10 мин.