I
Изобретение относится к химии, в частности к колоночной хроматографии
и устройствам для исследования процессов в атомных энергетических установках
и в химических реакторах, использующих стеклянные колонки.
Известная хроматография в колонке почти неизменно проходит в стеклянных
колонках. Однако в связи с ростом ,0 давления при хроматографировании
стеклянные колонки имеют ограниченное применение и используются при
давлении ниже 10 кгс/см -. При давлениях , приближающихся к 100 кгс/см, 15
применяют либо колонки из толстостенного стекла, либо со специальным защитным
покрытием, либо металлические из нержавеющей стали, меди и .Обычно колонка хроматографа имё-
ет арматуру: устройство для ввода образца , межколоночные, доколоиочные и
послеколоночные соединения и уплотнения .
Известна колонка, включающая стеклянную трубку с внутоенним диаметром
порядка Oj25 мм, заполненную сорбентом высокой однородности, размеры
частиц которого 10-80 йкм. Такая колонка помещена в защитный корпус и
подсоединение арматуры и уплотнительных деталей производится накидными муфтами 1 .
Недостатком известной колонки является то, что она не выдерживает
высоких давлений и, кроме того, при ее сборке возможно растрескивание
стеклянной трубки за счет излишних усилий накидных муфт, которое приводит
к снижению герметичности соединения и выходу колонки из строя.
Известна колонка с уплотнениями в виде пробки (полой втулки из тефлона
) с внутренней резьбой, в которую ввинчена трубка с наружной резьбой
, с резиновым уплотнением в прОбке . 8 этой колонке улучшена герметичность 2 .
3 Недостатком данной колонки являет .
ся непригодность для работы в областивысоких температур и давления, так как детали колонки выполнены из
материала с разным коэффициентом тем пературного расширения, и из-за этого
при больших перепадах температуры происходят разрушения соединений. Известна таюке колонка, включающая
стеклянную трубку, помещенную в защитный металлический корпус, уплот нительные элементы в виде накидных
муфт. Стеклянная трубка в этой колон ке является электроизоляционным основанием
для размещения на ней электродов , подвергающихся испытаниям коррозионной стойкости в агрессивной
среде атомных энергетических установок при температуре выше и дав лении выше 250 кгс/см 3.
Недостатками этой колонки являются: невозможность выдерживания высоких температур и давления в течение
длительного времени из-за снижения герметичности соединения засчет линейного
расширения деталей при температурном , воздействии. Необходимост
остановки атомных энергетических установок для замены стеклянной трубки
и подтяжки уплотнений. Недостаточ ная надежность колонки ввиду того, что стеклянная трубка уплотняется
металлическими накидными муфтами, и при излишних условиях затяжки послед ние выводят трубку из строя.
Таким образом, известная колонка не абеспечивает непрерывной надежной
работы в агрессивной среде в условиях высоких температур и давления. Целью изобретения является обеспе
чение возможности непрерывной надежной работы колонки в агрессивной сре
де в условиях высоких температур и давления. Указанная цель достигается тем,
что хроматографическая колонка, вклю чающая стеклянную трубку, помещенную
в защитный корпус, и уплотнительные элементы в виде накидных муфт, снабжена
металлическим компенсатором, вы полненным в виде сильфонного гофра,
жестко связанного одним концом с защитным корпусом, а другим - со стеклянной
трубкой через переходную втул ку из. ковара, изготовленного из одно го материала с корпусом и установлен
ного в нем коаксиально, причем корпус снабжен уплотнительным фланцем,
размещен на неподвижной буксе и упетней накидной муфтой, имеющей возожность
перемещения по вышеупомянуой буксе. Неподвижная букса и накидная муфа
имеют выступы, между которыми усановлен уплотнительный фланец защитого корпуса.
При перепадах давления элементы олонки деформируются неодинаково
з-за разнородности материала их изготовления , а следовательно, и их упугих
свойств. Стеклянная трубка,как самый хрупкий материал в колонке, быстрее всего подвергается разрушению
при возникновении даже небольших линейных растягивающих деформаций.
Наличие сильфонного гофра компенсирует линейные деформации стекла, воспринимая
на себя все изменения давления , и тем самым позволяет использовать
стеклянную трубку в условиях высоких давлений и обеспечивает в этих
условиях ее длительную и надежную работу . С другой стороны, стекло еще быстрее
подвергается разрушению при возникновении термических колебаний.Наличие сильфонного гофра, который с
одной стороны жестко связан с корпусом и имеет одинаковый с ним коэффициент
температурного расширения, так как выполнен из одного материала с корпусом, а с другой жестко связан
со стеклом через материал, например, ковар, коэффициент температурного
расширения стекла (может быть плати- на и молибден),обеспечивает и необходимую
жесткую связь деталей и компенсацию температурных колебаний разнородных материалов соединения.
Установка сильфонных гофров коаксиально корпусу обусловлена обеспечением
компенсации сжимающих и растягивающих напряжений всего соединения. На чертеже схематически изображена
хроматографическая колонка. Колонка состоит из стеклянной трубки
1, помещенной в защитный металлический корпус 2, который имеет уплотнительны
.й фланец 3, неподвижной буксы k с наружной резьбой,накидной муфты 5 с внутренней резьбой, надетой на
буксу, сильфонного гофра 6, который одним концом прикреплен жестко к корпусу
, а другим - к стеклянной трубке через переходную втулку 7, например,
из ковара и установлен в корпусе коаксиально . Букса k и накидндя муфта
5 снабжены .выступами (на 14ерте «е нк 58
показаны), между которыми установлен уплотнительный фланец 3 корпуса 2.
Уплотнительный фланец 3 между выступами буксы и накидной муфты 5 размещен симметрично и при навинчивании
муфты 5 на буксу k равномерно уплотнен упомянутыми выступами, которые за счет вдавливания в тело фланца
обеспечивают требуемую герметичность соединения. При работе сильфонный гофр 6 компенсирует
любые термические изменения и перепады давления в устройстве, ос вобождая от них стеклянную трубку 1
И распределяя их между металлическими деталями: корпусом 2, уплотнительным
фланцем 3 корпуса, буксой 4 и накидной муфтой 5. На стеклянную трубку 1
не оказывается механического воздействия при уплотнении колонки, так
как уплотняются металлические детали , а герметизация стеклянной трубки
достигается за счет того, что сама трубка с корпусом связана герметичным
соединением - жесткая связь через сильфонный гофр, В процессе работы накидной муфтой
можно подтягивать уплотнение, т.е. производить его регулировку, не выводя колонку из исследуемой среды,
за счет чего обеспечивается непрерывность работы и колонки и атомной энергетической установки, в которой
колонка установлена. Формула изобретения 1.Хроматографическая колонка,
включающая стеклянную трубку, помещенную в защитный корпус, и уплотнительные
элементы в виде накидных муф отличающаяся тем, что, сцелью обеспечения возможности непрерывной
и надежной работы в агрессивной среде в условиях высоких темпера
тур и давления, она снабжена металлическим компенсатором, выполненным в
виде сильфонного гофра, жестко связанного одним концом с защитным корпусом,
а другим - со стекляннойтрубкой через переходную втулку из ковара, изготовленного из одного материала с.
корпусом и установленного в нем коаксиально , причем защитный корпус снабжен
уплотнительным фланцем, размещен на неподвижной буксе и уплотнен накидной
муфтой, имеющей возможность перемещения по вышеупомянутой буксе. 2.Колонка по п,1, отличающаяся
тем, что неподвижная букса и накидная муфта имеют выступы, между которыми установлен уплотнительный
фланец защитного корпуса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Патент США № , кл., Ь 1969. 2.Патент Англии № 1367939,
кл.Р 2 G, 197. 3.Сб. Новые методы исследования коррозии металлов. М., Наука, 1973
с.131-1«2 (прототип).
F
