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专利名称：不易暴沸和倒吸的新型平衡管的制作方法
技术领域：
本实用新型属于玻璃仪器，可用于蒸气压不太小的纯液体的蒸气压测定。
目前，在科学试验和实验教学中，静态法测定纯液体饱和蒸气压装置的核心设备是平衡管(附

图1)。图1中，1是直形冷凝管，使用时，其上口连接真空系统，这种冷凝管的冷却效率较低；2是缓冲球；3、4两腔液面等高时，表示5腔的压力与系统的压力相同；5、7均为适量的被测液体。排气时，由于7处于静止状态，容易暴沸，导致6腔液体冲入3腔，4腔液体冲到冷凝管以上，使实验因暴沸而无法进行。6腔中空气的排除程度也只能凭经验确定。当认为空气已排除得合乎要求、停止抽气并向系统中进气，以调节3、4两腔液面时，一不留神就会引起倒吸，轻则只有3、4中的部分液体冲入6腔，使可控范围变窄，重则4中的空气也会冲入6腔，又需重新排气。即使多次操作的熟练人员也难以控制，更不要说学生了。8为测定对象区，9为示压区。另外，这种平衡管，被测液体的加入也比较麻烦第一步，需先从上口加入大约为6腔容积一半的被测液体，而后转动平衡管使其流入6腔；再估计加入当3、4两腔液面处于水平时3腔液面大约位于3腔小球中部的被测液体。
本实用新型的目的是提供一种不易暴沸和倒吸且具有自搅拌作用、又能检查空气排除程度的、被测液体加入较为方便的新型平衡管。
为实现上述目的，设计了一种新型平衡管，见附图2。图2中，1是一个具有4～6个球的球形冷凝管，它有较高的冷凝效率，其上口与真空系统相连；2、3是缓冲球；4是外腔；5是内腔；6是直径为2～5mm的小孔，其中心距5的下口平面7～13mm；4与5两腔在下部还有一个环形通道，该环形通道的垂直高度为1～3mm，以2mm为最佳；7是适量的被测液体，其加入方法为从上口加入被测液体，可随时平放平衡管，使空气进入3腔，再竖置平衡管则两腔液面基本处于水平，如此反复操作，直至液面达到4腔细部中间即可；8为平衡管底部中央向上的凸起，其结构见附图3。要倒出平衡管中的液体，可以先竖置平衡管，然后转动并倒置它，使液体沿该凸起的弯月形凹槽流入5，进而倒出之；9是测定对象与示压区。
当让系统减压排除4腔空气时，外腔4中的液面下降，内腔5的液面上升。当外腔4的液面降到小孔6时，气体将被6切割成气泡进入内腔5。这使得内腔压力有所增大，导致外腔液面上升，封闭6，迫使气泡只能一个个地冒出。同时，也使内、外两腔液面上下抖动，搅拌被测液体使其温度趋于均匀，有效地防止了暴沸。为了检查4中空气的排除程度，可关闭抽气活塞，缓缓向系统中进气，此时5腔液面逐步下降，4腔液面逐步上升，当4腔中的气相变为一个外观直径只有1mm的气泡时，立即停止进气。而这时5腔液面仍在孔6之上，空气不可能进入4腔。而4腔残留的那个外观直径只有1mm的气泡根本不影响测定结果。
本实用新型，与原平衡管相比，被测液体加入和倒出方便；既不容易暴沸也不可能倒吸；既能检查空气排除程度，又能保证被测体系温度均匀；操作简单方便，测定结果也较为准确。从而达到了本实用新型的设计目的。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图2为本实用新型装有物料的静态剖面全图；图3为本实用新型外腔底部的三视图；图4为本实用新型“被测液体与示压区”显示的三种工作状态。图5为本实用新型实施例的全套实验装置图。
图2中，本实用新型可分为两部分一是冷凝管；二是被测液体与示压区。与原平衡管相比，冷凝管由直形改为球形，不仅提高了冷凝效果，还增强了缓冲作用。把被测液体区和示压区合为一体既提高了功能，又减小了外形体积。
图3中，1为平衡管底部凸起的主视图；2为它的侧视图；3为它的一个水平截面。
图4中，图4(1)表示被测液体的蒸汽压大于系统压力，即抽气时本实用新型的工作状态。其中1通过冷凝管连接真空系统；2为气泡，抽气速度以其断断续续为最佳；3为内腔5的液面位置，以处于该缓冲球的中部为最佳；4为外腔；5为内腔；4的气相体积，在设计时应刚好等于5腔中高出4腔液面的液体体积为最佳；6为小孔，其直径可以为2～5mm，以3mm为最佳；7为4腔液面。
图4中，图4(2)表示检查4腔中空气排除程度时的状态。其中1为残留气泡，可视小孔6以上的4腔容积及被测液体在测定温度下的蒸汽压确定其外观直径的最大允许值；4为外腔；5为内腔；6为小孔；7为5腔液面，其至少应高于6的上沿1～10mm，最好是6mm左右。
图4中，图4(3)表示4腔中的空气排除得已符合要求，通过适当的进气或抽气，调节4、5两腔液面处于同一水平面后的状态。此时，即可读取测定温度和系统的真空度数据。
实施例图5为本实用新型实施例的全套实验装置图。其中1为平衡管；2为感温探头；3为1/10温度计；4为被测液体水；5为稀KCl水溶液(热浴)；6为加热器；7为温度控制仪；8为加热磁力搅拌器；9为U型压力计；10为进气两通玻璃活塞；11为夹持橡皮管的螺旋夹；12为抽气两通活塞；13为含有无水氯化钙的缓冲瓶；14为放空两通活塞；15为抽滤瓶；16为连接真空泵的抽气口。
实验操作如下1.从幅廷式气压计上读取当天的室温和大气压。
2.开启冷凝水龙头、放气活塞(14)、真空泵。待真空泵正常运转后，关闭14。
3.温度控制仪(7)和控温磁力搅拌器(8)均置于控温30℃。
4.关闭进气活塞(10)，打开抽气活塞(12)抽气。此时可以观测到平衡管出现图4(1)的状态。
5.抽气3～4min，关闭12。旋紧螺旋夹(11)，打开10，一边观测外腔气相体积一边旋松11进气，当残留气泡外观直径小于1mm时，可旋紧11，并关闭10。否则，应继续排气，直至残留气泡外观直径小于1mm。这就是图4(2)的情形。
6.缓缓打开12，当内、外两腔液面等高[见图4(3)]后，关闭12。若内腔液面偏高，可重新通过10、11进气，调节内、外两腔液面等高即可。读出此时的温度和压力。
7.把温度控制仪(7)和控温磁力搅拌器(8)均置于控温40℃。随着加热的进行，适当进气，维持内腔液面稍高于外腔液面即可。当达到预定温度，调节内、外两腔液面等高，即可读取温度和压力。
8.实验中，若不慎使外腔气相完全消失，可在不脱离真空系统的情况下，把平衡管从支架上取下，平置平衡管让空气进入外腔。再重新排气后进行测定。
9.测定完毕，再读一次大气压，取实验开始和结束时的平均值作为实验时的大气压。
权利要求1.一种平衡管，它由冷凝管、缓冲球、内管和外套组成，其特征在于冷凝管为具有4～6个球的球形冷凝管；内管与外套在底部有一个环形通道、在内管侧面还有一个小孔通道；外套底部中央向上凸起，该凸起侧面有一个凹槽，内管把外套空间分成内、外两腔。
2.根据权利要求1所述的平衡管，其特征在于外腔容积(小孔上沿水平面以上的封闭空腔)与内腔容积(小孔上沿水平面与过相邻的第一个缓冲球中心的水平面之间的空腔)的比应在1∶1.0～1.3之间。
3.根据权利要求1所述的平衡管，其特征在于该环行通道的垂直高度在1～3mm之间。
4.根据权利要求1所述的平衡管，其特征在于小孔直径为2～5mm，其下沿距内管下口平面为3～8mm。
5.根据权利要求1所述的平衡管，其特征在于凸起侧面的凹槽是圆锥形(圆锥的小部侧面)的。
专利摘要一种不易暴沸和倒吸的新型平衡管,它由冷凝管(1)与“被测液体和示压区”(8)两部分组成。被测液体和示压液体合为一体,并被内腔管分成内、外两部分,内腔管下部距其下口平面约10mm处有一个小孔(6),在内、外两腔下部还有一个环形通道。平衡管底部中央有一个向上的凸起。本实用新型与原平衡管相比,具有被测液体加入、倒出、清洗方便;既不容易暴沸,也不可能倒吸;既能检查空气排除程度,又能保证被测体系温度均匀;既操作简单方便,测定结果也较为准确的优点。
文档编号G01L23/00GK2475016SQ00258670
公开日2002年1月30日 申请日期2000年10月20日 优先权日2000年10月20日
发明者李森兰 申请人:洛阳师范学院