Документ описывает полезную модель калориметра сгорания, разработанную для повышения энергетической эффективности и снижения себестоимости, используя воздушный термостат и сосуд дьюара из нержавеющей стали. Это нововведение устраняет необходимость в медных сплавах, улучшая конструкцию и помехозащищенность, а испытания подтвердили высокую точность и низкое энергопотребление устройства. В результате, новый калориметр демонстрирует точность измерений 0,04%, что значительно лучше, чем у прототипов.

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6707
(13) U
(46) 2010.10.30
(51) МПК (2009)
G 01K 17/00
(54) КАЛОРИМЕТР СГОРАНИЯ
(21) Номер заявки: u 20100376
(22) 2010.04.15
(71) Заявитель: Учреждение Белорусско-
го государственного университета
"Научно-исследовательский инсти-
тут физико-химических проблем"
(BY)
(72) Авторы: Блохин Андрей Викторович;
Кабо Андрей Геннадьевич; Кабо Ген-
надий Яковлевич; Павлечко Евгений
Владимирович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение Бело-
русского государственного университе-
та "Научно-исследовательский инсти-
тут физико-химических проблем" (BY)
(57)
Калориметр сгорания, включающий корпус, термостат оболочки с установленным в
нем калориметрическим сосудом, измерительно-регулирующие блоки, отличающийся
тем, что применен термостат оболочки воздушного типа, в качестве калориметрического
сосуда использован сосуд Дьюара из нержавеющей стали объемом до 3 литров, а измери-
тельно-регулирующие блоки размещены в корпусе калориметра.
(56)
1. Гаджиев С.Н. Бомбовая калориметрия.- M.: Химия, 1988.- 192 с.
2. МИ 2096-90. Рекомендация. Государственная система обеспечения единства изме-
рений. Калориметры сжигания с бомбой (жидкостные). Методика поверки. - Государ-
ственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартами.- Санкт-
Петербург, 1990.- 26 с.
BY6707U2010.10.30

2. BY 6707 U 2010.10.30
2
Полезная модель относится к приборостроению, а более конкретно к устройству кало-
риметра сгорания (сжигания), предназначенного для использования в заводских лаборато-
риях топливно-энергетического комплекса, лабораториях НИИ, выполняющих работы по
разработке технологии производства и применения новых типов веществ, в учебных лабо-
раториях ВУЗов.
Известны бомбовые калориметры сгорания с изотермической оболочкой. Такие калори-
метры имеют внутренний жидкостный термостат изотермической оболочки и калоримет-
рический сосуд, изготавливаемый из сплавов меди, гальванически покрытых никелем [1].
Ввиду большого объема термостата оболочки - до 30 литров воды - требуется приме-
нение нагревателей термостата мощностью до 2000 Вт. Высокая коррозионная способ-
ность воды как рабочего тела вызывает необходимость при изготовлении корпусов
калориметров такого типа широко применять сплавы на основе меди, соединяемые пайкой
серебросодержащими сплавами. Калориметрические сосуды имеют сложную форму и из-
готавливаются пайкой серебросодержащими припоями отдельных элементов из медных
сплавов.
Известный серийно выпускаемый калориметр сгорания В-08 [2] имеет двойной кор-
пус, встроенный водяной термостат оболочки, калориметрический сосуд из латуни, изме-
рительно-регулирующую электронику, размещенную в отдельных блоках. Калориметри-
ческий сосуд изготовлен пайкой серебросодержащими припоями отдельных элементов,
изготовленных из сплавов меди.
Использование в качестве теплоносителя в термостате оболочки воды и большие
нагрузи на отдельные элементы конструкции, связанные с значительным весом воды в
термостате - более 25 кг, вызывают необходимость использования в качестве несущих
элементов узлы, изготовленные из медных сплавов с толщиной стенки более 2 мм. Соеди-
нение выполнено сварными швами значительной длины методом пайки серебросодержа-
щими сплавами. Калориметрический сосуд изготавливается аналогичным образом.
Технология изготовления прибора предполагает существенную долю ручного труда. Раз-
мещение измерительно-регулирующей электроники в отдельных корпусах снижает об-
щую помехозащищенность прибора.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков: повышение
энергетической эффективности прибора при одновременном снижении себестоимости
производства за счет изменения конструкции с целью избежания необходимости исполь-
зования узлов и деталей из сплавов меди и серебросодержащих сплавов.
Указанная задача достигается тем, что в известном калориметре, включающем корпус,
термостат оболочки, устанавливаемый в нем калориметрический сосуд, измерительно-
регулирующие блоки, применен термостат оболочки воздушного типа, устанавливаемый в
нем калориметрический сосуд заменен серийно выпускаемым сосудом Дьюара из нержа-
веющей стали объемом до 3 литров, что позволяет получить тепловое значение калори-
метра, близкое к тепловому значению серийно выпускаемых приборов [2], а измерительно-
регулирующие блоки размещены в корпусе калориметра.
На приведенной фигуре представлен поперечный разрез калориметра.
Калориметр имеет одинарный корпус 1, воздушный термостат 2, калориметрический
сосуд 3 (стандартный сосуд Дьюара емкостью до 3 литров), измерительно-регулирующие
блоки 4.
Корпус 1 может быть изготовлен из листовой стали Ст. 3, гальванически покрытой
цинком и оклеенной изнутри листовым утеплителем из пенопропилена. Встроенный тер-
мостат 2 калориметра - воздушный, что снижает требования к стойкости к коррозии от-
дельных его узлов и упрощает технологию его изготовления, и снижает мощность
нагревателя, необходимого для поддержания заданной температуры. Калориметрический
сосуд 3 - серийно выпускаемый сосуд Дьюара из нержавеющей стали с внутренним объе-
мом до 3 литров. Измерительно-регулирующие блоки 4 располагаются внутри основного

3. BY 6707 U 2010.10.30
3
корпуса калориметра, что улучшает ее помехозащищенность. Совокупность указанных
элементов позволяет получить калориметр с повышенной энергетической эффективно-
стью и точностью при одновременном упрощении конструкции и снижении себестоимо-
сти ее производства.
Проведение испытаний с использованием заявляемого калориметра осуществляется в
соответствии с методикой и рекомендациями, представленными в источнике [2]. Устанав-
ливают снаряженный калориметрический сосуд 3 во встроенный термостат 2 калориметра
и запускают автоматическое выполнение требуемых измерений. По окончании измерений
извлекают калориметрический сосуд 3 из калориметра и исследуют продукты реакции
сгорания, и рассчитывают величины удельной теплоты сгорания исследуемого вещества.
Испытания показали высокую надежность калориметра. Полученная точность 0,04 %
значительно выше точности прототипа (точность В-08М - 0,25 %). Энергопотребление ка-
лориметра - 60 Вт - значительно ниже энергопотребления прототипа В-08М - до 1500 Вт.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.