1.10. Монтажные приспособления, крепежные изделия и амортизаторы

Для закрепления химической посуды и приборов в различных установках применяют монтажные приспособления (штативы, стенды, столики) и крепежные изделия в виде муфт, захватов ("лапок"), колец, шарниров и т.п., обеспечивающих безопас­ность и удобство эксплуатации приборов и установок.

Монтажные стенды и штативы. Монтажные стенды представ­ляют собой решетку из металлических стержней различной дли­ны толщиной 5-8 мм, закрепленных в раме из железных или алюминиевых уголков с защитным покрытием (рис. 10). Стерж­ни обычно нарезают из прутков хромированной, никелирован­ной или нержавеющей стали или из трубок такого же металла. Концы стержней имеют нарезку и закрепляются в раме при помощи гаек. Для прочности конструкции стержни связывают между собой муфтами с винтами. Настольные стенды (рис. 10, а) обычно рамы не имеют, ее заменяют две боковые стойки из более толстых стержней, ввинченных в чугунное основание

Рис. 10. Монтажные стенды: настольный (а), напольно-настенный (б) и настен­ный (в)

Рис. 11. Универсальный штатив Бунзена (а).

Разные виды захватов-держателей для трубок различного диаметра (б) и спаренные захваты (в)

Такие стенды легко переносить с одного стола на другой, разби­рать и при необходимости устанавливать на полу. Настольный стенд можно изготовить из нескольких штативов Бунзена (рис. И, а), связав их между собой несколькими горизонтальными стержнями или трубками.

Для больших установок применяют стационарные стенды, Рама которых крепится к полу и стене (рис. 10, б) или только к стене (рис. 10, в). Такие стенды применяют для укрупненных лабораторных установок.

Традиционный универсальный штатив Бунзена (рис. 11, а) Может иметь различные размеры и всегда снабжается фирмой-изготовителем набором держателей-захватов (лапок) и колец.

Рис. 12. Муфты различных конструкций

Захваты для холодильников (см. разд. 8.4) и колб с горлом большого диаметра имеют три дужки (пальца), а захваты для трубок небольшого диаметра - две дужки. На пальцы захватов всегда надевают обрезки резиновых трубок, если захваты не имеют фабричного эластичного покрытия, предохраняющего от разрушения зажимаемое стеклянное изделие.

Муфты захватов могут иметь конструкцию, позволяющую за­креплять захваты под разными углами к стойке штатива (рис. 12, а, б), допускающую вращение самих захватов (рис. 12, в).

Винты муфт следует периодически смазывать силиконовой или фторопластовой мазью (см. разд. 1.7), а на захватах, кольцах и стойках штативов - обновлять защитное покрытие.

Бунзен Роберт Вильгельм (1811-1899) - немецкий химик, открывший два новых химических элемента - цезий и рубидий.

Столики и держатели. Для поддержания колб и других пред­метов на нужной высоте применяют кольца, при этом горло колбы должно быть обязательно закреплено в захвате. Рядом со стендом или штативом надо всегда иметь подъемные столики (рис. 13, а, б), а иногда и многосторонние держатели (рис. 13, в). Столики служат для мягкой и точной установки химической посуды и электрических нагревателей на разной высоте. Верх­нюю платформу подъемного столика (рис. 13, а) перемещают, вращая ручку, связанную с супортом и шарнирными узлами.

В многостороннем держателе (рис. 13, в) могут быть закреп­лены небольшие сосуды, бюретки, термометры, электроды и трубки. Держатель позволяет перемещать закрепленный предмет как по вертикали, так и по горизонтали.

При нагревании стеклянной химической посуды с их содер­жимым в пламени газовой горелки между стеклом и пламенем всегда помещают асбестированную железную сетку (рис. 14, а). Нагревать открытым пламенем стеклянную химическую посуду нельзя из-за возможного ее растрескивания. Для увеличения равномерного нагрева сосуда на сетку устанавливают экран из асбестированной железной сетки (рис. 14, б), внутрь которого помещают нагреваемый сосуд.

Рис. 13. Подъемный (с) и предметный (б) столики и многосторонний держатель

Рис. 14. Асбестированная железная сетка (а), тепловой экран (б), фарфоровый треугольник для тиглей (в),

захваты (г), щипцы (д - ж) и держатель (з):

а: 1 - рамка из листового железа; 2 - железная сетка; 3 - асбестовый слой;

в: 1 - скрученная железная проволока; 2 - фарфоровые трубки; 3 – тигель

При прокаливании веществ в тиглях на газовой горелке при­меняют железные треугольники с фарфоровыми трубочками (рис. 14, в). Треугольник размещают на кольце нужного размера шта­тива, а подбирают его для тигля так, чтобы последний выступал над фарфоровыми трубочками примерно на 1/3 своей высоты.

Для переноса с места на место сильно охлажденных и нагре­тых стаканов, колб и другой химической посуды применяют захваты, надеваемые на руку и изготовленные из силиконовой резины, имеющей по бокам выступы и выдерживающей охлаж­дение и нагрев от -60 до +260 °С (рис. 14, г). Для переноса не­больших предметов используют тигельные щипцы (рис. 14, д), Щипцы, покрытые термостойкими полимерами (рис. 14, е) и Щипцы с платиновыми или серебряными наконечниками (рис.14, ж). Для переноса нагретых трубок и нагревания пробирок щ пламени газовой горелки применяют держатели (рис. 14, з) передвижным хомутиком и деревянной ручкой. Щипцы изготавливают из хромированной, никелированной или нержавеющей стали. Использование железных шипцов следует огра­ничить, так как они из-за ржавления часто вносят примесь же­леза в обрабатываемое вещество.

При переносе платиновых или серебряных тиглей и чашек и их крышек на концы щипцов надевают платиновые или сереб­ряные наконечники. С такими наконечниками щипцы кладут на керамические или фарфоровые подставки (плитки) изогнутыми концами вверх.

Установки для защиты приборов от сотрясений. Чувствитель­ные гальванометры, весы и другие приборы с отклоняющейся системой измерения следует устанавливать на площадке, не передающей горизонтальных и вертикальных сотрясений здания. Такая площадка представляет собой собственную колебательную систему с частотой ₀ , значительно меньшей, чем внешняя воз­мущающая частота _b. В этом случае амплитуда внешних колебаний передается площадке с коэффициентом ослабления, равным ₀ ²/ _b² . Наиболее сильные колебания зданий наблюдаются при час­тоте около 15 Гц. Ниже 8 Гц они почти незаметны. Поэтому при vq = 1 Гц колебания ослабляются примерно до 1%.

Часто вполне достаточно изолировать приборы от колебаний здания при помощи толстой резиновой пластины, помещенной между двумя массивными металлическими плитами. Амортиза­торы такого рода делают иногда многослойными: плита - рези­на - плита - резина - плита... На верхней металлической плите устанавливают прибор и закрывают его от воздушных потоков чехлом из обычного или органического стекла. Масса металли­ческих плит должна быть не менее 70-100 кг. В этом случае удается уменьшить колебания прибора почти до 2% фона. Обычно используют плиты, изготовленные из свинца или мра­мора.

По методу Джулиуса для защиты прибора от сотрясений его следует устанавливать на свинцовой плите массой 100-150 кг, подвешанной на трех длинных толстых стальных пружинах, работающих на растяжение. Однако это приспособление не ис­ключает вертикальных колебаний.

Герке и Фойгт предложили установку (рис. 15, а), полностьк защищающую прибор от горизонтальных и вертикальных сотря­сений. Коробка 4 содержит 35 кг свинцовой дроби, помещенное в 2,5 кг масла как демпфера и подвешена к металлической пли­те 7,

Рис. 15. Амортизаторы Герке (о), Мюллера (б) и Бейкера (в) для защиты прибо­ров от вибраций:

а: 1 - стальная доска; 2, 3 - автомобильные камеры; 4 - железная коробка со свинцовой дробью и маслом; 5- резиновая лента;

б: 1, 4, 5- платформы; 2, 3 - стальные штанги;в : I - стальная плита; 2 - металлический цилиндр; 3 - деревянный ящик; 4 - свинцовая доска; 5 - теннисные мячи

покоящейся на автомобильных камерах 2 и 3 (на рисунке дан их разрез), связанных по диаметру толстой резиновой лен­той 5. Камера 3 имеет размеры 1016x254 мм, а камера 2 - разме­ры 720x120 мм. Считают, что в автомобильных камерах достига­ется почти полное затухание колебаний, так что масляный бак с дробью оказывается лишним.

Штанговая установка Мюллера (рис. 15, б) выпускается неко­торыми фирмами. Ее можно легко переносить с места на место. В этой установке три металлических стержня 3 диаметром 3 мм и длиной 45-50 мм располагаются по вершинам равносторонне­го треугольника 1 на расстоянии 30 см друг от друга и прочно привинчиваются к треугольной плите основания 5, образуя тре­ножник. Треугольную раму 4 изготавливают из латуни или алю­миния. Она и несет прибор, изолируемый от сотрясений. Под­бором массы рам 7 и 5 можно добиться значительного умень­шения собственных колебаний рамы 4.

Установка Бейкера (рис. 15, в) состоит из деревянного ящика 3, на дне которого находятся теннисные мячи 5 или резиновые литые шары. На мечах покоится свинцовая плита 4 с устано­вленным на ней металлическим цилиндром 2 с крышкой 7. На ^эту крышку помещают прибор. Такое устройство позволяет сни­зить собственную частоту колебаний установки до 1 Гц.

Бейкер предложил ослаблять горизонтальные и в значитель­ной мере и вертикальные колебания размещением подставки под прибор на трех лентах из натуральной резины с попереч­ным сечением 0,5 см². Ленты крепят к стенкам деревянного ящика высотой 50 см. От нагрузки ленты удлиняются на 25 см. Частота собственных колебаний в вертикальной плоскости у такой установки равна 1 Гц, а в горизонтальной - 0,75 Гц. Под­ставку располагают на расстоянии 2-5 мм над дном ящика, по­этому при ослаблении лент не возникает никакой опасности для прибора.

Вместо резиновых лент можно применять в качестве подве­сов стальные пружины, работающие на сжатие. Частота соб­ственных колебаний в вертикальном и горизонтальном направ­лениях в этом случае возрастает до 2 Гц

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Степин Б.Д. и др. Методы получения особо чистых неорганических веществ. М.: Химия, 1969.

Правдин П.В. Лабораторные приборы и оборудование из стекла. М.: Химия, 1978.

Зимин B.C. Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физико-химического "эксперимента. М.: Химия, 1974.

Коршак В.В. Термостойкие полимеры. М.: Наука, 1969.

Фрейзер А.Г. Высокотермостойкие полимеры. М.: Наука, 1971.

Луке Г. Экспериментальные методы в неорганической химии. М.: Мир, 1965.

Павлов В.П., Макевнин М.П. Стеклянная аппаратура для производства чис­тых веществ. М.: Машиностроение, 1972.

Дытнерский Ю.И. Мембранные процессы разделения жидких смесей. М.: Химия, 1975.

Петрянов И.В., Козлов В.И. и др. Волокнистые фильтрующие материалы ФП. М.: Знание, 1968.

Пугачевт П.П. Работа со ртутью в лабораторных и производственных усло­виях. М.: Химия, 1972.

Степин БД., Цветков А.А. Неорганическая химия. М.: Высшая школа, 1994,