6400 Automatisches Isoperiboles Verbrennungskalorimeter

Das automatische, isoperibole Kalorimeter 6400 repräsentiert die nächste Entwicklungsstufe der automatischen Kalorimeter von Parr. Das eigenständige und kompakte Instrument verfügt über einen geschlossenen Kühlkreislauf innerhalb des Kalorimeters. Das Subsystem verwendet eine thermoelektrische Kühlung mit direktem Anschluss an einen 1 Liter Wassertank, welcher die Kühlflüssigkeit für das Kalorimeter bereitstellt. Eine externe Stickstoffflasche wird verwendet um das Kalorimeter mit Spülwasser zu versorgen. Dieses Modell verfügt über eine feststehende Bombe und Kammer für eine automatische Befüllung der Wasserbehälter und des Mantels, als auch eine automatische Befüllung und Spülung des Behälters. Die Bedienung des 6400 für einen Testlauf benötigt nur eine Minute, dadurch kann ein Techniker bis zu vier Kalorimeter simultan bedienen.

Konstruktionsmerkmale

Parr Design: eingebaute Bombe und Wasserbehälter

Das automatische, isoperibole Kalorimeter 6400 verwendet eine eingebaute Bombe/Wasserbehälter-Konstruktion, beide Teile werden während des normalen Betriebs, nicht aus dem Kalorimeter genommen. Dieses Konstruktionskonzept ermöglicht ein einzigartiges Maß an Automatisierung des gesamten Kalorimeters, nicht nur der Messwerterfassung und -auswertung. Das Ergebnis dieser Automatisierung spart durchschnittlich 5 Minuten Bedienzeit pro Testdurchlauf, gegenüber jedem Kalorimeter mit herausnehmbarer Bombe.

Sauerstoffbefüllung und -ablass

Die eingebaute Bombe/Wasserbehälter Konstruktion erlaubt die Sauerstoffzufuhr bei Testbeginn durch den Bombenkopf. Die Köpfe dieser Bomben verfügen über ein Rückschlagventil, welches dynamisch schließt sobald die Bombe unter Druck gesetzt wurde. Am Ende des Durchlaufs werden die Gase aus der Bombe automatisch abgelassen, während die Bombe auf die Anfangstemperatur abgekühlt wird.

Feststehende Wasserbehälter

Die Wasserbehälter dieses Kalorimeters wurde entwickelt um eine möglichst gleichförmige Zirkulation über die Oberfläche des Druckbehälters zu erhalten. Das Design erlaubt die wiederholbare volumetrische Befüllung des Wasserbehälters. Der Bombenkopfverschluss dichtet die Wasserbehälter gleichzeitig mit der Bombe ab. Dieses einzigartige Konzept minimiert den Wasserverbrauch für jeden Testdurchgang und bietet eine rasche, automatische und wiederholbare Befüllung für jeden Test. Das aufgeheizt Wasser nach der Verbrennung wird automatisch im Anschluss an den Test aus der Kammer abgelassen und durch Kühlwasser ersetzt, um die Bombe und die Wasserbehälter schnell auf die Ausgangstemperatur für den nächsten Testdurchlauf herunter zu kühlen.

Feststehende Bombe

Das Kalorimeter 6400 verfügt über das patentierte Verschlusssystem der feststehenden Bomben von Parr. Diese Konstruktion erlaubt es dem Anwender den Kopf im Zylinder mit einer einfachen, leichten Drehung abzudichten und zu arretieren. Die Hauptdichtung der Bombe ist ein O-Ring mit minimiertem Verschleiß durch Reibung um die Lebensdauer der Dichtung zu erhöhen. Nach dem Testdurchgang wird die Innenseite der Bombe gespült um die Verbrennungsprodukte aus der Bombe zu entfernen. Die Automatisierung des Waschdurchgangs eliminiert einen der langwierigsten und am meisten zeitraubenden Arbeiten, die bei einer herausnehmbaren Kalorimeterbombe manuell durchgeführt werden müssen. Neben dem Entfall der manuellen Reinigung verfügt die Ausführung mit feststehender Bombe über den Vorteil, dass der Waschprozess sofort begonnen werden kann, sobald die Endtemperatur bestimmt wurde. Üblicherweise geschieht dies innerhalb von 4 bis 5 Minuten nachdem die Bombe gezündet wurde. Dadurch wird ebenfalls die Zeit minimiert in der sich Säuren, die durch die Verbrennung entstehen können, an der Innenwand der Bombe ablagern können. Dies wiederum verbessert die Wartungsintervalle dieser Bomben gegenüber den herausnehmbaren Varianten.

Sauerstoffverbrennungsbombe 1138

Die Sauerstoffbombe 1138 ist die serienmäßige Bombe im Kalorimeter 6400. Die Sauerstoffbombe 1138 wurde neukonstruiert um höhere Belastungen während der Tests zu erlauben. Im Kopf ist eine O-Ring-Nut derart optimiert, dass Reibbeanspruchung minimiert und die Lebensdauer erhöht wird. Der Bombenkopf ist abnehmbar und ist für einen schnellen Probenwechsel mit dem patentierten Quick Twist-Lock Verschlusssystem ausgestattet.

Die Bombe wird aus Alloy 20 hergestellt; einem speziellem Niob-stabilisiertem Edelstahl mit hoher Beständigkeit gegenüber Mischungen aus Salpeter- und Schwefelsäure, die während des Verbrennungsprozesses entstehen. Die Variante 1138CL wird aus dem halogenresistentem Hastelloy G30™ hergestellt. Hastelloy 30 ist eine Legierung mit großen Anteilen an Kobalt und Molybdän und ist beständig gegen korrosive Effekte durch Salzsäure und andere Halogensäuren, welche bei der Verbrennung von chlorhaltigen Proben entstehen. Obwohl keine Legierung vollkommen den korrosiven Gasen, die bei der Verbrennung von Proben mit Halogenbestandteilen entstehen widerstehen kann, empfehlen wir für Anwendungen mit solchen Materialproben die Bombe 1138CL.

Diese Bomben haben ein Fassungsvermögen von 250 ml und sind für einen Druck von 137 bar ausgelegt. Alle Bomben werden hydrostatisch bis 207 bar getestet und die Probengröße beträgt zirka 1 g oder 5000 bis 8000 Kalorien (20 bis 33 kJ).

Kopf A1450DD

Für Nutzer, die einen maximalen Durchsatz mit dem Kalorimeter 6400 anstreben, wird ein zweiter Kopf A1450DD für das Kalorimeter empfohlen. Dadurch kann die nächste Probe komplett vorbereitet werden und sobald der laufende Test abgeschlossen ist, in die Bombe gebracht werden.

Kontrolldiagramme

Eine Kontrolldiagramm ist ein grafisches Hilfsmittel, das dem Nutzer hilft den Prozess auszuwerten und zu steuern. Viele Standardmethoden schlagen vor, dass eine Referenzprobe in bestimmten Zeitabständen gemessen wird und die Ergebnisse in einem Graphen ausgegeben werden. Grenzwerte für akzeptable Werte werden festgelegt und der Prozess ist in Ordnung solange die Ergebnisse innerhalb der Grenzwerte liegen. Sobald die Ergebnisse anfangen innerhalb der Grenzen zu streuen und ein Trend oder ein Muster in den Messpunkten erkennbar wird, ist dies ein Anzeichen für nahende Probleme. Das Kalorimeter 6400 bietet dem Nutzer die Möglichkeit einer

Laboranforderungen

Das Kalorimeter benötigt eine Versorgung mit 99,5%igem Sauerstoff, einer Stickstoffversorgung oder einen Anschluss an ein Druckluftsystem mit 5,5 bar und entionisiertes Wasser.