установка для отбора проб из калиброванного объема жидкой среды
Классы МПК: | G01N1/10 в жидком или текучем состоянии |
Автор(ы): | Багдасарьян М.А., Ляпунов А.М., Воронихина Е.В., Селюгин Г.Б., Федоров Г.П., Марголин Е.М., Серегина И.Ф., Шильников А.М. |
Патентообладатель(и): | Багдасарьян Михаил Александрович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-04-07 публикация патента:
10.04.1996 |
Использование: для отбора проб - ионов тяжелых металлов - из калиброванного объема жидкой среды (взвеси). Сущность изобретения: в установке для отбора проб из калиброванного объема жидкой среды стакан мерной емкости снабжен охватывающим его кожухом с запорной крышкой в верхней его части. Кожух образует с боковыми стенками стакана кольцевую полость. Последняя сообщена с полостью стакана. Стакан снабжен также хемосорбционным фильтром. В днище стакана выполнено гнездо для размещения хемосорбционного фильтра. Фильтр тонкой очистки расположен в стакане над хемосорбционным фильтром. Установка снабжена смонтированным на наружной боковой поверхности кожуха регулирующим клапаном давления с приводом его рабочего органа и средством автоматического управления работой регулирующего клапана давления по поддержанию расхода жидкости в выходном патрубке стакана в заданном интервале. Средство для прокачки жидкости снабжено источником подачи сжатого газа. Источник соединен посредством трубопровода через кольцевую полость с полостью стакана. Трубопровод снабжен смонтированным в нем электронагревателем сжатого газа со средством автоматического его включения. Приведенная высота "H" части стакана над фильтром тонкой очистки "выбрана в пределах: 0<H
8,0 (см) и определена по формуле H = V/S, где V- калиброванный объем жидкости, см3; S- площадь фильтра тонкой очистки, см2. 5 з. п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

Формула изобретения
1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ИЗ КАЛИБРОВАННОГО ОБЪЕМА ЖИДКОЙ СРЕДЫ, содержащая мерную емкость в виде стакана с выходным патрубком в днище, фильтр тонкой очистки и средство для прокачки жидкости из мерной емкости через фильтр, отличающаяся тем, что стакан снабжен охватывающим его кожухом с запорной крышкой в вехней его части, образующим с боковыми стенками стакана кольцевую полость, сообщающуюся с полостью стакана, и хемосорбционным фильтром, причем в днище стакана выполнено гнездо для размещения хемосорбционного фильтра, а фильтр тонкой очистки расположен в стакане над хемосорбционным фильтром, при этом установка снабжена смонтированным на наружной боковой поверхности кожуха регулирующим клапаном давления с приводом его рабочего органа и средством автоматического управления работой регулирующего клапана давления по поддержанию расхода жидкости в выходном патрубке стакана в заданном интервале, а средство для прокачки жидкости снабжено источником подачи сжатого газа, соединенным посредством трубопровода через кольцевую полость с полостью стакана, причем трубопровод снабжен смонтированным в нем электронагревателем сжатого газа со средством автоматического его включения, а приведенная высота H части стакана над фильтром тонкой очистки выбрана в пределах 0< H
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к контролю за физическими параметрами окружающей среды и касается устройства для отбора проб ионов тяжелых металлов, таких, как Mn, Fe, Cu, Zn, Pb, Ti и др. из калиброванного объема жидкой среды (жидкой взвеси), взятой например, из природных водоемов. Известна установка для отбора проб из калиброванного объема жидкой среды, содержащая мерную емкость в виде стакана с выходным патрубком в днище, фильтр тонкой очистки и средство для прокачки жидкости из мерной емкости через фильтр (авторское свидетельство СССР N 794420, кл. G 01 N 1/10, 1981). Однако установка не позволяет производить отбор пробы из калиброванного объема жидкой среды с помощью хемосорбции, требующей наличие хемосорбционных фильтров и нормированного поддержания раствора исследуемой жидкости через фильтры устройства. Технический результат изобретения состоит в обеспечении возможности отбора пробы из калиброванного объема жидкой среды с помощью хемосорбции при минимальном времени подготовки хемосорбционных фильтров к рентгеновскому анализу. Для достижения указанного технического результата в установке для отбора проб из калиброванного объема жидкой среды, содержащей мерную емкость в виде стакана с выходным патрубком в днище, фильтр тонкой очистки и средство для прокачки жидкости из мерной емкости через фильтр согласно изобретению стакан снабжен охватывающим его кожухом с запорной крышкой в верхней его части, образующим с боковыми стенками стакана кольцевую полость, сообщающуюся с полостью стакана, и хемосорбционным фильтром, причем в днище стакана выполнено гнездо для размещения хемосорбционного фильтра, а фильтр тонкой очистки расположен в стакане над хемосорбционным фильтром, при этом установка снабжена смонтированным на наружной боковой поверхности кожуха регулирующим клапаном давления с приводом его рабочего органа и средством автоматического управления работой регулирующего клапана давления по поддержанию расхода жидкости в выходном патрубке стакана в заданном интервале, а средство для прокачки жидкости снабжено источником подачи сжатого газа, соединенным посредством трубопровода через кольцевую полость с полостью стакана, причем трубопровод снабжен смонтированным в нем электронагревателем сжатого газа со средством автоматического его включения, а приведенная высота "Н" части стакана над фильтром тонкой очистки выбрана в пределах 0 < Н
H V/S, где V калиброванный объем жидкости, см3;
S площадь фильтра тонкой очистки, см2. Кроме того, средство автоматического включения электронагревателя выполнено в виде пневмоэлектроклапана, соединенного электрической цепью посредством своего нормально разомкнутого контакта и термочувствительных элементов с источником тока и электронагревателем. Пневмоэлектроклапан выполнен в виде полого корпуса, установленного в его полости поршня с обратным клапаном и штока с упором в средней его части, причем концевая часть штока от упора до свободного торца смонтирована консольно в выполненном в боковой стенке корпуса отверстии и расположена за пределами корпуса, а разделенные поршнем объемы полости связаны через обратный клапан поршня, при этом поршневая полость сообщена с полостью трубопровода, а пневмоэлектроклапан снабжен установленным на наружной поверхности корпуса толкателем в виде подпружиненного клина, смонтированного с возможностью взаимодействия с кромкой торцевой поверхности поршня со стороны штока, причем нормально разомкнутый контакт пневмоэлектроклапана смонтирован на наружной поверхности корпуса и свободном конце консольно смонтированной части штока. Один из термочувствительных элементов смонтирован на электронагревателе, а другой на выходном патрубке стакана. Запорная крышка кожуха снабжена фиксирующим коромыслом со смонтированным в нем поджимным винтом, причем фиксирующее коромысло установлено с возможностью поворота на полуосях, расположенных в кожухе. Средство автоматического управления работой регулирующего клапана давления выполнено в виде установленного на оси большого коромысла, жестко связанного одним своим концом с чашкой, имеющей в днище сквозное отверстие, малого коромысла, установленного под чашкой сливного стакана и смонтированной в сливном стакане и пропущенной через сквозное отверстие стойки, связанной посредством шарового шарнира с расположенной в днище чашки с возможностью перекрывания ее отверстия заслонкой, причем большое коромысло снабжено на свободном своем конце подвижной клеммой нормально разомкнутого контакта, вторая клемма которого неподвижна относительно оси большого коромысла и соединена посредством электрической цепи с подвижной клеммой через источник питания и автогенератор, а между осью большого коромысла и подвижной клеммой смонтированы груз с возможностью перемещения вдоль большого коромысла и кронштейн с клеммой, при этом малое коромысло снабжено на одном своем конце клеммой для взаимодействия с клеммой кронштейна с образованием нормально разомкнутого контакта, а на другом конце нормально замкнутым контактом из подпружиненной и неподвижной клемм, причем клемма кронштейна и неподвижная клемма нормально замкнутого контакта соединены посредством электрической цепи через источник питания и электромагнит, а автогенератор электрически связан посредством компаратора и электрического преобразователя с приводом рабочего органа регулирующего клапана давления. На фиг. 1 изображена установка для отбора проб из калиброванного объема жидкой среды; на фиг.2 построены опытные расходные зависимости заявляемой установки при работе с натурными (графики 1, 2, 3) и модельной (график 2) жидкими взвесями:



0



V калиброванный объем жидкости, см3;
S площадь фильтра тонкой очистки, см2. Способ определения данного соотношения приведен ниже. Фильтр 10 тонкой очистки, состоящий из последовательно установленных обеззоленного фильтра (синей ленты, ТУ 6-09-1678-77) и мембранного фильтра, опирается на дренированную подложку 12 из компактного тефлона и поджимается к ней гайкой 13. Хемосорбционный фильтр 11 в виде комплекта из последовательно расположенных хемосорбционных фильтроэлементов с подложками из пористого тефлона монтируется во вкладыше 9 под фильтром 10 тонкой очистки и крепится с помощью гайки 14 и кольца 15. На наружной боковой поверхности кожуха 2 установлен регулирующий клапан 16 давления, сообщенный с кольцевой полостью "А" и, соответственно, с полостью "Б" стакана. Установка снабжена средством для прокачки жидкости из мерной емкости (стакана 1) через указанные фильтры, которое включает источник подачи сжатого газа 17 с вентилем и редуктором 18, соединенными посредством трубопровода 19 через кольцевую полость "А" и проточки 7 в кольцевом выступе запорной крышки 3 с полостью "Б" стакана 1. В трубопроводе 19 установлен электрический нагреватель 20 сжатого газа со средством автоматического его включения, выполненным в виде пневмоэлектроклапана, соединенного электрической цепью посредством своего нормально разомкнутого контакта из клемм 21 и 22 и термочувствительных элементов 23, 24 с источником тока 25 и электронагревателем 20. Термочувствительный элемент 24 смонтирован на выходном патрубке стакана 1 и сообщается с каналом патрубка через отверстие в его стенке. Термочувствительный элемент 23 смонтирован на электронагревателе 20. Пневмоэлектроклапан выполнен в виде корпуса 26, во внутренней полости которого установлен поршень 27 с обратным клапаном 28 и штоком 29, имеющим упор 30 в средней части. Концевая часть штока 29 от упора 30 до свободного торца расположена в отверстии в боковой стенке корпуса 26 и выходит за пределы корпуса. Поршневая полость "В" сообщена через отверстие 31 с внутренней полостью трубопровода 19. На наружной поверхности стенки корпуса 26 пневмоэлектроклапана установлен толкатель в виде подпружиненного клина 32, упирающегося в боковую поверхность поршня 27 при контакте упора 30 с внутренней стенкой корпуса 26 и взаимодействующего с задней кромкой торцевой поверхности поршня 27 со стороны штока (см. фиг.1, выноску 1) при нормированном смещении его (поршня 27) в направлении полости "Б". Клеммы 21, 22 пневмоэлектроклапана смонтированы на свободном конце консольной части штока 29 и наружной поверхности корпуса 26, соответственно. Установка снабжена средством автоматического управления работой регулирующего клапана 16 давления по поддержанию расхода жидкости в выходном патрубке стакана в заданном интервале, выполненным в виде установленного на оси 33 большого коромысла 34, жестко связанного одним своим концом с чашкой 35, имеющей в днище сквозное отверстие, малого коромысла 36, установленного под чашкой 35 сливного стакана 37 и смонтированной в сливном стакане и пропущенной через сквозное отверстие стойки 38, связанной посредством шарового шарнира 39 с расположенной в днище чашки с возможностью перекрывания ее отверстия заслонкой 40. Большое коромысло 34 снабжено на свободном своем конце подвижной клеммой 41 нормально разомкнутого контакта, вторая клемма 42 которого неподвижна относительно оси 33 большого коромысла и соединена посредством электрической цепи с подвижной клеммой через источник питания 43 и автогенератор 44. Между осью 33 большого коромысла и подвижной клеммой 41 смонтированы груз 45 с возможностью перемещения вдоль большого коромысла и кронштейн с клеммой 46. Малое коромысло 36 снабжено на одном своем конце клеммой 47 для взаимодействия с клеммой 46 кронштейна с образованием нормально разомкнутого контакта. На другом конце малого коромысла имеется нормально замкнутый контакт из подпружиненной пружиной 48 клеммы 49 и неподвижной клеммы 50. Клемма 46 кронштейна и неподвижная клемма 50 нормально замкнутого контакта соединены посредством электрической цепи через источник питания 51 и электромагнит 52, а автогенератор 44 электрически связан посредством компаратора 53 и электрического преобразователя 54 с приводом 55 рабочего органа регулирующего клапана 16 давления. Малое коромысло имеет ось 56. Подготовка установки к работе. Фильтр 10 тонкой очистки и хемосорбционный фильтр 11 устанавливаются на рабочие места вкладыша 9, который вставляется в стакан 1 и располагается на его дне. Поршень 27 пневмоэлектроклапана сдвигается до контакта упора 30 с внутренней стенкой корпуса 26. В этом положении подпружиненный клапан 32 взаимодействует с боковой поверхностью поршня 27, а клеммы 21 и 22 разомкнуты и образуют нормально разомкнутый контакт пневмоэлектроклапана. Регулирующий клапан 16 давления приводится в состояние максимального сброса давления в кольцевой полости "А". Подвижный груз 45 устанавливается на большом коромысле 34 в положение, при котором чашка 35 поджимается к заслонке 40 с требуемой расчетной силой F. Сила F равна весу контрольной массы






















0 <


Можно отметить, что за счет более совершенной конструкции и, соответственно, меньшего времени подготовки к работе, максимального совмещения во времени процесса предварительной очистки пробы и хемосорбции, исключения возможности отказа в работе из-за забивания фильтра тонкой очистки твердыми частицами, автоматического поддержания оптимальной скорости фильтрации, при которой обеспечиваются предельная эффективность хемосорбции и наименьшее время этого процесса, введения интенсивной осушки хемосорбционных фильтров, установка обладает значительно более высокой производительностью по сравнению с прототипом и обеспечит минимальное время подготовки хемосорбционных фильтров к рентгеновскому анализу, как в стационарных, так и в походно-полевых условиях.
Класс G01N1/10 в жидком или текучем состоянии