Рн-метр с автоматической очисткой и регенерацией стеклянного электрода

 

рН-МЕТР С АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКОЙ И РЕГЕНЕРАЦИЕЙ СТЕКЛЯННОГО ЭЛЕКТРОДА, содержащий датчик с электродами , насадку и трубопровод подвода реагента, отличающийс я тем, что, с целью расширения области применения устройства, стеклянный электрод рН-метра снабжен защитным кожухом, соединенным с на- . садкой, которая выполнена в виде стакана , в нижней части которого размещена перфорированная перегородка, имеющая в центральной части выступ с плоским срезом и образующая с дном стакана распределительный коллектор , соединенный с трубопроводом подвода реагента, причем в нижней части защитного кожуха и в верхней части насадки выполнены соответственно перепускные и рабочие окна, а внутри насадки расположен поршень, имеющий симметричную относительно его оси профилированную проточку g шарообразной формы. (/ /fezZfiWT/ 01/г.1

СОЮЭ СОВЕтснИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 4 (51) G 01 N 27/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASlQPQNRHV СВЩФтельстВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3554232/24-25 (22) 18.02.83 (46) 15.02.85. Бюл. Р 6 (72),В.Г.Брусов, Е.A.Ñóõàðåâ, Ю.Д.Левичев и В.М.Крашенинников ,(53) 542.8(088.8) (56) 1.Патент ФРГ М 1217656, кл.G 01 N.27/38, опублик.1972 °

2.Авторское свидетельство СССР

Р 697901, кл.G 01 N 27/38,1979 (прототип). (54)(57) рН-МЕТР С АВТОМАТИЧЕСКОЙ

ОЧИСТКОЙ И РЕГЕНЕРАЦИЕЙ СТЕКЛЯННОГО

ЭЛЕКТРОДА, содержащий датчик с электродами, насадку и трубопровод подвода реагента,. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения устройства, стеклянный электрод рН-метра снабжен защитным кожухом, соединенным с на- . садкой, которая выполнена в виде ста кана, в нижней части которого размещена перфорированная перегородка, имеющая в центральной части выступ с плоским срезом и образующая с дном стакана распределительный коллектор, соединенный с трубопроводом подвода реагента, причем в нижней части защитного кожуха и в верхней части насадки выполнены соответственно перепускные и рабочие окна, .а внутри насадки расположен поршень, имеющий симметричную относительно его оси профилированную проточку шарообразной формы.

1140031

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устрой. ствам измерения РН- жидких сред (растворов, эмульсий, суспензий), имеющих в своем составе кристаллиэующиеся, осмаливающие, образующие пленки примеси, а также содержащие различные вещества, отравляющие стеклянный электрод,и может быть использовано в химической, пище-,. вой промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Известен РН-метр,. содержащий устройство для механической очистки стеклянного электрода, измерительный электрод, обтирочное звено иэ эластичного материала и привод, перемещающий обтирочное звено вдоль оси электрода fl) .

Однако указанный РН-метр не может использоваться в периодических процессах, включающих операции опорожнения аппаратов, при которых возникают резкие колебания температуры, приводящие стеклянный электрод к негодности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является РН-метр с автоматической очисткой и регенерацией стеклянного электрода, содержащий датчик с электродами, насадку и трубопровод .подвода реагента (2 . Очистка электродов в указанном устройстве производится посредством реагента, поступающего циклически по командам программного блока из емкости через распределительную насадку на рабочие поверхности электродов.

Недостатком данного технического решения является узкая область использования: невозможно использование этого РН-метра в условиях периодических производств, которым характерны,операции опорожнения аппаратов, а следовательно, и резкие изменения параметров процесса, что приводит обычно к образованию прочных пленок на рабочих поверхностях электродов, трудно удаляемых реагентами, совместимыми с рабочими средами аппаратов. Кроме того, технологические процессы могут иметь на некоторых стадиях недопустимые для стеклянного электрода РН-метра значения своих параметров, например высокую температуру, что приводит стеклянный электрод к негодности.

Некоторые технологические процессы имеют в составе реакторных сред токсичные для стеклянного электрода вещества, которые достаточно быстро приводят к отравлению электрода, вызывая погрешности измерения и выход РН-метра из строя. В таких случаях периодическое обмывание ре агентом рабочих поверхностей элек65 щей на поверхности насадки в верхней ее части. Шарик измерительного

;одов, как правило, цели не достигает.

?1ель изобретения — расширение области применения устройства.

5 .Поставленная цель достигается тем, что в РН-метре с .автоматичес- кой очисткой и регенерацией стеклянного электрода, содержащем датчик с электродами, насадку и трубопровод подвода реагента, стек10 лянный электрод РН-метра снабжен защитным кожухом, соединенным с насадкой; которая выполнена в виде стакана, в нижней части которого размещена перфорированная перего)5 родна, имеющая в центральной части выСтуп с плоским срезом и образующая с дном стакана распределительный коллектор, соединенный с трубопроводом подвода реагента, причем в нижней части защитного кожуха и в верхней части насадки выполнены соответственно перепускные и рабочие окна, к внутри насадки расположен поршень, имеющий симметричную относительно его оси профилированную проточку шарообразной формы.

На фиг.l изображена функциональная схема РН-метра; на фиг.2 конструкция узла автоматической очистки и регенерации стеклянного электрода.

РН-метр содержит последовательно соединенные датчик l с узлом автоматической очистки и регенерации стеклянного электрода,.управляемый ключ 2, блок памяти 3, измерительный прибор 4, а также последовательно соединенные программный блок 5, электропневматический кла40 пан б и регулирующий клапан с исполнительным механизмом 7. Причем на второй вход исполнительного механизма поступает :реагент, а выход клапана соединен с входом датчика 1, 45 на втоРой вход электропневматического клапана б поступает воздух, посредством которого программный блок 5 управляет работой исполнительного механизма 7. Выход программного бло-: ка 5 соединен также с вторым входом управляемого ключа 2, который является исполнительным устройством, им управляет программный блок 5,который формирует для этого сигналы в виде импульсов определенной длительности и частоты.

Узел автоматической очистки включает в себя поршень 9, насадку 10, выполненную в виде стакана с дном ll перегородку 12, сальник 13, причем насадка 10 усТановлена на нижней части защитного кожуха 14. Насадка имеет Рабочие окна в виде отверстий, расположенных по окружности, лежа1140031

Прн нахождении поршня в верхнем положении еагент через проточку,обтекая шарик, поднимается по насадке и уходит наружу в контролируемую среду через перепускные окна 15.При этом реагент растворяет образующиеся на шарике стеклянного электрода пленки, абсорбирует с поверхности измерительной части электрода отравляющие его вещества.

Длительность и частота актов очи стки и регенерации устанавливаются таковыми, чтобы качество очистки электрода: и десорбции отравляющих

его веществ были удовлетворительными.

Если процесс периодический и измерение рН среды требуется выполнять только на определенной его стадии, то только на этой стадии и следует производить измерение, а на все остальное время стеклянный электрод, можно изолировать от контролируемой среды, включив посредством программного блока операцию очистки и регенерации. При этом контролируемая среда внутрь насадки проникнуть не может, так как реагент имеет избыточное по сравнению с ней давление.

Кроме того, реагент протекает через зазор между поршнем и внутренней поверхностью насадки, уходя в контролируемую среду через перепускные окна. Одновременно реагент растворяет вещества, высаживающиеся при выполнении операции измерения на внутренних поверхностях- насадки.

Обеспечение высоких скоростей протекания реагента через проточку позволяет интенсиФицировать процес» сы очистки и регенерации. В качестве реагента, используемого в предлагаемом рН-метре, необходимо применять жидкости, совместимые с контролируемой средой, причем дозировка их должна быть допустимой условиями выделения технологических процессов ° В предлагаемом рН-метре дозировка реагента может быть сокращен на за счет минимизации в допустимых пределах давления реагента зазором между шариком стеклянного электрода и стенками проточки, а также между поршнем и внутренней поверхно ностью насадки, а в необходимых случаях и за счет изменения длительности и частоты операций измерения и очистки. Потери реагента можно сократить, если собрать его в коллектор на выходе из перепускных окон, вывести из аппарата и вновь направить в насадку, т.е ° заставить циркулировать его по замкнутою. му контуру.

Завершение операции очистки и регенерации определяет программный блок 5, прекращая подачу на электропневмоклапан управляющего сигнала. В результате этого исполниэлектрода находится внутри насадки в геометрическом центре этой окружности. Поршень 9 помещен внутрь насадки. рН-метр с автоматической очисткой и регенерацией стеклянного электрода работает следующим образом.

Предлагаемый рН-метр является автоматическим прибором циклического действия. Цикл работы прибора включает две следующие одна эа другой 10 операции: измерение и очистку с регенерацией стеклянного электрода.

Чередованием названных операций рН-метра управляет программный блок

5 посредством управляемого ключа 2, 15 электропневмоклапана б и исполни- тельного механизма 7. При выполнении операции измерения поршень 9 узла

4 регенерации и очистки находится в крайнем нижнем положении. При этом реагент в узел очистки и регенерации не поступает, а рабочие окна насадки 10 открыты и через них конт ролируемая среда протекает через насадку, овевая шарик стеклянного электрода. На этой стадии программный блок 5 командные сигналы не выдает, поэтому управляемый ключ 2 открыт, так как является нормально открытым, а электропневмоклапан б и механизм 7 закрыты, поскольку являются нормально закрытыми. Проточка поршня при этом закрыта снизу выступом перегородки 12, что препятствует проникновению контролируемой среды в распределительный коллектор, т.е. в пространство между перегородкой 12 и дном ll. Электрический сигнал, пропорциональный активности ионов водорода контролируемой среды, поступает из датчика 1 . 40 через управляемый ключ 2 и блок памяти 3 непосредственно в измеритель-. ный прибор 4. Таким образом выполняется операция измерение. рН.

Программный блок 5 Формирует элек 45 трические импульсы,.частота и длительность которых подбирается индивидуально для различных сред. Эти электрические импульсы открывают клапан б и одновременно закрывают ключ

2. Последнее приводит к тому, что на время очистки и регенерации сигнал с датчика 1 на измерительный прибор 4 не поступает и прибор фиксирует последнее, записанное в блоке памяти 3 перед началом этой операции значение рН контролируемой среды.

Ц то же время электропневмоклапан б открывает доступ к воздуху в исполнительный механизм 7. В результате этого реагент с входа исполнительно- 60 го,механизма 7 поступает в коллектор узла очистки и регенерации.Ре; агент проходит через отверстия перегородки 12 и воздействует на поршень 9. 65

1140031

Ретент тельный механизм 7 закрывается,прекращая подачу реагента в устройство очистки и регенерации. При этом под воздействием силы. веса поршень 9 опускается и занимает крайнее нижнее положение, а реагент, находящийся в насадке под поршнем, через проточку и перепускные окна в контРолируемую среду. Рабочие окна насадки открываются и через них внутрь ее вновь поступает контролируемая ) среда, вытесняя остатки реагента.

С некоторой выдержкой времени,необходимой для полного вытеснения реагента, программный блок 5 выдает сигнал на открытие управляемого 15 ключа 2. Ключ 2 открывается и выход датчика 1 через блок памяти 3 оказывается:непосредственно связанным с измерительным прибором 4.

Вновь начинается операция измерения и цикл повторяется.

Таким образом, предлагаемый рН-метр обладает способностью работать в условиях периодических производств, в которых могут иметь место значительные колебания пара метров приводящие к образованию прочных пленок на рабочих поверхностях электродов, а также в произ водствах, имеющих стадии с недопустимыми температурными режимами или отдельные операции, на которых в составе контролируемых сред могут появляться отравляющие примеси, приводящие измерительный

ВНИИПИ Заказ .255/33

Тираж 897 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 электрод к негодности. Следовательно, предлагаемое техническое решение имеет более широкую область применения по сравнению с известными. Кроме того, в предлагаемом рН-метре создаются условия регене-. рации стеклянного. электрода за счет деаорбции поглощенных шаричом .его на стадии измерения . отравляющих веществ из контролируемой среды, .а также обеспечивается полная изоляция электрода от вредного воздействия примесей сред промежуточных стадий технологических процессов, на которых измерение рН не требуется, что приводит в конечном итоге к повышению надежности рН-метра=.

Возможность полной изоляции стеклянного электрода от контролируемой среды на необходимое время, обес-печиваемая в предлагаемом рН-метре, позволяет сообщать измерительный электрод с контролируемой средой только на тех стадиях технологического процесса, когда измерение рН необходимо, и на время, необходимое для этого измерения. >Остальное> же время стеклянный электрод не.подвергается воздействию контролируемой среды, которая может включать вещества, отравляющие его, не подвергается воздействию высокой температуры или других неблагоприятных факторов, которые могут достаточно быст.ро привести электрод к,негодиости.

Все это повышает надежность рН-метра.