Измеритель нефтепродуктов в воде

 

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ВОДЕ, содержащий устройство для адсорбции нефтепродуктов из воды с ферромагнитным ад- . сорбентом, кран-переключатель, термоячейку, снабженную кольцевым нагревателем, магнитную систему для перемещения адсорбента и систему управления, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью обеспечения автоматического перемещения адсорбента и повышения точности анализа при многократном его использовании , устройство для адсорбции и термоячейки соединены через золотниковьй кран-переключатель, адсорбент выполнен в виде навески монодисперсных шаров из ферромагнитного материала, а .магнитная система выполнена в виде последовательно расположенных друг над другом трех кольцевых электромаг - &u3ff s нитов и индукционной контрольной катушки, причем первый из них - . удерживающий электромагнит - размещен вокруг верхней части устройства для адсорбции, второй - ускоряющий - вокруг нижней части этого устройства, индукционная контрольная катушка размещена между йими, а третий - возвращающий и обеспечивающий возврат адсорбента из термоячейки после термодесорбции или пиролиза адсорбента в устройство для адсорбции - размещен вокруг нагревателя термоячейки, при этом удерживающий, электромагнит подклюSS чен через модуль сопряжения системы управления к источнику постоянного напряжения, ускоряющий и возвращающий электромагниты через модуль сопряжения системы управления - к источникам импульсного напряжения регулируемой длительности, а подключение индукционной контрольной катушки к устройствам системы управления осуществлено через пороговый коммутатор. 2. Измеритель по п.1, о т л ичающийся тем, что пороговый коммутатор составлен из порогового элемента И, один из входов которого соединен с выходом порогового элемента постоянного запоминания, другой с выходом ПЗУ системы управления , а выход - с входом схемы переключения команд операций, составленной из элемента ИЛИ и счетчика состояний.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,sU, 2. 952Я (51) 4 С 01 iV 31/06

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ HOMHTET СССР ,ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3677442/24 25 (22) 22,12.83 (46) 30.11.85. Бюл. Ф 44 (71) Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола (72) Ж.Л. Гохберг, Г.А. Еремеева и С.В. Тигеев (53) 541.275 (088.8) (56) Инструкция и описание судового прибора СПН-203, М.: Союззагранприбор . Изд . Р 909, 1983.

Giacobbo H. et al Automatica

pyraPisys analysator of oil in

water. — Pharm. Acta HePv, 39, 162, 1964. (54)(57) 1. ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ВОДЕ, содержащий устройство для адсорбции нефтепродуктов из воды с ферромагнитным ад - . сорбентом, кран-переключатель, термоячейку, снабженную кольцевым нагревателем, магнитную систему для перемещения адсорбента и систему управления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения автоматического перемещения адсорбента и повьппения точности анализа при многократном его использовании, устройство для адсорбции и термоячейки соединены через золотниковый кран-переключатель, адсорбент выполнен в виде навески монодисперсных шаров из ферромагнитного материала, а магнитная система выполнена в виде носледовательно расположенных друг над другом трех кольцевых электромагнитов и индукционной контрольной катушки, причем первый из них удерживающий электромагнит — размещен вокруг верхней части устройства для адсорбции, второй — ускоряющий — вокруг нижней части этого устройства, индукционная контрольная катушка размещена между Мими, а третий — возвращающий и обеспечивающий возврат адсорбента из термоячейки после термодесорбции или пиролиза адсорбента в устройство для адсорбции — размещен вокруг нагревателя термоячейки, при этом удерживающйй, электромагнит подключен через модуль сопряжения системы управления к источнику постоянного напряжения, ускоряющий и возвращающий электромагниты через модуль сопряжения системы управления — к

:источникам импульсного напряжения регулируемой длительности, а подключение индукционной контрольной катушки к устройствам системы управления осуществлено через пороговый коммутатор.

2. Измеритель по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что пороговый коммутатор составлен из порогового элемента И, один из входов которого соединен с выходом порогового элемента постоянного запоминания, другой с выходом ПЗУ системы управления, а выход — с входом схемы переключения команд операций, составленной из элемента ИЛИ и счетчика состояний.

1195243

Изобретение относится к исследованию материалов химическими способами и может применяться для измерения степени загрязнения воды нефтью и нефтепродуктами и к""÷åñòвенной индентификации загрязнителей с целью определения источника загрязнения, Прибор может найти применение в цехах и лабораториях нефтеперерабатывающих и энергетических предприятий, где имеются раз личные виды нефтепродуктов и потенциальная возможность их попадания в охлаждающую и технологическую воды.

Цель изобретения — обеспечение автоматического перемещения ферромагнитного адсорбента и повышение точности анализа при многократном его использовании.

На фиг. t представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — схема блока управления; на фиг.3 ° — временная диаграмма работы; на фиг.4 - микропрограмма работы постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), на фиг.5 — хроматограмма масла (1П-22 и 1М-1) в воде.

Пр бор содержит устройство для адсорбции (пакопитель) 1, изготовленное в виде цилиндра, внутри которого выточены две последовательно соединенные полости: верхняя 2— коническая и нижняя 3 — цилиндрическая. В полости помещена навеска монодисперсного ферросодержащего сорбента 4, например в виде металлических полированных шариков.

На наружной поверхности цилиндра сделаны выточки, в которых размеще-, ны удерживающий магнит 5, индукционная контрольная катушка б и ускоряющий электромагнит 7. Нижняя часть цилиндра с помощью штуцера соединена с золотниковым краном-переключателем 8, выходной штуцер которого соединен с термоячейкой 9, снабженным нагревателем 10 и возвращающим электромагнитом ti. Поток газа-носителя последовательно проходит через термоячейку, разделительную колонку 12, размещенную в термостате, и детектор t3 хроматографа. Выходная информация выводится в измерительный прибор-регистратор 14. Золотниковый кран-переключатель 8 снабжен электроприводом 15, а краны воды и воздухаэлектромагнитными вентилями 16. . Блок 17 управления осуществляет коммутацию элементов схемы по определенному алгоритму. Он содержит программатор 18 и модули сопряжения Mi-М7 с коммутируемыми элементами схемы: электромагнитами, приводом дозатора, контрольной индукционной катушкой, которые сое-.

10 динены с выходами постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 19.

Выходы программатора подключены к элементу 20 ИЛИ, куда заведены также сигналы от концевых выключа15 телей привода крана-переключателя 8, элемента 21 задержки и пороФ гового коммутатора 22 контрольной индукционной катушки б. Элемент 20

ИЛИ связан со счетным входом счет20 чика 23 состояний, выходы которого соединены с входами ПЗУ и управляют переключением микроинструкции системы управления элементами схемы.

Модули сопряжения ускоряющего и

25 лифтового электромагнитов М5 и Мб подключены к ПЗУ 19 через формирователи Ф1 и Ф2 импульсов. Формирователь Ф1 связан с входом элемента 20 ИЛИ через элемент 21 задержки. Последовательность выполнения отдельных операций в цикле накопления и анализа обеспечивается блоком 17 управления (фиг.1) в частности микроинструкциями ПЗУ, смена которых обеспечивается при изменении выхода счетчика состояний сигналами от программатора и концевых выключателей привода крана.

Измеритель работает следующим образом.

Анализируемую воду через электромагнитный вентиль 16 и кранпереключатель 8 (положение I кран закрыт) пропускают через адсорбер45 накопитель (микроинструкция 1

ПЗУ). Вода может быть пропущена как сверху вниз, так и снизу вверх при наличии большого количества механических примесей. В первом

5п случае электромагнит 5 включен, и навеска сорбента удерживается магнитнь1м полем и во время накопления нефтепродуктов. Во втором случае электромагнит включается

55 только по окончании пропуска воды, а сорбент образует кипящий слой на уровне расположения удерживающего электромагнита при помощи

1195243 4

10

l5

50

55 энергии потока воды. По окончании накопления нефтепродуктов на сорбент сигналом от блока 17 управления (микроинструкция 2 ПЗУ).произ. водится закрытие электромагнитного вентиля для подачи воды и открытие вентиля, через который подают подогретый до 95-100 С сжатый воздух давлением до 20 кПа для удаления остатков воды из -датчика и осушки сорбента. По окончании процесса подсушивания сигналами от блока . управления (в ПЗУ микроинструкция

3) закрывается вентиль 16 кранпереключатель переводится в положение II (кран открыт).

Сигнал от концевого выключателя "Кран открыт" подается на блок управления и формирует сигнал перехода ПЗУ к микроинструкции, по.которой отключается электромагнит 5, и с помощью формирователя Ф1 создается ускоряющий магнитный импульс путем кратковременного включения этого электромагнита. Навеска глобулярного ферросодержащего сорбента без потерь вводится в термоячейку 9. С выдержкой времени, обеспечиваемой элементом 2 l задержки и достаточной для прохождения сорбента через кран (не бблее

0,5 с), сигналом от блока управления (в ПЗУ микроинструкция 5) производится закрытие крана 8, при этом сигнал от концевого выключателя "Кран закрыт" подается на блок управления, что является основанием для перехода ПЗУ к новой микроинструкции — включение генератора высокой частоты ГВЧ (ФЗ) питающего индуктор нагревателя 10. Индуктор включается.на 0,5 с, что достаточно для нагрева ферросодержащего сорбента до 350 С. Следующим сигналом от блока управления (микроинструкция 7) ГВЧ отключается, и дается выдержка до 10 с для переноса десорбата из термоячейки в разделительную колонку хроматографа. Импульсы от программатора обеспечивают переход ПЗУ к следующей микроинструкции 8, и блок управления производит открытие крана 8 и одновременно включение удерживающего -электромагнита 5. При прохождении на блок управления сигнала от концевого выключателя "Кран отll крыт производится переход ПЗУ к микроинструкции 9 и происходит включение формирователя Ф2 лифтовых импульсов, питающего возвращающий электромагнит 11. В процессе работы может происходить изменение веса рассыпного сорбента вследствие многократного воздействия потока воды и теплового поля, а также может наблюдаться налипание частиц в термоячейке, в связи с чем генератор лифтовых импульсов — формирователь Ф2 генерирует импульсы перемеыной длительности, начиная с

0,01 с интервалами между ними, соответствующими времени достижения сорбентом зоны действия электромагнита 5. При этом происходит встряхивание и отрыв сорбента от внутренней поверхности термоячейки. Каждый новый импульс длится в 1,5 раза дольше предыдущего. Расчетным и экспериментальным путем установлено, что для надежного выброса и придания достаточного ускорения навеске ферросодержащих металлических шаров диаметром

0,8 мм, обладающих общей массой

2 г и магнитной проницаемостью

12,56 10 1 н/м, необходимо, чтобы возвращающий электромагнит обеспечил выталкивающую силу порядка

100-120 Н в течение 0,015-0,02 с, что достигается при величине индукции в воздушном зазоре до 1,2 Тл и потребляемой обмоткой мощности до

400 Вт. Вследствие приобретенного ускорения навеска сорбента достигает электромагнита 5 и удерживается им. Во время прохождения сорбентом индукционной контрольной катушки 6 в ней возбуждается кратковре-. менный импульс напряжения, воспринимаемый пороговым коммутатором 22, при помощи которого сигнал от индукционно-контрольной катушки 6 подается на элемент ИЛИ только во время движения сорбента вверх при статическом поле рядом расположенных электромагнитов и прохождении. через ее зазор основной массы (95 Е) ферросодержащего сорбента. Сигнал от порогового коммутатора разрешает переход ПЗУ к следующей микроинструкции 10, что обеспечивает закрытие крана 8. Импульс от концевого выключателя "Кран закрыт" способствует переходу ПЗУ к микроинструкции l1 вследствие чего программатор и счетчик состояний пере5 11 водятся в исходное состояние (происходит сброс), а затем повторяются все указанные операции: накопление нефтепродукта, осушка сорбента, термодесорбция нефтепродукта, хроматографический анализ.

Время электромагнитнЬго лифта практически не отражается на работе газовой схемы хроматографа, так как ко времени этой операции, которая длится менее 1 с, продукты десорбции уже находятся в разделительной колонке, в то же время элюирование и разделение высококипящих компонентов пробы для их идентификации длится до 20-30 мин. В течение этого времени адсорбент находится в накопительной ячейке, где происходит накопление нефтепродуктов из следующей пробы воды.

При определении суммарного загрязнения без идентификации цикл анализа может быть сокращен до нескольких минут. При этом шунтируется разделительная колонка хроматографа и продукты термодесорбции вводятся непосредственно в детектор.

Цикличность анализа обеспечивается только блоком управления, а его ав95243 томатизация достигается при помощи перемещения одной и той же навески монодисперсного ферросодержащего сорбента в замкнутом пространстве прибора.

Предлагаемым прибором проведено определение загрязнения техничес кой воды тепловой электростанции турбинным маслом. Для идентификации загрязнителя предварительно с помощью хроматографа получены хрома.тографические отпечатки потенциальных загрязнителей. Для этого в хроматограф вводили растворы. чистых продуктов в гексане. Предлагаемый прибор был установлен в потоке воды сбросного отводящего канала ТЭЦ. В конце периода пропускания жидкости, который из-за очень низкой концентрации загрязнителя был равен 20 мин, адсорбент был уловлен электромагнитом 5, подсушен и введен в испаритель хроматографа, о который нагревался до 350 С, при этом десорбат потоком газа-носителя (азота) продувался через газовую схему прибора и идентифицировался, По полученным хроматограммам можно определить вид масла в воде.

1195. 43

Диг.1

1195243

1 195243 Ъ ьъ ф

Cuban смены . гагнровюпрунции

Минроинструкции игнап с росапрог аннощ а

Готоднасть к наполнению

0 0

1имп.оп программок

0 0

2инп.отпрограммот.

0 0 инпятпрогратчот.,Уаэеор d попомении

0 0

Спусн шаробого сорбента

Закрытие атдора

С,меметпо оадерРЖ/

0 уап7оор nunweнииар магред ГУу

Вдод проба d дроматогртр оиип.оп програм

0 0

& и.отпооамми

ПодготоЯа и тпЬ ему

0 0 олоор о попоммнииар

Подъем шародого eund mo хОИПЩОльнОя юпщка7

Занратие оатдора оотоор попом с нии.г

ВоИрат d ноиапо

Ггьлодноа ч и наноппеншо

Сигнап с роса прогооммол м

0 0

g 10 20 тн О Ю Zg 30 ФО рие. Ю

Составитель Л. Жаркова

Техред М.Пароцай Корректор Л.

Л. Патай

Редактор С. Лисина

Ти аж 896 Подписное

Тираж комитета СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35 Раушска шская наб., д. 4/5

Заказ 7409/48

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, у . р

11 л. Проектная,4

Производить наноппение

0роигьодить осушну

0oAomudnu н спусну

1 ь. 4 ь

% ф ф

"ъ ь > ь ф (Ф

ЬьЬ ь