Устройство для определения концентрации нефти и нефтепродуктов в воде

 

Изобретение относится к области анализа жидких средств и может быть использовано в судах и стационарных приборах в процессе очистки водонефтяных смесей (ляльных, балластных. промывочных) для автоматического определения концентрации нефти и нефтепродуктов . Целью настоящего изобретения является повышение точности измерений. Устройство состоит из корпуса 14, внутри которого помещен диск 23 со стаканом 25, внутри которого установлена трубка 17 с перфорированными дисками 18, между дном стакана и диском установлены фильтрующие цилиндрические элементы 28. Кроме того, введены дополнительный блок, содержащий задатчик уровня концентрации нефти, измеритель времени и управления дополнительными клапанами, позволяющие повысить точность измерений за счет измерения времени насыщения растворителя нефтью до концентрации , определяемой порогом срабатывания фотометра. 3 ил. о (Л 25 29 ts (Х) ю О) () сл QD 31 19 Фи.г

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (58 4 С 01 N 21 31

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3941510/23-25 (22) 08,08.85 (46) 30.07,87. Бюл. Р 28 (71) Тбилисское научно-производственное объединение "Аналитприбор" (72) К.С. Ляпин, В.А. Долидзе и А.В. Мирзоян . (53) 535.242(088,8) (56) Патент Японии Ф 52-7358, кл. G 01 N 21/02, опублик. 1.977.

Концентратомер нефти судовой KHC201Á: Паспорт, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ В

ВОДЕ (57) Изобретение относится к области анализа жидких средств и может быть использовано в судах и стационарных приборах в процессе очистки водонефтяных смесей (ляпьных, балластных, Л0 1326959 А1 промывочных) для автоматического определения концентрации нефти и нефтепродуктов. Целью настоящего изобретения является повышение точности измерений. Устройство состоит из корпуса 14, внутри которого помещен диск

23 со стаканом 25, внутри которого установлена трубка 17 с перфорированными дисками 18, между дном стакана и диском установлены фильтрующие цилиндрические элементы 28. Кроме того, введены дополнительный блок, содержащий задатчик уровня концентрации нефти, измеритель времени и управления дополнительными клапанами, позволяющие повысить точность измере- C

Щ ний за счет измерения времени насыщения растворителя нефтью Ло ненцев- (/) трации, определяемой порогом срабаты- вания фотометра. 3 ил.

1326959

Изобретение относится к анализу жидких средств, а более конкретно к устройствам, обеспечивающим измерение концентрации нефти и нефтепродук-, тов в сливаемых водах.

Целью изобретения является повышение точности измерений концентраций нефти.

На фиг. 1 представлена принци- 10 пиальная схема предлагаемого устройства для измерения концентрации неф.ти и нефтепродуктов в воде„ ня фиг.2— схема устройства для подготовки пробы к анализу; на фиг. 3 — блок †с- >5 ма электронного блока.

Устройство для измерения концентрации нефти в воде (фиг.1) содержит установленный на входе прибора фильтр

1 механической очистки, который со- 20 единяется трубопроводом через электромагнитный клапан 2 с дозятором 3 водонефтяной смеси. Выход дозятора

3 водонефтяной смеси и выход дозатора 4 растворителя соединяются с устройством 5 для подготовки пробы к анализу, которое в свою очередь трубопроводом соединяется с ИК-фото метром 6, имеющим две кюветы рабочую 7 и эталонную 8, и электромагнит- 30 ным клапаном 2. Между эталонной кюветой 8 и дозатором 4 установлен клапан 9 переключения направления пото— ка, а другой клапан 10 переключения потока установлен между рабочей кюветой 7 и регенератором 11. Электрические выводы ИК вЂ” фотометра б, соответствующие сигналам рабочей кюветы

7 и эталонной 8, имеют связь с блоком 12 измерения, который электри- О чески связан с электронным блоком 13.

Клапаны 9 и 10 переключения направления потока также имеют электрическую связь.

Устройство для подготовки пробы к анализу (фиг.2) состоит из резер— вуара-корпуса 14, закрывающегося снизу дном 15, выполненным в виде конусообразной емкости с выходным патрубком 16, В центре резервуара-корпуса

14 имеется вертикальная неподвижная труба 17, с закрепленными снаружи на ней перфорированными дисками 18 для перемешивания. Сама трубка 11 имеет входной канал 19 для подачи в устройство водонефтяной смеси и входной канал 20 для подачи растворителя. Внутри трубки 17 с зазором проходит вал 21 двигателя 22, расположенного снаружи резервуара-корпуса 14.

На конце вала 21 закреплен диск 23 с ребрами 24, сверху закрывающийся стаканом 25 с отверстием 26. В пазах диска 23 и стакана 25 герметизиJ рованы два цилиндрических фильтруюших элемента 27 и 28 соответственно.

Стакан 25 с помощью винтов прикреплен к диску 23, этими же винтами с нижней стороны диска 23 крепится емкость 29 для сбора растворителя, выходной пятрубок 30 которой через отверстие с сальниковым уплотнением в дне 15 выводится наружу. В диске 23 имеются отверстия 31> связывающие объем, заключенный между цилиндри ческим фильтрующим элементом 28 и стаканом 25, с емкостью 29. Кроме того, имеются отверстия 32 в цилиндрическом фильтрующем элементе 28 и стенке стакана ?5, связывающие объем, зяключенньгй между цилиндрическими фильтрующими элементами с резервуаром-корпусом 4 ° При этом электронный блок дополнительно содержит задатчик 33 уровня, устройство 34 измерения времени, устройство 35 обработки, устройство 36 индикации, устройство

37 управления дополнительными клапанами, Устройство работает следующим образом.

Водонефтяняя смесь подается на вход устройства и проходит через фильтр 1 механической очистки, с помощью которого осуществляется отделение механических примесей. Очищенная от механических примесей проба далее проходит через электромагнитный клапан 2, а избыток идет на слив.

С помощью электромагнитного клапана

2 осуществляется переключение устройства из режима промывки в режим измерения и обратно. Дозатором 3 осущствляется дозировка водонефтяной смеси, поступающей по каналу 19 в устройство 5, туда же по каналу 20 из генератора 11 дозятором 4 засасывается растворитель. Вся эта смесь по трубке 17 подается внутрь резервуара-корпуса 14, внутри которого вращается диск 23 со стаканом 25 и емкостью 29, и приводится во вращение за счет ребер 24, имеющихся на поверхности диска 23. Перфорированные. диски 18, закрепленные на неподвижной трубке 17, активизируют процесс перемешивания и экстракции воз 132695 донефтяной смеси и растворителя, в результате которого нефть переходит в растворитель. Нефть с растворителем под действием центробежной силы

5 свободно проходит через цилиндрические фильтрующие элементы 27 и 28 и попадает через отверстие 31 в емкость

15

25

35

50

29. Для отделения растворителя с нефтью от воды используются цилиндрические фильтрующие элементы, выполненные из пористого фторопласта. Так как вода не проходит через фторопластовый фильтр, она накапливается во внутреннем объеме стакана 25 и изли вается через отверстие 26 в верхней его части и попадает в емкость 15.

Если незначительная часть воды все же прошла через цилиндрический фильтр

27, то она задерживается вторым цилиндрическим фильтрующим элементом

28, со временем накапливается в полости между цилиндрическими фильтрующими элементами и изливается через отверстие 32 в емкость 15. Вода из емкости 15 через выходной патрубок

16 идет на слив, а растворитель с нефтью из емкости 29 через патрубок 30 направляется в рабочую кювету 7 ИК-фотометра 6. В устройстве 5 для подготовки пробы к анализу, происходит перемешивание водонефтяной смеси и растворителя, экстракция нефти растворителем и отделение нефти с растворителем от воды, после чего вода идет на слив, а растворитель с нефтью на анализ .Растворитель с нефтью, пройдя через рабочую кювету

7 ИК-фотометра, направляется в регенератор 11, где с помощью активированного угля растворитель очищается от нефти. Очищенный растворитель из генератора 11 дозатором 4 засасывается в эталонную кювету 8. Аналоговые сигналы, полученные от рабочей и эта- 45 лонной кювет ИК-фотометра сравниваются в блоке 13 измерения и по их раэности определяется истинная концентрация нефти в воде, результат высвечивается на индикаторе цифрового вольтметра.

Диапазон измерения концентрации нефти от 0 до 100 млн . Предел допустимого значения основной абсолютной погрешности прибора + 10 млн на участке шкалы до 50 млн и основной относительной .+ 20X от истинного значенйя на остальном участке. Ясно,что при такой значительной величине погрешности невозможно определять с большой точностью концентрации меньше I0 млн . Для того, чтобы устройство с большой точностью работало в диапазоне от 0,01 до 10 млн, а именно такие концентрации очень часто необходимо определять на практике, нужно сначала повысить концентрацию нефти в растворителе примерно до 20 мпн».

Для этого необходимо, чтобы незначительные концентрации нефти, содержащиеся в пробе, перешли в один и тот же небольшой объем растворителя, циркулирующего по замкнутому циклу, не попадая в регенератор.

В устройстве это осуществляется следующим образом. От электронного блока выдается команда на переключение клапана 9 и 10. В нормальном состоянии клапан 9 открыт, а клапан

10 пропускает раствор от рабочей кюветы в регенератор 11, выход клапана

10, соединяющей его с дозатором 4, закрыт. При переключении этих клапанов, клапан 9 перекрывает трубопровод, идущий от эталонной кюветы к дозатору 4, а клапан 10 перекрывает выход, идущий к регенератору и открывает выход, подсоединенный к дозатору 4 ° Дозатором 4 осуществляется перекачка определенного количества растворителя по замкнутому циклу.

Растворитель, выйдя из устройства 5 и пройдя рабочую кювету 7 через клапан 10, дозатором 4 снова возвращается в устройство 5. Одновременно в устройство 5 постоянно дозатором

3 подается водонефтяная смесь, нефть переходит в растворитель, циркулирующий по замкнутому циклу. Очевидно, что с течением времени концентрация нефти в растворителе начинает повышаться, а так как растворитель из устройства 5 постоянно поступает в рабочую кювету ИК-фотометра и при этом осуществляется измерение концентрации нефти в растворителе, то на выходе блока измерения получается аналоговый сигнал, пропорциональный нарастанию концентрации нефти в растворителе. Этот аналоговый сигнал подается на вход электронного блока, который содержит эадатчик уровня концентрации нефти, с помощью которого происходит сравнение аналогового сигнала на входе электронного блока с уровнем сигнала соответствующего определенной концентрации на шкале за59 6

5 13269 датчика. Уровень концентрации, устанавливаемый задатчиком, лежит в пределах 20-50 млн, так как такие концентрации измеряются устройством с хо рошей точностью. При совпадении уровня, аналогового сигнала от блока измерения с уровнем, соответствующим показанию концентрации установленному на шкале задатчика, задатчиком выдается команда на остановку устройства измере- 1р ния времени, находящегося в электронном блоке и запускающегося при включении устройства в режим измерения малых концентраций. Очевидно, чем выше концентрация нефти в пробе, тем меньше времени понадобится для достижения уровня, установленного на задатчике. Таким образом, величина измеренного времени, обратно пропорциональна концентрации нефти в про- 2р бе. Объем пробы, проходящей за единицу времени через устройство, и объем растворителя, взаимодействующего с пробой, есть величины постоянные для каждого конкретного устройст- 25 ва и зависящие только от конструктивного выполнения его элементов. Зная их значение по величине измеренного времени, определяют среднее значение концентрации нефти в пробе, прошед- Зр шей за это время через устройство.

Результат измеренной средней концентрации высвечивается на цифровом индикаторе электронного блока. Кроме того, электронным блоком осуществля-. ется управление клапанами переключения потока, которые включаются в начальный момент измерения и возвращаются в исходное состояние при остановке устройства измерения времени, 40

После цикла измерения требуется некоторое время для очистки растворителя от нефти, устройство при этом включается в режим промывки, а все устройства электронного блока в этот момент возвращаются в исходное состояние. После промывки и очистки растворителя устройство готово к новому измерению.

Ф о р м у л а и з обретения

Устройство для определения концентрации нефти и нефтепродуктов в воде, 55 содержащее гидравлически соединенные между собой фильтр для очистки от механических примесей, электромагнитный клапан, дозаторы водонефтяной смеси и растворителя, устройство для подготовки пробы к анализу, инфракрасный фотометр, содержащий эталонную и рабочую кюветы, блок измерения и регенератор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерений концентрации нефти, устройство для подготовки пробы к анализу состоит из двигателя и резервуара-корпуса„ внутри которого расположен вал двигателя с закрепленным на нем диском с симметричными относительно оси вала двигателя пазами, на котором зафиксирован стакан, в стенках которого выполнены отверстия, а в центре дна имеется отверстие, в котором в свою очередь установлена труба с перфорированными дисками и двумя входными каналами, охватывающая вал двигателя и проходящая через резервуар-корпус, в симметричных пазах дна стакана и плоскости диска, обращенной внутрь стакана, установлены по крайней мере два цилиндрических фильтрующих элемента, на плоскости диска вне стакана закреплена емкость в виде конуса с патрубком, при этом крайний к стенке стакана фильтруюший элемент имеет по крайней мере одно отверстие, совпадающее с отверстием в стенке стакана, а в диске имеется по крайней мере одно отвер- . стие, соединяющее полость, образованную стенками стакана и крайним фильтрующим элементом, с емкостью в виде конуса, кроме того, рабочая и эталонная кюветы гидравлически свя- заны с дозатором растворителя через два дополнительно введенных электромагнитных клапана переключения направления потоков, а в измерительную электрическую часть дополнительно введен электронный блок, содержащий задатчик уровня концентрации нефти, устройства измерения времени, обработки и индикации сигнала концентрации и управления дополнительными клапанами переключения направления потоков, при этом выход задатчика уровня концентрации нефти соединен с входом устройства измерения времени и входом устройства обработки, причем выход устройства измерения времени соединен с входом устройства обработки, выходы которого соединены с входом устройства индикации и устройством управления дополнительными электромагнитными клапанами переключения направления потоков.

1326959

Фие.!

Редактор Ю. Середа

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 фаа. 3 (Составитель С. Заводов

Техред И.Попович

Заказ 3274/38 Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор Е. Рошко

Подписное