Устройство для контроля качества жидкости

 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к охране вод, и предназначено для осуществления оперативного контроля различных физико-химических показателей состава и свойств вод. Целью изобретения является повышение достоверности контроля путем автоматизации процессов пробоотбора, пробрпод

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU,, 145158 (spy G О) N 1/)О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4) 97890/30-26 (22) 29.12.86 (46) 15,01,89. Бюл. № 2 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по охране вод (72) Н.Н. Титов, В. К. Дмитренко, В.М. Донец и В.И. Затыльников (53) 543.053(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 913123, кл. С Ol N 1/10, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1401329, кл. G 01 N 1/10, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к охране вод, и предназначено для осуществления оперативного контроля различных физико-химических показателей состава и свойств вод. Целью изобретения является повьппение достоверности контроля путем автоматизации процессов пробоотбора, пробопод1451585

20

40 готовки и анализа. Устройство снабжено блоком контроля, блоком управления и обработки, соединенными ка белем. Блок контроля размещен в корпусе 4, в котором смонтирована измерительная кювета 6 в виде вертикаль" ного цилиндра с поршнем и подвижным днищем 32. Кроме того, в корпусе 4 установлены емкости 7 с реактивами и

Изобретение. относится к охране окружающей среды, в частности к охране вод, предназначено для осуществления оперативного контроля различных Физико-химических показателей состава и свойств вод и может быть использовано органами водоохраны и водопользователями при контроле ( состава сточных вод и вод технологических циклов различных производств с целью предотвращения загрязнения водных объектов или нарушения технологического цикла.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля путем ! автоматизации процессов пробоотбора, пробоподготовки и .анализа.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства для контроля качества жидкости; на фиг, 2 блок контроля; на фиг ° 3 — измерительная кювета блока контроля; на фиг. 4 — разрез A-А на фиг. 3; на фиг.5 — разрез Б-Б на фиг. 3;. на фиг. 6 — разрез В-В . на фиг, 2; на

Фиг.7 — разрез Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 — разрез Д-Д на фиг. 3," на фиг. 9 — блок контроля, установленный в контролируемой жидкости.

Устройство для контроля качества жидкости снабжено блоком 1 контроля, блоком 2 управления и обработки, соединенными кабелем 3.

Блок I контроля размещен в корпусе 4, снабженном крышкой,5. В корпусе 4 смонтированы измерительная кювета 6, емкости 7 для реактивов с дозирующими приспособлениями 8 и детекторы 9 анализатора. Узлы устройства смонтированы на каркасе 10, котоРый имеет штепсельный разъЕм 11, отдозирующими приспособлениями 8, а на кювете 6 установлены детекторы 9 анализатора. Устройство позволяет производить в автоматическом режиме контроль качества вод, оперативно выявлять превышение установленных пределов концентрации загрязняющих веществ в природных и сточных водах.

4 з.п, ф-лы, 9 ил . ветная часть 12 которого соединена с разъемом 13.

Корпус 4 выполнен герметичным и плавучим, а дно имеет окно, которое перекрыто фильтром 14, выполненным в виде сетчатого короба, и снабжено ножками 15, На крышке 5 закреплен штуцер 16 с предохранительным колпачком 17, на боковой поверхности которого выполнен ряд отверстий. Горловины 18 емкостей 7 пропущены через отвеРстия в крышке 5 и закрыты колпачками 19.

Измерительная кювета 6 выполнена в виде вертикально расположенного цилиндра 20 с поршнем 21. Поршень 21 выполнен с периферийными и центральным отверстиями, в которых установлены направляющие 22 поршни и с возможностью вращения установлен вал 23 мешалки 24. Верхняя часть центрального отверстия в поршне 21, совмещенного с валом 23, выполнена с резьбой, ответной ходовому винту 25.

Верхняя часть вала 23 кинематически связана с приводом 26. Вал 23 связан с винтом 25 штифтом (не показан).

Над поршнем 2.1 размещена с возможностью перемещения в цилиндре 20 траверса 27, которая имеет центральное отверстие с резьбой для взаимодействия с ходовым винтом 25. На траверсе 27 установлен упор 28,смонтированный с возможностью взаимодействия с конечными выключателями

29 и 30.

В верхние торцы направляющих 22 ввернуты регулировочные винты 31, а к нижним концам прикреплено дно 32 с уплотнительным кольцом 33. Направляющие 22 снабжены ограничителями теренчатой передачи 57 соединен с приводом 26. В верхней части цилиндра 20 закреплен концевой выключатель

58, который взаимодействует с упором 59, установленным на верхней плоскости поршня. В нижней части цилиндр 20 имеет диаметрально противоположно размещенные светопрозрачные окна 60. К цилиндру 20 в местах размещения светопрозрачных окон 60 прикреплены с одной стороны источник 61 света, а с противоположной стороны детектор 9. Таких попарных размещений источников 6! света и детекторов 9 может быть несколько.

Устройство работает следующим об" разом.

Перед началом работы устройства для контроля качества жидкости, блок

1 контроля ножками 15 устанавливают на горизонтальную поверхность, так чтобы сетчатый фильтр 14 не касался этой поверхности и емкости 7 запол2б няют реактивами, для чего отворачивают колпачки 19 и через горловины

18 заливают реактивы, необходимые для контроля тех или,иных параметров. После этого с помощью кабеля

30 3 через разъем 3, расположенный на крьппке 5, связанный со штепсельным разъемом II и его ответной частью 12 подключают блок 1 контроля к блоку 2 управления и обработки.

Затем блок I контроля помещают в

35 место непосредственного контроля— водоток (канал, река, магистраль, трубопровод), водоем (водохранилище, озеро, пруд, отстойник и т.п.), канализационный колодец, а также иные магистрали и емкости для неагрессивных жидкостей. В месте установки блок 1 закрепляют с помощью тросов, которые прикрепляют к серьгам 42 или якорят его от сноса потоком воды.

Благодаря герметичному корпусу 4 и малой массой блок 1 при этом находится на плаву.

С помощью блока 2 управления и обработки задают программу, выставляют поршень 21 блока 1 контроля в исходное положение и включают автоматический режим.

По программе, заданной блоком 2 управления и обработки, включается привод 26, который через шестеренчатую передачу 57 и муфту 56 сообщает вращательное движение ходовому винту 25, который вращается в подшипз 1451585

34 перемещения поршня, выполненными в виде втулок, высота которых определяет объем отбираемой пробы жидкости.

На направляющих 22 размещены пружины 35 сжатия, которые своим верхним концом опираются на упоры 36.

Поршень 21 снабжен уплотнительными кольцами 37 и 38, размещенными в его кольцевых проточках. Периферийные отверстия поршня 21 для размещения направляющих 22 снабжены уплотнительными кольцами 39.

На боковой поверхности цилиндр

20 имеет каналы 40 для ввода растворов (реагентов), выходы которых размещены на высоте равной или большей суммарной высоте столба отбираемой пробы и максимального объема подаваемых реактивов. Каждый из каналов

40 посредством трубок 41 соединен с дозирующими приспособлениями 8, которые закреплены на емкостях ?. Емкость 7 выполнена иэ инертных к действию реактивов материалов и снабжена серьгами 42 и штуцером 43 для сообщения полости емкости 7 с атмосферой.

Дозирующее приспособление 8 состоит из корпуса 44, дозатора 45 реактивов, выполненного в виде полого усеченного конуса, установленного с воэможностью поворота в конусной полости корпуса 44. Торец дозатора 45 закрыт пробкой 46 ° Корпус 44 и дозатор 45 имеют каналы 47, 48 и 49.

Каналом 47 полость дозатора 45 соединена с полостью емкости 7. Посредством канала 48, соединенного с трубкой 50, полость дозатора 45 соединена с атмосферой, а посредством канала 49, соединенного с трубкой

4l которая соединена с каналом 40 цилиндра 20, полость дозатора 45 соединена с полостью цилиндра 20.

Дозатор 45 имеет ось 51 с рычагом

52.управления. Свободный конец рычага 52 совмещен с продольным окном цилиндра 20 и размещен над поршнем

21 с возможностью поворота при перемещении поршня из нижнего в верхнее положение и обратно под действием . пружины 53. В полости дозатора 45 . на его оси 51 могут быть размещены компенсаторы 54.

Верхний конец винта 25 с возможностью вращения установлен в подшипнике 55 и с помощью муфты 56 и шес-.

5 14 нике 55, при этом траверса 27, поршень 21, дно 32 и направляющие 22 получают поступательное движение ! вверх до взаимодействия упора 28 с выключателем 30, отключающим электроитание привода 26. Наний конец одового винта 25 при этом входит в зацепление с резьбовой частью поршня

21, а траверса 27 выходит из зацепления и одновременно дно 32 уплотнительным кольцом ЗЗ плотно закрывает нижний торец цилиндра 20, отсекая ! тем самым пробу из потока. По команде от блока 2 управления и обработки включается на время экспозиции источник 61 света, луч света проходит через светопроницаемые окна 60 и ! отобранную пробу воды и детектор 9 производит первый замер, результаты которого вносятся в запоминающее устройство блока 2 управления и обработки. После замера. привод 26 включается вновь, ходовой винт 25 сообщает поступательное движение nopmню 21, который при своем движении ! вверх с.помощью уплотнительных колец 37, 38 и 39 создает вакуум под нижней плоскостью и одновременно верхней плоскостью воздействует на рычаг 52 дозирующего приспособления

8. Поворачиваясь вместе с осью 51, рычаг 52 поворачивает дозатор 45, при этом открывается канал 49, сообщающийся посредством трубки 41 с каналом 40, и одновременно перекрывается канал 47, отсекая поступление реактива из емкости 7. Канал 48 через трубку 50 при этом сообщается с атмосферой за счет конструктивного расположения канала 49 выше канала

40 и создаваемого поршнем 21 вакуума, реактивы поступают под поршень 21, одновременно перемешиваясь с отобран ной пробой с помощью мешалки 24.

При движении вверх по направляющим 22 поршень 21, упором 59 взаимодействует на выключатель 58, отключая электропитание привода 26 в крайнем верхнем положении поршня 21, после чего детектор 9 производит второй замер, результаты которого обрабатываются в блоке 2 управления и обработки. После определения результатов замера, блок 2 управления и обработки подает команду приводу

26 на реверс и ходовой винт 25, вращаясь в противоположную сторону, со.общает; поршню 2), траверсе 27 и

6 дну 32 поступательное движение вниз до взаимодействия упора 28 с выключателем 29. Вышедший из зацепления с ходовым винтом 25 поршень 21 под5 жимается пружи:ами 35 к втулкам 34 и совместно с дном 32 занимает крайнее нижнее положение, которое является исходным. При этом поршень 21, выходя своей нижней плоскостью за нижний торец цилиндра 20, полностью выталкивает пробу из измерительной кюветы 6. При обратном ходе поршня

21 рычаг 52 под действием пружины 53 поворачивает дозатор 45 в корпусе 44 в исходное положение. При этом канал

49 перекрывается, а канал 47 открывается и реагент вновь заполняет полость дозатора 45, вытесняя воздух

2р из полости через канал 48, трубку 50 и штуцер 16 в атмосферу. Одновременно воздух из атмосферы через штуцеры

16 и 43 поступает в емкость 7. Для предохранения блока 1 контроля от

25 воздействия атмосферных осадков и брызг корпус 4 закрыт крышкой 5, а штуцер 16 закрыт предохранительным колпачком 17, на боковой поверхности которого имеются отверстия, соединяюч0 щие внутреннюю полость колпачка 17 с атмосферой.

В случае необходимости уменьшения дозы реагента, подаваемого в измерительную кювету 6, перед началом работы с дозатора 45 снимают пробку 46, в полость дозатора 45 устанавливают необходимое количество компенсаторов

54, после чего дозатора 45 вновь закрывают пробой 46.

40 Таким образом, при использовании предлагаемого изобретения повышается достоверность контроля, автоматизируется процесс пробоотбора, пробоподготовки и контроля, кроме того, 46 исключается влияние временного и тем— пературного факторов между операциями отбора пробы и ее контроля.

Устройство также позволяет выполнять оперативный контроль превышения установленных пределов концентраций загрязняющих веществ в природных и сточных водах и может быть использовано органами по регулированию использования и охране вод и во-

r5 допользователями при автоматическом контроле сточных вод предприятий до и после очистных сооружений.

Предлагаемое устройство может работать как индивидуальный автомати14 ческий сигнализатор или может быть влкючено в систему автоматического контроля качества воды.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля качества жидкости, включающее плавающий корпус с фильтром в нижней части, вертикально установленный цилиндр с поршнем и механизмом привода, емкости для реактивов с трубопроводами и анализаторы, установленные на ци- линдре, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля путем автоматизации процессов пробоотбора, пробоподготовки и анализа, устройство снабжено траверсой, установленной в цилиндре над поршнем и выполненной с центральным отверстием, снабженньп1 резьбой, направляющими поршня,смон тированными на траверсе, подвижным днищем цилиндра, установленным через ограничители перемещения на направляющих, мешалкой, установленной под поршнем с валом, верхняя часть которого кинематически связана с механизмом привода, а средняя выполнена в виде ходового винта и дозаторами реактивов с рычагами управления, установленными с возможностью взаимодействия с поршнем, причем поршень выполнен с периферийными и центральным отверстиями, в которых установлены

51585 8 направляющие поршня и вал мешалки,. при этом верхняя часть отверстия в поршне, совмещенного с валом, выполнена с резьбой, ответной ходовому

5 винту, установленному в центральном отверстии траверсы.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что дозатор снабжен конусным корпусом, полым корпусом, установленным в корпусе с возможностью поворота, осью, связанной с рычагом управления и каналами, соединяющими дозатор с емкостью для реактивов, цилиндром и атмосферой.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл ич а ющ е.е с я тем, что рычаг дозатора установлен в продольном окне, выполненном в цилиндре.

4, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что ограничители перемещения поршня установлены между подвижным днищем цилиндра и

25 поршнем, смонтированы на направляющих поршня и выполнены в виде втулок с высотой, определяющей объем отбираемой пробы.

5. Устройство по и. 1, о т л и—

gp ч а ю щ е е с я тем, что выходы каналов ввода реактивов размещены в цилиндре на высоте, равной или большей суммарной высоты столба отбираемой пробы и максимального объема подаваемых реактивов.

) 451 585

1451 585

Г-1

Фы 7

1451 585

Корректор М. Васильева

Редактор Ю. Середа

Заказ 7072/41 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Е. Гарбуз

Техред A.Êðàâ÷óê

Я1

Ь7