Устройство для отбора и подготовки проб жидкости

 

Изобретение относится к устройствам для автоматического отбора и подготовки проб жидкости для анализа и может быть использовано в автоматических устройствах для определения концентраций вещества в растворах химической, металлургической и других отраслях промышленности. Устройство позволяет получать предствительные ми ропробы анализируемой жидкости в условиях вибрации и гидроудара. Устройство содержит патрубок 1 ввода жидкости , емкость 2 с патрубком 3 перелива и патрубком 4 слива жидкости. Патрубок 4 присоединен сильфоном 5 с распределительной трубкой 6, на нижнем конце которой установлен капилляр 7. Диаметр капилляра dk выбран из условий: dK 1/6lk, dk 1/10Di, где Ik длина капилляра; DT - диаметр распределительной трубки. Распределительная трубка 7 через тягу 8 соединена с исполнительным механизмом 9, подключенным к импульсному командному устройству 10 Исполнительный механизм 9 обеспечивает колебательное движение распределительной трубки 6. Под распределительной трубкой 6 установлены камера 11 отбора проб и камера 12 слива жидкости, между которыми расположен пробоотсекатель 13. 1 ил сл с r-k

СОЮЗ COBETCKYX

СОЦИАЛИСТИЧЕ(КИХ

РЕСПУБЛИК (5п5 G 01 N 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ проба гюР (21) 4774944/26 (22) 26.12,89 (46) 23.12.91. Бюл. ¹ 47 (71) Уральский филиал Всесоюзного научно= исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика" (72) Г,А.Серебряков (53) 545.053 (088.8) (56)Заявка Франции ¹ 2533315, кл. G 01 N 1/10, 1984, Авторское свидетельство СССР № 1527545, кл. G 01 N 1/18, 1/10, 1988, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА И ПОДГОТОВКИ ПРОБ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к устройствам для автоматического отбора и подготовки проб жидкости для анализа и может быть использовано в автоматических устройствах для определения концентраций вещества в растворах химической, металлургической и других отраслях промышленности.

Устройство позволяет получать предствиг

<»>SU<»> 1700427 А1 тельные микропробы анализируемой жидкости в условиях вибрации и гидроудара, Устройство содержит патрубок 1 ввода жидкости, емкость 2 с патрубком 3 перелива и патрубком 4 слива жидкости. Патрубок 4 присоединен сильфоном 5 с распределительной трубкой 6, на нижнем конце которой установлен капилляр 7. Диаметр капилляра бк выбран из условий: бк 1/61, dy = 1/100;, где lg — длина капилляра; От— диаметр распределительной трубки. Распределительная трубка 7 через тягу 8 соединена с исполнительным мехачизмом 9, подключенным к импульсному командному устройству 10, Исполнительный механизм 9 обеспечивает колебательное движение распределительной трубки 6. Под распределительной трубкой 6 установлены камера 11 отбора проб и камера 12 слива жидкости, между которыми расположен пробоотсекатель 13. 1 ил, 1700427

Изобретение относится к устройствам для автоматического отбора и подготовки проб жидкости для анализа и может быть использовано в автоматических устройстаах для определения концентрации вещества в растворах химической, металлургической, медицинской и других отраслях промышленности.

Известен способ и аппарат для отбора воспроизводимых проб жидкости малого объема, где предлагается полуавтоматиче ский способ приготовления проб жидкости, суспензий и прочих жидких сред. Устройст. во содержит продолговатый приемник в виде пробирки, трубку меньшего диаметра по сравнению с диаметром пробирки, причем нижний конец трубки закрыт, и устройство всасывания или опорожнения, Недостатком устройства является низкая представительность пробы иэ-за отсутствия постоянного протока жидкости.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является делитель пульповых проб, который содержит патрубок ввода пульпы, снабженный распределительной, трубкой с тягой, соединенный с исполни; тельным механизмом, обеспечивающим колебательное движение распределительной трубки, импульсное командное устройство и пробоотсекатель, расположенный между камерами отбора и слива остатка пульпы.

Исполнительный механизм выполнен в виде электромагнита с подвижным сердечником, катушка которого подключена к выходам импульсного командного устройства. Выходы камер отбора пробы и слива остатка пульпы выполнены в форме верти. кально усеченного конуса.

Известное устройство предназначено для отбора и подготовки проб большого объема и не может быть использовано для отбора микропроб высокой представительности из-за отсутствия постоянного протока жидкости. Кроме того, делитель проб не рассчитан на работу в условиях повышенной вибрации и гидроударов жидкости вследствие отсутствия демпфирующей емкости.

Целью изобретения является обеспечение воэможности отбора микропроб и повышение их представительности в условиях вибрации и гидроударов.

Устройство для отбора и подготовки проб жидкости, содержащее патрубок ввода жидкости, распределительную трубку с тягой, соединенной с исполнительным механизмом, импульсное командное устройство, камеры отбора пробы и слива жидкости, между которыми установлен пробоотсекатель, дополнительно содержит емкость с пе5

15 дозирующих устройствах. Известна также

55 реливным патрубком и патрубком слива, распредели ельная трубка снабжена расположенным íà ее конце капилляром, диаметр которого выбран иэ условий

А «-- ls;

1 бк От, где 4 — длина капилляра;

0т — диаметр распределительной трубки, причем патрубок слива соединен гибкой связью с верхним концом распределительной трубки.

Известно использование гибких соединений, например с помощью сильфона, в применение емкости с переливным и сливным патрубками и наличие капиллярного канала-мернйка в микродозаторе жидкости, Наличие признака, относящегося к соотношению величин диаметра капилляра, его длины и диаметра распределительной трубки, и совокупности известных признаков позволяет получить положительный эффект, состоящий в обеспечении возможности отбора микропроб жидкости и повышении их представительности в условиях вибрации и гидроудара жидкости.

Использование в устройстве емкости с переливным патрубком и патрубком слива обеспечивает постоянное протекание исследуемой жидкости через пробоотборные элементы, являясь демпфирующей емкостью в условиях гидроудара и вибрации жидкости, повышая тем самым представительность отбираемой пробы.

Применение капилляра с предлагаемым соотношением его длины, диаметра и диаметра распределительной трубки, на которой установлен капилляр, позволяет осуществлять отбор микропроб от 0,1 мл и выше в условиях вибрации и гидроудара, надежно формируя струю и ри переносе распределительной трубки из камеры слива жидкости в камеру отбора пробы. Гибкая связь патрубка слива с верхним концом распределительной трубки способствует работе устройства в условиях вибрации.

На чертеже представлено устройство для отбора и подготовки проб жидкости.

Устройство содержит патрубок 1 ввода жидкости, емкость 2 с патрубками перелива

3 и слива 4 жидкости. Патрубок 4 соединен гибкой связью, в частности сильфоном 5, с распределительной трубкой 6, на нижнем конце которой установлен капилляр 7.

Диаметр капилляра dp выбран из условий д а (.

1700427

d,а < — О,, 10 где lk — длина капилляра:

0» — диаметр распределительной трубки.

Распределительная трубка 6 через тягу

8 соединена с исполнительным механизмом 9, подключенным к импульсному командному устройству 10, Исполнительный механизм 9 обеспечивает колебательное движение распределительной трубки 6 и может быть выполнен по любой из известных схем, например в виде электромагнита с подвижным сердечником, Импульсное командное устройство 10 также может быть выполнено по одной из известных схем. Под распределительной трубкой 6 установлены камеры отбора проб 11 и слива жидкости 12, между которыми расположен пробоотсекатель 13.

Устройство для отбора и подготовки проб жидкости работает следующим образом.

Жидкость через патрубок 11 ввода поступает избыточным потоком в емкость 2.

Часть потока сливается в переливной патрубок 3, формируя постоянство уровня жидкости в емкости 2, что предотвращает влияние вибрации гидроударов жидкости и обеспечивает представительность пробы.

Другая часть потока непрерывно проходит по сливному патрубку 4 через сильфон 5, поступает в распределительную трубку 6 и через капилляр 7 сливается в камеру 12 слива, что обеспечивает постоянство обмена жидкости в потоке и представительность пробы. Импульсное командное устройство 10 формирует команду определенной длительности во времени, по которой исполнительный механизм 9 через тягу 8 приводит распределительную трубку 6 в колебательное движение. Распределительная трубка 6 за счет тяги 8 и сильфона 5 перемещается и струя жидкости через капилляр 7 попадает в камеру 11 отбора пробы. По окончании команды распределительная трубка 6 возвращается на место.

Жидкость, проходящая через капилляр

7, должна быть сформирована в струю и совершенно сжата, чтобы при переходе из одного положения в другое струя была устойчива и не ломалась.

Для этого должно выполняться уравнение

Q =,и V2gH, 4 где Q — обьем подаваемой жидкости; и — коэффициент расхода;

dk — диаметр капилляра;

g — ускорение, Н вЂ” высота столба жидкости.

Коэффициент расхода жидкости эа5 висит от коэффициентов сжатия струи ги гидравлического сопротивления жидкости р

/4 =F.

10 1+— р

Коэффициент сжатия r. можег удовлетворять условию, когда диаметр капилляра

15 Bbl6pBH Н3 сотношения dk 10 От, где 0 — диаметр распределительной трубки, а коэффициент гидравлического сопротивления

1 р, — когда диаметр капилляра dk < — 4, где

20 1 — длина капилляра при общем коэффициенте расхода жидкости,и = 0,46, Предлагаемое устройство испытано в лабораторных условиях. При диаметре капилля ра dk = 0.5 мм, длине ik = 3 мм, диамет25 ре распределительной трубки Р = 5 мм, высоте столба жидкости 250 мм и коэффициенте расхода 0,46 за 1 с отбирается пробы

0,2 мл жидкости, При отклонении размеров от указанных

30 струя не сжимается и при переходе через пробоотсекатель ломается и пробоотбора не происходит.

В результате испытаний установлена надежная работа устройства как по предста35 витьельности пробы, так и точности отбора микропроб. Оно может работать в условиях вибрации и гидроударов за счет избытка переливаемой жидкости. Постоянство уровня и устойчивость струи обеспечива40 ет представительность пробы и точность отбираемой пробы. Гибкая связь способствует работе устройства в условиях вибрации.

Использование устройства обеспечи45 вает возможность проведения количественного анализа высококонцентрированных растворов на содержание компонентов за счет соблюдения гидродинамических параметров устройства и устойчивости струи. Ус50 тройство работает надежно в случае нестабильной подачи жидкости (гидроудар), что позволяет испольэовать его в системах с самоподачей жидкости, а также может надежно работать в цеховых условиях благо55 даря устойчивости к вибрации, Формула изобретения

Устройство для отбора и подготовки проб жидкости, включающее па рубок ввода жидкости, распределительную трубку с т 1700427

Техред М.Моргентал Корректор Э. Слиган

Редактор И. Шулла

Заказ 4462 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комб lHBT "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

roA, соединенной с исполнительным механизмом, импульсное командное устройство, камеры отбора пробы и слива жидкости, между ко;орыми установлен пробоотсекэтель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью обеспечения возможности отбора микро,проб и повышения их представительности в условиях вибрации и гидроударов, устройство снабжено емкостью с переливным и, сливным патрубками, распределительная ! трубка снабжена капилляром, установлен ным на ее конце, причем патрубок слива соединен гибкой связью с верхним концом распределительной трубки, а диаметр капилляра и его длина определяется",,з условий

5 н < — (:

6

0k = — 0т, 10 где dk — диаметр капилляра;

10 Ik — длина капилляра;

От — диаметр распределительной трубки,