Устройство для подготовки пробы жидкости к анализу

 

Использование: разбавление в нужной кратности и очистки загрязненных технологических средств в микробиологической, химической и пищевой промышленностях. Сущность изобретения: устройство содержит корпус, о торце которого расположена разрезная втулка с патрубками для ввода и вывода принимающего раствора, диализную мембрану, размещенную вокруг втулки и снабженную зажимным кольцом, распорный винте конической поверхностью, установленный внутри втулки с возможностью ввинчивания в корпус, и турбинную мешалку , установленную на валу соосно корпусу и перпендикулярно к его торцевой поверхности . Таким образом за счет новых конструктивных элементов устройства появляется возможность готовить к анализу загрязненные технологические жидкости с большой точностью. 4 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 1/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4918000/05 (22) 28,01.91 (46) 07.11,92. Бюл. N 41 точностью, 4 ил. (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидролиза растительных материалов и Химико-биологическое отделение Ленинградского филиала Центра научно-технической деятельности, исследований и социальных инициатив (72) В.В.Брюс, В.Г.Костенко, И.С.Лаевский, С.В.Зайцев, E.À.Êàðòóøèíñêèé, В.В.Хорьков и М.С,Борц (56) Патент США К 3830106, кл, В 01 0 13/00. 1974, Авторское свидетельство СССР

N 923566, кл. B 01 D 13/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОТОВКИ П РОБЫ ЖИДКОСТИ К АНАЛИЗУ

Изобретение относится к аналитической технике, в частности к диализаторам для разделения жидкостей и может быть использовано для разбавления в нужной для проведения анализа кратности и очистки загрязненных технологических сред в микробиологической, химической и пищевой промышленностях.

Известен диализатор, состоящий из полого цилиндрического корпуса, имеющего винтовой паэ по всей образующей поверхности цилиндра и устройства для закрепления трубчатой диализной мембраны. (Патент США М> 3830106, 1974 r.).

Устройство работает следующим образом. Рабочая часть цилиндра (с пазом) погружается в емкость с растворителем (дистиллированной водой). Во входной трубопровод диалиэатора направляют поток анализируемой среды. которая, проникнув. Ы 1773434 А1 (57) Использование: разбавление в.нужной кратности и очистки загрязненных технологических средств в микробиологической, химической и пищевой промышленностях.

Сущность изобретения: устройство содержит корпус. в торце которого расположена разрезная втулка с патрубками для ввода и вывода принимающего раствора, диалиэную мембрану, размещенную вокруг втулки и снабженную эажимным кольцом, распорный винт с конической поверхностью, установленный внутри втулки с возможностью ввинчивания в корпус, и турбинную мешалку, установленную на валу соосно корпусу и перпендикулярно к его торцевой поверхности. Таким образом эа счет новых конструктивных элементов устройства появляется воэможность готовить к анализу загря зненные технологические жидкости с большой через полупроницаемую мембрану диализатора, насыщает растворитель.

Недостатками устройства является в его конструкции трубчатой полупроницаамой мембраны с большой поверхностью диалиэа, что не позволяет подготовить пробу к автоматическому анализу путем ее непрерывного разбавления в нужной для проведения анализа кратности (например, 1:10000). Анализируемый раствор направляют по трубопроводу вовнутрь этого устройства..что в конечном счете приводит к изменению скорости потока из-за засоре-. ния трубопровода и снижению точности и надежности анализа.

Известно устройство для подго1овки . пробы жидкости к анализу, выбранное в качестве прототипа, состоящее из двух дисков и полупроницае лой мембраны между ними (Авт. св-во М 923566, кл. В 01 D 1:!/00, 1773434

35

1982 r,). В дисках на длине их полуокружности с одинаковым радиусом выполнены канавки, в окончания которых вмонтированы штуцеры для подачи воды и анализируемого раствора и дистиллированной воды. Диски скреплены неподвижно с помощью оси эксцентриком, могут поворачиваться на любой угол относительно друг друга, Однако. известное устройство не может быть использовано для работы с загрязиенными средами из-эа возможного засорения каналов частицами среды.

Целью предлагаемого изобретения является расширение диапазона работы и обеспечение возможности анализа загрязненных технологических сред.

Указанная цель достигается тем, что устройство для подготовки пробы жидкости к анализу, содержащее цилиндрический корпус, каналы для ввода и вывода принимающего раствора и полуп.ран ицаемую мембрану, снабжено разрезной втулкой, установленной в торце корпуса, на внешней цилиндрической поверхности которой выполнены отверстия для входа и выхода каналов принимающего раствора, соединенные между собой канавкой, внутренняя поверхность втулки выполнена конической, а полупроницаемая мембрана установлена между втулкой и зажимным кольцом с предельным пазом, размеры которого соответствуют размерам канавки втулки, при этом устройство снабжено распорным винтом, установленным перпендикулярно к торцевой поверхности корпуса, и турбинной мешалкой, установленной соосно корпусу.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых конструктивных элементов и их связями с остальными элементами конструкции.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает. что известен датчик для анализа газов, растворенных в жидких. металлах (Авт. св-во

N 917066, кл. G 01 М 7/14, 1982).

Он состоит из корпуса и полупроницаемой перегородки, установленной в рабочем торце корпуса, над которой выполнена камера. соединяющая между собой два продольных канала, Однако в известном техническом решении не предусмотрено изменение поверхности полупроницаемой перегородки, что не позволяет оперативно измерять концентрацию анализируемого компонента, переходящего в приемный газовый поток. Кроме того, указанная конструкция не обеспечивает достаточной стабильности условий диализа ввиду того, что с внешней стороны мембраны, в прилегающем слое жидкого металла, постоянно сни>кается концентрация анализируемого компонента за счет его извлечения из анализируемого объекта приемным газовым потоком через полупроницаемую мембрану.

В предлагаемом изобретении устранены имеющиеся в упомянутом выше изобретении недостатки, а именно: 1 предусмотрено устройство, позволяющее оперативно изменять площадь поверхности полупроницаемой мембраны, которая прямо пропорционально влияет на изменение концентрации вещества в диализате, что крайне необходимо для прямого спектрофотометрирования, 2 — в корпусе устройства для подготовки пробы жидкости к анализу установлена турбинная мешалка, обеспечивающая непрерывный подвод растворенных в пробе веществ к полупроницаемой мембране, что увеличивает точность подготовки проб к анализу, Таким образом, мо>кно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "существенные отличия", На фиг.1 — устройство для подготовки жидкости к анализу; на фиг.2 — то же, разрез в плоскости А — А; на фиг,3 — график зависимости концентрации фурфурола в диализате от площади диализной мембраны; на фиг.4 — график зависимости оптической плотности диализата от времени анализа.

В торце корпуса устройства располо>кена разрезная втулка 2, на внешней поверхности которой выполнены канавка, снабженная патрубками 3 для ввода и вывода принимающего раствора. Разрезную втулку облегчает диализная мембрана 4 и зажимное кольцо 5 с продольным пазом для обеспечения контакта диализной мембраны с внешним раствором, Перпендикулярно к торцевой поверхности корпуса располо>кен распорный винт 6, при ввинчивании которого в корпус происходит расширение втулки

2 эа счет конической поверхности распорного винта 6 и внутренней поверхности втулки

2. Тем самым осуществляется прижим диалиэной мембраны 4 к внутренней поверхности зажимного кольца 5. Соосно корпусу 1 установлена турбинная мешалка 7, вращение которой осуществляется при помощи вала 8, Устройство для подготовки пробы >кидкости к анализу работает следующим образом.

1773434

Корпус 1, снабженный разрезной втулкой 2, диализной мембраной 4 и зажимным кольцом 5 погружается в сосуд с пробой жидкости, Турбинная мешалка 7 приводится во вращение валом 8. Через входной и выходной патрубки 3 прокачивается поток дистиллированной воды (приемный раствор), которая омывает с внутренней стороны полупроницаемую мембрану 4. В том месте, где мембрана соприкасается с внешним раствором (через паз зажимного кольца

5), имеет место процесс диализа, т.е. перенос низкомолекулярных веществ из внешнего раствора через мембрану в принимающий раствор, Степень насыщения принимающего раствора анализируемым компонентом зависит от площади поверхности мембраны, или соответственно от угла поворота предельного паза зажимного кольца 5 относительно предельной канавки на разрезной втулке 2.

Таким образом, с помощью предлагаемого устройства можно регулировать количество перенесенного анализируемого вещества из внешнего раствора в приемный раствор в широких пределах. Турбинная мешалка 7 служит для перемешивания слоя . жидкости, прилегающего к внешней поверхности мембраны, препятствуя его обеднению анализируемым компонентом, а также препятствует налипанию дисперсных частиц на поверхности мембраны при работе с загрязненными технологическими средами.

Авторами проведены экспериментальные исследования и определена зависимость оптической плотности диализата (принимающего раствора) от площади поверхности диалиэной мембраны типа МГА90 для 1,-ного водного раствора фурфурола (см. таблицу).

По результатам измерений был построен график зависимости концентрации фурфурола в диалиэате от площади мембраны, которая имеет линейный характер (фиг.3).

Таким образом, предлагаемая конструкция устройства позволяет производить подготовку загрязненных проб жидкости к фотометрическому анализу и разводить их в заданном отношении.

Поставленная цель достигается за счет новой конструкции устройства и новой со— возможность готовить к анализу загрязненные технологические жидкости, по5 является вследствие отказа от

25 вокупности конструктивных элементов, в именно: транспортировки с помощью перистальтических насосов по трубопроводам устройства(в предлагаемом устройстве использован погружной принцип); — введение в устройство приспособления по изменению площади поверхности проницаемой мембраны позволило расширить диапазон анализируемых объектов (максимальная площадь поверхности мембраны при анализе воды в открытых водоемах и водотоках, и минимальная при анализе технологических сред, полупродуктов и сточных вод промышленных предприятий); — включение в устройство турбинной мешалки, вместе с другими элементами, позволило увеличить точность подготовки проб к анализу на 19 (, (фиг.4) (за счет непрерывного подвода анализируемого вещества к поверхности полупроницаемой мембраны).

Формула изобретения

Устройство для подготовки пробы жидкости к анализу, содержащее цилиндрический корпус. каналы с отверстиями для авода и вывода принимающего раствора и полупроницаемую мембрану, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона, обеспечения возможности анализа загрязненных технологических сред и увеличения точности подготовки, устройство снабжено разрезной втулкой, установленной в торце корпуса, отверст.я для ввода и вывода принимающего раствора выполнены на внешней поверхности втулки и снабжены соединяющей их канавкой, внутренняя поверхность втулки выполнена конической, при этом устройство снабжено эажимным кольцом с продольным пазом, размещенным соосно к канавкой втулки, распорным винтом, установленным перпендикулярно к торцевой поверхности корпуса, и турбинной мешалкой, установленной соосно к корпусам, а полупроницаемая мембрана установлена между втулкой и зажимным кольцом.

1773434

13,0

19,0

23,3

26,6

32,5

П/1ОЩЯДь M .!- 6 )л 1ы, !

14М

ОПТ(1ЧСС!(0!с 1 ЛО ГHQCTb

ДИЛЛ!1ЯЯТЯ, СД,О, П.

0,002

0,041

0,0rJ5

0,068

0,084

0,092

1773434 г Л

Ллощадь . Виализнои ме.ыоракы, .м-м .Р г. 3

1773434

Редактор

Заказ 3883 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1о

Р

Составитель И. Лаевский

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н. Тупица