Установка для отбора проб газа

 

Изобретение предназначено для проведения океанологических и лимнологических исследований. Сущность изобретения заключается в выполнении емкости для отбора пробы в виде цилиндрического корпуса с установленным внутри него поршнем с прокладками и штоком, установленным с возможностью выхода через нижний торец емкости, снабженным сальником и электрическим приводом, и снабжении емкости установленной на ее верхнем торце заборной трубкой с клапаном, емкость соединена через эту трубку с распределительным клапаном . При этом узел продувки газа снабжен дополнительным редуктором и соединен посредством него с узлом дробления струи газа, расположенным в стенке емкости для отбора пробы над поршнем, установленным в крайнем положении. Установка снабжена хроматографом,, выполненным в виде хроматографической колонки и детектора , соединенного с узлом сброса газа в окружающую среду, выполненным в виде эластичной камеры, смонтированной с манометром , насоса и трубки сброса газа, и бортовым блоком обработки с ЭВМ, а узел электронного управления дополнительно подключен к клапану заборной трубки, манометру , электроприводу, детектору хроматографа и бортовому блоку обработки с ЭВМ, 1 ил. г™ %ая

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 6 01 Й 1/22

»»»!, ь:з.".. -. 1:,. 1г ; Д

» »» ° а (.1У °" г»» »»» 3 Р

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 (21) 4875837/26 (22) 20,09.90 (46) 07,05.93, Бюл. N 17 (71) Тихоокеанский океанологический институт Дальневосточного отделения AH

СССР (72) Ю. М, Харламов, И. П. Семилетов, В, В.

Кобылянский, А, И. Мягкий и В. В. Попов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1763938, кл. 6 01 N 1/22, 1990. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ГАЗА (57) Изобретение предназначено для проведения океанологических и лимнологических исследований, Сущность изобретения заключается в выполнении емкости для отбора пробы в виде цилиндрического корпуса с установленным внутри него поршнем с прокладками и штоком, установленным с возможностью выхода через нижний торец емкости, снабженным сальником и электрическим приводом, и снабжении емкости ус. Изобретение относится к области изучения химических и физических свойств жидкости и предназначено для проведения океанологических и лимнологических исследований, экологической - аттестации водоемов и может быть использовано для поиска подводных месторождений нефти и газа, изучения процессов подводной гидротермальной и тектонической деятельности, Цель изобретения состоит в повышении функциональных возможностей за счет проведения синхронных с отбором и экстракцией измерений газового состава в условиях In situ.

На чертеже изображен узел продувки газов 1, состоящий иэ баллона с газом и,, "Ы,, 1814646 А1 тановленной на ее верхнем торце заборной трубкой с клапаном, емкость соединена через эту трубку с распределительным клапаном, При этом узел продувки газа снабжен дополнительным редуктором -и соединен посредством него с узлом дробления струи газа, расположенным в стенке емкости для отбора пробы над поршнем, установленным в крайнем них<нем положении, Установка снабжена хроматографом, выполненным в виде хроматографической колонки и детектора, соединенного с узлом сброса газа в окружающую среду, выполненным в виде эластичной камеры, смонтированной с манометром, насоса и трубки сброса газа, и бортовым блоком обработки r, ЭВМ, а узел электронного управления дополнительно подключен к клапану заборной трубки,манометру, электроприводу, детектору хроматографа и бортовому блоку обработки с

ЭВМ, 1 ил. вентилем, соединенным с редукторами давления 2 и 3, причем на редукторе 3 выставляют более высокое рабочее давление, заборн я трубка 4 с заборным клапаном 5, пробоотборная емкость 6,содержащая поршень 7 с герметизирующими прокла4<ами

8, шток 9; соединенный через сальник 10 с электрическим приводом 11 штока 9, распределительный клапан 12, регулирующий поток газа-носителя или равновесного пара в газохроматографический тракт, который соединен трубкой 13 с и робоотборной емкостью 6, хроматографическая колонка 14, соединенная с детектором 15, которые помещены в корпус хроматографа 16, причем детектор 15 соединен с узлом электрон1814(?46 ного управления и передачи информации

17, а газохромагографический.тракт соединен трубопроводом с узлом сброса газов в окружающую среду, который содержит эластичную камеру 18, скоммутированную с манометром 19 и узлом электронного управления 17 через насос 20-с трубкой сброса газа 21. Важно, что газовая линия, содержащая редуктор 3, соединена с полостью емкости 6 через устройство дробления струи продуваемого газа 22, которое может быть выполнено в виде жиклера, Установка также содержит герметичный электрический разъем 23, соединенный с бортовым блоком обработки с ЭВМ 24, которые в свою очередь могут быть скоммутированы с разработанными устройствами для измерения биолюминесценции 25 и радиоактивности

26. Детали системы 1 — 23 размещены в герметично разъемном корпусе 27.

Установка работает следующим образом, Измерительный модуль, размещенный в корпусе 27, опускается с заданной скоростью в водоем. По команде с бортового блока на узел электронного управления 17 осуществляется открытие клапана 5 и перемещение поршня 7 в режиме забора пробы с помощью штока 9 и привода 11. По заданной программе клапан 5 перекрывается при продолжении опускания поршня 7 из положения А в положение Б, При этом реализуется режим разрежения над зеркалом пробы. По достижению .поршнем положения Б привод 11 отключается и проба воды барботируется неисследуемым газом через устройство дробления струи 22 до достижения давления, выставленного на редукторе 3. В это время хроматограф работает с продувкой газа-носителя через редуктор 2. После получения равновесного пара в емкости 6 по команде с узла электронного управления

17 подается сигнал на переключение клапана 12 в режим дозировки равновесного пара по перепаду давления из емкости 6 в аналитический тракт. После дозирования клапан

12 переключается в положение продувки газа-носителя. Отклик детектора 15 поступает в блок электронного управления 17, где оцифровывается и передается в бортовой блок обработки с ЭВМ 24. Газ,выходящий с хроматографа поступает в эластичную камеру 18 и по достижению избыточного давления 0,1 атм подается сигнал на насос 20, работающий в режиме сброса газа в окружающую среду до достижении исходного давления. Установка газовых режимов и включение хроматографа могут осуществляться как перед погружением на борту носителя. так и на расстоянии с бор ового

0,7 — 1,0

20-40

Для смеси азот-кислород

45 ренного в жидкости, содержащая герметич50

40 блока. Но в этом случае после редуктора 2 и

3 устанавливают клапаны с электрическими приводами, которые скоммутированы с блоком электронного управления 17.

Режим работы системы:

Глубина погружения Неограниченная

Время забора пробы 1-15

Время работы привода, с 2-30

Время дозировки, с 1-5

Время удерживания (по азоту, кислороду), с 40-80

Давление в линии пробоотборника атм, Давление в линии газаносителя атм 0,4-0,7

Расход газа-носителя см /мин

Колонка (90,3 см, 70100 см, МС СаА, 40-60 mesh).

Использование устройства для отбора определения газового состава водоемов в реальном масштабе времени позволяет существенно повысить эффективнос гь исследования газового режима водоемов, Одним из достоинств также является возможность . дополнения "газового" модуля блоками измерения биолюминесценции и радиоактивности, что позволяет проводить экологическую аттестацию водоемов, В первую очередь изобретение предназначено для поиска тектонически активных зон и подводного вулканизма, месторождений полезных ископаемых, изучения циклов отдельных биогенных элементов, например С, N, Н, О.

Использование изобретения несмотря на относительно высокую стоимость за счет повышения эффективности работ во много раз (нет необходимости подъема проб на поверхность) повысит рентабельность подобных работ в Мировом океане, Формула изобретения

Установка для отбора проб газа, раствоно разъемный корпус, емкость для отбора пробы, узел дробления Чтруи, узел продува газа, состоящий из баллона со сжатым газом и редуктора, соединенного с распределительным клапаном, узел электронного управления, соединенный с насосом, распределительным клапаном и узлом сброса газа в окружающую среду, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей установки, емкость для отбора пробй выполнена в виде цилиндрического корпуса с установленным внутри него поршнем с прокладками и штоком. установленным с возможностью выхода через нижний торец емкости. а1404Г (213

Составитель Л. Горяйнова

Техред М. Моргентал Корректор Т. Вашкович

Редактор 3, Хорина

Заказ 1825 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 снабженный сальником и электрическим приводом, и снабжена установленной на ее верхнем торце заборной трубкой с клапаном и соединена через эту трубку с распределительным клапаном, причем узел продувки газа снабжен дополнительным редуктором и соединен посредством его с узлом дробления струи газа, расположенным в стенке емкости для отбора пробы над поршнем, установленным в крайнем нижнем положении, а установка снабжена хроматографом выполненным в виде хроматографической колонки и детектора, соединенного с узлом сброса в окружающую среду, выполненным в виде эластичной камеры, смонтированной с манометром, насоса и

5 трубки сброса газа, и бортовым блоком обработки с электронно-вычислительной ма.шиной, а узел электронного управления дополнительно подключен к клапану заборной трубки, манометру, электроприводу, де10 тектору хроматографа и бортовому блоку обработки с электронно-вычислительной машиной,