Устройство для измерения коллоидного индекса

 

Использование: в фильтровальной технике для определения кинетики и параметров процесса разделения жидкости и испытания фильтровальных материалов. Сущность изобретения: устройство содержит корпус, снабженный штуцерами ввода и вывода исследуемой жидкости и мембранным фильтром, закрепленным между двумя перфорированными решетками, и приспособление для создания требуемого перепада давления на мембранном фильтре. Перфорированные решетки установлены в корпусе с возможностью фиксированного разворота. Приспособление для создания требуемого перепада давления на мембранном фильтре выполнено в виде поршня со сферическим дном, связанного с грузовой платформой и установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к фильтровальной технике и предназначено для определения кинетики и параметров процесса разделения жидкости, а также испытания фильтровальных материалов.

Известно устройство для измерения коллоидного индекса, представляющее собой корпус, в котором установлена перфорированная решетка с фильтровальной пластиной и полость которого служит для создания гидростатического давления в корпусе [1] Такое устройство несложно по конструкции, но не обеспечивает необходимой точности измерений, поскольку мембранное разделение происходит при переменном давлении, так как в процессе измерения коллоидного индекса величина столба жидкости, создающего давление на мембрану, постоянно уменьшается. Кроме того, для определения величины коллоидного индекса с помощью полупроницаемой мембраны требуется давление, соответствующее высоте столба жидкости от 10 до 20 м, что делает прибор неудобным в эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению является устройство для исследования процессов фильтрования, состоящее из ванны, в которой установлена фильтровальная воронка с перфорированным дном, соединенная с платформой для груза, патрубка подачи суспензии и патрубка вывода фильтрата, соединенного с корпусом, причем в ванне установлен непроницаемый гибкий рукав с установленным внутри него перемешивающим устройством [2] Недостатками такого устройства являются сложность конструкции и недостаточная точность измерений, обусловленная переменной жесткостью рукава в начальный и конечный моменты фильтрования.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и повышение точности измерений.

Для этого в устройстве для измерения коллоидного индекса, содержащем корпус, снабженный штуцерами ввода и вывода исследуемой жидкости и мембранным фильтром, закрепленным между двумя перфорированными решетками, и приспособление для создания требуемого перепада давления на мембранном фильтре, содержащем грузовую платформу, перфорированные решетки установлены в корпусе с возможностью фиксированного разворота.

Приспособление для создания требуемого перепада давления на мембранном фильтре может быть выполнено в виде поршня со сферическим дном, связанного с грузовой платформой и установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения.

Установка перфорированных решеток в корпусе с возможностью фиксированного разворота обеспечивает повышение точности измерения путем регулирования величины рабочей поверхности мембраны. При низком содержании коллоидных примесей в исследуемой воде и, следовательно, повышенной проницаемости мембраны длительность вытеснения мерного объема воды мала и не позволяет произвести точный временной отсчет. В этом случае производят измерение величины коллоидного индекса на мембране с меньшей рабочей поверхностью, что достигается разворотом перфорированных решеток друг относительно друга, т.е. изменением величины условного прохода суммарной площади перфорации, совпадающей у верхней и нижней пластин. Тем самым достигается повышение точности измерения.

Выполнение приспособления для создания требуемого перепада давления на мембранном фильтре в виде поршня со сферическим дном, связанного с грузовой платформой и установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения, обеспечивает отвод воздуха из-под поршня к стенке корпуса с образованием воздушной прослойки между боковой стенкой поршня и корпусом, тем самым исключая влияние гидростатического давления жидкости на поршень, что повышает точность измерения и упрощает конструкцию.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1.

Устройство содержит корпус 1 в виде трубы с кольцевым уплотнением 2, в котором установлен поршень 3 в виде толстостенного стакана, на наружной поверхности которого в верхней части нанесены деления в виде равномерной шкалы. В нижней части корпуса 1 установлены перфорированные решетки 4 и 5 с размещенным между ними мембранным фильтром 6, при этом взаимное положение решеток задается пазами, выполненными на наружной поверхности решеток, в которые входит штифт 7, установленный на присоединенной к корпусу 1 посредством клинового зажима 8 нижней крышке 9, в которой выполнен канал для отвода пермеата. В нижней и верхней части корпуса 1 выполнены подводящий жидкость канал 10 и отводящий канал 11. Вне устройства закреплен визир 12, а внутри поршня 3 может устанавливаться дополнительный груз 13. Визир 12 может снабжаться блоком 14 автоматического контроля, например, на базе микропроцессорной техники. В корпусе 1 имеется кольцевая проточка 15, соединенная с каналом отвода жидкости.

Устройство позволяет определять величину коллоидного индекса жидкостей и испытывать мембранные фильтры. При этом величина перемещения поршня находится в прямой зависимости от объема жидкости, пропущенной через мембрану при данном перепаде давления, и ее свойств, в первую очередь от величины коллоидного индекса.

Устройство работает следующим образом.

В расточке нижней крышки 9 устанавливается перфорированная решетка 5 так, чтобы штифт 7 входил в паз, выполненный на боковой ее поверхности. Затем на решетку 5 укладывается мембранный фильтр 6 и сверху устанавливается верхняя перфорированная решетка 4. Нижняя крышка 9 с мембранным фильтром 6, заключенным между перфорированными решетками 4 и 5 с помощью клинового зажима, соединяется с корпусом 1 посредством зажима 8. При открытом запорном органе через канал 10 внутрь корпуса 1 с уплотнением 2 подается исследуемая жидкость. Под действием давления жидкости поршень 3 выдвигается в верхнее положение. После удаления через кольцевую проточку 15 и канал 11 части воздуха запорный орган на его выходе перекрывается. При постоянном гидростатическом давлении, создаваемом поршнем 3, движущимся вниз под действием силы тяжести, жидкость, проходя через перфорированную решетку 4, проходит через мембрану 6 и перфорированную решетку 5 и через центральный канал нижней крышки 9 выводится наружу. При проведении исследований замеряется промежуток времени между двумя отсчетами по шкале, нанесенной на внешнюю поверхность поршня 3, с помощью визира 12 как визуально, так и с применением блока 14 автоматического контроля. При большой длительности измерения в полости поршня устанавливаются дополнительные грузы 13, а при очень короткой продолжительности вытеснения жидкости из полости корпуса 1 верхняя перфорированная решетка устанавливается в положение, при котором перфорация оказывается частично развернутой относительно перфорации в нижней решетке 4, чем достигается уменьшение рабочей поверхности мембраны, а следовательно, увеличение времени на измерение и повышение его точности.

Предложенное устройство просто по конструкции и позволяет определять величину коллоидного индекса различных сред.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛЛОИДНОГО ИНДЕКСА, содержащее корпус, снабженный штуцерами ввода и вывода исследуемой жидкости и мембранным фильтром, закрепленным между двумя перфорированными решетками, и приспособление для создания требуемого перепада давления на мембранном фильтре, содержащее грузовую платформу, отличающееся тем, что перфорированные решетки установлены в корпусе с возможностью фиксированного разворота.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приспособление для создания требуемого перепада давления на мембранном фильтре выполнено в виде поршня со сферическим дном, связанного с грузовой платформой и установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3