Устройство для отбора проб жидкости из магистрального трубопровода
Изобретение относится к технике отбора проб жидкости и может быть.использовано для контроля загрязнения сточных и поверхностных вод, а также для отбора проб из магистралей в автоматическом режиме в химической, микробиологической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение представительности пробы путем повышения полноты извлечения из жидкости содержащихся в ней веществ за счет обеспечения в контролируемый период неразрывности струи жидкости, изоляции струи от окружающей среды и накопления в пробе содержащихся в жидкости веществ. Устройство содержит регулятор расхода в виде сосуда постоянного уровня 1, перистальтический насос 2, гидрораспределитель 3, пробоотборные сосуды 4 с сорбентом 5; выполненным в виде таблет , (Л G 00 о о
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4646337/26 (22) 02.02.89 (46) 07,03.92. Бюл. № 9 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по охране вод (72) С.В.Антонов, И.Г.Сухленко, Л.А.Полосухина, И.А.Островерх и А.Н,Стрекицин (53) 543.053 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР N. 1047489, кл. G 01 N 1/10, 1982. Авторское свидетельство СССР ¹ 1376736, кл, G 01 N 1/10, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ЖИДКОСТИ ИЗ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА (57) Изобретение относится к технике отбора проб жидкости и может быть.использова Ы 1718001 А1 но для контроля загрязнения сточных и поверхностных вод, а также для отбора проб из магистралей в автоматическом режиме в химической, микробиологической и других отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение представительности пробы путем повышения полноты извлечения из жидкости содержащихся в ней веществ за счет обеспечения в контролируемый период неразрывности струи жидкости, изоляции струи от окружающей среды и накопления в пробе содержащихся вжидкости веществ. Устройство содержит регулятор расхода в виде сосуда постоянного уровня 1, перистальтический насос 2, гидрораспределитель 3, пробоотборные сосуды 4 с сорбентом 5; выполненным в виде таблетKL1 из волокна ионообменной смолы, сливной лоток 6 и блок управления 7. Контролируемал жидкость поступает в сосуд постоянного уровня 1 и перистальтическим насосом 2 через гидрораспределитель 3 подается в один l13 пробоотборных сосудов 4, Пройдя сорбент 5, контролируемая >кидкость попадает в сливной лоток 6, По команде блока управления 7 гидрораспределитель направляет контролируемую жидкость поочередно в каждый прибоотборный сосуд, После прохождения контролируемой жидкостью всех пробоотборных сосудов таблетки сорбента 5 извлекают из пробоотборных сосудов и отправляют на анализ. 3 з.п, ф-лы, 3 ил, Изобретение относится к технике отбора проб жидкости и может быть использовано длл контроля уровня загрлзнения сточных и поверхностных вод, а также для отбора проб технологических жидкостей из магистралей в автоматическом режиме в химической, микробиологической и других отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение представительности пробы путем повышения полноты извлечения из жидкости содержащихсл в ней веществ за счет обеспечения в контролируемый период неразрывности струи жидкости, изоляции струи от окружаюгцей среды и интегрированил D пробе содер>кащихсл в жидкости веществ, 15 25 45 На фиг. 1 изображена структурная схг.ма устройства длл отбора проб жидкости из магистрального трубопровода; на фиг. 2— сечение A — Л на фиг. 1; на фиг. 3 — пробоотборный сосуд, Устройство длл отбора проб жидкости из магистрального трубопровода содержит регулятор расхода в виде сосуда 1 постоянного уровня, перистальтический насос 2, гидрораспределитель 3, пробоотборные сосуды 4, сорбент 5, выполненный в виде таблетки из волокна ионообменной смоли, сливной лоток 6 и блок 7 управления, Сосуд 1 постоянного уровнл имеет патрубок в нижней части, к которому присоединены подводящая трубка 8 с управляемым вентилем 9 и отвод ал трубка 10 с управля- 3 емым вентилем 11, Подводящая трубка 8 присоединена к магистральному трубопроводу 12 непосредственно или через насос (не показан). Сосуд 1 HMBOT прикрепленный в верхней части переливной канал 13, выход 4 которого соединен со сливной магистралью 14. Отводная трубка 10 присоединена непосредственно под дном сосуда 1, а к выходному концу отводной трубки 10 присоединен вход перистальтического насоса 2. К отводной трубке 10 между вентилем 11 и входом в перистальтический насос 2 присоединена снабженная управляемым вентилем 15 трубка 16 подачи промывной жидкости, например воды. от бачка 17 или какого-либо другого устройства подачи промывной жидкости. Гидрораспределитель 3 выполнен в виде центральной трубки 18, от которой веером отходят гибкие трубки 19 (фиг,2), Каждая гибкая трубка 19 пережата якорем электромагнита 20 под давлением пружины 21 сжатия. Катушки электромагнита 20 подсоединены к блоку 7 управления. Центральная трубка 18 гидрораспределителя подсоединена к выходу перистальтического насоса 2. Каждая гибкая трубка 19 гидрораспределителя соединена с соответствующим пробоотборным сосудом 4, Кроме того, одна из гибких трубок 19 подсоединена неподсредственно к сливному лотку 6. Каждый пробоотборный сосуд 4 выполнен в виде установленных с уплотнением между собой и возмо>кностью сьема одна на другую верхней входной секции 22 (фиг.3) и ни>кней выходной секции 23 с общей внутренней полостью 24, при этом часть этой полости нижней секции 23 в месте сопряжения с верхней секцией 22 имеет проточку. преимущественно кольцевую, в которой с возможностью сьема размещена таблетка сорбента 5. Часть полости под сорбентом 5 выполнена в виде выходного канала пробоотборного сосуда 4, входной канал которого выполнен в верхней секции 22 с окончанием этого канала в полости верхней секции 22 в виде высту ающего в полость 24 штуцера 25, ось выходного отверстия которого соосна размещенной под ним таблетке сорбента 5. Под таблеткой сорбента 5 в проточке размещена сетка 26, верхняя секция 22 прижата к нижней секции 23, а последняя прижата к гнезду 27 в кассете 28 эксцентриковыми прижимами 29. 8 месте разьема между секциями 22 и 23 установлено уплотнительное кольцо 30, К выходному каналу нижней секции 23 пробоотборного сосуда 4 присоединена трубка 31, выходной конец которой введен в сливной лоток 6. 1718001 Привод 32 перистальтического насоса 2 электрически соединен с блоком 7 управления. 50 Количество гибких трубок 19 гидрораспределителя 3 и, соответственно, количество пробоотборных сосудов 4 устанавливают согласно заданной периодичности отбора проб жидкости. 55 В гидрораспределителе 3 гибкая трубка 19 имеет маркировку. предпочтительно цифровую, аналогичную маркировку имеют каждый соответствующий этой гибкой трубке 19 пробоотборный сосуд 4 и гнездо 27, в котором этот сосуд 4 установлен в кассете 28 корпуса (не показан) устройства. Корпус устройства выполнен в виде закрытого холодильного шкафа, что нецелесообразно для поддержания постоянной 5 температуры для сохранения отобранных проб без изменения перед последующим анализом, что также способствует повышению представительности пробы. Устройство для отбора проб жидкости 10 из магистрального трубопровода работает следующим образом. Контролируемая жидкость, например сточная вода, из магистрального трубопровода 12 при открытом вентиле 9 под давле- 15 нием, имеющимся в трубопроводе 12, поступает по подводящей трубке 8 в сосуд 1 постоянного уровня. Если давление в трубопроводе 12 недостаточно для обеспечения нормальной подачи воды в сосуд 1, то 20 подачу воды осуществляют насосом (не показан), который встраивают в подводящую трубку 8. Вода заполняет емкость сосуда 1 до уровня переливного канала 13, а излишки ее переливным каналом 13 отводятся в 25 сливную магистраль 14. При открытом управляемом вентиле 11 и закрытом управляемом вентиле 15 вода из трубки 8 поступает по отводной трубке 10 на вход перистальтического насоса 2. По 30 команде блока 7 управления включается привод 32 перистальтического насоса 2, который под давлением подает воду по центральной трубке 18 к гибким трубкам 19 гидрораспределителя. Вода поступает к ме- 35 сту перегиба гибких трубок 19 якорями электромагнитов 20. По команде блока 7 управления подается питание к одному из электромагнитов 20. При этом я ко рь электромагнита 20 поднимается, сжимая пружи- 40 ну 21 сжатия, и вода под давлением поступает на вход соответствующего и робоотборного сосуда 4. Вода под давлением, создаваемым насосом 2, пройдя гидрораспределитель 3, по 45 соответствующей трубке 19 поступает на вход пробоотборного сосуда 4, т.е. в его штуцер 25 верхней входной секции 22 (фиг.3). Выходящая из штуцера 25 вода проходит таблетку сорбента 5 и сетку 26 и через выходной патрубок нижней выходной секции 23 пробоотборного сосуда 4 выливается по трубке 31 в сливной лоток 6, откуда вода сливается в сливную магистраль 14. Образующаяся при выходе из штуцера 25 пена собирается во внутренней полости 24 верхней входной секции 2 и поэтому верхняя поверхность таблетки сорбента 5 обеспечивает пропуск попадающей на нее под давлением струи воды. Прижатие верхней входной секции 22 к нижней выходной секции 23 посредством эксцентроковых прижимов 29 и уплотнение внутренней полости уплотнительным кольцом 30 между секциями обеспечивают герметичность пробоотборного сосуда 4 и изоляцию от внешней среды, а это создает необходимые условия для пропускания под давлением воды через сорбент 5. В соответствии с заданной программой блок 7 управления через определенный промежуток времени отключает питание электромагнита и подает питание на следующий электромагнит. При отключении питания под действием пружины 21 сжатия якорь электромагнита 20 отпускается, пережимает гибкую трубку 19, тем самым прекращая подачу воды в пробоотборный сосуд 4. При подаче питания к следующему электромагниту 20 вода начинает поступать на вход следующего пробоотборного сосуда 4. После прохождения контролируемой водой всех пробоотборных сосудов 4 блок 7 управления подает питание на электромагнит 20 гибкой трубки 19. подсоединенной непосредственно к сливному лотку б, и вода из гидрораспределителя 3 начинает поступать непосредственно в сливной лоток б, минуя пробоотборные сосуды 4. Одновременно. если имеется насос (не показан) подачи воды от магистрального трубопровода 12, то он отключается блоком 7 управления или же при отсутствии такого насоса по команде блока 7 перекрывается управляемый вентиль 9. Одновременно блок 7 перекрывает управляемый вентиль 11 и далее отключает привод 32 перистэльтического насоса. Вода перестает поступать на вход гидрораспределителя 3, а остатки воды от полости 24 пробоотборных сосудов 4 сливаются в сливной лоток б. Для выполнения последующего анализа таблетки сорбента 5 извлекают из пробоотборных сосудов 4. При извлечении каждая таблетка должна быть обозначена номером своего сосуда 4, что необходимо для последующего установления зависимости изме17t8001 нения качества контролируемой воды по времени, Для замены таблеток сорбента 5 эксцентриковыми прижимами 29, прикрепленными к гнезду 27 кассеты 28, orâîáoæäàют верхнюю входную секцию 22, Эту секцию 22 вместе с трубкой 19 приподнимают, вынимают таблетку сорбента 5, при необходимости прочищают сетку 6, устанавливают новую таблетку сорбента 5, проверяют правильность уплотнительного кольца 30, устанавливают секцию 22 и прижимают ее к нижней секции 23 эксцентриковыми прижимами 29. Для того, чтобы не снижалась представительность пробы от накапливающихся со временем отложений, содержащихся в контролируемой воде веществ, производят периодически промывку тракта контролируемой воды, включая с отводной трубкой 10 до сливного лотка 6. Перед промывкой перекрывают управляемый вентиль 11, останавливают привод 32 перистальтического насоса 2, из пробоотборных сосудов 4 извлекают таблетки сорбента 5. Эксцентриковыми прижимами 29 прижимают верхние входные секции 22 к нижним секциям 23. Открывают управляемый вентиль 15, включают привод 32 насоса 2. Промывочная чистая вода иэ бачка 17 через открытый вентиль 15 по трубке 16 поступает в отводную трубку 10 и иэ нее перистальтическим насосом 2 прокачивается по центральной трубке 18 в гидрораспределитель 3, а из него — в пробоотборные сосуды 4 и далее в сливной лоток 6, При промывке блок 7 управления переключает питание электромагнитов 20 в ускоренном режиме, чтобы во время промывки пройти все пробоотборные сосуды 4. По окончании промывки перекрывают вентиль 15, выключают приводы 32, таблетки сорбента 5 устанавливают в каждый иэ пробоотборных сосудов 4. Снабжение устройства сорбентом позволяет обеспечить неразрывность струи жидкости в течение всего контролируемого периода отбора пробы, что обеспечивает более полное интегрирование (накопление) в сорбенте растворенных в жидкости веществ, поскольку всю жидкость можно ропустить через сорбент, и более полное извлечение в сорбент растворенных в жидкости веществ, что повышает представительность пробы. Снабжение устройства перистальтическим насосом и подключение его между отводной трубкой сосуда постоянного уровня и гидрораспределителем обеспечивают и рохождение через сорбент точного количества контролируемой жидкости с постоянной скоростью прохождения независимо от изменения сопротивления сорбента при его загрязнении механическими примесями. что повышает полноту извлечения в сорбент из жидкости содержащихся в ней веществ и 5 представительность пробы. Выполнение пробоотборных сосудов герметичными позволяет осуществлять изоляцию струи жидкости от окружающей среды, тем самым исключить улетучивание из контролируемой жидкости летучих веществ, например фенола, а значит обеспечить более полное извлечение в сорбент растворенных в жидкости веществ, в особенности летучих веществ, что повышает представительность пробы При размещении сорбента в каждом из пробоотборных сосудов и присоединении к выходу каждого иэ каналов гидрораспреде= лителя, соответствующего этому каналу, 20 50 вход пробоотборного сосуда позволяет пропускать контг злируемую жидкость в определенный период времени через один из сорбентов, и каждый сорбент извлекает из проходящей через него в определенный период времени жидкости растворенные в ней вещества, что повышает представительность пробы, То есть. каждым сорбентом извлекаются растворенные в жидкости вещества, соответствующие определенному периоду времени, что повышает представительность пробы. Устройство может быть эффективно использовано природоохранными службами предприятий, контролирующими органами Госкомитета СССР по охране природы. здравоохранения, рыбоохраны и др. для контроля и наблюдения за окружающей средой, за состоянием уровня чистоты и загрязнения с целью защиты от загрязнения водных обьектов как при автономном использовании этих устройств, так и в автоматизированных системах контроля водоохраны и хозяйственных системах, а также на промышленных предприятиях при необходимости контроля технологических жидкостей в процессе производства. Устройство конструктивно не является сложным в изготовлении и обслуживании при его эксплуатации, может быть встроено в системы контроля как для отбора проб из напорных, так и из безнапорных магистральных трубопроводов, а также из открытых водных источников, каналов сточных вод и др. В результате повышения представительности отбираемых проб. в частности воды, повышается достоверность последующих анализов, т,е, повышается достоверность производимого контроля качества вод, что крайне важно для принятия 1718001 10 своевременных мер по предотвращению возможного ущерба водному объекту (река, озеро. водохранилище и т.п.), Формула изобретения 1. Устройство для отбора проб жидкости из магистрального трубопровода, содержащее регулятор расхода в виде сосуда постоянного уровня с патрубком в нижней его части, к которому присоединены подводящая и отводящая трубки, гидрораспределитель с блоком управления и пробоотборные сосуды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения представительности пробы путем повышения полноты извлечения из жидкости содержащихся в ней веществ за счет обеспечения в контролируемый период неразрывности струи жидкости, изоляции струи от окружающей среды и интегрирования в пробе содержащихся в жидкости веществ, оно снабжено перистальтическим насосом и сорбентом, пробоотборные сосуды выполнены герметичными со стороны сорбента и проточными, а сорбент размещен в каждом из пробоотборных сосудов, при этом к отводной трубке сосуда постоянного уровня присоединен вход перистальтического насоса, к выходу последнего присоединен вход гидрораспределителя. а к выходу каждого из каналов гидрораспределителя присоединен соот5 ветствующий этому каналу пробоотборный сосуд, выход сосуда соединен со сливной магистралью. 2. Устройство no n.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что сорбет выполнен в виде таблет10 ки, 3. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что гидрораспределитель выполнен в виде центральной трубки от которой веером отходят гибкие трубки. 15 4. Устройство по пп. 1-3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что каждый пробоотборный сосуд выполнен в виде верхней и нижней секций с уплотнением между ними, при этом таблетка установлена в полости нижней сек20 ции, часть полости под сорбентом выполнена в виде выходного канала пробоотборного сосуда, а входной канал пробоотборного сосуда выполнен в верхней секции в виде выступающего в полость штуцера, ось 25 выходного отверстия которого соосна размещенной под ним таблетке сорбента. 1718001 Составитель К.Кушнарев Техред MМоргентал Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö Редактор Л,Гратилло Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101 Заказ 871 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
