Устройство для измерения содержания взвесей в жидких средах

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН а О И 210 ОПИСА и О.Ленин дко кулярносвета ительноймешен сти изм си .источника дительная час твода осадка ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ .ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН(71) Киевский ордена а политехнический институт им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической уеволюции(56) 1. Ваня Я. Анализаторы газов и жи стей. М., "Энергия", 1970, с. 214.2. Гринштейн М. М Кучикян Л. М. Фотоэлектрическиз концентратомеры для автомати. ческого контроля и регулирования. М., "Машиностроение", 966, с. 77 (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВЗВЕСЕЙ В ЖИДКИХ СРЕДАХ, содержащее проточную кювету с входным и выходным патрубками, источник света и фотоприемник, расположенные на оси, перпендикулярной направлению потока среды, а так. 801122932 А же устроиство регистрации, соединенное с;выходом фотоприемника, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышенияточности измерений, проточная кювета выполнена открытой Сверху и разделена на осадительную и измерительную части перегородкой в форме части лемнискаты, симметричной относительно точки перегиба лемнискатыи ограниченной ее вершинами, причем крайвогнутой части перегородки соединен с дномкюветы, верхняя часть перегородки выполнена поворотной относительно оси, проходящейчерез точку перегиба лемнискаты, перпенди-. лению потока среды, источник иемник расположены в измерикюветы, выходной патрубокраз- са ительной части кюветы ниже, авета и фотоириемнниа, а оеа кюветы снабжена устройствомИзобретение относится к области автомати- ческого определения фотоэлектрическим способом содержания взвесей в жидких средах, содержащих газовые включения и. твердые шламы, и может быть использовано в биохи. мической промышленности, например, при производстве дрожжей.Известно устройство для измерения содержания примесей в жидких средах, включающее источник света, фотоприемник, оптическую сисО тему и регистрирующую аппаратуру 11.Недостатками данного устройства являются невозможность работы в потоке жидкости и сложность оптической системы.15Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения содержания взвесей в жидких средах,содержащее проточную кювету с входным и выходным патрубками, источник света и фотоприемник, расположен. ные на оси, перпендикулярной направлению потока среды, а также устройство регистрации, соединенное с выходом фотоприемника 21,Недостатком известного устройства является ненадежность при рбое со средами, коорые насышены газовыми и воздушными пузырьками и имеют в своем составе шламовые частицы (осадки). Удалить их с помощью обычных устройств, т. е, механических фильтров, не представляется возможным, так как во время30 работы фильтр забивается, что приводит к появлению изменяющегося во времени перепада давления на нем, Это приводит к изменению скорости потока и появлению турбулизации потока в кювете. При этом ухудшаются процессы осаждения и газовыделения. Кроме того, установка фильтра связана с появлением дополнительных транспортных каналов, что увеличивает и без этого уже имеющееся транспортное запаздывание кюветы. Поэтому, что. бы такое устройство было работоспособным, 40 необходимо произвести удаление из потока газовых и воздушных пузырьков и шламо. вых осадков.Целью изобретения является повышение точности измерения содержания взвесей в 45 жидких средах.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения содержания взвесей в жидких средах, содержащем проточную кювету с входным и выходным патрубками, 50 источник света и фотоприемник, расположенные на оси, перпендикулярной направлению потока среды, а также устройство регистрации, соединенное с выходом фотоприемника, проточная кювета выполнена открытой сверху 55 и разделена на осадительную и измерительную части перегородкой в форме части лемнискаты, , симметричной относительно точки перегиба лемнискаты и ограниченной ее вершинами,причем край вогнутой части лемнискаты соединен с дном кюветы, верхняя часть перего.родки выполнена поворотной относительнооси, проходящей через точку перегиба лемнискаты,псрпендикулярно направлению потокасреды, источник света и фотоприемник расположены в измерительной части кюветы,выходной патрубок размещен в измерительной части кюветы ниже оси источника светаи фотоприемника, а осадительная часть кюветы снабжена устройством отвода осадка.На фиг. 1 представлена схема устройства;на фиг. 2 - проточная кювета, вид сбоку.Устройство включает источник 1 света, фотоприемник 2, проточную кювету, состоящуюиз осадительной 3 и измерительной 4 частей,перегородки 5 с поворотной верхней частью 6,а также входного 7 и выходного 8 патрубков, предназначенных для подвода и отводаизмеряемого потока. Осадительная часть кюветы снабжена устройством 9 отвода осадков.Выход фотоприемника соединен с устройством1 О регистрации.Устройство работает следующим образом.Измеряемый поток с содержащимися . примесями (шламом) и воздушными или газовыми пузырьками поступает через входной патрубок в осадительную часть 3 кюветы. В осадительной кювете необходимо отделить от потока шламовые частицы, а также воздушныеили газовые пузырьки, которые сильно искажают (завышают) результаты проводимыхизмерений. Для осаждения частиц шлама изпотока необходимо создать такой режим течения в осадительной кювете, чтобы создатьнаиболее благоприятные условия для их осаждения, что определяется выражением с рл лареьЕц, где ьпеа - время пребывания частицв осадительной части кюветы, определяемоелскоростью движения потока; ьь, - время,необходимое для выделения частиц из потокапод действием сил тяжести, которое опреде.л бляется как ц 11 - 1 с, где ивьр. ,г,фэмпирический коэффициент; 1 ц - динамическая вязкость жидкости; 8 - путь прохождениявыделяемых взвесей; ь р - разность плотнос.тей выделяемых взвесеи и жидкости; г - радиус частиц взвеси; 9 - величина силы тяжести,Выбор режима течения в осадительной час-ти кюветы, способного существенно погаситькинетическую энергию потока, должен осушествляться в соответствии с такими параметра.ми, как скорость подьема пузырьков и,твердых частиц в потоке. Плавное изменениепо высоте скорости обеспечивается в канале,образующей которого является перегородка3 122932в форме части лемнискаты, описываемойуравнением (хг+ уг)г 2 аг (хг - а ) = 0 вг гдекартовой системе координат. Именно такаяформа перегородки, как показали экспериментальные исследования, обеспечивает оптимальную скорость подъема и удаления газовыхпузырьков из среды с одной стороны, и велличину времени пребывания поеь достаточ.ную для удаления из среды твердых частицшламов. Вместе с тем профиль канала в виде 10лемнискаты исключает вихреобразование восадительной части кюветы, обеспечивает равномерное распределение скорости потока вобласщ перехода к пленочному режимутечения, Поэтому установка сливной перегсродки именно в виде лемнискаты позволяетосуществить наиболее полное удаление. газовыхи воздушных пузырьков из потока,Наличие поворотной части 6 перегородки 5дает возможность регулировать скорость осаж-.дения частиц в зависимости от их количестваи размеров в потоке, Это достигается ново.ротом верхней части 6 вокруг оси вращения,в результате чего изменяется гидравлическоесопротивление потока и создаются благоприятные условия для осаждения взвешенных частиц (шлама). Оседая, они собираются в нижнейчасти осадительной кюветы. При накопленииосадка он периодически удаляется с помощьюустройства 9 отвода, которое расположено30в нижней части кюветы.Измерительный поток, свободный от шлавых взвесей и воздушных или газовых пузырьков, направляется в измерительную часкюветы для анализа содержимого продукта,Так, попадая в поле светового потока,частицы измеряемого продукта поглощают, а частично и рассеивают исходный световой поток, На выходе фотоприемника 2 появляется сигнал, пропорциональный содержанию измеряемого продукта в сливе. Амплитуда сигнала регистрируется устройством 10, Точ. ность измерений обеспечивается отсутствием в анализируемом потоке газовых и твердьх включений и соответственно вызванной этими включениями фоновой засветки фотоприемника.Предлагаемое устройство позволяет непрерывно в течение длительного времени получать достоверные результаты измерений, что новы. шает не только точность, но и надежность измерений. Устройство прошло промышленные испытания и рекомендовано к включению в систему автоматического управления (САУ) процессом сепарирования дрожжевых суспенэий. Анализ продукта в сливе в известном устройстве производится путем отбора пробы вручную и дальнейшего анализа ее в лаборатории, что занимает около 4 ч, вызывает большие потери в производстве кормовых белков (дрожжей). Так, например, при мощности сливной линии 20 м-/ч и концентрации продукта в сливе 2 г/л общее количество продукта, унесенного в слив в течение 4 ч работы, равно 160 кг, что при стоимости дрожжей 560 р/т составит потери в сумме 89,6 руб. Составитель В, КалВ. Иванова Техред Л.Микеш Корректор О, Луговая дакт Заказ 8129/35ВН Тираж 822 ударствеиного коми изобретений и отк ва, Ж, Раушская Подписное Го тета ССтий по делам113035, Мо аб.,ПП "Патент жгород, ул. Проектная, 4 лиал мо- Таким образом, применение предлагаемогоустройства для измерения содержания. взветь сей только в одной линии производства дрожжевых суспензий дает экономический эффектоколо 90 тыс. рублей,