Устройство для определения концентрации нефти и нефтепродуктов в воде

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН ЯО 132695 514 С О 1 31 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ омывоч и е елеуса 3 с емени иклапанамисть измер я времени насыии за счет изм ния раст рителя нефтью до коделяемой порогом сртра. 3 ил. и, о фото ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Патент Японии Мф 52-7358,кл. С 01 М 21/02, опублик. 1.977,Концентратомер нефти судовой КНС 201 Б: Паспорт, 198 1.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ ВВОДЕ(57) Изобретение относится к областианализа жидких средств и может бытьиспользовано в судах и стационарныхприборах в процессе очистки водонефтяных смесей (ляпьных, балластных,пр ных) для автоматическогоо р д ия концентрации нефти и нефтепродуктов, Целью настоящего изобретения является повыение точностиизмерений. Устройство состоит из кори 14, внутри которого помещен диск2 о стаканом 25, внутри которогоустановлена трубка 17 с перфорированными дисками 18, между дном стакана и диском установлены фильтрующие цилиндрические элементы 28. Кроме того, введены дополнительный блок,содержащий задатчик уровня концентрации нефти, измеритель вруправления дополнительнымипозволяющие повысить точно еИзобретение относится к анализужидких средств, а более конкретно кустройствам, обеспечивающим измерение концентрации нефти и нефтепродук-,тов в сливаемых водах.Целью изобретения является повышение точности измерений концентраций нефти.На Фиг, 1 представлена принципиальная схема предла.гаемого устройства для измерения концентрации неф.ти и нефтепродуктов в воде на Фиг.2 -схема устройства для подготовки пробы к анализу; на Фиг. 3 - блок в сма электронного блока.Устройство для измерения концентрации нефти в воде (Фиг.1) содержитустановленный на входе прибора Фильтр1 механической очистки , который соединяется трубопроводом через электромагнитный клапан 2 с дозатором 3водонефтяной смеси. Выход дозатора3 водонефтяной смеси и выход дозатора 4 растворителя соединяются сустройством 5 для подготовки пробык анализу, которое в свою очередьтрубопроводом соединяется с ИК-Фото метром 6, имеющим две кюветы рабочую 7 и эталонную 8, и электромагцитным клапаном 2. Между эталонной кюветой 8 и дозатором 4 установлен клапан 9 переключения направления потока, а другой клапан 10 переключенияпотока установлен между рабочей кюветой 7 и регенератором 11. Электрические выводы ИК-Фотометра 6, соответствующие сигналам рабочей кюветы7 и эталонной 8, имеют связь с блоком 12 измерения, который электрически связан с электронным блоком 13.Клапаны 9 и 10 переключения направления потока также имеют электрическую связь,Устройство для подготовки пробык анализу (фиг.2) состоит из резервуара-корпуса 14, закрывающегося снизу дном 15, выполненным в виде конусообразной емкости с выходным патрубком 16, В центре резервуара-корпуса14 имеется вертикальная неподвижнаятруба 17, с закрепленными снаружина ней перфорированными дисками 18для перемешивания, Сама трубка 17имеет входной канал 19 для подачи вустройство водонефтяной смеси и входной канал 20 для подачи растворителя. Внутри трубки 17 с зазором проходит вал 21 двигателя 22, расположеццого снаружи резервуара-корпуса 14.На конце вала 21 закреплен диск 23с ребрами 24, сверху закрывающийсястаканом 25 с отверстием 26. В пазах диска 23 и стакана 25 герметизированы два цилиндрических Фильтрующих элемента 27 и 28 соответственно,Стакан 25 с помощью винтов прикреплен к диску 23, этими же винтами снижней стороны диска 23 крепится емкость 29 для сбора растворителя, выходной патрубок 30 которой через отверстие с сальниковым уплотнением вдце 15 выводится наружу. В диске 23имеются отверстия 31 связывающиеобъем, заключенный между цилиндрическим Фильтрующим элементом 28 истаканом 25, с емкостью 29. Крометого, имеются отверстия 32 в цилиндрическом Фильтрующем элементе 28 истецке стакана 5, связывающие объем,заключеццьгй между цилиндрическимиФильтрующими элементами с резервуаром-корпусом 4При этом электронныйблок дополнительно содержит задатчик 33 уровня, устройство 34 измерения времени, устройство 35 обработки,устройство 36 индикации, устройство37 управления дополнительными клапанами,Устройство работает следующим образом.Водонефтяцая смесь подается навход устройства и проходит черезФильтр 1 механической очистки, с помощью которого осуществляется отделение механических примесей. Очищенная от механических примесей пробадалее проходит через электромагнитный клапан 2, а избыток идет на слив.С помощью электромагнитного клапана2 осуществляется переключение устройства из режима промывки в режимизмерения и обратно. Дозатором 3 осущствляется дозировка водонефтяной смеси, поступающей по каналу 19 в устройство 5, туда же по каналу 20 из генератора 11 дозатором 4 засасывается растворитель. Вся эта смесь по трубке 17 подается внутрь резервуара-корпуса 14, внутри которого вращается диск 23 со стаканом 25 и емкостью 29, и приводится во вращение за счет ребер 24, имеющихся на поверхности диска 23. Перфорированные. диски 18, закрепленные на неподвижной трубке 17, активизируют процесс перемешивания и экстракции воз 132695 донефтяной смеси и растворителя, в результате которого нефть переходит в растворитель. Нефть с растворителем под действием центробежной силы5 свободно проходит через цилиндрические Фильтрующие элементы 27 и 28 и попадает через отверстие 31 в емкость 15 20 25 30 35 50 55 29. Для отделения растворителя с неФтью от воды используются цилиндрические фильтрующие элементы, выполненные из пористого фторопласта. Так как вода не проходит через фторопластовый фильтр, она накапливается во внутреннем объеме стакана 25 и изливается через отверстие 26 в верхней его части и попадает в емкость 15. Если незначительная часть воды все же прошла через цилиндрический фильтр 27, то она задерживается вторым цилиндрическим фильтрующим элементом28, со временем накапливается в полости между цилиндрическими фильтрующими элементами и изливается черезотверстие 32 в емкость 15. Вода иземкости 15 через выходной патрубок16 идет на слив, а растворитель снефтью из емкости 29 через патрубок 30 направляется в рабочую кювету 7 ИК-фотометра 6. В устройстве 5для подготовки пробы к анализу, происходит перемешивание водонефтянойсмеси и растворителя, экстракция нефти растворителем и отделение нефтис растворителем от воды, после чеговода идет на слив, а растворительс нефтью на анализ .Растворитель снефтью, пройдя через рабочую кювету7 ИК-фотометра, направляется в регенератор 11, где с помощью активированного угля растворитель очищаетсяот нефти. Очищенный растворитель из генератора 11 дозатором 4 засасывается в эталонную кювету 8. Аналоговые сигналы, полученные от рабочей и эта лонной кювет ИК-фотометра сравниваются в блоке 13 измерения и по их раэности определяется истинная концентрация нефти в воде, результат высвечивается на индикаторе цифрового вольтметра.Диапазон измерения концентрации нефти от 0 до 100 млн . Предел допустимого значения основной абсолютной погрешности прибора +10 млн на участке шкалы до 50 млн и основной относительной .+ 203 от истинного значенйя на остальном участке. Ясно,что при такой значительной величине погрешности невозможно определять с большой точностью концентрации меньше 10 млн . Для того, чтобы устройство с большой точностью работало в диапазоне от О, 01 до 10 млн , а именно такие концентрации очень часто необходимо определять на практике, нужно сначала повысить концентрацию нефти в растворителе примерно до 20 мпн, Для этого необходимо, чтобы незначительные концентрации нефти, содержащиеся в пробе, перешли в один и тот же небольшой объем растворителя, циркулирующего по замкнутому циклу, не попадая в регенератор.В устройстве это осуществляется следующим образом. От электронного блока выдается команда на переключение клапана 9 и 10. В нормальном состоянии клапан 9 открыт, а клапан 10 пропускает раствор от рабочей кюветы в регенератор 11, выход клапана 10, соединяющей его с дозатором 4, закрыт. При переключении этих клапанов, клапан 9 перекрывает трубопровод, идущий от эталонной кюветы к дозатору 4, а клапан 10 перекрывает выход, идущий к регенератору и открывает выход, подсоединенный к доза- тору 4Дозатором 4 осуществляется перекачка определенного количества растворителя по замкнутому циклу, Растворитель, выйдя из устройства 5 и пройдя рабочую кювету 7 через клапан 10, дозатором 4 снова возвращается в устройство 5. Одновременно в устройство 5 постоянно дозатором 3 подается водонефтяная смесь, нефть переходит в растворитель, циркулирующий по замкнутому циклу. Очевидно, что с течением времени концентрация нефти в растворителе начинает повышаться, а так как растворитель из устройства 5 постоянно поступает в рабочую кювету ИК-фотометра и при этом осуществляется измерение концентрации нефти в растворителе, то на выходе блока измерения получается аналоговый сигнал, пропорциональный нарастанию концентрации нефти в растворителе. Этот аналоговый сигнал подается на вход электронного блока, который содержит эадатчик уровня концентрации нефти, с помощью которого происходит сравнение аналогового сигнала на входе электронного блока с уровнем сигнала соответствующего определенной концентрации на шкале за5 13269 датчика, Уровень концентрации, устанавливаемый задатциком, лежит в пределах 20-50 млн , так как такие концентрации измеряются устройством с хо рошей точностью, При совпадении уровня , аналогового сигнала от блока измерения с уровнем, соответствующим показанию концентрации установленному на шкале задатчика, задатчиком выдается команда на остановку устройства измере р ния времени, находящегося в электронном блоке и запускающегося при включении устройства в режим измерения малых концентраций. Очевидно, чем выше концентрация нефти в пробе, тем меньше времени понадобится для достижения уровня, установленного на задатчике, Таким образом, величина измеренного времени, обратно пропорциональна концентрации нефти в про бе. Объем пробы, проходящей за единицу времени через устройство, и объем растворителя, взаимодействующего с пробой, есть величины постоянные для каждого конкретного устройст ва и зависящие только от конструктивного выполнения его элементов. Зная их значение по величине измеренного времени, определяют среднее значение концентрации нефти в пробе, прошедшей за это время через устройство.Результат измеренной средней концентрации высвечивается на цифровом индикаторе электронного блока. Кроме того, электронным блоком осуществляется управление клапанами переключения потока, которые включаются в начальный момент измерения и возвращаются в исходное состояние при остановке устройства измерения времени, 40 После цикла измерения требуется некоторое время для очистки растворителя от нефти, устройство при этом включается в режим промывки, а все устройства электронного блока в этот момент возвращаются в исходное состояние. После промывки и очистки растворителя устройство готово к новому измерению,Ф о р м у л а изобретения Устройство для определения концентрации нефти и нефтепродуктов в воде, 55 содержащее гидравлически соединенные между собой фильтр для очистки от механических примесей, электромагнитный клапан, дозаторы водонефтя 9ной смеси и растворителя, устройстводля подготовки пробы к анализу, инфракрасный фотометр, содержащий эталонную и рабочую кюветы, блок измеренияи регенератор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерений концентрации нефти,устройство для подготовки пробы канализу состоит из двигателя и резер"вуара-корпуса внутри которого расположен вал двигателя с закрепленным нанем диском с симметричными относительно оси вала двигателя пазами, на котором зафиксирован стакан, в стенкахкоторого выполнены отверстия, а вцентре дна имеется отверстое, в котором в свою очередь установлена труба с перфорированными дисками и двумя входными каналами, охватывающаявал двигателя и проходящая через резервуар-корпус, в симметричных пазахдна стакана и плоскости диска, обращенной внутрь стакана, установленыпо крайней мере два цилиндрическихфильтрующих элемента, на плоскостидиска вне стакана закреплена емкостьв виде конуса с патрубком, при этомкрайний к стенке стакана фильтруюший элемент имеет по крайней мереодно отверстие, совпадающее с отверстием в стенке стакана, а в дискеимеется по крайней мере одно отверстие, соединяющее полость, образованную стенками стакана и крайним фильтрующим элементом, с емкостью в виде конуса, кроме того, Рабочая иэталонная кюветы гидравлически свя-заны с дозатором растворителя черездва дополнительно введенных электромагнитных клапана переключения направления потоков, а в измерительнуюэлектрическую часть дополнительновведен электронный блок, содержащийзадатчик уровня концентрации нефти,устройства измерения времени, обработки и индикации сигнала концентрации и управления дополнительными клапанами переключения направления потоков, при этом выход задатчика уровня концентрации нефти соединен свходом устройства измерения времении входом устройства обработки, причем выход устройства измерения времени соединен с входом устройства обработки, выходы которого соединены свходом устройства индикации и устройством управления дополнительными электромагнитными клапанами переключениянадравления потоков.Заво Рошк оррект каз 3274/3 ВНдписно ого нии Ра Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна 8 Т ИИПИ Государстве но делам изобрет 3035, Москва, Ж6омитета СССРоткрытийкая наб д.