АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ ПРОБОПОДАЧИ Российский патент 2016 года по МПК G01N1/10 G01N35/08 

Автоматический комплекс циркуляционной пробоподачи относится к устройствам контроля проб жидких и пульповидных материалов на обогатительных фабриках черной или цветной металлургии и других производствах, где необходим периодический контроль жидкого технологического продукта для анализа элементного состава.

Известна система аналитического контроля жидких проб (RU, патент №2173452, кл. G01N 1/10, 2000 г.), содержащая последовательно соединенные комплекс средств пробоотбора, транспортную магистраль, воздухоотделительную емкость, насос, клапан сброса, проточную кювету спектрометра, нижнее и верхнее устройства коммутации.

Недостатком данной системы является высокий риск выхода из строя дорогостоящего измерительного оборудования при прорыве пленки кюветы во время анализа вследствие абразивного износа или попадания в кювету сторонних частиц, обусловленного подачей пульпы в измерительную кювету под напором.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является система аналитического контроля жидких проб, включающая автоматический комплекс циркуляционной пробоподачи (SU, авторское свидетельство №836553, кл. G01N 1/10, 1981 г.), включающий зумпф, насос, проточную измерительную кювету, установленную выше уровня пробы в зумпфе, клапан подачи воды, клапан сброса пробы. В известной системе используется струйный насос.

Недостатком известного автоматического комплекса циркуляционной пробоподачи является низкая точность анализа, обусловленная непостоянством объемного расхода пробы в кювете, и попадание пузырьков воздуха в циркуляционный контур вследствие постоянной аэрации пробы струйным насосом.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее техническое решение, заключается в повышении надежности комплекса путем исключения возможности выхода из строя дорогостоящего аналитического оборудования при прорыве пленки измерительной кюветы во время анализа, и повышении точности анализа элементного состава проб.

Указанный технический результат достигается тем, что в автоматическом комплексе циркуляционной пробоподачи, включающем зумпф, насос, проточную измерительную кювету, установленную выше уровня пробы в зумпфе, клапан подачи воды, клапан сброса пробы, согласно изобретению в комплексе установлен перистальтический насос, при этом вход насоса соединен с проточной измерительной кюветой через дополнительно установленный компенсатор пульсаций, причем зумпф расположен над перистальтическим насосом, а трубки, соединяющие проточную измерительную кювету с зумпфом и насосом через компенсатор пульсации, выполнены под углом от 30 до 80 градусов к горизонтальной поверхности.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что компенсатор пульсаций может быть выполнен в виде конусообразного корпуса с крышкой, установленной в верхней, широкой части корпуса, а между корпусом и крышкой крепится эластичная мембрана, при этом в центре эластичной мембраны и крышки выполнены отверстия для установки подпружиненного штока, причем шток размещен над крышкой и крепится с помощью шайбы и гайки к мембране, нижняя часть корпуса соединена с входом перистальтического насоса, а в боковой верхней части корпуса, под мембраной, выполнен патрубок для соединения с измерительной кюветой

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение надежности комплекса вследствие циркуляции пробы через измерительную кювету под разряжением, для исключения возможности выхода из строя дорогостоящего аналитического оборудования при прорыве пленки измерительной кюветы во время анализа. Кроме того, повышается точность измерения за счет обеспечения постоянного расхода пробы через кювету, и исключения попадания пузырьков воздуха в пробу вследствие отсутствия аэрации пробы во время циркуляции.

На фиг. 1 изображена схема автоматического комплекса циркуляционной пробоподачи.

На фиг. 2 изображен общий вид компенсатора пульсаций.

Автоматический комплекс циркуляционной пробоподачи состоит из перистальтического насоса 1, выход которого соединен с зумпфом 2. Вход насоса 1 соединен с измерительной проточной кюветой 3 через компенсатор пульсаций 4. Управление подачей промывочной воды в циркуляционный контур осуществляется клапаном 5 подачи воды. Выход насоса 1 также соединен через тройник с клапаном 6 сброса пробы. Компенсатор пульсаций 4 состоит из конусообразного корпуса 7, к которому в верхней, широкой части винтами крепится эластичная мембрана 8 и крышка 9. В центре эластичной мембраны 8 и крышки 9 выполнены отверстия для установки штока 10. Шток 10 размещен над крышкой 9 и крепится с помощью шайбы 11 и гайки 12 к мембране 8. Над крышкой 9 на штоке 10 устанавливается пружина 13. В боковой верхней части корпуса 7 под мембраной 8 выполнен патрубок 14 для соединения с измерительной кюветой 3.

Автоматический комплекс циркуляционной пробоподачи работает следующим образом. Сформированная для экспресс-анализа проба поступает в зумпф 2, после чего по управляющему сигналу с системы автоматического управления включается перистальтический насос 1. Происходит многократная циркуляция пробы по контуру через измерительную проточную кювету 3. Этот процесс необходим для усреднения пробы, так как в процессе ее транспортировки происходит расслоение неоднородной по составу пробы. Процесс усреднения проходит некоторое время, затем в проточной кювете 3 измеряется элементный состав и прочие параметры пробы. Пульсации пленки проточной кюветы 3, появляющиеся из-за периодических скачков разряжения, обусловленных принципом работы перистальтического насоса 1, снижаются компенсатором пульсаций 4 до минимальных значений. После измерения от системы автоматического управления поступает сигнал на клапан сброса пробы 6, клапан открывается и проба сливается в дренаж либо возвращается обратно в технологический процесс, клапан 6 закрывается. Затем на некоторое время открывается клапан подачи воды 5, циркуляционный контур заполняется водой, некоторое время промывается, и через клапан 6 вода сливается в дренаж. После слива промывочной воды по сигналу с системы автоматического управления выключается насос 1 и закрывается клапан сброса 6, комплекс ожидает поступления следующей пробы.

То, что трубки, соединяющие измерительную проточную кювету 3 с зумпфом 2 и насосом 1 через компенсатор пульсации 4, выполнены под углом от 30 до 80 градусов к горизонтальной поверхности обусловлено тем, что такое расположение трубок исключает оседание тяжелой металлической фракции пульповой пробы на стенках трубок, обеспечивая постоянство концентрации измеряемых элементов в пульпе во время циркуляции, что в свою очередь обеспечивает высокую точность измерений.

Компенсатор пульсаций 4, установленный в автоматическом комплексе циркуляционной пробоподачи, работает следующим образом: во время скачка разряжения, создаваемого перистальтическим насосом 1, объем компенсатора 4 уменьшается за счет деформации эластичной мембраны 8, затем давление пробы начинает выравниваться с атмосферным и мембрана 8 возвращается в исходное состояние пружиной 13, объем компенсатора 4 увеличивается, создавая разряжение в измерительной кювете 3, затем идет следующий скачок разряжения, созданный перистальтическим насосом 1, и все повторяется. Таким образом, за счет периодического изменения объема компенсатора 4 в кювете 3 поддерживается постоянное разряжение без скачкообразных изменений, пульсация пленки измерительной кюветы значительно снижается.

Применение перистальтического насоса позволяет подавать пульпу в измерительную кювету под разряжением, что исключает возможность порчи дорогостоящего аналитического оборудования из-за прорыва пленки кюветы во время анализа, и исключить аэрацию пробы во время циркуляции, что повышает точность анализа, а применение компенсатора пульсаций позволяет снизить колебания пленки кюветы, вызванные работой перистальтического насоса, до пренебрежимых значений.

Таким образом, предложенный автоматический комплекс циркуляционной пробоподачи обладает высокой надежностью и его использование позволяет повысить точность анализа элементного состава проб.

Изобретение относится к устройствам контроля проб жидких и пульповидных материалов на обогатительных фабриках черной или цветной металлургии и других производствах, где необходим периодический контроль жидкого технологического продукта для анализа элементного состава. Автоматический комплекс циркуляционной пробоподачи включает зумпф 2, насос 1, проточную измерительную кювету 3, установленную выше уровня пробы в зумпфе 2, клапан 5 подачи воды, клапан 6 сброса пробы. В комплексе используется перистальтический насос 1. Вход насоса 1 соединен с проточной измерительной кюветой 3 через дополнительно установленный компенсатор 4 пульсаций. Зумпф 2 расположен над перистальтическим насосом 1. Трубки, соединяющие проточную измерительную кювету 3 с зумпфом 2 и насосом 1 через компенсатор 4 пульсации, выполнены под углом от 30 до 80 градусов к горизонтальной поверхности. Обеспечивается повышение надежности работы комплекса и точность анализа элементного состава проб. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Автоматический комплекс циркуляционной пробоподачи, включающий зумпф, насос, проточную измерительную кювету, установленную выше уровня пробы в зумпфе, клапан подачи воды, клапан сброса пробы, отличающийся тем, что в комплексе установлен перистальтический насос, при этом вход насоса соединен с проточной измерительной кюветой через дополнительно установленный компенсатор пульсаций, причем зумпф расположен над перистальтическим насосом, а трубки, соединяющие проточную измерительную кювету с зумпфом и насосом через компенсатор пульсации, выполнены под углом от 30 до 80 градусов к горизонтальной поверхности.

2. Автоматический комплекс циркуляционной пробоподачи по п. 1, отличающийся тем, что компенсатор пульсаций выполнен в виде конусообразного корпуса с крышкой, установленной в верхней, широкой части корпуса, а между корпусом и крышкой крепится эластичная мембрана, при этом в центре эластичной мембраны и крышки выполнены отверстия для установки подпружиненного штока, причем шток размещен над крышкой и крепится с помощью шайбы и гайки к мембране, а нижняя часть корпуса соединена с входом перистальтического насоса, а в боковой верхней части корпуса, под мембраной, выполнен патрубок для соединения с измерительной кюветой.