Устройство для определения количества кислорода в воде Российский патент 2024 года по МПК G01N31/22 

Изобретение относится к исследованию или анализу материалов путем определения их химических или физических свойств, а именно устройствам для определения количества кислорода в пробе воды.

Известно устройство для определения содержания растворенных газов в жидкости (ав. св. SU № 1479850, МПК G01N 7/10, опубл. 15.05.1989, Бюл. № 18), содержащее датчик с емкостями с газопроницаемыми стенками: измерительной, снабженной нагревателем, и эталонной с магистралью прокачки эталонной жидкости с патрубками ввода и вывода, магистралями прохода газа-носителя через емкости с общим патрубком ввода и автономными патрубками вывода, подключенными к газоанализатору, и систему регулирования температуры, отличающееся тем, что с целью повышения точности измерения измерительная и эталонная емкости датчика выполнены в виде двух коаксиально размещенных трубок, при этом в эталонной емкости по ее оси с зазором установлена трубка, образующая с внутренней полостью эталонной емкости магистраль прокачки жидкости, а магистрали прохода газа-носителя образованы установленной между измерительной и эталонной емкостями цилиндрической перегородкой с ребрами, расположенными с обеих сторон перегородки по винтовой линии и прилегающими к стенкам емкостей, причем патрубки вывода газа-носителя размещены во внутренней полости эталонной емкости и прилегают к стенкам трубки магистрали прокачки эталонной жидкости и находятся с ней в тепловом контакте, система регулирования температуры выполнена в виде теплообменника и дополнительно введенного в эталонную емкость нагревателя, имеющего одинаковое сопротивление и шаг навивки с нагревателем, расположенным в измерительной емкости и соединенным с ним последовательно, а нагреватели подключены к регулируемому источнику тока.

Недостатком данного устройства является сложность и высокая металлоемкость конструкции из-за наличия большого количества конструктивных, вставленных друг в друга элементов, электронных датчиков и связанных с ними обрабатывающих информацию устройств.

Наиболее близким по технической сущности является пробоотборник для отбора проб текучей среды (патент RU № 2456572, МПК G01N 1/20, опубл. 20.07.2012, Бюл. № 20), содержащий датчик, регулятор расхода, обеспечивающий непрерывный поток текучей среды через пробоотборник мимо датчика, и эжектор для направления текучей среды на датчик под углом падения 30-60°.

Недостатками данного пробоотборника являются сложность конструкции из-за наличия эжектора, обеспечивающего направление текучей среды на датчик под углом падения 30-60°, и узкая область применения из-за низкой точности измерения турбулентного потока жидкости.

Техническим результатом является создание простой конструкции устройства для определения количества кислорода в пробе воды, позволяющего точно определить независимо от скорости (турбулентности) потока жидкости содержание кислорода в пробе воды за счет исключения сложных конструктивных элементов, таких как эжектор, и химического анализа пробы в пробоотборнике, изолируемом от водопровода запорным краном.

Техническим решением является устройство для определения количества кислорода в воде, включающее пробоотборник, сообщенный с водопроводом через регулятор расхода, и измерительный элемент.

Новым является то, что регулятор расхода выполнен в виде запорного крана, а измерительный элемент – в виде полого отвода, сообщенного через герметичное резьбовое соединение с пробоотборником, под стеклянную ампулу с химическим реагентом, окрашивающим воду в пробоотборнике в зависимости от количества в ней кислорода, отвод изготовлен сборным, состоящим из внутренней, оснащенной резьбой герметичного соединения, и наружной гильз, соединяемых для фиксации внутри ампулы, наружная гильза внутри со стороны пробоотборника оснащена манжетой, выполненной с возможностью герметичного взаимодействия с конусной частью ампулы, тонкий конец которой выступает в сторону пробоотборника, оснащенного отбойником, выполненным с возможностью взаимодействия с тонким концом ампулы и ее сломом при вкручивании отвода, при этом наружная гильза оснащена как минимум одним окном для визуального осмотра ампулы, а пробоотборник – сверху воздушной, закрываемой задвижкой трубкой для спуска газа.

На фиг 1 изображена схема устройства с частичным разрезом.

На фиг. 2 изображен снимок набора индикации количества кислорода в воде, состоящего из ампул и эталонов окраски для определения кислорода в воде.

Устройство для определения количества кислорода в воде включает в себя пробоотборник 1 (фиг. 1), сообщенный с водопроводом (не показан) через регулятор расхода в виде запорного крана 2, и измерительный элемент в виде полого отвода 3, сообщенного через герметичное резьбовое соединение 4 с пробоотборником 1. Отвод 3 изготовлен под стеклянную ампулу 5 с химическим реагентом 6, окрашивающим воду в пробоотборнике 1 в зависимости от количества в ней кислорода. Отвод 3 изготовлен сборным, состоящим из внутренней 7, оснащенной резьбой 8 герметичного соединения 4, и наружной 9 гильз, соединяемых, например, резьбой 10 для фиксации внутри ампулы 5. Наружная гильза 9 внутри со стороны пробоотборника 1 оснащена манжетой 11, выполненной с возможностью герметичного взаимодействия с конусной частью 12 ампулы 5, тонкий конец 13 которой выступает в сторону пробоотборника 1, оснащенного отбойником 14, выполненным с возможностью взаимодействия с тонким концом 13 ампулы 5 и ее сломом при вкручивании отвода 3 по герметичному резьбовому соединению 4. Наружная гильза 9 также оснащена как минимум одним окном 15 для визуального осмотра ампулы 5, а пробоотборник 1 – сверху воздушной, закрываемой задвижкой 16 трубкой 17 для спуска газа. На виды и герметизацию резьбового соединения 4 и резьбы 10 авторы не претендуют, так как они широко освещены в открытых источниках.

Конструктивные элементы, технологические соединения, уплотнения и т.п., не влияющие на объяснение работоспособности устройства, на чертежах фиг. 1 и 2 не показаны или показаны условно.

Устройство для определения количества кислорода работает следующим образом.

При использовании готовых наборов индикации количества кислорода в воде (фиг. 2), состоящих из стеклянных ампул 5 и эталонов окраски 18 для определения кислорода в воде, пробоотборник 1 (фиг. 1) изготавливают объемом, оговоренным набором для цветовой индикации количества кислорода, а отвод 3 – с полостью, обеспечивающей надежную фиксацию ампулы 5 из набора (фиг. 2). Пробоотборник 1 (фиг. 1) через запорный клапан 2 соединяют с водопроводом. В наружную гильзу 9 вставляют ампулу 5 с химическим реагентом 6 тонким концом 13 наружу. На ампулу со стороны тонкого конца 13 надевают внутреннюю гильзу 7 с манжетой 11 внутри. Наружную 9 и внутреннюю 7 гильзы скручивают вручную по резьбе 10 до герметичного взаимодействия манжеты 11 с конусной частью 12 ампулы 5, получая отвод 3 в сборе. Резьбу 8 внутренней гильзы 7 отвода 3 резьбой 8 наживляют вручную по резьбовому соединению 4 пробоотборника 1, обеспечивая герметичность резьбового соединения 4 и целостность тонкого конца 13 ампулы 5 (до легкого взаимодействия тонкого конца 13 ампулы с отбойником 14).

При открытой задвижке 16 открывают запорный клапан 2, наполняя пробоотборник 1 водой из водопровода с вытеснением из пробоотборника 1 газа через воздушную трубку 17. После излива 0,5–1 л воды из воздушной трубки 17, что свидетельствует о полном заполнении пробоотборника 1, перекрывают задвижку 16 и запорный клапан 2. После чего отвод 3 вкручивают по резьбовому соединению 4 пробоотборника 1 до увеличения усилия взаимодействия тонкого конца 13 ампулы с отбойником 14, обеспечивая слом тонкого конца 13 ампулы 3 и перемешивание химического реагента 6 с водой в пробоотборнике с ее окрашиванием в зависимости от количества в ней кислорода. Окрашенная химическим реагентом 6 вода также при перемешивании будет находиться и в ампуле 3. Сравнивая через окно 15 наружной гильзы 9 отвода 3 цвет жидкости в ампуле с эталонами окраски 18 (фиг. 2), определяют количество кислорода (например, от 0 до 1 мг/л) в данной пробе воды.

После чего воду из пробоотборника 1 сливают (любым известным способом, например через кран, сливной трубопровод или т. п. – авторы на это не претендуют) и из резьбового соединения 4 выкручивают отвод 3. Отвод 3 по резьбе 10 разбирают на наружную 9 и внутреннюю 7 гильзы, ампулу 5 со сломанным тонким концом 13 извлекают, а внутрь вставляют целую ампулу 5. Отвод 3 собирают описанным выше способом и вставляют в резьбовое соединение 4 пробоотборника, исключая слом тонкого конца 13 ампулы, после чего устройство готово к анализу следующей пробы воды.

Анализ наличия кислорода в воде производят каждый раз при необходимости описанным выше способом.

Предлагаемое устройство для определения количества кислорода простое в изготовлении и обслуживании из-за отсутствия сложных конструктивных элементов, таких как эжектор, например, при этом позволяет точно определить независимо от скорости (турбулентности) потока жидкости в водопроводе содержание кислорода в пробе воды за счет химического анализа пробы в изолируемом от водопровода пробоотборнике.

Изобретение относится к исследованию или анализу материалов путем определения их химических или физических свойств. Раскрыто устройство для определения количества кислорода в воде, включающее пробоотборник, сообщенный с водопроводом через регулятор расхода, и измерительный элемент. При этом регулятор расхода выполнен в виде запорного крана, а измерительный элемент – в виде полого отвода, сообщенного через герметичное резьбовое соединение с пробоотборником, под стеклянную ампулу с химическим реагентом, окрашивающим воду в пробоотборнике в зависимости от количества в ней кислорода, отвод изготовлен сборным, состоящим из внутренней, оснащенной резьбой герметичного соединения, и наружной гильз, соединяемых для фиксации внутри ампулы, наружная гильза внутри со стороны пробоотборника оснащена манжетой, выполненной с возможностью герметичного взаимодействия с конусной частью ампулы, тонкий конец которой выступает в сторону пробоотборника, оснащенного отбойником, выполненным с возможностью взаимодействия с тонким концом ампулы и ее сломом при вкручивании отвода, при этом наружная гильза оснащена как минимум одним окном для визуального осмотра ампулы, а пробоотборник – сверху воздушной, закрываемой задвижкой трубкой для спуска газа. Изобретение является простым в изготовлении и обслуживании из-за отсутствия сложных конструктивных элементов, а также позволяет точно определить независимо от скорости потока жидкости в водопроводе содержание кислорода в пробе воды. 2 ил.

Устройство для определения количества кислорода в воде, включающее пробоотборник, сообщенный с водопроводом через регулятор расхода, и измерительный элемент, отличающееся тем, что регулятор расхода выполнен в виде запорного крана, а измерительный элемент – в виде полого отвода, сообщенного через герметичное резьбовое соединение с пробоотборником, под стеклянную ампулу с химическим реагентом, окрашивающим воду в пробоотборнике в зависимости от количества в ней кислорода, отвод изготовлен сборным, состоящим из внутренней, оснащенной резьбой герметичного соединения, и наружной гильз, соединяемых для фиксации внутри ампулы, наружная гильза внутри со стороны пробоотборника оснащена манжетой, выполненной с возможностью герметичного взаимодействия с конусной частью ампулы, тонкий конец которой выступает в сторону пробоотборника, оснащенного отбойником, выполненным с возможностью взаимодействия с тонким концом ампулы и ее сломом при вкручивании отвода, при этом наружная гильза оснащена как минимум одним окном для визуального осмотра ампулы, а пробоотборник – сверху воздушной, закрываемой задвижкой трубкой для спуска газа.