Устройство для очистки электродов Советский патент 1984 года по МПК G01N27/30 

2. Устрсйство ПОП.1, отличающееся тем, что щеткодержатель снабжен лопастями крыльчатки.

3. Устройство по п.2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что лопасти крыльчатки закреплены под углом 30-50 к оси щеткодержателя.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ. ЭЛЕКТРОДОВ, содержащее щеткодержатель. выполненный в виде стакана, внутри которого закреплены щетки для очистки электрода, и установленный в измерительной камере с возможностью перемещения вдоль электрода, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки чувствительных элементов электродов-, на дне измерительной камеры соосно с электродом размещена штанга с упором, проходящая через дно стакана, закрепленного на ней с возможностью перемещения, причем измерительная камера выполнена цилиндрической формы, в придонной ее части установлен тан- генциально патрубок ввода промывной жидкости, а патрубок вывода располо- § жен выше уровня чувствительного эле(Л мента электрода. а 4; ISD ГС

Изобретение относится к измерител ной технике и предназначено для очис тки стеклянных электродов для измере ния величины рН и ионоселективных электродов,, применяемых для измерени ингредиентов в природных и сточных водах,, а также в других анализируемы растворах, способных образовывать пленку на чувствительных элементах элек-тродов. Известно, что приработе электрод ных систем датчиков на сточных водах или в средах интенсивного пленкообразования происходит обрастание чувствительных элементов электродов раз личными налетами, пленками, примес-. ными осадками, что приводит к значительной погрешности в измерениях. Практически установлено, что нормаль ная функция электродов восстанавлива ется после удаления загрязнения с их рабочих поверхностей. Поэтому воз никает необходимость очистки или про мывки чувствительных элементов электродов и для этого существуют различ ные устройства. Известна электрохимическая ячейка с непрерывной очисткой индикаторного электрода, содержащая привод с рычагом, соединенный с индикаторным электродом, причем электрохимическая ячейка имеет цилиндрический паз, в котором помещено свободно Плавающее кольцо из эластичного материала, а индикаторный электрод установлен во внутренней обойме сферического подшипника под углом к оси-вала привода и соединен с расположенным вокруг электрода сильфоном с гнездом подшип ника, а в рычаге привода имеется ком пенсационная пружина. В указанной ячейке повышена надежность очистки электрода в средах интенсивного плен кообразования l . Однако известная ячейка обладает быстрым износом чувствительного элемента индикаторного электрода и эластичного кольца, из-за трения эластичного кольца с чувствительным элементом электрода и попадания абразивных частиц, находящихся в средах интенсивного пленкообразования, а близость присутствия электропривода к измерительной цепи инДикаторного электрода в момент проведения измерений, оказывающего электрические наводки на измерительную цепь, существенно отражается на результате измерения. Кроме того, непрерывный контакт эластичного кольца с чувствительным элементом электрода в момент проведения измерения оказывает дополнительную погрешность на результат измерения. Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматической очистки электродов, содержащее щеткодержатель, выполненный в виде стакана, внутри которого закреплены щетки для очистки электрода, и установленный в измерительной камере с возможностью перемещения вдоль электрода. Щетка закреплена на барабане-щеткодержателе, имеющем паз, калиброванный под шарики, причем на торце барабана имеется обойма упорного подшипника, а вторая обойма совмещена с гайкой, а к крышке приварена фасонная трубка-толкатель с шариком и штангой, которая находится в контакте с кулачком, приводимым во вращение двигателем, при этом в барабане-щеткодержателе размещена спиральная пружина, а трубка-толкатель снабжена пружиной обратного хода, гайкой, регулирующей натяг пружины, направляющей втулкой и штырь-, ком, фиксирующим в пазу стойки устройство относительно электрода 2. Это известное устройство обеспечивает автоматическую очистку электрода за счет .маятникового вращения щетки и периодического отвода ее от электрода с помощью кулачкового механизма.. Однако малое быстродействие всего механизма, управляющего очисткой электрода, увеличивает время, отведенное на очистку электрода, и снижает степень качества очистки электрода. При этом конструкция данного устройства не предусматривает промывку электрода и измерительной камеры, что очень важно при работе электродов на сточной воде и анализируемых растворах, способных образовывать пленку на чувствительных элементах электродов, поскольку очистка с помощью щеток в этих случаях является недостаточной, а близость присутствия электропривода к измерительной цепи электрода в момент измерения, оказывакядего электрические наводки на измерительную цепь, приводит к дополнительной погрешности при измерениях. Кроме того, констру ция не предусматривает одновременну очистку индикаторного и вспомогател ного электродов, что очень важно при работе электродных систем на сточных водах и в пленкообразующих средах, так как достоверность изме ряемой величины зависит и от степен чистоты вспомогательного электрода, работающего в паре как с индикато ным для рН электродом, так и ионосе лективным электродом. Цель изобретения - повышение эффективности очистки чувствительных элементов-электродов. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для очистки электродов, содержащем щеткодержатель, выполненный-в виде стакана, внутри которого закреплены щетки для очист ки электрода, и установленный в измерительной камере с возможностью перемещения вдоль электрода, на дне измерительной камеры соосно с электродом размещена штанга с упором, проходящая через дно стакана, закрепленного на ней с возможностью перемещения, причем измерительная камера выполнена цилиндрической формы, в придонной ее части установлен тангенциально патрубок ввода промывной жидкости, а патрубок вывода расположен выше уровня чувствительного элемента электрода. При этом щеткодержатель снабжен лопастями крыльчатки, которые закрепл:ены под углом 30-50®. Такое конструктивное выполнение устройства обеспечивает повышение э фективности очистки чувствительных элементов электродов за счет одновременной очистки и промывки индикаторного, вспомогательного и ионоселективного электродов, а также измерительной камеры, причем очистк осуществляется без электропривода, так как в качестве привода для щеток используется сама же промывочна жидкость, образующая при тангенциальном введении в цилиндрическую из мерительную камеру закручивающийся снизу вверх восходящий поток жидкос ти, обеспечивающий интенсивную частоту вращения и подъем крыльчатки к чувствительным элементам электродов что приводит к интенсивному разруше нию и промывке различных вредных налетов, пленок, примесных осадков чувствительных элементов электродов при этом повышается достоверность и Ыеряемой величины. То, что снаружи стакана-щеткодер жателя при креплены под углом лопаст крыльчатки, обеспечивает усиленную частоту вращения крыльчатки относительно чувствительных элементов электродов и подъем крыльчатки к электродам, тем. самым повышается скорость и качество очистки электродов . . То, что дно стакана по оси имеет отверстие, позволяет установить его на вертикальную штангу, которая служит направляющей и обеспечивает свободное перемещение стакана вдоль штанги к чувствительному элементу электрода и вращение стакана-щеткодержателя вокруг штанги и электрода, а также осуществляет отвод стаканащеткодержателя под действием его. веса по вертикальной штанге вниз измерительной камеры в момент проведения замера, тем самым повышается достоверность измерения и качество очистки электродов. То, что вертикальная штанга на верхнем торце имеет упор ограничивает дальнейшее перемещение стаканащеткодержателя вдоль электрода, тем самым удерживает стакан в восходящем потоке жидкости в поле чувствительного элемента электрода и исключает разрушение электродов, что в целом повышает качество очистки электродов. Этому же способствует то, что вертикальная штанга закреплена в дне измерительной камеры, так как при этом обеспечивается надежное крепление и соосность штанги относительно чувствительного элемента индикаторного электрода. Выполнение измерительной камеры цилиндрической способствует образованию внутри камеры ускоренного вращательного движения промывной жидкости, что обеспечивает усиленную часто у вращения крыльчатки, а следовательно, и стакана-щеткодержателя вокруг электрода и улучшает промывку как чувствительных элементов электродов., так и измерительной камеры. Это обеспечивает качество очистки электродов. То, что патрубки ввода и вывода контролируемой жидкости расположе- ны на уровне или выше чувствительных, элементов электродов, обеспечиваем надежный подъем крыльчатки снизу вверх к чувствительным элементам электродов. То, что в придонной части измерительной камеры установлен с тангенциальньом вводом патрубок промывной жидкости, обеспечивает в измерительной камере интенсивное вращение промывной жидкости, в результате чего возрастает частота вращения крыльчатки относительно электродов, что способствует качественной очистке и промывке электродов, а также увеличивает быстродействие очистки электродов, сокращая время, отведенное на очистку электродов. Этому же спо собствует то, что патрубок промывно жидкости посредством управляемого вентиля соединен с насосом, так как при этом обеспечивается напорная подача промывной жидкости в измерительную камеру, увеличивайвдая еще более вращательное движение жидкости в камере, а следовательно, и час тоту вращения крыльчатки относительно электродов. То, что патрубок промывной жидко ти дополнительно соединен через управляемый вентиль с сисаемой слива, исключает- разбавление контролируемо жидкости промывной жидкостью, а такж позволяет удалять из измерительной камеры продукты загрязнения, что по вышает достоверность измеряемой величины, а следовательно, и качество очистки электродов. Этому же способ ствует то, что патрубок ввода контролируемой жидкости снабжен управляе мым вентилем, так как при этом обес печивается периодичность подачи пробы в измерительную камеру, исклю чается разбавление промывной жидкос ти с контролируемой. То, что насос и управляемые вент ли электрически связаны с программны блоком, обеспечивает автоматический режим очистки электродовпо заранее установленной программе. То, что стакан-щеткодержатель име ет отверстия, обеспечивает тщательную промывку электрода, щетки внутренней поверхности стакана и позволяет удалить из него продукты распада, образованные при работе щеток, что повышает качество очистки электрода . То, что на верхней торцовой повер хности лопастей крыльчатки прикреплены щетки, обеспечивает одновременную очистку не только индикаторного электрода, но и вспомогательного,что очень важно при работе электродных систем на сточных водах и в пленкооб разующих средах, так как достовер-. ность измеряемой величины зависит и от степени чистоты вспомогательного электрода, работающего в паре как с индикаторным электродом для определения рН, так и с ионоселективным электродом. То, что лопасти крыльчатки прикреплены к стакану-щеткодержателю под углом в пределах 30-50, обеспечивает усиленную частоту вращения крыльчатки относительно электродов и увеличивает подъемную силу крыльчатки, что в целом обеспечивает качество очистки электродов. Все указанные признаки в совокупности обеспечивают: повышение эффективности очистки чувствительного эле мента электродов. На фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство для автоматической очистки электродов, общий вид/ на фиг.2 - разрез на фиг.1. Устройство содержит иэмерутельную камеру 1, индикаторный 2, вспомогательный 3 и ионоселективный 4 электроды, щеткодержатель 5, патрубки б и 7 ввода и вывода контролируемой жидкости, патрубок 8 ввода промывной жидкости, насос 9, программный блок 10, вентиль 11 патрубка ввода контролируемой жидкости и-вентили 12 и 13 патру-бка 8 ввода промывной жидкости. Измерительная камера 1 выполнена цилиндрической и по ее вертикальной оси установлен индикаторный электрод 2, при этом вспомогательный 3 и ионоселективный 4 электроды закреплены в камере 1 на равном удалении от индикаторного электрода, а к дну измерительной камеры 1 соосно индикаторному электроду 2 прикреплена вертикальная штанга 14 с упором 15 на верхнем конце. На штанге 14 с возможностью перемещения вдоль ее, т.е. вдоль электрода 2, установлен щеткодержатель 5, который выполнен в виде стакана, внутри которого закреплены щетки 16 для очистки индикаторного электрода 2. Снаружи стакана щеткодержателя 5 прикреплены под углом в пределах 30-50 лопасти 17 крыльчатки, а на верхней торцовой поверхности лопасти 17 прикреплены щетки 18. Стакан имеет отверстия 19. Дно стакана по оси имеет отверстие 20, которым стакан установлен на вертикальную штангу 14„ При этом диаметр отверстия должен быть больше диаметра штанги на 1,5-3 мм, так как это уменьшает трение и исключает заедание при вращении и подъеме стакана к чувствительным элементам электродов. I. Патрубки 6 и 7 ввода и вывода контролируемой жидкости расположены на уровне или выше чувствительного элемента индикаторного электрода 2. Патрубок 8 ввода промывной жидкости установлен в придонной части измерительной камеры 1 с тангенциальным вводом. Патрубок 8 посредством управляемого вентиля 12 соединен с. насосом 9, а посредством уЬравляемого вентиля 13 - с системой слива (не показана ). Патрубок б ввода контролируемой жидкости снабжен управляемым вентилем 11 и соединен с системой подачи контролируемой жидкости (не показана ). Насос 9 и управляемые вентили 11, 12 и 13 электрически соединены с программным блоком 10. Устройство для автоматической очистки электродов работает следующим образом.

По команде программного блока 10 открывают управляемый вентиль 11 и контролируемую воду подают через патрубок б ввода в измерительную камеру 1, Поступг ю1цая контролируемая вода заполняет измерительную камеру 1, полностью омывает чувствительные элементы электродов и выводится через патрубок 7 вывода, при этом, так как щеткодержатель 5 установлен на вертикальной шт&нге 14 с возможностью перемещения, то под .воздействием своего веса он распо Л|агается на дне измерительной камеры 1, тем самым устраняется непрерывный контакт щеток 16 и 18 с чувствительным элементом электродов 2, 3 и 4, что повышаетдостоверность измеряемой величины.

Отметим, что режим очистки электродов 2, 3 и 4, вьтолняемый программным блоком 10, выбирают в зависимости от степени загрязненности контролируемой воды и ее воздействия на работоспособность чувствительного элемента электродов. 2, 3 и 4 во времени.

Через фиксиррванный промежуток времени по команде программного блока 10,закрывают управляемый вентиль 11 и одновременно открывают управляемый вентиль 13, при этом происходит слив всей оставшейся контролируемой воды из измерительной камеры 1 через патрубок 8 ввода промывной жидкости и управляемый вентиль 13 в систему слива. По окончании слива управляемый вентиль 13 закрывают, а открывают управляемый вентиль 12 и включают насос 9, которым подают промлвную жидкость в цилиндрическую измерительную камеру 1 через патрубок 8 ввод|а, установленный с тангенциальным вводом в придонной части измерительной камеры 1.

В результате такой подачи происходит интенсивное вращение промывной жидкости, где она, закручиваясь, устремляется снизу вверх по спирали и сливается через патрубок 7 вывода. При этом поступающая промывная жидкость приводит во вращение стаканщеткодержатель 5, а он, вращаясь вокруг .вертикальной штанги 14, перемещается к чувствительным элементам электродов до упора 15 на верхнем торце вертикальной штанги 14. При

подъеме до упора 15 щетки 16 стакана-щеткодержателя 5 полностью охватывают чувствительный элемент индикаторного электрода 2, цроисходит интенсивное разрушение с помощью вращгиощихся щеток 16 различных вредных налетов, пленок, примесных осадков с чувствительного элемента индикаторного электрода 2, а также вспомогательного 3 и ионоселективного 4 электродов, поскольку их чувстви0тельные элементы располагаются над верхней торцовой поверхностью лопастей 17 крыльчатки, к которым прикреплены щетки 18. Так .как стакан-щеткодержатель 5 имеет отверстия 19, то в

5 процессе очистки происходит тщательная промывка как индикаторного электрода, так и щеток 16 и внутренней поверхности стакана, а также удаление из него продуктов распада, обра0зованных при работе щеток 16.

По окончании очистки электродов 2, 3 и 4 с помощью щеток 16 и 18, сочетающейся с их промывкой, управляемый вентиль 12 закрывают, отключают

5 насос 9 и одновременно открывают управляемый вентиль 13, при этом происходит слив всей оставшейся промывной жидкости из измерительной камеры 1 в систему слива, что в дальне{Ьием

0 исключает разбавление контролируемой жидкости с промывной жидкостью.

По окончании слива промывной жидкости управляемый вентиль 13 закрывают и открывают :. управляемый вен5тиль 11, в результате чего контролируемая вода подается в .измерительную камеру 1 на исследование. : Цикл работы устройства для автоматической очистки чувствительных элементов электродов повторяется в

0 соответствии с программой, задаваемой программным блоком 10.

Конструкция предлагаемого устройства обеспечивает в целом более эффективную очистку чувствительных

5 элементов электродов, что значительно повышает качественный контроль измеряемой величины в природных и сточных водах.

Кроме того, высокая степень очист0ки электродов с помощью щеток, сочетаясь с их промывкой, позволяет использовать устройство в автоматизированных системах контроля качества природных и состава сточных вод.

5