Устройство для автоматического контроля процессов биохимического потребления кислорода сточными и природными водами Советский патент 1974 года по МПК C02F3/00 G05D27/02 C02F103/28 C02F103/32 C02F103/36 

1

Изобретение относится к устройствам для автоматического контроля процессов биохимического потребления кислорода сточными водами предприятий химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной, пищевой и ферментационной промышленности, а также природными водами и может быть использовано в любых областях науки и производства, связанных с необходимостью автоматического непрерывного контроля процессов потребления кислорода различными средами.

Известно устройство для автоматического контроля процессов биохимического -потребления кислорода сточными и природными водами, содержащее термостатированный сосуд, оборудованный электролизером и механической мещалкой, и взаимосвязанные датчик анализатора растворенного кислорода, электронный усилитель и вторичный регистрирующий прибор.

Однако при этом отмечается недостаточная точность измерения, обусловленная необходимостью ручной обработки получаемой информации, а также недостаточная надежность гидрозатвора механической мешалки, вызванная постепенным загрязнением герметизирующей жидкости и ее испарением, что ведет к увеличению подсоса воздуха в термостатированный сосуд и недопустимому увеличению погрешности измерения.

Цель изобретения - повысить точность измерения и надежность работы устройства.

Это достигается тем, что электролизер снабжен задатчиками тока и электрохимического эквивалента, соединенными с дополнительно установленными частотно-токовым преобразователем, печатающим блоком и счетчиком количества потребленного кислорода, а механическая мешалка снабжена магнитной муфтой.

На чертеже представлена функциональная блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит термостатированный сосуд 1 с анализируемой пробой, в котором непосредственно установлен датчик 2 анализатора растворенного кислорода, соединенный с электронным усилителем 3 и регистрирующим микроамперметром 4, а также - датчик 5 для измерения рН, последовательно соеди пенный с высокоомным преобразователем 6 и регистрирующим потенциометром 7.

Сосуд 1 оборудован механической мешалкой 8, снабженной магнитной муфтой 9 и

электродвигателем 10. К сосуду 1 подключены соединительные линии 11 для прокачки воздушной смеси при помощи насоса 12 с приводом от электродвигателя 13 через сосуд 14, содержащий раствор щелочи для поглощення двуокиси углерода.

Сосуд 1 последовательно связан также с V-образным электролизером 15 и У-образным рабочим манометром 16, снабженным контактами 17, включенными в цепь электронного преобразователя 18, и соединенным с компенсационной колбой 19 и демпфирующим V-образным манометром 20.

Сосуд 1 и компенсационная колба 19 расположены в водяной ванне 21 термостата, в которую помещен термодатчик 22, соединенный через терморегулятор 23 с электронагревательным элементом 24, находящимся в герметичной камере 25, связанной с ванной 21 насосом 26 с электродвигателем 27. Камера 25 через электромагнитные клапаны 28 и 29 соединена с водопроводной сетью. Электролизер 15, рабочий манометр 16 и демпфирующий манометр 20 размещены в водяной ванне 30 термостата, подача воды в которую производится насосом 31, связанным с электродвигателем 32.

Электронный преобразователь 18 соединен с исполнительным реле 33 и цифровым показывающим счетчиком 34 контроля времени работы электролизера. Электроды электролизера 15 через амперметр 35, задатчик тока 36, задатчик электрохимического эквивалента 37 и контакт 38 исполнительного реле 33 соединены с источником питания. Задатчики 36 и 37 соединены с дополнительно установленными частотно-токовым преобразователем 39, печатающим блоком 40 и счетчиком 41 количества потребленного кислорода. Печатающий блок 40 связан с блоком управления 42. Электролизер 15 связан также с вторичным регистрирующим прибором 43.

Устройство работает следующим образом.

Проба анализируемой воды размещается в сосуде 1 и перемешивается непрерывно мещалкой 8, магнитная муфта 9 которой обеспечивает полную герметизацию сосуда 1. Окислительный процесс органических веществ, содержащихся в анализируемой пробе воды, сопровождается потреблением растворенного кислорода и последующей диффузией последнего из газовой фазы в жидкость. Изменение давления газовой фазы автоматически контролируется К-образным рабочим манометром 16, отклонение уровня манометрической жидкости в одном из колен которого фиксируется контактами 17, что вызывает включение через преобразователь 18 исполнительного реле 33, контакт 38 которого включен в цепь электролизера 15. Вследствие работы электролизера 15 и подачи в сосуд 1 кислорода, выделяющегося на катоде в процессе разложения электролита, давление газовой фазы повышается и при значении, равном величине давления в компенсационной колбе 19, электролизер 15 автоматически отключается, прекращая подачу кислорода. По мере дальнейшего потребления кислорода в результате окислительного процесса цикл действия устройства повторяется вплоть до полного окисления органических веществ в пробе.

Ток / в цепи электролизера 15, а также электрохимический эквивалент кислорода т регулируются при помощи соответственно задатчиков 36 и 37. Контроль за величиной ml ведется по амперметру 35. Контроль времени t работы электролизера 15 осуществляется цифровым показывающим счетчиком 34.

При включении электролизера 15 на вход частотно-токового преобразователя 39 поступает сигнал, величина которого пропорциональна величине ml, в течение времени t. После преобразования этого сигнала (ток в частоту) количество потребленного кислорода, определяемое произведением mit, непрерывно

фиксируется счетчиком 41 и через регулируемые промежутки времени - печатающим блоком 40. Динамика процесса биохимического потребления кислорода непрерывно регистрируется вторичным прибором 43.

Компенсационная колба 19, объем газовой фазы которой равен объему газовой фазы в сосуде 1, и демпфирующий манометр 20 предотвращают влияние колебаний атмосферного давления на работу устройства. Это достигается благодаря равным изменениям уровня жидкости в соответствующих коленах электролизера 15 и демпфирующего манометра 20 при колебаниях атмосферного давления, что, в свою очередь, создает равные воздействия

на оба колена рабочего манометра 16, занимающего симметричное положение по отношению к электролизеру 15 и демпфирующему манометру 20. В компенсационную колбу 19 заливается немного анализируемой воды

с целью создания равного давления водяных паров с их давлением в сосуде 1.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического контроля

процессов биохимического потребления кислорода сточными и природными водами, содержащее термостатированный сосуд, оборудованный электролизером и механической мешалкой, и взаимосвязанные датчик анализатора растворенного кислорода, электронный усилитель и вторичный регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности работы устройства, электролизер снабжен задатчиками тока и электрохимического эквивалента, соединенными с дополнительно установленными частотно-токовым преобразователем, печатающим блоком и счетчиком количества потребленного кислорода, а механичеекая мешалка снабжена магнитной муфтой.

18