ПРИБОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА ЖИДКОСТИ Советский патент 1940 года по МПК G01N27/06 

Известен способ определения концентрации одного из компонентов смеси веществ (например, газообразных), состоящий в том, что всю смесь пропускают через прибор, удаляем щий один из компонентов, а затем сравнивают свойства всей смеси и смеси без определяемого компонента.

Известно также устройство для определения и контроля состава жидкости по ее электропроводности, состоящее из двух расположенных в общей ванне электродных трубок.

Предлагаемый прибор предназначен для непрерывного контроля и определения состава жидкости по измерению ее электропроводности. Прибор отличается тем, что, в целях использования испытуемой жидкости для получения из нее стандартной и уточнения определения, в нем применены одинаковые электродные сосуды, позволяющие непрерывно пропускать между электродами через один из сосудов испытуемую жидкость, а через другой сосуд- эту же жидкость, но уже освобожденную от определяемого компонента.

Конструкция предлагаемого прибора для непрерывного контроля и определения состава жидкости состоит в следующем.

В днище бака 3 укреплены два совершенно одинаковых сосуда А и В (см. чертеж) с электродами 1-1 (являющимися стенками сосудов), в каждый из которых жидкость, например, сахарный сок, поступает снизу по шлангу 17 и, соответственно, по шлангу 19, и переливается через края этих сосудов точно на одинаковом уровне.

Далее, сливной трубой 15, поддерживающей уровень в баке 3 несколько ниже уровня перелива жидкости из сосудов, последняя отводится в сливную воронку 16.

Сосуды А и В крепятся к днищу бака 3 на электроизоляционном материале 4, а и верхней своей части они электрически соединены полоской 13, которая одновременно служит контактом для нулевой клеммы 10.

Бак 3 прибора закрывается съемной крышкой 9, на которой укреплены два одинаковых цилиндрических электрода 2-2, изолированные от этой крышки. На той же крышке 9 укреплена и клемма 10, входящая в контакт 13, подводящий ток на электроды 1-1, являющиеся стенками сосудов А и В.

При закрывании крышки 9 цилиндрические электроды 2-2 концентрически входят внутрь сосудов А и В, образуя для прохода жидкости кольцевые пространства с одинаковой для обеих электродов 2-2 поверхностью смачивания и объемом, а следовательно, и одинаковой электрической емкостью заключенной в сосудах жидкости. Одновременно при закрывании крышки анализатора замыкается контакт 13 с клеммой 10 и образуются две "электродные пары" равной между собой проводимости (при одинаковой жидкости).

Через левую электродную пару из трубки 19 протекает анализируемый раствор неизменного состава, идущий непосредственно из подконтрольного аппарата по трубопроводу 30-31-19, а через правую электродную пару протекает стандартный или индикаторный раствор, подводимый трубкой 17.

Индикаторный раствор является тем же самым поступающим в прибор по трубе 30 раствором, например, сахарным соком, только ответвленным из общего потока и прошедшим дополнительную обработку (например, нейтрализацию) с целью исключения из его состава подконтрольного вещества, например, щелочи. Если теперь клеммы 2′-2′ и 10 соединить, как показано на чертеже, с логометром 33 и с сетью не-ременного тока, то логометр и будет показывать разность проводимостей, например щелочного и нейтрального растворов, состав которых отличается только количеством подконтрольного вещества. Так как в индикаторном растворе это вещество химически исключено, например, выпало в осадок, присутствие которого очень мало влияет на электропроводность жидкости, то логометр и будет показывать разность проводимостей контролируемого раствора. В.случае контроля сахарного сока эта разность зависит только от концентрации в нем щелочи, а следовательно, он может быть проградуирован прямо в процентах содержания щелочи в растворе при условии, что сам процесс нейтрализации не вводит в состав раствора посторонних веществ, влияющих на электропроводность и не исключает из него других веществ, кроме подконтрольной щелочи.

Для непрерывной нейтрализации части раствора, поступающего в прибор и при производственном контроле сахарных соков, применен процесс сатурирования его производственным углекислым газом до нуля щелочности или получения перегазованного сока. Подконтрольной щелочью является здесь Ca(OH)₂; в этом случае СО, полностью выводит СаО из раствора в виде неэлектропроводного осадка СаСО₃. Сам углекислый газ, в особенности горячий и сильно разжиженный, каким он получается из газовых печей и при высокой температуре сатурационного сока, очень мало растворим в соке и, будучи весьма слабой кислотой, не может в случае перегазования индикаторного сока в заметной степени повлиять на его электропроводность. Образование углекальциевого сахарата при высокой температуре сока происходит в весьма ничтожном количестве, так что это не может заметно понизить содержание сахара в растворе и таким образом повлиять на общую концентрацию раствора. Сам же углекальциевый сахарат, если он получается, выпадает в осадок и таким образом, не находясь в растворе, не влияет на его электропроводность. В общем известно, что химический состав перегазованного сока очень мало отличается от сока, в котором содержание СаО доведено сатурацией до нуля. Поэтому нейтрализация сахарного раствора углекислым газом с целью определения процента СаО в соке по предлагаемому способу дает приемлемые результаты.

При производственном контроле сахарных соков, кроме бака 3 и логометра 33, составной частью предлагаемого прибора является сатуратор 20. Устройство сатуратора ясно из чертежа.

Работа с прибором производится таким порядком. Подконтрольный сок из заводского аппарата непрерывно подается по трубе 30, из ко торой часть его ответвляется в трубку 23 и через кран 29 проходит через левую электродную пару, а другая часть, через кран 27 и трубку 26 поступает на орошение сатуратора 20. Снизу в сатуратор трубкой 23 подведен углекислый газ из обшей заводской газовой коммуникации. Он проходит через насадку сатуратора 20 и но трубе 25 отводится в соответствующее пространство заводского сатурационного котла. Стекающий навстречу ему сок отводится из сатуратора 20 через гидравлический затвор 18 и по трубке 17 проходит через правую индикаторную электродную пару 1-2. Для предварительного регулирования скорости потока через каждую электродную пару служат краны 27 и 29. Насадка колонки сатуратора 20, расположенная на решетке 21, может быть легко удалена для чистки и замены путем снятия крышки 21. Чистка электродов, если она понадобится, также не представляет никаких затруднений; для этого достаточно снять крышку 9 без какого-либо нарушения проводки.

Описанный прибор может быть применен не только для непрерывного контроля углекислотной сатурации сахарного завода, но и для сернистой сатурации, а также и в других производствах, где требуется контролировать аналогичные процессы.

Этот прибор может работать и на постоянном токе соответствующего напряжения. Он может быть использован также для автоматизации регулирования щелочности в заводских аппаратах. Для этого достаточно к нему добавить общеизвестные электрические дополнительные механизмы.

1. Прибор для непрерывного контроля и определения состава жидкости путем сравнения электропроводимости испытуемой жидкости с электропроводностью стандартной жидкости, отличающийся тем, что, с целью использования испытуемой жидкости для получения из нее стандартной и уточнения определения, в приборе применены одинаковые электродные сосуды А и В, позволяющие непрерывно пропускать между электродами через один сосуд, например А, испытуемую жидкость, а через другой сосуд, например В, - эту же жидкость, но освобожденную от определяемого компонента.

2. Применение при приборе по п. 1 для сравнения электропроводности жидкостей в сосудах А и В логометра 33, соединенного посредством клеммы 10 с электродами 11 и посредством клемм 2′, 2′ с электродами 2,2 сосудов А и В.

3. Применение при приборе по пп. 1 и 2, в целях производственного контроля сахарных соков, сатуратора 20, предназначенного для удаления из сахарных соков соединений кальция.