Устройство для ввода газов в хроматограф
Устройство для ввода газов в хроматограф с программируемым блоком управления применяется в аппаратно-программном комплексе "Хроматэк-Кристалл-2000М" или других хроматографах при газохроматографическом методе анализа продуктов разложения изоляции, растворенных в трансформаторном масле, для оценки состояния высоковольтного маслонаполненного электрооборудования. Полезная модель направлена на повышение герметичности, т.е. полного исключения течей в местах соединения газовых линий с пробоотборником, более простого соединения пробоотборника с газовыми линиями хроматографа, автоматизации всего цикла продувки газовых линий и заполнения дозирующих петель газом-носителем. Указанный технический результат достигается тем, что устройство ввода жестко крепится на запорном вентиле хроматографа. Трубка ввода пробы с крана-дозатора хроматографа напрямую соединена, через конусную втулку и гайку с колодкой устройства ввода. К плоскости колодки герметично крепятся пневмораспределители, создающие нужное направление газового потока, управление которыми осуществляется с блока управления посредством запрограммированного PIC-контроллера. Переключение направлений потоков в колодке устройства ввода, т.е. переключение пневмораспределителей, производится автоматически, по заданному алгоритму за фиксированные промежутки времени. Направление потоков газа индицируется светодиодами на панели блока управления, питание блока осуществляется от сети 220В. Ил. - 7; форм. - 1 п.
Предложение относится к приборному обеспечению процессов контроля состава жидких углеводородов и может быть использовано в хроматографических методах анализа продуктов разложения изоляции, растворенных в углеводородной среде, в частности, в трансформаторном масле, для возможности оценки состояния электрооборудования, предназначенного для работы с этими углеводородами.
В настоящее время известны различные методы и приборы для проведения указанных аналитических работ с жидкими углеводородами, в которых имеются устройства контактного взаимодействия с массой углеводородного материала для определения содержания жидких и газообразных примесей /SU 1623967, 1989; или RU 2079432, 1994; или Другов Ю.С., Родин А.А., Экологическая аналитическая химия, СПб, 2002, с.210-212, с.419-421./.
Существенными (общими) и очевидными недостатками указанных устройств (аналогов) является низкая точность аналитических блоков и аппаратуры, длительность процесса анализа состава и состояния жидкой углеводородной фазы, недостоверность получаемых результатов, приводящих к получению погрешностей до 10-15%.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для ввода газов в хроматограф, содержащее регулятор адресной подачи потоков рабочего агента для анализа состава и состояния исследуемой рабочей углеводородной среды /Другов Ю.С., Родин А.А., Экологическая аналитическая химия, СПб. 2002, с.34-37, р.1.11./.
Существенным недостатком этого устройства является выполнение узлов регулирования подачи рабочего агента (адресной подачи) точно по каналам назначения и ввода в хроматограф; этот недостаток определен самой принципиальной конструкцией устройства, в котором
несовершенство конструкции подающей и распределительной системы рабочего агента (жидкой фазы; газа) приводит к необходимости регулирования этой подачи и распределения с помощью ручной запорно-регулирующей арматуры и проводников, что, естественно, приводит к ошибкам и погрешностям, т.к. процесс полностью зависит от чувствительности рук и пальцев оператора, его педантизма в работе; от смены одного оператора другим; это не позволяет обеспечить герметичность вводимой пробы от воздействия воздуха, паров и т.п. помех и отражается на точности анализов при определении концентрации азота и кислорода в анализируемом жидком углеводороде процессом хроматографии.
Технической задачей и положительным результатом предлагаемого устройства для ввода газов в хроматограф является полное устранение всех указанных выше недостатков подобного устройства, а также повышение точности и достоверности получаемых результатов анализа концентрации посторонних газов (азота и кислорода) в объеме изучаемого жидкого углеводорода предлагаемым устройством.
Указанная задача и результат в предложении заявителей достигается за счет того, что устройство для ввода газов в хроматограф содержит регулятор адресной подачи потоков рабочего агента и снабжен узлом распределения рабочего агента и вводимой пробы, этот узел оснащен двумя пневмораспределителями, блоком управления данным узлом (с периодически запоминающим устройством во время сеанса работы), шприцевой иглой ввода пробы, штуцером ввода газа-носителя и выходным штуцером, при этом оба указанных штуцера соединены с хроматографом, а блок управления соединен электросвязью с пневмораспределителями.
Устройство далее раскрывается с описанием чертежей, где:
на фиг.1 показан общий вид и принципиальные узлы устройства;
на фиг.2 - электрическая схема блока управления устройства;
на фиг.3 - узел подачи и распределения рабочего агента;
на фиг.4 - диаграмма подачи управляющих сигналов на пневмораспределители устройства;
на фиг.5 - общий вид блока управления работой устройства;
на фиг.6 - общий вид узла распределения рабочего агента и вводимой пробы в устройство;
на фиг.7 - общий вид опытного образца данного устройства.
Устройство для ввода газов в хроматограф содержит пневмораспределители I и 2 (фиг.1), узел распределения рабочего агента и вводимой пробы - 3 (узел 3), запорную арматуру 4, хроматограф 5 и вход 6 подключения хроматографа к пневмораспределителям 1 и 2, содержит дозатор вводимой пробы в виде шприцевой иглы 7 с пробоотборником 8, а также снабжено блоком управления 9, управляющим узлом распределения рабочего агента и вводимой пробы, которые, в своей совокупности, являются регулятором адресной (по точному назначению) подачи потоков рабочего агента и вводимой пробы (узел 3, фиг.1, 2).
Блок (устройство - фиг.2) управления 9 содержит (фиг.3) светодиоды 10, 11 и 12, визуально показывающие направления движения газовых потоков по направлениям: А, В, С, а также содержит светодиод 13, который можно отметить как "Готовность", т.к. этот светодиод 13 сигнализирует о полной продувке линии трубок устройства, по которым пропускали анализируемый жидкий рабочий агент(в данном случае - жидкие углеводороды, в частности, трансформаторное масло), при этом процесс управления ведут подачей управляющих напряжений с блока управления 9, выдерживая заданную или экспериментальную диаграмму подачи управляющих напряжений (фиг.4) на пневмораспределители 1 и 2, имеющими штуцер ввода газа-носителя и штуцер выхода газа-носителя на каждом пневмораспределителе (фиг.1 и фиг.2, где показаны линиями ввод и выход газа-носителя в полость и из полости пневмораспределителей 1 и 2 устройства.
Работа устройства для ввода газов в хроматограф осуществляется следующим образом. Устройство (по фиг.7) подключают к источникам рабочего агента (жидкого углеводорода) и к источнику газа-носителя (инертного газа типа: Не, или Аг, Кг); пропускают инертный газ по
полостям пневмораспределителей 1 и 2, через полость со сведодиодами 10, 11 и 12 и по трубкам от 1 и 2 (фиг.1) в хроматограф 5, осуществляют хроматографический анализ этого газа; затем по этим же полостям пропускают рабочий агент, исследуют его хроматографом 5; после этого в дозированный объем рабочего агента вводят от пробоотборника 8 шприцевой иглой 7 дозу газа-носителя, эмульсию подают на хроматографию (5); окончательно вытесняют рабочий агент из указанных всех полостей инертным газом (газом-носителем) и исследуют газ с остатками рабочего агента. В процессе этого времени управляющее напряжение подают на пневмораспределители 1 и 2 и со светодиодов снимают показания; сочетание этих двух показателей характеризует качество (чистоту или нет) исследуемого рабочего агента (жидкого углеводорода) и выдается заключение о соответствии состава этого рабочего агента для использования его в работе электрооборудования (трансформатора, погружного насоса и т.п.).
Таким образом, данное устройство предназначено для обеспечения надежности и безопасности работы электрооборудования за счет оперативного выявления в составе углеводородов посторонних газов, отрицательно влияющих на процесс работы этого оборудования.
Устройство для ввода газов в хроматограф, содержащее регулятор адресной подачи потоков рабочего агента, отличающееся тем, что оно снабжено узлом распределения рабочего агента и вводимой пробы, оснащенным двумя пневмораспределителями, блоком управления данным узлом, шприцевой иглой ввода пробы, штуцером ввода газа-носителя и выходным штуцером, при этом оба указанных штуцера соединены с хроматографом, а блок управления соединен электросвязью с пневмораспределителями.
