Мобильная лаборатория горючего
Полезная модель относится к подвижным лабораториям горючего, в частности для определения физико-химических показателей качества наличие и количество присадок в горючем, а также вида моторных масел и может быть применена в местах удаленных от стационарных лабораторий. Мобильная лаборатория горючего смонтирована в теплоизолированном корпусе, установленном на шасси транспортного средства, содержит столы и необходимый для проведения анализа горючего набор приборов и лабораторной посуды, а также портативный компьютер 6 и принтер 7, предусмотрено средство защиты ИК-Фурье спектрометра 4 при движении автомобиля от вибрации. Изобретение сокращает время проведения анализа без снижения требований по достоверности.
2 з.п.ф.
Полезная модель относится к подвижным лабораториям контроля качества горючего, в частности топлив, моторных масел, смазок и специальных жидкостей и может быть использована в местах хранения горючего и заправки им транспортных средств, удаленных от стационарных лабораторий.
Как показала практика, в результате реформирования экономики, упрощение системы контроля качества горюче-смазочных материалов (ГСМ) количество производителей значительно увеличилось, однако, по различным причинам качество ГСМ заметно ухудшилось, отсутствие на предприятиях нефтепродуктообеспечения лабораторий контроля качества привело к тому, что некондиционное топливо и смазочные материалы стали попадать в технику потребителей, что увеличило число аварий, а иногда и приводило к выходу из стоя техники. Необходимость внедрения в практику контроля качества ГСМ экспресс-методов непосредственно на местах применения диктует актуальность разработки мобильных лабораторий горючего экспресс - контроля качества, оснащенных высокотехнологичным аналитическим оборудованием.
Перед авторами стояла задача разработать мобильную лабораторию горючего, позволяющую в короткие сроки (до 15 мин.) с помощью экспресс -
методов идентифицировать автомобильные и авиационные бензины, топлива для реактивных двигателей, дизельные топлива, масла, смазки, мазуты, специальные жидкости и экспрессно оценивать отдельные показатели качества горючего (октановое число, цетановое число, содержание ВКЩ, моющих присадок в автомобильных бензинах и плотность). Оборудование мобильной лаборатории горючего должно осуществлять отбор проб из резервуаров и тары и оценивать в хранимом горючем наличие воды и мех. примесей. Основная задача мобильной лаборатории горючего, в короткие сроки оценить качество большего объема проб горючего и доставить пробы не прошедшие экспресс-контроль в стационарную лабораторию для оценки их качества с использованием стандартных методов испытаний.
Известна мобильная химико-аналитическая лаборатория, которая используется для проведения анализов состава и свойств природной и технологической воды морского порта, содержание токсичных компонентов, выхлопных газов, идентификация нефтепродуктов из разливов. В мобильной лаборатории имеются средства защиты аппаратуры при движении автомобиля. Внутри лаборатории размещена следующая аппаратура: хроматограф, хроммасс-спектрометр, аппарат для электрохимических методов, аппарат для газового анализа, фотоколориметр, спектрофлюорограф (RU 
2251496 В60Р 3/14).
Недостатками лаборатории являются ограниченная область применения, т.е. невозможность проведения анализа горючего, выявления наличия присадок в товарных нефтепродуктах. Эта лаборатория определяет только их наличие в воде.
Наиболее близкой по технической сущности и взятой за прототип является подвижная лаборатория горючего ПЛГ-4, состоящая из теплоизолированного корпуса, установленного на шасси транспортного средства, и содержащая систему пожаротушения, водопроводно-канализационную систему, автономный энергоузел, электрогенератор
которого имеет стабилизатор напряжения, размещенные внутри корпуса вдоль его стен рабочие столы с ящиками для хранения реактивов и лабораторной посуды для отбора проб горючего из различных средств хранения, приборы для определения физико-химических показателей качества горючего и контрольно-измерительную аппаратуру для определения показателей качества стандартными методами (в эту аппаратуру входят: ареометры, весы ВЛКМ-550, аппарат АКОВ-10 (определение содержания воды), иономер (содержание ВКЩ), ПОС-77 (содержание фактических смол), аппарат ТВЗ (определение температуры вспышки в закрытом тигле), аппарат ТВО (определение температуры вспышки в открытом тигле), аппарат ТКВ (определение кинематической вязкости при положительной температуре), весы аналитические с погрешностью не более 0,0002 г (определение кислотности и кислотного числа), аппарат ТСРТ-2(определение термической стабильности), печь муфельная ПЛ-5 (определение зольности), аппарат для разгонки нефтепродуктов АРНС-1Э (определение фракционного состава)). (Труды 25 ГосНИИ МО РФ выпуск 54 М. 2008., с.327-328).
Несмотря на то, что по результатам испытания с использованием стандартных методов можно оформить документальное подтверждение соответствия качества пробы требованиям ГОСТ (ТУ), недостатком лаборатории является отсутствие возможности определения наличия и количества присадок в горючем, вида моторных масел, октанового числа, цетанового числа, содержания моющих присадок в автомобильных бензинах, а также ограниченная продолжительность - до пяти анализов за смену.
Технический результат - повышение эффективности мобильной лаборатории горючего за счет увеличения количества анализируемых проб и за счет оперативной доставки проб, которые не прошли экспресс-контроль, в стационарную лабораторию для оценки их качества стандартными методами испытаний.
Указанный технический результат достигается тем, что известная мобильная лаборатория горючего, состоящая из теплоизолированного корпуса, установленного на шасси транспортного средства, и содержащая систему пожаротушения, водопроводно-канализационную систему, размещенный между кабиной водителя и теплоизолированным кузовом автономный энергоузел, электрогенератор которого имеет стабилизатор напряжения, размещенные внутри корпуса вдоль его стен рабочие столы с ящиками для хранения реактивов и лабораторной посуды для отбора проб горючего из различных средств хранения и для определения физико-химических показателей качества горючего и контрольно-измерительную аппаратуру для определения температуры помутнения, кристаллизации и застывания жидких нефтяных топлив и моторных масел, средства определения количества горючего и содержания отстойной воды в емкостях для хранения, внешнего вида горючего, содержания механических примесей, плотности горючего, содержание водорастворимых кислот и щелочей, вязкости кинематической и крепости спиртов, согласно полезной модели дополнительно содержит эксикатор для кювет, закрепленный на виброзащищенной платформе на отдельном столе ИК-Фурье спектрометр, центр тяжести которого равно удален от осей передних и задних колес транспортного средства, программный блок управления последовательностью операций контроля, связанный с информативным выходом ИК-Фурье спектрометра, средства измерения наличия и количества присадок в горючем, вида моторных масел, октанового числа, цетанового числа и содержания моющих присадок в автомобильных бензинах, библиотеку нормативных значений показателей качества горючего, одна группа которых заведена в программный блок и является базой сравнения, а другая - в виде таблиц и градуировочных графиков размещена над определенными рабочими столами в соответствии с установленными на них средствами определения физико-химических показателей горючего, подключенные к блоку управления датчики температуры, влажности и
давления в теплоизолированном корпусе, в потолке которого установлены дополнительно введенные пожарные извещатели, связанные с системой пожаротушения, окна и дверь мобильной лаборатории горючего оснащены москитной сеткой, внутренняя обшивка корпуса выполнена из инертного к горючему материала, а пол выполнен из двойного настила с образованием полости, в которой проложены трубопроводы, связанные с водопроводно-канализационной системой слива воды от рабочих столов, и электрические кабели подачи электропитания от автономного энергоузла к контрольно-измерительным приборам, при этом теплоизолированный корпус заземлен, а также тем, что дополнительно содержит герметичный блок для хранения проб, и тем что в водопроводно-канализационную систему включены фильтры-очистители
На фиг.1 представлена мобильная лаборатория горючего (общий вид на автомобильном шасси);
- фиг.2 - блок-схема мобильной лаборатории горючего (со снятой крышей, боковой и задней стенками).
Мобильная лаборатория горючего включает корпус (без поз.), представляющий собой фургон автомобиля «Газель». Снаружи окрашен светотеплоотражающей краской. Внутренние стенки салона обшиты материалом, инертным к горючему. Под этот материал нанесен утеплитель, что делает корпус теплозащищенным. В задней стенке корпуса размещена входная дверь. Окна 1 (по два с каждой стороны корпуса) выполнены в верхней части. Дверь и окна оснащены москитной сеткой, которая легко демонтируется в зависимости от зоны нахождения обследуемого объекта. Пол корпуса состоит из двух металлических слоев, между которыми выполнена полость (каналы), в которых проложены гибкие трубопроводы (без поз.) подачи дистиллированной воды. Кроме трубопроводов в этой полости закреплены электрокабели подачи электропитания к контрольно-измерительным приборам и средствам освещения рабочих мест.
Потолок корпуса выполнен известным стандартным способом. В потолке установлены дымовые двухпроводные извещатели типа ИП-212-44. Внутри корпуса по одной продольной стороне установлен рабочий стол 2, на котором установлена виброзащищенная платформа 3 с размещенными на ней ИК-Фурье спектрометром 4, центр тяжести которого равно удален от осей передних и задних колес транспортного средства l1=l2 и эксикатором для кювет 5, портативным компьютером 6 (портативный компьютер является программным блоком управления). Библиотека нормативных значений показателей качества горючего: представляет собой таблицу перевода плотности при температуре испытания 20°С, набор инфрокрасных спектров. Принтер 7 служит для распечатки результата оценки качества горючего.
Слева от входа расположен ящик 8 со средствами пожаротушения -огнетушителями. Справа от входа в верхнем углу расположен дистиллятор 9. Для поддержания оптимальной температуры в лаборатории установлен кондиционер 10. В правом нижнем углу корпуса расположена тумба 11 с емкостью для слива жидкостей и рабочий стол 12 с хим. реактивами (метиловый оранжевый, фенолфталеин) и оборудованием для отбора проб (пробоотборники, емкости для слива отобранного горючего), на котором прочно установлен прибор 13 для определения низкотемпературных свойств топлив (ПОНС). Рядом с рабочим столом 12 расположен рабочий стол 14, в тумбах которого имеются гибкие крепежи (не показаны): тумба 14а - для хранения средств измерения октанового числа, и цетанового числа (октанометр), индикаторные трубки ИТ-ВКЩ для определения содержания водорастворимых кислот и щелочей; тумба 14б - для хранения средств для определения содержания воды (водочувствительная паста), мех. примесей (стеклянные цилиндры), плотности горючего (ареометры) и содержания моющих присадок в автомобильных бензинах (цилиндр с притертой пробкой). В правом углу установлен стол 15 с отсеками для хранения в соответствии с требованиями нормативной документации отобранных проб.
Между кабиной и корпусом лаборатории расположен автономный энергоузел 16, который включает бензоэлектроагрегат и распределительный щиток, от которого отходят электрические кабели к контрольно-измерительным приборам.
Лаборатория функционирует следующим образом.
Пример.
При инспекторской проверке нефтебазы в декабре месяце, необходимо оценить качество дизельного топлива. Мобильная лаборатория горючего приезжает на нефтебазу горючего. Автомобиль устанавливают на ровной поверхности на ручной тормоз, проверяют наличие заземления, включают автономный электроузел 16, фиксируют виброзащищенную платформу 3 в устойчивое положение, затем включают системы отопления или кондиционирования салона. По достижении в помещении лаборатории температуры 20°С приступают к работе. С помощью водочувствительной пасты определяют наличие воды в резервуарах. Из рабочего стола 12 достают пробоотборник и емкость для получения объединенной пробы. Отбирают объединенную пробу горючего (по ГОСТ 2517-84), разделяют ее на три части: одна проба контролируется на месте (при положительном результате две остальные пробы уничтожаются). При отрицательном результате вторая, проба, доставляется в стационарную лаборатории, для оценки ее качества с использованием стандартных методов испытаний. Третья - для арбитражного анализа остается храниться на нефтебазе.
Данной пробой заполняют стеклянный цилиндр и определяют наличие мех. примесей - в норме. Ареометром для дизельного топлива определяют плотность - в норме. Далее на приборе 13 (ПОНС), определяют температуру застывания, температуру помутнения и температуру кристаллизации в норме. Индикаторной трубкой ИТ-ВКЩ, определяют наличие водорастворимых кислот и щелочей - отсутствие. Далее с помощью
октанометра определяют цетановое число - в норме. Все данные заносят в программный блок управления последовательностью операций. Далее заполняем кювету горючим (0,2-0,3 мл.) и устанавливаем ее в ИК-Фурье спектрометр. Проводим ИК-спектрофотометрирование. Затем убираем кювету с горючим и устанавливаем на ее место в ИК-Фурье спектрометр кювету сравнения (для компенсации поглощения обусловленного материалом кюветы, содержащей горючее). Проводим Ик-спектрометрирование. Убираем кювету сравнения из ИК-Фурье спектрометра.
С помощью автоматизированной системы идентификации контроля качества горючего (АСИ ККГ) запускаем программное обеспечение для идентификации образца топлива. Программа работает 1-2 минуты. В результате имеем результат указывающий марку горючего и его показатели качества по полному анализу.
После проведения анализа промывают лабораторную посуду и приборы последовательно растворителями и водой из дистиллятора 9, остатки горючего и моющих средств сливают в отсек 11 для слива, не загрязняя окружающую среду, т.к. в водопроводно-канализационную систему включены фильтры очистители.
При необходимости произвести контроль качества горючего в полевых условиях, мобильная лаборатория горючего оперативно осуществляет оценку качества без использования стационара.
Применение мобильной лаборатории горючего позволит оценить качество большего объема проб (боле двадцати за смену) в местах хранения горючего, заправки им техники и доставки проб, которые не прошли экспресс-контроль в стационарную лабораторию для оценки их качества стандартными методами испытаний.
1. Мобильная лаборатория горючего, состоящая из теплоизолированного корпуса, установленного на шасси транспортного средства, и содержащая систему пожаротушения, водопроводно-канализационную систему, размещенный между кабиной водителя и теплоизолированным кузовом автономный энергоузел, электрогенератор которого имеет стабилизатор напряжения, размещенные внутри корпуса вдоль его стен рабочие столы с ящиками для хранения реактивов и лабораторной посуды для отбора проб горючего из различных средств хранения и для определения физико-химических показателей качества горючего и контрольно-измерительную аппаратуру для определения температуры помутнения, кристаллизации и застывания жидких нефтяных топлив и моторных масел, средства определения количества горючего и содержания отстойной воды в емкостях для хранения, внешнего вида горючего, содержания механических примесей, плотности горючего, содержание водорастворимых кислот и щелочей, вязкости кинематической и крепости спиртов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит эксикатор для кювет, закрепленный на виброзащищенной платформе на отдельном столе ИК-Фурье спектрометр, центр тяжести которого равно удален от осей передних и задних колес транспортного средства, программный блок управления последовательностью операций контроля, связанный с информативным выходом ИК-Фурье спектрометра, средства измерения наличия и количества присадок в горючем, вида моторных масел, октанового числа, цетанового числа и содержания моющих присадок в автомобильных бензинах, библиотеку нормативных значений показателей качества горючего, одна группа которых заведена в программный блок и является базой сравнения, а другая - в виде таблиц и градуировочных графиков размещена над определенными рабочими столами в соответствии с установленными на них средствами определения физико-химических показателей горючего, подключенные к блоку управления датчики температуры, влажности и давления в теплоизолированном корпусе, в потолке которого установлены дополнительно введенные пожарные извещатели, связанные с системой пожаротушения, окна и дверь мобильной лаборатории горючего оснащены москитной сеткой, внутренняя обшивка корпуса выполнена из инертного к горючему материала, а пол выполнен из двойного настила с образованием полости, в которой проложены трубопроводы, связанные с водопроводно-канализационной системой слива воды от рабочих столов, и электрические кабели подачи электропитания от автономного энергоузла, к контрольно-измерительным приборам, при этом теплоизолированный корпус заземлен.
2. Мобильная лаборатория горючего по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит герметичный блок для хранения проб.
3. Мобильная лаборатория горючего по п.1, отличающаяся тем, что в водопроводно-канализационную систему включены фильтры-очистители.
