ПЕРЕДВИЖНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ГОРЮЧЕГО
MOBILE FUEL LABORATORY

Изобретение относится к оборудованию для исследования или анализа материалов путем определения их химических и физических свойств, а более конкретно к передвижным и переносным лабораторным комплексам, и может быть использовано для оценки качества горюче-смазочных материалов (ГСМ), преимущественно, моторных топлив в местах их хранения и реализации.
Из уровня техники известна мобильная лаборатория горючего, включающая теплоизолированный корпус, установленный на шасси, приборы для определения качественного и количественного состава горючего, а также для определения физико-химических показателей качества горючего, емкости для отбора и хранения проб горючего из различных средств хранения выполнены в виде баллонов, датчики температуры и давления, см., описание к пат. RU на полезную модель №91178, кл. G01N 33/22, опубликован 27.01.2010 г. В известной полезной модели оценка качества газомоторного топлива осуществляется непосредственно при работе двигателя внутреннего сгорания мобильной лаборатории.
Известна передвижная комплектная лаборатория, содержащая аппаратурный комплекс для проверки качества нефтепродуктов включающий анализатор для определения температуры вспышки, анализатор для определения содержания серы, анализатор определения кинематической вязкости, анализатор определения температуры застывания, анализатор для определения детонационной стойкости, анализатор для определения содержания воды, анализатор определения плотности, анализатор содержания механических примесей, удлинитель, устройство защитное отключающее и блок розеток см. пат. RU на полезную модель №42207, кл. В60Р 3/32, опубликован 27.11.2004 г. В лаборатории реализована возможность оперативного получения данных о свойствах ГСМ. Недостатком известной лаборатории является ее привязка к шасси автомобиля.
Известна мобильная лаборатория горючего, состоящая из теплоизолированного корпуса, установленного на шасси транспортного средства, и содержащая систему пожаротушения, водопроводно-канализационную систему, энергоузел, размещенные внутри корпуса рабочие столы с ящиками для хранения реактивов и лабораторной посуды для отбора проб горючего, герметичный блок для хранения проб, 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, эксикатор для кювет, ИК-Фурье спектрометр, программный блок управления последовательностью операций контроля, средства измерения наличия и количества присадок в горючем, вида моторных масел, октанового числа, цетанового числа и содержания моющих присадок в автомобильных бензинах, датчики температуры, влажности и давления, см., описание к пат. RU на полезную модель №82492, кл. G01N 33/22, опубликован 27.04.2009 г. Мобильная лаборатория характеризуется повышенной эффективностью за счет увеличения количества анализируемых проб и их оперативной доставки. Данное известное техническое решение принято в качестве прототипа, как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату аналог.
Недостатком прототипа является отсутствие возможности использования лаборатории в отрыве от транспортного средства на котором она стационарно смонтирована и с системами которого неразрывно коммуницирована. Лабораторию нельзя оперативно снять и перенести, например, на другое транспортное средство, или в помещение, или на спецобъект. Кроме того, лаборатория не укомплектована некоторыми необходимыми высокоинформативными средствами определения параметров качества. Результатом проявления указанного недостатка является ограничение области эффективного использования известной лаборатории, снижение ее мобильности.
Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, который выражается в обеспечении возможности перемещения лаборатории на дальние расстояния посредством универсального транспортного средства (автофургон, грузовик и т.п.) и на близкие расстояния (внутри помещения, из помещения на транспортное средство и обратно) вручную, а также оперативного монтажа, демонтажа и развертывания (использования) лаборатории. Кроме того, лаборатория позволяет осуществлять в упрощенном порядке оперативный экспресс анализ качества ГСМ посредством экспресслаборатории, которая является составной частью передвижной лаборатории. В конечном итоге указанный технический результат повышает мобильность и автономность передвижной лаборатории. В изобретении максимально сохранены все положительные свойства прототипа, наиболее важными из которых являются высокий уровень достоверности оценки качества ГСМ за счет комплексного исследования проб.
Указанный технический результат достигается тем, что передвижная лаборатория горючего, включающая, средства пожаротушения и электропитания, рабочий стол с ящиками для реактивов, лабораторной посуды для отбора проб горючего, средства определения крепости спиртов, плотности горючего, вязкости кинематической, количества горючего и содержания отстойной воды в емкостях для хранения, содержания механических примесей, содержание водорастворимых кислот и щелочей, октанового и цетанового числа, климатических параметров, отличается от прототипа тем, что она снабжена устройством определения фракционного состава, термостатом вискозиметрическим и средствами определения содержания механических примесей, содержания противоводокристаллизационной (ПВК) жидкости, температуры вспышки в открытом и закрытом тигле, удельной электропроводности. Рабочий стол выполнен составным из трех составных частей (центральной и двух боковых), каждая из которых имеет основание и столешницу и выполнена возможностью отделения друг от друга, а вместе образуют единый комплекс. Устройство определения фракционного состава и термостат вискозиметрический установлены с возможностью извлечения в основаниях противоположных боковых составных частей рабочего стола. Все средства определения скомпонованы в ящиках с возможностью предотвращения их непроизвольного перемещения, при этом каждый ящик установлен с возможностью извлечения в основании соответствующей части рабочего стола на строго определенном и предназначенном только для него месте. В основании центральной составной части рабочего стола установлен ящик экспресслаборатории со скомпонованными в нем средствами определения крепости спиртов, плотности горючего, количества горючего и содержания отстойной воды в емкостях для хранения, октанового и цетанового числа. Средства пожаротушения укреплены на одной из боковых частей рабочего стола, а средства электропитания - на противоположной.
Оптимальным с точки зрения достижения указанного технического результата является использование в качестве средства определения:
- содержания отстойной воды в емкостях для хранения водочувствительной пасты;
- плотности горючего стандартным методом ареометров для нефти с диапазоном измерений 680-1040;
- плотности горючего экспресс-методом переносного плотномера;
- вязкости кинематической набора вискозиметров типа ВПЖ;
- крепости спиртов набора ареометров для спирта типа АСП;
- содержания ПВК жидкости рефрактометра.
Целесообразно выполнение верхнего ящика в каждой из боковых частей рабочего стола выдвижным.
Во всех исполнениях передвижной лаборатории горючего предпочтительно использование в качестве средства пожаротушения и электропитания соответственно огнетушителя и электрического щитка с блоком розеток в пожаробезопасном исполнении.
В основу изобретения положен модульный принцип компоновки передвижной лаборатории, согласно которому оно представляет собой рабочий стол, образованный тремя отдельными равновеликими составными частями, каждая из которых может быть перемещена без использования подъемных средств, т.е. вручную. В свою очередь каждая из трех составных частей рабочего стола комплектуется набором лабораторного оборудования, которое представляет собой либо отдельный корпусной агрегат, либо располагается в специальном ящике. Каждый корпусной агрегат и ящик расположен в основании рабочего стола на строго определенном и предназначенном только для него месте. Агрегаты и ящики для предотвращения их самопроизвольного смещения надежно укреплены на своих местах в лаборатории, а при необходимости могут быть легко извлечены из основания рабочего стола для использования или транспортировки. Лаборатория укомплектована всеми необходимыми средствами определения параметров ГСМ, предназначена для проведения испытаний всех типов ГСМ, от реактивных топлив до смазок. Посредством лаборатории осуществляют отбор проб, измеряют плотность, октановое и цетановое число, вязкость, фракционный состава горючего, его удельную электропроводность, чистоту реактивного топлива, температуру вспышки различных ГСМ в открытом и закрытом тиглях. Лабораторное оборудование и материалы, скомпонованы по функциональному предназначению в ящиках с возможностью предотвращения их непроизвольного перемещения. Таким образом, передвижная лаборатория представляет собой компактный, автономный комплекс, который может храниться в складских условиях, а для полноценного его функционирования (в том числе и в полевых условиях) необходим только источник электропитания. Лаборатория безопасна, оснащена средствами пожаротушения, не производит вредных выбросов и токсичных отходов.
Все отличительные от прототипа признаки передвижной лаборатории являются необходимыми и достаточными для достижения технического результата, а именно, повышения мобильности и автономности передвижной лаборатории. Передвижная лаборатория, характеризующаяся описанной совокупностью существенных признаков, является новой и промышленно применимой.
Техническое решение иллюстрировано чертежами.
На чертеже изображена передвижная лаборатория горючего в собранном виде.
Передвижная лаборатория горючего, представляет собой рабочий стол, состоящий из трех составных частей, центральной 1 и двух боковых частей, левой 2 и правой 3. Каждая составная часть 1, 2 и 3 рабочего стола имеет собственное основание 4 и столешницу 5. Составные части 1, 2 и 3 образуют единый комплекс составного рабочего стола, однако могут быть легко отделены друг от друга. Соединение и удержание частей 1, 2 и 3 рабочего стола в единый комплекс может быть осуществлено путем приставления друг к другу на плоской поверхности посредством, например, замков (не представлены). Размеры, расположение и структура столешниц 5 составных частей 1, 2 и 3 при их составлении друг с другом образуют единую поверхность, а основание 4 каждой из составных частей 1, 2 и 3 представляет собой металлический каркас (сварен, например, из квадратной трубы) с опорными ножками. С внешней стороны левой боковой составной части 2 рабочего стола укреплено средство пожаротушения, а именно ручной огнетушитель 6. С внешней стороны правой боковой составной части 3 рабочего стола укреплено средство электропитания, а именно электрический щиток 7 с блоком розеток в пожаробезопасном исполнении.
В основании 4 левой боковой составной части 2 рабочего стола установлено устройство определения фракционного состава 8 которое представляет собой полуавтоматический аппарат (АРНП-К-ПХП) с автоматическим охлаждением бани, предназначен для испытаний нефтепродуктов по ГОСТ 2177, ASTM D86, ISO 3405 и определения фракционного состава нефти и светлых и темных нефтепродуктов (авиационных, автомобильных бензинов, газойлей, нафты, керосина, дистиллятных топлив и т.п.). В основании 4 правой боковой составной части 3 рабочего стола установлен термостат 9 вискозиметрический (LOIP LT-910) который предназначен для поддержания температуры стеклянных вискозиметров при определении кинематической вязкости различных образцов, в частности, нефтепродуктов по ГОСТ 33-2000, ГОСТ 32060-2013, ISO3104, ASTM D 445. Устройство определения фракционного состава 8 и термостат 9 являются одними из самых массивных компонентов передвижной лаборатории и поэтому расположены в нижней части соответствующих оснований 4, что существенно облегчает процесс их установки и извлечения.
Все средства определения (не представлены), включенные в состав передвижной лаборатории, размещены в ящиках. По исполнению ящики представлены двумя типами: выдвижные 10, 11 и съемные 12, 13, 14, 15. Выдвижные ящики 10, 11 выполнены с открытым верхом, имеют одинаковый размер и внешний вид, расположены в верхней части оснований 4 боковых составных частей 2 и 3 рабочего стола.
В выдвижном ящике 10 левой боковой составной части 2 рабочего стола, расположены:
- средства определения удельной электропроводности, представлено прибором ЭЛ-4М для измерения удельной электропроводности реактивных топлив, авиабензинов и других углеводородных жидкостей в соответствии с ГОСТ 25950 и ASTM D2624, выполнен в виде переносного блока с автономным питанием;
- средства определения содержания противоводокристаллизационной (ПВК) жидкости представлено автоматическим цифровым рефрактометром ТЕСТ-90, предназначен для измерения показателя преломления жидкостей и определения концентрации растворов, сертификации продуктов химического и нефтехимического производства, прибор выполнен в едином блоке с внутренним микропроцессором;
- средства определения крепости спиртов представлено набором стеклянных ареометров для спирта АСП-Т 0-60, АСП-Т 60-100, АСП-1 90-100 по ГОСТ 18481-81, применяются для измерения концентрации этилового спирта в водно-спиртовых растворах в объемных процентах;
3
- средства определения плотности горючего стандартным методом представлено набором стеклянных ареометров для нефти АН с диапазоном измерений от 680 до 1040 кг/м;
- средства определения климатических параметров представлено прибором «МЕТЕО-10» предназначен для определения температуры, влажности воздуха и атмосферного давления, прибор выполнен в едином блоке;
- лабораторный электронный термометр ЛТИ-П для диапазона измерения от 0 до +500°С;
- лабораторная посуда, представлена цилиндрами стеклянными 4А-100-2 и 4А-250-2.
В выдвижном ящике 11 правой боковой составной части 3 рабочего стола, расположены:
- средства определения содержания механических примесей, каковым является приспособление для определения загрязненности авиационного топлива и бензина ПО3-Т, представляет собой шприц-дозатор сдатчиком;
- средства определения вязкости кинематической представлено набором вискозиметров «висячего уровня» ВПЖ-2 0,56 мм, ВПЖ-2 0,73 мм, ВПЖ-4 0,82 мм, ВПЖ-4 1,12 мм, ВПЖ-4 1,47 мм, функционирующих по принципу определения времени истечения через капилляр объема жидкости из измерительного резервуара;
- лабораторная посуда, представлена колбой стеклянной КРН-125-ТС ∅17 мм.
Съемные ящики 12, 13, 14, 15 выполнены с откидной верхней крышкой расположены в два яруса в основании 4 центральной составной части 1 рабочего стола с возможностью извлечения. Для извлечения, установки и переноски съемные ящики 12, 13, 14, 15 оснащены боковыми и верхней ручками. На верхнем ярусе в основании 4 центральной составной части 1 рабочего стола расположены съемные ящики 12 и 13 одинакового размера и внешнего вида. В съемном ящике 12 расположено средство определения температуры вспышки в открытом тигле, представлено полуавтоматическим аппаратом ПЭ-ТВО, предназначен для исследований нефтепродуктов согласно методикам, описанным в ГОСТ 4333-87, и ASTM D92. В съемном ящике 13 расположено средство определения температуры вспышки в закрытом тигле, представлено полуавтоматическим аппаратом ПЭ-ТВ3, предназначен для исследований нефтепродуктов согласно методикам, описанным в ГОСТ 6356-91 и ASTM D93. На нижнем ярусе в основании 4 центральной составной части 1 рабочего стола расположены съемные ящики 14 и 15 различного размера. В съемном ящике 14 (меньшего размера) расположены кабеля электропитания и заземления, техническая документация и резервные средства.
В съемном ящике 15 (большего размера) расположена экспресслаборатория в состав которой включены средства определения:
- крепости спиртов представлено набором ареометров для спирта АСП-Т 0-60, АСП-Т 60-100 и ареометр-гигрометр АЭГ 20-100, предназначен для измерения концентрации и температуры этиленгликоля;
- плотности и вязкости горючего экспресс-методом представлено переносным плотномером ПЛОТ-3Б-1П, предназначен для контроля качества и измерения плотности и температуры нефти и нефтепродуктов в резервуаре (до 10 м), без отбора проб;
- количества горючего и содержания отстойной воды в емкостях для хранения представлено водочувствительной пастой «Паста Владыкина», предназначена для определения уровня подтоварной воды в емкостях с нефтью и нефтепродуктами (сырая нефть, бензин, керосин, дизельное топливо, масла, тяжелые нефтепродукты);
- октанового и цетанового числа, представлено портативным октанометром ОКТАН-ИМ, пригоден для измерения любых неэтилированных топлив, выполнен в прочном металлическом корпусе с USB интерфейсом.
В состав экспресслаборатории скомпонованной в съемном ящике 15 включены также реактивы для определения содержание водорастворимых кислот и щелочей - спирт этиловый, фенолфталеин (индикатор), метиловый оранжевый (индикатор), бумага фильтровальная, а также лабораторной посуды для отбора проб горючего и проведения испытаний.
Все ящики 10, 11, 12, 13, 14, 15, а также устройство определения фракционного состава 8 и термостат 9 установлены в основаниях 4 на ложементы, на строго определенном и предназначенном только для них месте, от произвольного смещения защищены замками (не представлены). Все средства определения, комплектующие и инструменты уложены в ящиках в специальные ложементы, либо закреплены накладками, оснащены информационными табличками и надписями.
Передвижная лаборатория функционирует следующим образом.
Лаборатория транспортируется в разобранном состоянии, когда составные части 1, 2 и 3 рабочего стола отделены друг от друга и все ящики 10, 11, 12, 13, 14, 15, а также устройство определения фракционного состава 8, термостат 9 и ручной огнетушитель 6 демонтированы из оснований 4. Максимальным весом обладает ящик 15 экспресслаборатории (~ 45 кг), поэтому лабораторию по частям можно перенести и погрузить вручную силами двух грузчиков. Использование передвижной лаборатории возможно в закрытом помещении, не отапливаемом складе и даже на открытом воздухе при наличии сети электропитания. Составные части 1, 2 и 3 рабочего стола устанавливают на ровной горизонтальной поверхности вплотную друг к другу. Укомплектованные ящики 10, 11, 12, 13, 14, 15, а также устройство определения фракционного состава 8, термостат 9 и ручной огнетушитель 6 устанавливают в основания 4 на должное место. К электрическому щитку 7 подключают электропитание. Лаборатория готова к использованию. При необходимости произвести оценку качества ГСМ в упрощенном или ускоренном порядке используют экспресслабораторию, в которой для этих целей имеются все необходимые средства. Упрощенный или ускоренный порядок оценки качества ГСМ предполагает определение только основных качественных параметров по упрощенным методикам. Для получения исчерпывающей информации о качестве контролируемых ГСМ производят полный комплекс исследований с применением всех средств определения, входящих в состав передвижной лаборатории. Проведение исследований, начиная с отбора проб и заканчивая составлением отчета, осуществляют в плановой последовательности по штатным методикам, которые разработаны применительно к каждому средству определения и находятся в виде бумажных инструкций в соответствующих ящиках. Для проведения исследований требуется, как минимум два лаборанта, которые открывают соответствующий ящик, раскладывают приборы и материалы на столешнице 5, подключают приборы к электрическому щитку 7. После завершения работ лабораторные средства укладывают обратно в ящики, а ящики устанавливаются в основания 4, либо вся лаборатория перемещается в другое место. Лаборатория не нуждается в каждодневном обслуживании и при условии пополнения расходных материалов является средством постоянной готовности.
Описанные выше примеры осуществления передвижной лаборатории горючего не являются исчерпывающими и приведены только с целью пояснения изобретения и подтверждения его промышленной применимости. Специалисты в данной области могут улучшить его и (или) осуществить альтернативные варианты в пределах сущности данного изобретения, отраженной в описании и чертежах.