УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОМЫВКИ, ЗАПРАВКИ И КОНТРОЛЯ ЧИСТОТЫ ЖИДКОСТНЫХ СИСТЕМ

Установка для промывки, заправки и контроля чистоты жидкостных систем относится к области изготовления, испытания и эксплуатации топливных, масляных и гидравлических систем и агрегатов, а также может быть использована при контроле и исследовании концентрации твердой дисперсионной фазы в различных жидкостных системах авиационной, судостроительной, станкостроительной, нефтехимической, химической, медицинской и других отраслях промышленности при производстве топлив, масел и спецжидкостей при промывке корпусных и полых изделий, трубопроводов, прецизионных деталей агрегатов для жидкостных систем, а также при заправке баков топливом, гидросмесями и смазочными маслами. Кроме того, аппаратура может применяться при контроле твердых посторонних включений в пищевых жидких средах (растительные масла, прохладительные и алкогольные напитки), а также в питьевой и технической воде, сточных водах и других жидких средах.
Известна установка для промывки, очистки и заправки, включающая бак для рабочей жидкости, связанные с ним магистрали подвода и отвода рабочей жидкости от изделия, встроенные в сливную магистраль гидроциклоны предварительной и тонкой очистки с разгрузочными и сливными трубопроводами, датчик контроля концентрации продуктов очистки. Авторское свидетельство СССР №704645, М. кл. В 01 D 35/16, 1977.
В известной установке непрерывный автоматический контроль концентрации продуктов очистки производится только той части потока жидкости, которая проходит через нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона предварительной очистки, а частицы загрязнений, ушедшие в верхний слив прошедшие через гидроциклон тонкой очистки, не регистрируются. Это снижает качество очистки полых изделий, так как дает не полную информацию о количественном составе механических примесей и степени пригодности изделия к эксплуатации или дальнейшим испытаниям.
Кроме того известна установка для промывки полых изделий, включающая бак для рабочей жидкости, связанные с ним магистрали подвода и отвода рабочей жидкости от изделия, встроенные в сливную магистраль гидроциклоны предварительной
и тонкой очистки с разгрузочными и сливными трубопроводами, датчик контроля концентрации продуктов очистки. Авторское свидетельство СССР SU №1077667 А, В 08 В 9/00,1981.
Недостатком известной установки является общее соединение разгрузочных трубопроводов гидроциклонов предварительной и тонкой очистки с входом датчика контроля концентрации продуктов очистки, отсутствие возможности подключения сжатого нейтрального газа для промывки изделия газожидкостным способом, отсутствие возможности раздельного контроля продуктов разделения в гидроциклонах предварительной и тонкой очистки, а также отсутствие возможности контроля чистоты жидкости подаваемой на заправку или промывку из бака для рабочей жидкости.
Известна установка для промывки полых изделий снабженная средством для подачи газа в магистраль подвода рабочей жидкости к изделию, гидроциклонами грубой и тонкой очистки и прибор, регистрирующий твердые механические включения, насос и бак для рабочей жидкости, соединенные трубопроводами с полым изделием. Авторское свидетельство СССР SU №1210920 А В 08 В 9/00, 1983.
Недостатком известной установки является отсутствие возможности раздельного анализа продуктов сепарации гидроциклонов грубой и тонкой очистки, а также отсутствие возможности получения в жидкостной системе установки очищенной от твердой фазы загрязнений и газовой фазы в жидкости для использования чистой жидкости в качестве эталонной для калибровки и технологического контроля средства измерения, встроенного в систему.
Наиболее близким техническим решением предложенной установки является устройство для контроля дисперсных систем, содержащее эталонную и измерительную камеры, к которым для формирования эталонной жидкости и создания необходимой концентрации исследуемой дисперсной фазы подключены гидроциклон-газоотделитель и гидроциклон тонкой очистки. Сепарация газа из газожидкостной фазы и сгущение загрязнений дают возможность измерений механических примесей. Авторское свидетельство СССР SU №1651196, A1 G 01 N 29/02, 1988.
Недостатком известного устройства является наличие автономной сложной системы получения эталонной жидкости для эталонной кюветы, включающей бак с рабочей жидкостью, насос, фильтр, гидроциклон. Эта система не дает возможности
получения эталонной жидкости непосредственно из магистрального потока, может вносить в эталонный канал не извлеченной из жидкости твердой фазы загрязнений, кроме того, отсутствует возможность включения нейтрального газа в трубопроводную систему обеспечивающего технологический процесс промывки изделия газожидкостным потоком, отсутствует возможность отбора проб жидкости в пробоотборник для анализа в лаборатории, а также возможность автоматизации, регулирования и наблюдения за процессом контроля, промывки, заправки и очистки жидкости.
Техническая задача полезной модели - расширение технологических возможностей, качества очистки жидкости, промывки и заправки изделия, контроль за ходом промывки, а также повышение достоверности и точности контроля. В установке реализован способ повышения точности контроля малого содержания твердой фазы загрязнений в потоке жидкости, за счет удаления из контролируемого потока жидкости пузырьков нерастворенного газа, неучитываемой стандартом твердой фазы загрязнений с размером частиц менее установленного классом чистоты стандарта и сгущением (концентрацией) учитываемой стандартом твердой фазы в контрольном потоке исследуемой жидкости. Это даст возможность измерения малых концентраций механических примесей в жидких средах. Точность контроля повысится и за счет обеспечения возможности калибровки устройства на очищенной и дегазированной жидкости, получаемой на установке.
Установка для промывки, заправки и контроля чистоты жидкостных систем, предназначенная для решения технической задачи, показанная на чертеже, состоит из основных взаимосвязанных частей и включает в себя: источник подачи рабочей жидкости 1, промываемое и заправляемое изделие 2, трехходовой кран подачи 3, средство для подачи газа 4, трубопровод подвода рабочей жидкости 5, трехходовой кран слива 6, трубопровод слива 7, регулятор режима работы трубопроводной системы 8, трубопровод слива 9, трубопровод нагнетания 10, трехходовой кран отбора 11, трубопровод подвода жидкости 12, гидроциклон-формирователь контрольного потока 13, трубопровод отвода 14, регулятор режима работы 15, трубопровод ввода 16, гидроциклон воздухоотделитель 17, трубопровод отвода 18, трубопровод слива 19, обратный клапан 20, трубопровод выходной 21, обратный клапан 22, обратный клапан 23, отводной трубопровод 24, сливной кран 25, трехходовой кран слива 26,
трубопровод отбора 27, кран отбора 28, трубопровод подвода 29, рабочая кювета 30, источник света 31, полупрозрачное зеркало 32, отражающее зеркало 33, твердотельный эталон мутности 34, измерительная диафрагма 35, преобразователь свет-сигнал 36, измерительный блок 37, блок сопряжения и управления 38, кабель связи 39 и 40, ПЭВМ с периферийными устройствами 41, кабель связи 42 и 43, обратный клапан 44, трехходовой кран сброса 45.
Техническая задача решается тем, что в установке для промывки, заправки и контроля чистоты жидкостных систем, содержится источник подачи рабочей жидкости, связанные с ним магистрали подвода и отвода рабочей жидкости к изделию, встроенные в сливную магистраль гидроциклоны предварительной и тонкой очистки, датчик контроля концентрации продуктов очистки, источник подачи рабочей жидкости через трубопровод нагнетания и через один из выходов трехходового крана подачи жидкости и трубопровод подвода, с врезанным в него средством подачи газа, подключен к изделию, через второй выход крана подачи жидкости, источник подачи жидкости соединен с трехходовым краном отбора, выход из изделия через кран слива, трубопровод и регулятор режима работы и трубопровод соединены с источником подачи рабочей жидкости, а другой выход крана слива через первый выход трехходового крана отбора соединен трубопроводом подвода с входом в гидроциклон-формирователь контрольного потока, а второй выход крана отбора через обратный клапан и трубопроводы соединены с рабочей кюветой и пробоотборным краном, при этом гидроциклон формирователь контрольного потока, через сливной трубопровод, регулятор режима работы и трубопровод соединен с трехходовым краном сброса, один выход которого через обратный клапан соединен с источником подачи рабочей жидкости, второй выход трехходового крапа сброса соединен с входом в гидроциклон воздухоотделитель, верхнее сливное отверстие которого через трубопровод, регулятор режима работы, трубопровод и обратный клапан соединен с источником подачи рабочей жидкости, нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона-формирователя контрольного потока, через регулятор режима работы, через один выход трехходового крана слива соединено с входом в рабочую кювету и пробоотборным краном, а через второй выход трехходового крана слива, соединено с выходным трубопроводом, при этом нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона воздухоотделителя через регулятор режима работы, сливной
кран соединено трубопроводами с входом в рабочую кювету посредством трубопровода, обратного клапана соединено с источником подачи рабочей жидкости, при этом источник света подает направленный пучок света через полупрозрачное зеркало в рабочую кювету, а посредством отражающего зеркала на твердотельный эталон мутности, оба пучка света, пройдя каждый по своему каналу через диафрагму своего канала, преобразователи свет-сигнал, складываясь в измерительном блоке, поступает по кабелю связи в блок сопряжения и управления, а затем по другому кабелю связи с ПЭВМ, кроме того, с блока сопряжения и управления, по кабелям связи подается сигнал на источник подачи рабочей жидкости для управления технологическим процессом.
При промывке и заправке изделия устройство работает следующим образом. Из источника подачи рабочей жидкости 1 жидкость поступает в изделие 2 по трубопроводу нагнетания 10 через трехходовой кран подачи 3 и трубопровод подвода рабочей жидкости 5. При необходимости промывки изделия газожидкостным потоком подключается средство для подачи газа 4. Из изделия, при промывке, жидкость через трехходовой кран слива 6, трубопровод слива 7 и регулятор режима работы 8 поступает по трубопроводу 9 в источник подачи рабочей жидкости 1, а при заправке рабочая жидкость остается в изделии 2.
Контроль чистоты рабочей жидкости подающейся из источника 1 производится следующим образом. Жидкость из источника подачи рабочей жидкости 1 по трубопроводу нагнетания 10, через трехходовой кран подачи 3, через трехходовой кран отбора 11, через обратный клапан 23 по питающему трубопроводу 24, трубопроводу подвода 29, направляется в рабочую кювету 30 и через выходной трубопровод 21 и обратный клапан 22 попадает в источник подачи рабочей жидкости 1. В рабочей кювете 30 под действием направленного пучка света из источника 31 проходящего через полупрозрачное зеркало 32 и направленного в кювету 30, где происходит рассеяние света твердыми частицами находящимися в рабочей жидкости (метод нефелометрии). Рассеянный свет из рабочей кюветы 30 проходит через диафрагму 35 измерительного канала, преобразуется в электрический сигнал преобразователем 36 и поступает в измерительный блок 37.
Одновременно световой поток отражаясь от полупрозрачного зеркала 32 и отражающего зеркалом 33 попадает в эталонный канал на твердотельный эталон
мутности 34, диафрагму эталонного канала 35, преобразователь 36, и преобразованный в электрический сигнал попадает в измерительный блок 37. Из измерительного блока 37 разность сигналов от измерительного и эталонного каналов, соответствующая загрязнению жидкости находящейся в рабочей кювете, по кабелю связи 39 поступает в блок сопряжения и управления 38, а по кабелю связи 40 в ПЭВМ, где результаты регистрируются и документируются. Кроме того предусматривается управление технологическим процессом промывки и заправки изделия. При достижении заданной чистоты рабочей жидкости в режиме промывки из блока сопряжения и управления 38 по кабелям связи 42 и 43 подается сигнал в источник подачи рабочей жидкости 1 на его отключение при окончании промывки, когда жидкость выходящая из изделия будет соответствовать установленной норме и на включение устройства для подачи жидкости в изделие при заправке, когда жидкость на входе в изделие также будет соответствовать норме.
Для калибровки измерительного блока 37 жидкость из трехходового крана отбора 11 по трубопроводу отбора 12, чрез гидроциклон формирователь контрольного потока 13, трубопровод отвода 14, регулятор режима работы 15, трубопровод 16, трехходовой кран сброса 45, через нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона воздухоотделителя 17, регулятор режима работы 15, сливной кран 25, трубопровод 29, поступает в рабочую кювету 30 и через выходной трубопровод 21 и обратный клапан 22 поступает в источник подачи рабочей жидкости 1. При этом из верхнего сливного отверстия гидроциклона воздухоотделителя 17 через трубопровод 18, регулятор режима работы 15, по трубопроводу 19 и обратному клапану 20, жидкость сливается в трубопровод 21. одновременно с этим из нижнего разгрузочного отверстия гидроциклона формирователя контрольного потока 13, через регулятор режима работы 15, трехходовой кран 26 жидкость сливается в трубопровод 21 и затем в источник подачи рабочей жидкости. Жидкость прошедшая через гидроциклон-формирователь контрольного потока и гидроциклон-воздухоотделитель очищается от механических загрязнений и нерастворенного газа и квалифицируется как чистая для данного технологического процесса. Световой сигнал, поступивший из рабочей кюветы от рассеянного частицами направленного пучка света сравнивается со световым сигналом поступившего от твердотельного эталона мутности. Диафрагмами 35 обоих каналов уравнивается сигнал, поступающий от преобразователей
свет-сигнал 36, и в измерительном блоке 37 устанавливается «нуль» прибора. При измерении разность сигналов, поступающих от преобразователей 36 измерительного и эталонного каналов, указывает на степень загрязненности жидкости.
При контроле рабочей жидкости высокого класса чистоты, когда сигнал от частиц поступает очень слабый, на уровне шумов преобразователей свет-сигнал 36, в измерительный канал подается поток со сгущенной (концентрированной) рабочей смесью, для того, чтобы рассеянный свет от частиц твердой фазы в рабочей кювете повышался, так как рассеянный свет в рабочей кювете измерительного канала увеличивается пропорционально концентрации твердой фазы в жидкости, тем самым повышается и сигнал, поступающий на преобразователь 36. При этом жидкость из источника подачи 1 поступает по трубопроводу 10, через кран 3, трубопровод 5 через изделие 2, через кран 6, кран 11, трубопровод 23 в гидроциклон-формирователь контрольного потока 13, из которого сгущенный концентрат дисперсной смеси через нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона, через регулятор режима работы 15, кран 26, трубопровод 29 поступает в рабочую кювету 30 и по трубопроводу 21 через обратный клапан 22 на слив в источник подачи рабочей жидкости 1. Контроль чистоты рабочей жидкости производится путем сравнения сигнала от контрольного потока, поступающего в рабочую кювету 30, с сигналом от твердотельного эталона мутности.
При процессе заправки изделия 2, от чистой рабочей жидкости подается соответствующий сигнал на заправку. Если жидкость при заправке окажется не достаточно чистой, то поступает сигнал на отключение источника подачи рабочей жидкости. При процессе промывки изделия система работает до появления на сливе чистой жидкости. В этом случае источник подачи рабочей жидкости отключается.
При необходимости отбора пробы для контроля в лабораторных условиях (на любой стадии технологического процесса) жидкость может отбираться в пробоотборник через трубопровод 27 и кран 28.
Промышленное использование установки позволит:
- исключить использование лабораторных средств и квалифицированного персонала лабораторий промышленной чистоты;
- автоматизировать процесс промывки и заправки изделий жидкими рабочими средами и топливом;
- применять установку в системах централизованного управления анализом чистоты при очистке и заправке жидкостных систем изделий и при приемке, транспортировке и хранении топлива и других жидких сред;
- применять в передвижных установках для работы в полевых условиях;
- применять при контроле топлива и специальных жидких сред при высокой степени очистки.
Преимуществом предлагаемой установки является:
- установка включает обводной канал, дающий возможность закольцовывания трубопроводных каналов минуя изделия при очистке жидкости, находящейся в баке источника подачи жидкости;
- установка включает средство подачи газа в систему при газожидкостной промывке изделия;
- устройство имеет трубопроводный канал, соединяющий источник подачи рабочей жидкости с узлом контроля минуя изделие;
- установка имеет возможность контролировать чистоту жидкости в газожидкостном потоке, удаляя его из контрольного потока;
- установка может создать сформированный контрольный поток жидкости при контроле малых концентраций твердой фазы в жидкой среде;
- установка дает возможность сформировать поток эталонной жидкости, необходимый для поверки и калибровки измерительного тракта;
- на установке имеется возможность автоматизированного контроля чистоты жидкости и управления технологическим процессом промывки и заправки;
- имеется возможность документирования результатов контроля степени промывки, очистки и заправки изделия рабочей жидкостью и топливом.