ЛАБОРАТОРНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОТБОРА И ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПРОБ ВОЗДУХА
LABORATORY COMPLEX FOR SAMPLING AND GAS CHROMATOGRAPHIC ANALYSIS OF AIR SAMPLES

Изобретение относится к области стендовых испытаний авиационных газотурбинных двигателей и предназначено для отбора и точной комплексной оценки загрязненности проб воздуха (подаваемого в систему кондиционирования кабины пилота воздушного судна), отбираемого из компрессора газотурбинного авиационного двигателя (ГТД) при его стендовых испытаниях, и дальнейшего газохроматографического анализа проб на содержание вредных примесей.
Известен комплекс системы отбора проб, включающий стенд для отбора проб воздуха с пультом управления и концентраторами, комплекс для хроматографического анализа проб воздуха, тару для транспортировки адсорбционных пакетов и контейнер для хранения концентраторов [1].
Данный комплекс является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату и принят заявителем в качестве прототипа.
Недостатком известного комплекса являются его низкие эксплуатационные качества из-за неточной комплексной оценки, суммарная погрешность измерения до 20%, загрязненности отбора проб воздуха из компрессора ГТД при стендовых испытаниях, а также качество косвенного контроля применяемых в опорах ротора компрессора ГТД масляных уплотнений.
Технический результат предложенного изобретения улучшение эксплуатационных качеств, обеспечение отбора и точной комплексной оценки, суммарная погрешность измерения до 5%, загрязненности проб воздуха из компрессора ГТД при стендовых, испытаниях, а также повышение качества косвенного контроля применяемых в опорах ротора компрессора ГТД масляных уплотнений.
Указанный технический результат достигается тем, что лабораторный комплекс для отбора и газохроматографического анализа проб воздуха, включающий, комплекс отбора проб воздуха с блоком пробоотборников и пультом управления, комплекс для газохроматографического анализа проб воздуха, тару для транспортировки адсорбционных пакетов и контейнер для хранения концентраторов, он снабжен установками для подачи газов, прокачки поверочной газовой смеси и определения рабочих объемов вакуумируемой части изделия, при этом установка для подачи газов одновременно соединена с установкой прокачки поверочной газовой смеси и с комплексом газохроматографического анализа проб воздуха, а установка определения рабочих объемов вакуумируемой части изделия связана с комплексом отбора проб воздуха.
Сущность данного изобретения поясняется схемой (фиг.1) и чертежами,
где: на фиг.2 - изображен комплекс для газохроматографического анализа проб воздуха с пультом управления;
фиг.3 - установка для подачи газов;
фиг.4 - комплекс для отбора проб воздуха с пультом управления;
фиг.5 - установка для прокачки поверочной газовой смеси (ПГС);
фиг.6 - установка для определения рабочих объемов вакуумируемой части изделия;
фиг.7 - контейнер для хранения концентраторов и тара для транспортировки адсорбционных пакетов;
фиг.8 - пробоотборник с адсорбционным пакетом и концентратором.
Лабораторный комплекс состоит из следующих составных частей:
- установка для определения рабочих объемов вакуумируемой части изделия 1;
- установка для прокачки ПГС 2;
- комплекс газохроматографического анализа проб воздуха 3 с пультом управления 4;
- установка для подачи газов 5;
- комплекс для отбора проб воздуха 6, состоящий из: блока пробоотборников 7 и пульта управления 8;
- тара 9 для транспортировки адсорбционных пакетов 10;
- контейнер 11 для хранения концентраторов 12;
- пробоотборники 13.
Установка для подачи газов 5 одновременно соединена с установкой прокачки смеси (ПГС) 2 и с комплексом газохроматографического анализа проб воздуха 3, а установка определения рабочих объемов вакуумируемой части 1 связана с комплексом отбора проб воздуха 6.
Лабораторный комплекс работает следующим образом:
произвести измерение вакуумируемых (измеряемых) частей блока пробоотборников 7 комплекса для отбора проб воздуха 6, подключив к установке для определения рабочих объемов вакуумируемой части 1 (Фиг.6) через штуцер 18 вакуумный насос и штуцер 19 вакуумируемые часта блока пробоотборников 7 комплекса для отбора проб воздуха 6. Закрыть вентиль 20. Залить в бак 26 через штуцер 28 при открытом вентиле 22 и закрытом вентиле 23 мерную жидкость. Залить в мерный цилиндр 14 и трубопровод 15, подсоединенный к установке для определения рабочих объемов вакуумируемой части 1 через штуцер 21, мерную жидкость в необходимом количестве, опустить трубопровод 15 в мерный цилиндр 14, при необходимости долить жидкость в мерный цилиндр 14 до требуемого уровня. Закрыть вентиль 22, а вентиля 23 и 24 открыть, создать в системе вакуум, используя пульт управления 8, контролируя заданное разряжение по вакуумметру 25. Получив необходимое разряжение в системе, закрыть вентиль 24 и выключить вакуумный насос, выдержать определенное время и зафиксировать разряжение по вакуумметру 25. Открыть вентиль 20 и через определенное время зафиксировать разряжение но вакуумметру 25 и уровень жидкости в мерном цилиндре 14, одновременно контролируя заполнение бака 26 но индикатору заполнения 27. Уровень жидкости в мерном цилиндре 14 будет опускаться ниже исходного, а в баке 26 подниматься вследствие проведенного разряжения, до тех пор пока атмосферное давление, действующее на жидкость в мерном цилиндре 14, не уравновесится с давлением над жидкостью в баке 26. Далее открыть вентиль 22, для восстановления атмосферного давления в системе через штуцер 28. Закрыть вентиль 22 и зафиксировать уровень мерной жидкости (исходный) в мерном цилиндре 14. Закрыть вентиль 20. Отсоединить установку для определения рабочих объемов вакуумируемой части 1 от блока пробоотборников 7 комплекса для отбора проб воздуха 6.
Далее разместить и подключить блок пробоотборников 7 непосредственно на испытательном стенде около места, отбора проб воздуха из компрессора ГТД и установить адсорбционные пакеты 10 в пробоотборники 13 блока пробоотборников 7, а пульт управления 8 на рабочем месте оператора. Произвести отбор проб воздуха из компрессора на различных режимах работы ГТД согласно технологической документации, управляя процессом с пульта управления 8. После завершения процесса отбора проб извлечь адсорбционные пакеты 10 из пробоотборников 13 и поместить их в тару 9 для транспортировки адсорбционных пакетов 10. Переместить тару 9 в лабораторию для газохроматографического анализа.
Подключить к установке для подачи газов 5 комплекс газохроматографического анализа проб воздуха 3, в состав которого входят два хроматографа с пламенно-ионизационным детектором (ПИД) и один - с детектором, по теплопроводности (ДТП) и подвести к хроматографам с ПИД через блоки подготовки газов (БИТ) газы гелий, воздух, а также водород, используя пульт управления подачи газа 4, а к хроматографу с ДТП - гелий, контролируя процесс с панели управления установки для подачи газов. Подключить к установке для подачи газов 5 установку для прокачки. ПГС 2 и подвести к ней поверочную газовую смесь, контролируя процесс с панели управления установки для подачи газов. Провести калибровку хроматографов комплекса газохроматографического анализа проб воздуха 3 согласно технологической документации. При калибровке хроматографа с ДТП использовать установку для прокачки ПГС 2, согласно технологической документации. Извлечь концентраторы 12 из адсорбционных пакетов 10 и поместить их в контейнер 11 для хранения концентраторов. Далее, используя комплекс для газохроматографического анализа проб воздуха 3 с пультом управления 4 и концентраторы 12 произвести измерение концентраций вредных примесей в отобранных пробах воздуха согласно технологической документации. Далее произвести обработку полученных данных на компьютере, используя специальное программное обеспечение.
Использование данного изобретения позволит улучшить эксплуатационные качества комплекса, обеспечить отбор и точную комплексную оценку загрязненности проб воздуха из компрессора ГТД при стендовых испытаниях, а также повысить качество косвенного контроля применяемых в опорах ротора компрессора ГТД масляных уплотнений.
Источники информации
1. Журнал «Двигатель» №3 (27) «Новые средства контроля состава атмосферы воздушных судов». Стр.15-17, 2003 г. - прототип.