УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ В ТРУБОПРОВОДЕ ПОТОКА ЖИДКОСТИ С ЗАДАННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ЧАСТИЦ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Полезная модель относится к области машиностроения, а более конкретно, к области фильтрации жидких сред от частиц механических загрязнений и может быть использована в авиационной, ракетной и других областях техники, в которых применяются рабочие жидкости, к которым предъявляются требования по ограничению содержания механических загрязнений.
К стендовым системам подачи ракетного топлива предъявляются требования по обеспечению ими заданного уровня содержания механических загрязнений в топливе в процессе его заправки изделий ракетно-космической техники (РКТ) при проведении стендовой отработки. Это требование выполняется использованием фильтров с определенными размерами ячеек фильтрующего элемента, установленных в стендовых системах при подаче топлив в изделия. При этом характеристики фильтров должны обеспечивать выполнение требований по содержанию загрязнений. Характеристики фильтров и фильтрующих элементов определяются в специальных условиях при подаче на них жидкости, содержащей заданное количество (концентрацию) частиц искусственных загрязнений определенного размера, для чего в трубопроводе, где размещен фильтр, необходимо формировать поток жидкости с заданной концентрацией частиц искусственных загрязнений и с заданной продолжительностью течения.
Уже известны устройства для формирования потока жидкости в трубопроводе, включающей частицы загрязнений.
Известно устройство для формирования в трубопроводе потока жидкости с заданным содержанием частиц загрязнений, содержащее источник подачи частиц загрязнений (см. Р.Г.Тимиркеев, В.М.Сапожников. Промышленная чистота и тонкая фильтрация рабочих жидкостей летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1986, стр.64, 65). В известном устройстве в качестве макетного трубопровода использовали трубу, изготовленную из оргстекла. В нижней части трубопровода размещали металлический трубопровод с поперечным сечением в форме полукруга. На поверхность металлического трубопровода методом свободного осаждения наносили частицы загрязнений, которые предварительно размешивали в жидкости. После осушки загрязнителя и удаления излишних частиц макетный трубопровод устанавливали в магистраль экспериментальной установки для проведения исследований закономерностей течения жидкости, включающей загрязнения.
Известное устройство имеет недостатки, которые сводятся к следующему.
Поступление частиц загрязнений в поток жидкости в известном устройстве является неуправляемым процессом, поскольку их частицы поступают в поток неравномерно. Это связано с тем, что в начальный момент - при подаче в трубопровод жидкости она движется по всей поверхности с загрязнениями и смывает большую часть осажденных загрязнений, а затем, когда поток жидкости установится она смывает оставшиеся частицы загрязнений более равномерно, но этого количества и времени его уноса уже недостаточно для проведения исследований. Таким образом, устройство не дает возможности формировать поток жидкости с заданной концентрацией и с заданной продолжительностью течения.
Указанные особенности ограничивают использование известного устройства и не дают возможности в полной мере проводить исследования закономерностей течения жидкостей, содержащих частицы загрязнений и определение характеристик фильтров и фильтрующих элементов.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в обеспечении равномерной подачи загрязнений в жидкости при формировании потока с заданным содержанием загрязнений и заданной продолжительностью течения.
Это достигается тем, что в известном устройстве для формирования в трубопроводе потока жидкости с заданным содержанием частиц загрязнений, содержащем источник подачи частиц загрязнений, согласно полезной модели источник подачи частиц загрязнений выполнен в виде трубки-контейнера, установленной в трубопроводе перпендикулярно его оси, на которой размещен ее торец с крышкой, при этом в трубке-контейнере размещен поршень-толкатель, соединенный со средством его перемещения.
При этом средство перемещения поршня-толкателя выполнено в виде гидроцилиндра с поршнем, рабочие полости которого соединены с системой подачи рабочей жидкости под давлением и сливом, причем на линии подачи рабочей жидкости под давлением установлены дроссельная шайба и ресивер с манометром, а поршень гидроцилиндра соединен штоком с поршнем-толкателем.
На чертеже представлено устройство для формирования в трубопроводе потока жидкости с заданным содержанием частиц загрязнений.
В трубопроводе 1 размещено устройство для формирования в нем потока жидкости с заданным содержанием частиц загрязнений, которое выполнено в виде трубки-контейнера 2, установленной перпендикулярно оси трубопровода 1. При этом торец трубки-контейнера 2 размещен на оси трубопровода 1 и закрыт крышкой 6, шарнирно соединенной с торцом трубки-контейнера 2. В трубке-контейнере 2 размещен поршень-толкатель 3, соединенный со средством его перемещения, выполненным в виде гидроцилиндра 12. В гидроцилиндре 12 размещен поршень 11, соединенный, уплотненным уплотнением 5, штоком 4 с поршнем-толкателем 3.
Рабочие полости гидроцилиндра 12 соединены с линией подачи рабочей жидкости под давлением трубопроводами (шлангами) с вентилями 15 и 17 и с линией слива 18 трубопроводами (шлангами) с вентилями 9 и 10. На линии подачи рабочей жидкости установлены вентиль 14 и дроссельная шайба 13, а на выходе - вентиль 16, соединенный со сливным трубопроводом 18, кроме того, к ней подсоединен ресивер 8 с манометром 7.
Устройство работает следующим образом.
Исходное положение: устройство подсоединено к трубопроводу 1, жидкость в него не подана, в трубку-контейнер 2 загрязнения не загружены. Все вентили закрыты.
До начала проведения работ открывают вентили 14, 9 и 15. Рабочая жидкость от источника давления проходит через вентиль 14, дроссельную шайбу 13, вентиль 15 в полость над силовым поршнем 11 и одновременно поступает в ресивер 8. Контроль поступления жидкости в ресивер 8 - по манометру 7.
При этом силовой поршень 11 движется в гидроцилиндре 12 вниз и по достижении в нижнем положении отверстия, соединенного трубкой через вентиль 9 со сливным трубопроводом 18, движение поршня 11 прекращается. Давление в полости падает - жидкость проходит в сливной трубопровод 18; контроль - по манометру 7. При этом поршень-толкатель 3, соединенный с поршнем 11 штоком 4, устанавливается в исходное (нижнее) положение, после чего закрывают вентили 14, 9 и 15. Устройство отсоединяют от трубопровода 1 (это позволяет выполнить наличие шлангов) и производят загрузку навески частиц загрязнений в трубку-контейнер 2 и закрывают ее торец крышкой 6.
Затем устройство размещают в трубопроводе 1.
После подачи жидкости в трубопровод 1 (на чертеже источник подачи жидкости условно не показан) в заданный момент времени открывают вентили 14, 10 и 17. Рабочая жидкость от источника давления поступает в полость гидроцилиндра 12 под поршень 11 и в ресивер 8 под давлением, превышающим давление в трубопроводе 1. Силовой поршень 11 поднимается вверх, перемещая, соединенный с ним штоком 4, поршень-толкатель 3, вытесняя частицы загрязнений в трубопровод 1. При этом поднимающийся «столб» частиц загрязнений приоткрывает крышку 6 и они поступают в поток жидкости, текущей в трубопроводе 1.
Перемещение поршня 11 прекращается после достижения им верхнего положения, при этом подпоршневая полость гидроцилиндра 12 через отверстие в его стенке соединяется через вентиль 10 со сливным трубопроводом 18, при этом давление в полости цилиндра 12 и в ресивере 8 снижается (контроль по манометру 7). При остановке поршня 11 поршень-толкатель 3 достигает верхнего торца трубки-контейнера 2, поступление частиц загрязнений в поток жидкости прекращается и крышка 6 закрывает торец.
Продолжительность выдачи загрязнений определяется скоростью их выдачи, которая связана с давлением жидкости под силовым поршнем 11 и зависит от расхода жидкости, поступающей в гидроцилиндр 12 и в ресивер 8, который, свою очередь, определяется выбором давления подачи рабочей жидкости, размером дроссельной шайбы 13 и объемом ресивера 8. Количество загрязнений (масса навески частиц загрязнений) определяется размерами трубки-контейнера 2 и выбирается с учетом поставленных задач на исследование.
Во время выдачи навески загрязнений в поток жидкости в трубопроводе 1 проводят работы по определению характеристик фильтров и фильтрующих элементов.
Использование устройства позволит обеспечить равномерный ввод загрязнений в поток жидкости при формировании потока с заданным содержанием загрязнений и с заданным временем их введения в поток, что позволит, в свою очередь, повысить достоверность определения характеристик фильтров и фильтрующих элементов.