Стенд для промывки, заправки и контроля чистоты жидкостных систем летательных аппаратов

 

Стенд для промывки, заправки и контроля чистоты жидкостных систем летательных аппаратов 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 дисперсной фазы в различных жидкостных системах, в авиационной, судостроительной, автотракторной, нефтехимической, химической, медицинской, станкостроительной 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. Стенд содержит эталонный и измерительный каналы, к которым для формирования эталонной жидкости, удаления из контролируемого потока нерастворенного газа и создания необходимой концентрации исследуемой дисперсной фазы подключены гидроциклоны газоотделитель и тонкой очистки. Удаление газовой и сгущение твердой фазы дает возможность измерения малых концентраций твердой фазы в жидкостных дисперсных системах.

Стенд для промывки, заправки и контроля чистоты жидкостных систем летательных аппаратов относится к области изготовления, испытания и эксплуатации топливных, масляных и гидравлических систем и агрегатов, а также может быть использован 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. B01D 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 A, B08B 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 A B08B 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.

Известным техническим решением 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 G01N 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 извлеченную из жидкости твердую фазу 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.

Известным техническим решением для контроля дисперсных систем является установка для промывки, заправки и контроля чистоты жидкостных систем, содержащая источник подачи рабочей жидкости, средство для подачи газа в систему, гидроциклон-газоотделитель и гидроциклон тонкой очистки, рабочую кювету, твердотельный эталон мутности, измерительный блок, блок сопряжения и управления с ПЭВМ, патент 41370. БИ 29 (III ч) ФИПС. - М.: 2004.

Недостатком известной установки является отсутствие возможности контроля волокон текстильных, синтетических, металлических и других материалов, присутствующих в промывочных и рабочих жидкостях контролируемых жидкостных систем и являющихся значительным критерием анализа. Кроме того, опорным световым сигналом при нефелометрическом контроле степени загрязненности исследуемой жидкости в рабочей кювете, является твердотельный эталон мутности, который при точных измерениях не учитывает технологический режим протекаемой анализируемой жидкости, изменение температуры и цветности жидкости, происходящих во время технологического процесса промывки, заправки и контроля, что вносит в результат измерения загрязненности высокой степени очистки исследуемой жидкости значительные погрешности, а так же применения в качестве преобразователя свет-сигнал двух фотоприемников, которые могут иметь различные фактические точностные характеристики и тем самым вносить существенную погрешность в результаты измерения малого содержания микрозагрязнений в потоке исследуемой 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 предложенном стенде 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 повышается и за счет обеспечения возможности калибровки стенда на очищенной и дегазированной жидкости, получаемой на стенде.

В стенде имеется узел определения наличия волокон текстильных, синтетических, металлических и других материалов, присутствующих в промывочных и рабочих жидкостях контролируемых жидкостных систем. Кроме того, схемное решение измерительной части стенда обеспечивает контроль малого содержания микрозагрязнений в исследуемой жидкости при изменениях в технологическом режиме потока исследуемой жидкости, изменение температуры и цветности жидкости. Стенд имеет две кюветы, вырабатывающие измерительный и опорный световой сигнал от анализируемой суспензии, один преобразователь свет-сигнал, применяемый в измерительной схеме стенда, дает возможность уменьшения погрешности регистрации разности световых потоков от измерительного и опорного сигналов и модулятор светового потока для создания периодичности подачи светового потока от измерительной и опорной кювет.

Стенд для промывки, заправки и контроля чистоты жидкостных систем летательных аппаратов, предназначенный для решения технической задачи, показанный 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, сменный фильтр тонкой очистки 25, трехходовой кран слива 26, трубопровод отбора 27, кран отбора 28, трубопровод подвода 29, опорная кювета 30, источник света 31, конденсор 32, отражающее зеркало 33, модулятор светового потока 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, трубопровод слива 46, обратный клапан 47, трубопровод подвода 48, измерительная кювета 49, обратный клапан 50, трубопровод слива 51, трубопровод слива 52, трехходовой кран 53, узел для определения наличия волокон 54, трубопровод отвода 55, трехходовой кран настройки «нуля» 56, трехходовой кран контроля 57.

Техническая задача решается тем, что стенд для промывки, заправки и контроля чистоты жидкостных систем летательных аппаратов, содержит источник подачи рабочей жидкости, связанные с ним магистрали подвода и отвода рабочей жидкости к изделию, встроенные в сливную магистраль гидроциклоны формирователь контрольного потока и воздухоотделитель, узел 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, 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 трехходовой кран, обратный клапан и трубопроводы, 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 крана 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, трубопроводы, обратный клапан и пробоотборный клапан соединено с выходом в рабочую кювету, а через второй выход трехходового крана слива соединено с выходным трубопроводом, при этом нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона воздухоотделителя через регулятор режима работы, сменный фильтр тонкой очистки и трехходовой кран соединено трубопроводами с выходом в опорную кювету, посредством трубопровода, обратного клапана соединено с источником подачи рабочей жидкости, при этом отводной трубопровод посредством трехходового крана соединен с входом в узел для определения наличия волокон, выход которого через трубопровод и обратный клапан соединен с выходным трубопроводом, кроме того при калибровке измерительного блока, с помощью трехходового крана настройки «нуля» эталонная жидкость направляется одновременно в измерительную и опорную кюветы для установки «нуля» прибора, при этом источник света подает направленный пучок света через конденсоры, зеркала, в рабочую и опорную кюветы, оба пучка, пройдя каждый по своему каналу, через диафрагму своего канала, модулятор светового потока, преобразователь свет-сигнал, складываясь в измерительном блоке, поступает по кабелю связи в блок сопряжения и управления, а затем по другому кабелю связи в ПЭВМ, кроме того с блока сопряжения и управления, по кабелям связи подается сигнал в источник подачи рабочей жидкости для управления технологическим процессом.

При промывке и заправке изделия стенд 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, по питающему трубопроводу 24 через обратный клапан 23, через трехходовой кран 57, по трубопроводу подвода 29 и 48 направляется в измерительную 49 и опорную кювету 30 и через трубопровод слива 52, выходной трубопровод 21 и обратный клапан 22 попадает в источник подачи рабочей жидкости 1. В опорной кювете 30 под действием направленного пучка света из источника 31, проходящего через конденсор 32, зеркало 33, происходит рассеяние света твердыми частицами находящимися в эталонной жидкости (метод нефелометрии). Рассеянный свет из опорной кюветы 30 проходит через диафрагму 35 измерительного канала, модулятор светового потока 34, преобразуется в электрический сигнал преобразователем 36 и поступает в измерительный блок 37.

Одновременно световой поток измерительного канала через зеркало 33, измерительную кювету 49, через измерительную диафрагму 36, через модулятор светового потока 34, преобразователь 36, и преобразованный в электрический сигнал попадает в измерительный блок 37. Из измерительного блока 37 разность сигналов от измерительного и опорного каналов, соответствующая загрязненности жидкости, находящейся в измерительной кювете 49, по кабелю связи 39 поступает в блок сопряжения и управления 38, а по кабелю связи 40 в ПЭВМ 41, 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 (установка «нуля» прибора) жидкость из гидроциклона 17 по трубопроводу подвода 48, через фильтр тонкой очистки 25, трехходовой кран настройки «нуля» 56, трубопровод 29 направляется в измерительную кювету 49 и на слив в трубопровод 51 и 21. Одновременно через трехходовой кран 56 эталонная жидкость по трубопроводу 48 поступает в опорную кювету 30 и через выходной трубопровод слива 52 и обратный клапан 22 поступает в источник подачи рабочей жидкости 1.

Световой сигнал, поступивший из измерительной кюветы 49 от рассеянного частицами направленного пучка света сравнивается со световым сигналом, поступившим из опорной кюветы. Диафрагмами 35 обоих каналов уравнивается сигнал, поступающий от преобразователя свет-сигнал 36, и в измерительном блоке 37 устанавливается «нуль» прибора. При измерении разность сигналов, поступающих от преобразователя 36 измерительного и опорного каналов, указывает на степень загрязненности жидкости.

При контроле рабочей жидкости высокого класса чистоты, когда сигнал от частиц поступает очень слабый, на уровне шумов преобразователя свет-сигнал 36, в измерительный канал подается поток со сгущенной (концентрированной) рабочей смесью для того, чтобы рассеянный свет от частиц твердой фазы в измерительной кювете 49 повышался, так как рассеянный свет в измерительной кювете 49 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 12 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 55, обратный клапан 50, кран 57, трубопровод 48 поступает в опорную кювету 30 и по трубопроводам 52 и 21 через обратный клапан 22 на слив в источник подачи рабочей жидкости 1. Контроль чистоты рабочей жидкости производится путем сравнения сигнала от эталонного потока, поступающего в опорную кювету 30, с сигналом от исследуемой жидкости измерительной кюветы 49.

При контроле наличия не допускаемых стандартом волокон различных материалов контролируемая жидкость от источника подачи 1 поступает по трубопроводу 10, через кран 3, трубопровод 5, через изделие 2, через кран 6, кран 11, трубопровод 24, кран 53 в узел для определения наличия волокон 54, далее через обратный клапан 47 на слив в источник подачи рабочей жидкости 1.

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 стенда позволит:

- исключить использование лабораторных средств и квалифицированного персонала лабораторий промышленной чистоты;

- автоматизировать процесс промывки и заправки изделий жидкими рабочими средами и топливом;

- применять 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 предлагаемого стенда является:

- включение обводного канала, дающего возможность закольцовывания трубопроводных каналов минуя изделия при очистке жидкости, находящейся в баке источника подачи жидкости;

- включение средства подачи газа в систему для газожидкостной промывки изделия;

- наличие трубопроводного канала, соединяющего источник подачи рабочей жидкости с узлом контроля минуя изделие;

- наличие возможности контролировать чистоту жидкости в газожидкостном потоке, удаляя его из контрольного потока;

- возможность создать сформированный контрольный поток жидкости при контроле малых концентраций твердой фазы в жидкой среде;

- наличие возможности сформировать поток эталонной жидкости, необходимый для поверки и калибровки измерительного тракта;

- наличие возможности автоматизированного контроля чистоты жидкости и управления технологическим процессом промывки и заправки;

- наличие возможности документирования результатов контроля степени промывки, очистки и заправки изделия рабочей жидкостью и топливом;

- деление контролируемого потока на два

а) рабочий (исследуемый) и

б) опорный (эталонный),

исключается температурная погрешность контролируемой рабочей среды;

- световой поток подается от одного источника света, исключены погрешности от различия освещенности объекта;

- измеряемые сигналы формируются одновременно в двух проточных кюветах: измерительной и опорной;

- измеряемый и опорный сигналы принимаются одним фотоприемником (свет-сигнал), исключены погрешности от различия фотоприемников, периодичность подачи светового потока от измерительной и опорной кювет осуществляется обтюратором.

Стенд для промывки, заправки и контроля чистоты жидкостных систем летательных аппаратов, содержащий источник подачи рабочей жидкости, связанные с ним магистрали подвода рабочей жидкости к изделию и отвода рабочей жидкости от изделия, встроенные в сливную магистраль гидроциклон-формирователь контрольного потока и гидроциклон-воздухоотделитель, узел контроля концентрации продуктов очистки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества промывки, заправки и точности контроля чистоты жидкости, а также расширения технологических и эксплуатационных возможностей, 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, регулятор режима работы и трубопровод соединен 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 трехходовой кран, обратный клапан и трубопроводы, через сливной трубопровод, регулятор режима работы и трубопровод соединен с трехходовым краном сброса, при этом гидроциклон-формирователь контрольного потока через трубопровод отвода, регулятор режима работы и трубопровод ввода соединен с трехходовым краном сброса, один выход которого через обратный клапан соединен с источником подачи рабочей жидкости, второй выход трехходового крана сброса соединен с входом в гидроциклон- воздухоотделитель, верхнее сливное отверстие которого через трубопровод, регулятор режима работы, трубопровод и обратный клапан соединено с источником подачи рабочей жидкости, нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона-формирователя контрольного потока через регулятор режима работы, один выход трехходового крана слива соединено с выходным трубопроводом, при этом нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона- воздухоотделителя через регулятор режима работы, сменный фильтр тонкой очистки и трехходовой кран соединено трубопроводами с выходом в опорную кювету,,посредством трубопровода, обратного клапана соединено с источником подачи рабочей жидкости, при этом отводной трубопровод посредством трехходового крана соединен с выходом в узел для определения наличия волокон, выход которого через трубопровод и обратный клапан соединен с выходным трубопроводом, кроме того, при калибровке измерительного блока с помощью трехходового крана настройки "нуля" эталонная жидкость направляется одновременно в измерительную и опорную кюветы для установки

"нуля" прибора, при этом источник света подает направленный пучок света через конденсоры, зеркала в рабочую и опорную кюветы, оба пучка, пройдя каждый по своему каналу, через диафрагму своего канала, модулятор светового потока, преобразователь 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 в источник подачи рабочей жидкости для управления технологическим процессом.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к оборудованию для изготовления термостабильных корпусных элементов (деталей), преимущественно, металлорежущих станков, из материалов с высокими демпфирующими свойствами на основе минерал-полимерных композитов (МПК)

Технический результат повышение полетной устойчивости достигается расположением центра тяжести аппарата ниже центра подъемных сил, что создает автоматический стабилизирующий момент во время полета
Наверх