RU11343U1

RU11343U1 - DEVICE FOR EVALUATING THE DEGREE OF POLLUTION OF LIQUIDS BY IMPURITIES

Info

Publication number: RU11343U1
Application number: RU99101581/20U
Authority: RU
Inventors: М.М. Беззубцева; А.В. Соколов
Original assignee: Санкт-Петербургская государственная академия холода и пищевых технологий
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 1999-09-16

Abstract

Устройство для оценки степени загрязненности жидкости примесями, содержащее датчик плотности и двигатель, отличающееся тем, что датчик плотности выполнен из ферромагнитного материала в виде двух горизонтально расположенных коаксиальных наружного и внутреннего цилиндров, при этом внутренний цилиндр установлен на валу, закрепленном в подшипниковых щитах, наружный цилиндр установлен неподвижно и выполнен полым, наружный и внутренний цилиндры и подшипниковые щиты образуют полость для жидкости, причем наружный цилиндр в средней его части с внутренней стороны имеет кольцевой паз, в котором размещена обмотка управления, соединенная с источником постоянного тока, и отверстие для заливки контролируемой жидкости, а внутренний цилиндр по наружной поверхности имеет ребра, расположенные вдоль образующих цилиндра в два ряда на расстоянии, равном ширине кольцевого паза, и распределенные по его окружности через 90, вал через устройство отключения датчика плотности соединен с двигателем, кроме того, устройство дополнительно содержит тахометр, устанавливаемый на валу между двигателем и устройством отключения датчика плотности от двигателя, и датчик температуры жидкости, а подшипниковые щиты имеют отверстие для выпуска жидкости.A device for assessing the degree of contamination of a liquid with impurities, comprising a density sensor and an engine, characterized in that the density sensor is made of ferromagnetic material in the form of two horizontally arranged coaxial outer and inner cylinders, while the inner cylinder is mounted on a shaft mounted in the bearing shields, the outer cylinder mounted motionless and made hollow, the outer and inner cylinders and bearing shields form a cavity for the liquid, and the outer cylinder in its middle part and on the inside there is an annular groove in which the control winding is connected, connected to a direct current source, and an opening for filling the controlled fluid, and the inner cylinder on the outer surface has ribs located along the cylinder generators in two rows at a distance equal to the width of the annular groove , and distributed around its circumference through 90, the shaft is connected to the engine through the density sensor shutoff device, in addition, the device further comprises a tachometer mounted on the shaft between the engine Lemma and deactivation device density sensor on the engine and the coolant temperature sensor, and the end shields have a hole for discharging fluid.

Description

Устппйство для оценки степени загрязнения жидкостей цщимесями.A device for assessing the degree of contamination of liquids with liquids.

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для оценки степени загрязненности механическими и ферромагнитными примесями жидкостей.The utility model relates to the control and measuring technique and can be used to assess the degree of contamination by mechanical and ferromagnetic impurities of liquids.

Известен плотномер, содержапщй ч вствительный элемент, датчик перемещения чувствительности элемента, прибор для измерения температуры и вторичный прибор с фазочувствительным усилителем и реверсивным двигателем, компенсационный и дополнительный функциональный преобразователи трансформаторного типа с регулируемыми выходньп ш характеристиками, подвижные элементы которых кинематически соединены соответственно с реверсивным двигателем вторичного прибора и с выходом прибора для измерения температуры, причем измерительные обмотки обоих преобразователей цепи обратной связи соединены с фазочувствительными усилителем и выходной обмоткой датчика перемещения (а.с. № 496482, БИ № 47,1975).Known densitometer, containing a sensitive element, a sensor for moving the sensitivity of the element, a device for measuring temperature and a secondary device with a phase-sensitive amplifier and a reversible motor, compensation and additional functional transformers of transformer type with adjustable output characteristics, the movable elements of which are kinematically connected respectively with a reversing motor of the secondary device and with the output of the device for measuring temperature, and measuring windings about Of these converters, the feedback circuits are connected to a phase-sensitive amplifier and the output winding of the displacement sensor (AS No. 496482, BI No. 47.1975).

В качестве прототипа выбран прибор для определения плотности жидких сред, содержащий датчик плотности, вьшолненный в виде эксцентричного блока с противовесом и сосудом с контролируемой средой, индуктивный преобразователь вьшолнен в виде магнитопривода U-образной формы, на боковых стержнях которого у основания расположены обмотки индуктивности, соединенные по схеме уравновешенного моста, а в средней части стержней установлены короткозамкнутые экраны, один из которых соединен с противовесом, а другой с двигателем (а.с. № 409108, БИ №48,1973г.).As a prototype, a device for determining the density of liquid media is selected, containing a density sensor made in the form of an eccentric block with a counterweight and a vessel with a controlled medium, the inductive converter is made in the form of a U-shaped magnetic drive, on the side rods of which at the base there are inductance windings connected according to the balanced bridge scheme, and in the middle part of the rods short-circuited screens are installed, one of which is connected to the counterweight, and the other to the engine (AS No. 409108, BI No. 48.1973).

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в повышении точности измерений, осуществлении возможности оперативной оценки загрязнения жидкости вообще и ферромагнитными частицами в частности, определении степени износа узлов и деталей, изготовленных из ферромагнитного материала, в возможности оптимального выбора оборудования для технологической схемы очистки от примесей.The problem to which the claimed technical solution is directed is to increase the accuracy of measurements, make it possible to quickly assess the pollution of liquids in general and ferromagnetic particles, in particular, to determine the degree of wear of assemblies and parts made of ferromagnetic material, and the possibility of an optimal choice of equipment for the technological cleaning scheme from impurities.

Для решения этой задачи, в отличие от известного устройства для определения плотности жидких сред ,содержащего датчик плотности и двигатель, в заявляемом техническом решении, датчик плотности вьшолнен из ферромагнитного материала в виде двух горизонтально- расположенных коаксиальных, наружного и внутреннего цилиндров, при этом внутренний цилиндр установлен на валу, за1феплеш1ом в подшипниковых пщтах, наружный цилиндр установлен неподвижно и вьшолнен полым, наружный и внутренний цилиндры и подшипниковые щиты образуют полость для жидкости, причем наружный цилиндр в средней его части с внутренней стороны имеет кольцевой паз, в котором размещена обмотка управления, соединенная с источником постоянного тока (ИПТ), и отверстие для впуска жидкости, а внутренний цилиндр на наружной поверхности имеет ребра, расположенные вдоль образующих цилиндра в два ряда на расстоянии, равном ширине кольцевого паза и распределенные по его окружности через 90°, вал через устройство отключений датчика плотности от двигателя соединен с двигателем, кроме того, устройство дополнительно содержит тахометр, устанавливаемый на валу между двигателем и устройством отключения датчика плотности от двигателя и датчик температуры жидкости, подпшпниковые щиты имеют отверстия для выпуска жидкости.To solve this problem, in contrast to the known device for determining the density of liquid media containing a density sensor and an engine, in the claimed technical solution, the density sensor is made of ferromagnetic material in the form of two horizontally arranged coaxial, outer and inner cylinders, while the inner cylinder mounted on a shaft, mounted in the bearing plates, the outer cylinder is fixedly mounted and hollow, the outer and inner cylinders and bearing shields form a cavity for liquid ty, and the outer cylinder in its middle part on the inner side has an annular groove in which is placed a control winding connected to a direct current source (IPT), and a fluid inlet, and the inner cylinder on the outer surface has ribs located along the generatrix of the cylinder in two rows at a distance equal to the width of the annular groove and distributed around its circumference through 90 °, the shaft is connected to the engine through the device for disconnecting the density sensor from the engine, in addition, the device further comprises a tachometer mounted on the shaft between the engine and the device for disconnecting the density sensor from the engine and the liquid temperature sensor, subshpnikovye boards have openings for discharging liquid.

MKHGOl N11/10 MKHGOl N11 / 10

Сущность заявляемого технического решения поясняется графическими материалами, где:The essence of the proposed technical solution is illustrated by graphic materials, where:

а)на фиг.1 представлена блок-схема устройства;a) figure 1 presents a block diagram of a device;

б)на фиг,2 - датчик плотности устройства в двух проекциях;b) in FIG. 2, a device density sensor in two projections;

в)на фиг.З - графические зависимости времени выбега в зависимости от загрязненности жидкости и при наличии ферромагнитных частиц в ней, в частности, когда на них действует магнитное поле, создаваемое обмоткой управления, расположенной на подвижном цилиндре датчика плотности предлагаемого устройства.c) in Fig. H - graphical dependences of the run-on time depending on the contamination of the liquid and in the presence of ferromagnetic particles in it, in particular when they are affected by a magnetic field created by the control winding located on the movable cylinder of the density sensor of the proposed device.

Устройство имеет датчик I, содержащий два горизонтальнорасположенные коаксиально - неподвижный наружный цилиндр 2 и подвижный внутренний цилиндр 3, Наружный цилиндр вьшолнен из ферромагнитного материала цилиндр 2 вьшолнен полым, а в средней его части с внутренней стороны имеет кольцевой паз 4 , в котором размещена обмотка управления 5, питаемая от источника постоянного тока (не показан). Внутренний цилиндр 3 также вьшолнен из ферромагнитного материала, установлен на валу 6 и имеет на наружной поверхности ребра 7, расположенные по его окружности через 90°, при этом ряды отстоят друг от друга по образующей на расстоянии равном щирине кольцевого паза 4. Вал 6 закреплен в подшипниковых пщтах 8 и соединен одним концом через устройство 9 с приводом 10. Ка другом конце вала 6 закреплены последовательно диск И, по которому фиксщ)уется «останов вала 6, и маховик 12, с помощью которого увеличивается время выбега вала 6. В пространство между наружным цилиндром 2 и внутренним цилиндром 3 через отверстие 13, расположенное в верхней части неподвижного цилиндра 2, заливается контролируемая жидкость, содержащая как механические примеси 21, так и ферромагнитные частицы 14.Температура жидкости в процессе огфеделения плотности поддерживается постоянной и определяется при помощи датчика температуры 15 по индикатору температуры 16. Частота вращения подвижного цилиндра 3 устанавливается по индикатору 17, получающему сигнал от тахометра 18, закрепленного на валу двигателя (привода) 10. В нижней части подшипниковых пщтов 8 выполнено отверстие 19 для слива контролируемой жидкости из объема 22. Устройство 9, отсоединяющее вал 6 от привода 10, соединено с секундомером 20, фиксирующим время от момента отключения привода 10 до полного «останова вала 6 с диском 11 и маховика 12.The device has a sensor I, containing two horizontally located coaxially stationary outer cylinder 2 and a movable inner cylinder 3, the outer cylinder is made of ferromagnetic material, the cylinder 2 is hollow, and in the middle part of the inner side has an annular groove 4, in which the control winding 5 is placed powered by a direct current source (not shown). The inner cylinder 3 is also made of ferromagnetic material, mounted on the shaft 6 and has ribs 7 on the outer surface located around its circumference through 90 °, while the rows are spaced apart from each other along a generatrix equal to the width of the annular groove 4. The shaft 6 is fixed in bearing pins 8 and is connected at one end through a device 9 to the drive 10. A disk And, on which the shaft 6 stops, and a flywheel 12, by means of which the shaft run-out time 6 increases, are fixed sequentially to the other end of the shaft 6. on the A controlled cylinder containing both mechanical impurities 21 and ferromagnetic particles 14 is poured through a hole cylinder 2 and an inner cylinder 3 through an opening 13 located in the upper part of the stationary cylinder 2; the temperature of the liquid during the density separation process is maintained constant and determined using a temperature sensor 15 according to the temperature indicator 16. The rotation frequency of the movable cylinder 3 is set according to the indicator 17, receiving a signal from the tachometer 18, mounted on the shaft of the engine (drive) 10. In the lower h Part of the bearing plates 8, a hole 19 is made for draining the controlled fluid from the volume 22. The device 9, which disconnects the shaft 6 from the drive 10, is connected to a stopwatch 20, which records the time from the moment the drive 10 is turned off until the shaft 6 completely stops with the disk 11 and flywheel 12.

Устройство работает следующим образом: включается двигатель 10 и через устройство 9 получают вращение вал 6 с цилиндром 3. Частота вращения подвижного цилиндра 3 устанавливается по индикатору 17, получающему сигнал от тахометра 18. Температура испытуемой жидкости контролируется при помощи датчика температуры 15 по индикатору температуры 16 . Температуру, например масла , устанавливают имея для различного типа жидкости графическое и табличное значение вида Твыбега ф (загрязненность жидкости) при to const (фиг.З). По достижении заданных значений частоты вращения вала 6 и температуры жидкости внесенной в объем 22, отсоединяется вал 6 через устройство 9 от привода 10 с одновременным включением секундомера 20 для определения времени вращения вала 6 по инерции (выбега) до полного его «останова . Момент «останова фиксируется по диску 11 и сопровождается одновременным выключением секундомера 20. Время вращения вала 6 с цилиндром 3 по инерции (выбег) будет характеризовать степень загрязнения жидкости различнымиThe device works as follows: the engine 10 is turned on and through the device 9 the shaft 6 is rotated with the cylinder 3. The rotation frequency of the movable cylinder 3 is set by indicator 17, which receives a signal from the tachometer 18. The temperature of the test liquid is controlled by temperature sensor 15 by temperature indicator 16. The temperature, for example, of oil, is established having for a different type of liquid a graphic and tabular value of the form Twybeg f (liquid contamination) at to const (Fig. 3). Upon reaching the specified values of the rotational speed of the shaft 6 and the fluid temperature entered into the volume 22, the shaft 6 is disconnected through the device 9 from the drive 10 while turning on the stopwatch 20 to determine the time of rotation of the shaft 6 by inertia (run-out) until it stops completely. The moment of “stop” is recorded on the disk 11 and is accompanied by the simultaneous shutdown of the stopwatch 20. The rotation time of the shaft 6 with cylinder 3 by inertia (coast) will characterize the degree of contamination of the liquid by various

примесями 21 по отношению к состоянию «чистая жидкость, не давая возможности оценить наличие в жидкости феррочастиц - продукта, степени износа деталей и узлов аппарата, вьшолненного из ферромагнитного материала. Для определения и оценки наличия в контролируемой жидкости ферромагнитных частиц, характеризующих износ деталей и узлов аппарата, необходимо сразу же после первого исследования пробы жидкости, внесенной через отверстие 13 в пространство 22, вьшолнить второй опыт. При этом через обмотку управления 5 пропускают постоянный ток от источника питания, который при известном его значении и определенном количестве витков обмотки управления 5 создает в зазоре между поверхностью неподвижного наружного цилиндра 2 и вершинами ребер 7 на внутреннем подвижном цилиндре 3 индукцию ,3-0,5 Тл. В дальнейшем все операции вьшолняются в последовательности, описанный в предыдущем опыте без наличия магнитного поля в объеме 22. В результате дополнительного механического воздействия системы : неподвижный ферромагнитный цилиндр2 - частицы ферромагнитного материала 14 подвижный цилиндр 3 с ребрами 7 при действии в объеме 22 магнитного поля, создаваемого обмоткой управления 5, по виткам которой протекает постоянный ток, время выбега Твз вала 6 будет существенно меньше времени выбега TBI и Тв2, характеризуя наличие в жидкости феррочастиц 14.impurities 21 in relation to the state of "pure liquid, not allowing to assess the presence in the liquid of ferroparticles - the product, the degree of wear of parts and components of the apparatus, made of a ferromagnetic material. To determine and evaluate the presence of ferromagnetic particles in a controlled fluid that characterize the wear of parts and components of the apparatus, it is necessary immediately after the first examination of a fluid sample introduced through hole 13 into space 22 to perform a second experiment. At the same time, direct current from the power source is passed through the control winding 5, which, when its value is known and a certain number of turns of the control winding 5, creates an induction in the gap between the surface of the stationary outer cylinder 2 and the tops of the ribs 7, 3-0.5 T. Subsequently, all operations are performed in the sequence described in the previous experiment without the presence of a magnetic field in volume 22. As a result of the additional mechanical action of the system: a stationary ferromagnetic cylinder2 — particles of ferromagnetic material 14 a movable cylinder 3 with ribs 7 when a magnetic field is created in the volume 22 control winding 5, through the turns of which a direct current flows, the run-out time of the TBZ shaft 6 will be significantly less than the run-out time of TBI and TB2, characterizing the presence of ferroparticles 14 in the liquid.

Величина, характеризующая сокращение времени выбега, позволяет оценить степень загрязненности жидкости примесями и ферромагнитными частицами 14. Качественную оценку можно вьшолнить, располагая заранее подготовленными при лабораторных исследованиях таблицами или соответствующими графическими зависимостями, связьшающими между собой при прочих заданных условиях величину сокращения времени выбега 1фи загрязнении жидкости механическими примесями и при наличии магнитного поля, и загрязнении жидкости ферромагнитной составляющей.The value characterizing the reduction of the run-out time makes it possible to assess the degree of contamination of the liquid with impurities and ferromagnetic particles 14. A qualitative assessment can be made by using tables prepared in advance for laboratory studies or corresponding graphical dependencies that, under other specified conditions, relate the reduction of the run-out time of 1 if the liquid is mechanically contaminated impurities in the presence of a magnetic field, and contamination of a liquid with a ferromagnetic component.

С помощью обмотки управления 5 на подвижном цилиндре 2 легко устанавливать в объеме испытываемой жидкости необходимое значение индукции и при прочих равных условиях выявлять наличие феррочастиц в контролируемой жидкости, производя сравнительную количественную оценку. Увеличение махового момента вала 6 достигается установкой на его валу маховика 12, что позволяет фасширить шкалу времени выбега Т, улучшая условия и точность отчета показаний. В зависимости от полученного результата графической зависимости времени выбега от загрязненности жидкости примесями вообще и ферромагнитными в частности, можно осуществлять выбор оптимальной технологической схемы оборудования, режимов технологии очистки жидкости по степени загрязненности.Using the control winding 5 on the movable cylinder 2, it is easy to establish the required induction value in the volume of the tested fluid and, all other things being equal, to detect the presence of ferroparticles in the controlled fluid, making a comparative quantitative assessment. The increase in the flywheel moment of the shaft 6 is achieved by installing a flywheel 12 on its shaft, which makes it possible to extend the tapping time scale T, improving the conditions and accuracy of the readings report. Depending on the result of the graphical dependence of the run-out time on the contamination of the liquid with impurities in general and ferromagnetic in particular, it is possible to choose the optimal technological scheme of the equipment, the modes of technology for cleaning the liquid according to the degree of contamination.

При помощи заявляемой полезной модели можно оценить степень загрязненности механическими примесями и ферромагнитными частицами, например, в пищевой промьшшенности - растительного масла, полученного путем отжима в шнековых прессах, в процессе предварительного съёма масла в фораппаратах и форпрессах; в технике - для оценки годности технического масла, находящегося в картере, например, тракторного двигателя, к дальнейшей эксплуатацииUsing the claimed utility model, it is possible to assess the degree of contamination with mechanical impurities and ferromagnetic particles, for example, in the food industry - vegetable oil obtained by pressing in screw presses, during the preliminary oil removal in hoisting machines and forpresses; in technology - to assess the suitability of technical oil located in the crankcase, for example, a tractor engine, for further operation

Claims

A device for assessing the degree of contamination of a liquid with impurities, comprising a density sensor and an engine, characterized in that the density sensor is made of ferromagnetic material in the form of two horizontally arranged coaxial outer and inner cylinders, while the inner cylinder is mounted on a shaft mounted in the bearing shields, the outer cylinder mounted motionless and made hollow, the outer and inner cylinders and bearing shields form a cavity for the liquid, and the outer cylinder in its middle part and on the inside there is an annular groove in which the control winding is connected, connected to a direct current source, and an opening for filling the controlled fluid, and the inner cylinder on the outer surface has ribs located along the cylinder generators in two rows at a distance equal to the width of the annular groove , and distributed around its circumference through 90 ^o , the shaft is connected to the engine through the device for disconnecting the density sensor, in addition, the device further comprises a tachometer mounted on the shaft between the motor the body and the device for disconnecting the density sensor from the engine, and the liquid temperature sensor, and the bearing shields have an opening for discharging liquid.