RU2050934C1

RU2050934C1 - Method for determining service-lives of filters for liquid cleaning

Info

Publication number: RU2050934C1
Application number: RU93027491A
Authority: RU
Inventors: С.А. Карпекин; А.С. Поляков; А.А. Хайров
Original assignee: Ульяновское высшее военно-техническое училище им.Богдана Хмельницкого
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: filter tests. SUBSTANCE: changes of pressure drop through a filter are determined in equal time intervals when testing. Change of pressure drop and rate of pressure drop change are plotted. The tests are stopped on achieving constant rate of pressure drop change. Filter service-life is determined graphically. EFFECT: extended service-life of filters. 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к методам испытаний фильтров и может быть использовано для прогнозирования ресурса фильтров, применяемых в системах очистки жидкостей от загрязнений в авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности. The invention relates to methods for testing filters and can be used to predict the resource filters used in systems for cleaning liquids from pollution in the aviation, automotive and other industries.

Известен способ определения ресурса фильтров по количеству отфильтрованного горючего до предельно допускаемого загрязнения фильтрующих элементов, соответствующего установленному перепаду давления (ГОСТ 19211-80. Фильтры складские. Изд-во стандартов, 1980). Сущность этого способа заключена в том, что испытания проводят на топливе с концентрацией загрязнений 0,005 мас. до достижения перепада давления на фильтре, равного 147 кПа, при этом определяют степень очистки фильтра после перекачивания каждых 50-100 м³ топлива. По окончании испытаний определяют суммарное количество топлива, прошедшего через фильтр, и среднее содержание загрязнений в топливе. Ресурс фильтра до достижения предельно допускаемого загрязнения в условиях эксплуатации при концентрации загрязнений в топливе, отличающейся от концентрации при испытаниях, определяют расчетами.There is a method of determining the filter resource by the amount of filtered fuel to the maximum permissible pollution of the filter elements, corresponding to the established pressure drop (GOST 19211-80. Warehouse filters. Publishing house of standards, 1980). The essence of this method lies in the fact that the tests are carried out on fuel with a concentration of pollution of 0.005 wt. until the pressure drop across the filter is equal to 147 kPa, the degree of filter cleaning after pumping every 50-100 m ^{3 of} fuel is determined. At the end of the tests, the total amount of fuel passing through the filter and the average content of contaminants in the fuel are determined. The filter resource before reaching the maximum permissible pollution in operating conditions at a concentration of contaminants in the fuel that differs from the concentration during testing, is determined by calculations.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения ресурса фильтров для очистки жидкостей [1] включающий экспериментальное определение на модели фильтра показателей, характеризующих процесс фильтрации, с учетом времени фильтрации. Closest to the proposed one is a method for determining the resource of filters for purifying liquids [1], which includes experimental determination on the filter model of indicators characterizing the filtering process, taking into account the filtering time.

Известные способы обладают недостатками, главный из которых состоит в продолжительности испытаний (до нескольких месяцев) и их трудоемкости. Known methods have disadvantages, the main of which is the duration of the test (up to several months) and their complexity.

Цель изобретения сокращение продолжительности испытаний. The purpose of the invention is the reduction of test duration.

Цель достигается тем, что в процессе испытаний через равные интервалы времени определяют изменения сопротивления фильтра, строят графики изменения сопротивления и скорости изменения сопротивления во времени, причем испытания прекращают с момента установления постоянной скорости изменения сопротивления, а ресурс фильтра определяют графически. The goal is achieved in that during the tests, at equal intervals of time, the changes in the filter resistance are determined, graphs of the changes in the resistance and the rate of change of the resistance are plotted over time, and the tests are stopped from the moment a constant rate of change in the resistance is established, and the filter life is determined graphically.

Данные признаки являются существенными для решения поставленной задачи, так как в ходе испытаний через равные интервалы времени определяют изменение сопротивления фильтра, строят графики изменения сопротивления и скорости изменения сопротивления. Этим достигается возможность определить момент, начиная с которого скорость изменения сопротивления будет постоянной. После этого испытания прекращают, а ресурс определяют графически. These signs are essential for solving the problem, since during tests at equal intervals of time they determine the change in the filter resistance, build graphs of the change in resistance and the rate of change of resistance. This makes it possible to determine the moment from which the rate of change of resistance will be constant. After this test is stopped, and the resource is determined graphically.

На фиг. 1 приведена схема испытательного стенда; на фиг. 2-4 графики, иллюстрирующие предлагаемый способ. In FIG. 1 shows a diagram of a test bench; in FIG. 2-4 graphs illustrating the proposed method.

Стенд содержит емкости 1, 2, с топливом, насосы основной 3 и вспомогательный 4, испытуемый фильтр 5, приборы 6, 7 для регистрации изменения сопротивления фильтра, счетчик 8, вентили 9, 10. The stand contains containers 1, 2, with fuel, pumps 3 main and auxiliary 4, test filter 5, devices 6, 7 for recording changes in filter resistance, meter 8, valves 9, 10.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Испытуемый фильтр 5 устанавливают в технологическую обвязку стенда. В качестве рабочей жидкости используют, например, топливо для реактивных двигателей ТС-1 с содержанием механических загрязнений 0,005 мас. Топливо на испытуемый фильтр подают с помощью основного насоса 3. С помощью вспомогательного насоса производят перемешивание рабочей жидкости с целью равномерного поступления загрязнений на фильтр. В ходе испытаний через равные интервалы времени регистрируют с помощью приборов 6, 7 изменение сопротивления фильтра и одновременно строят графики изменения сопротивления фильтра во времени (фиг. 2, кривая 11) и скорости изменения сопротивления во времени (фиг. 2, кривая 12). Испытания прекращают с момента времени, когда скорость изменения сопротивления фильтра становится постоянной (фиг. 2, точка А). На кривой 11 (фиг. 2) находят точку Д, соответствующую этому времени, и проводят через нее касательную 13 до пересечения с линией 14 в точке М (фиг. 2). Из точки М опускают перпендикуляр на ось абсцисс и определяют точку N (фиг. 2), соответствующую предельной продолжительности τ_N эксплуатации испытуемого фильтра.The test filter 5 is installed in the technological strapping of the stand. As the working fluid, for example, TS-1 jet engine fuel with a mechanical impurity content of 0.005 wt. Fuel is supplied to the filter under test using the main pump 3. Using the auxiliary pump, the working fluid is mixed to ensure that the filter is uniformly contaminated. During the tests, at equal intervals of time, a change in the filter resistance is recorded using devices 6, 7 and at the same time, graphs of the change in the filter resistance in time (Fig. 2, curve 11) and the rate of change in resistance in time (Fig. 2, curve 12) are built. The tests are stopped from the point in time when the rate of change of the filter resistance becomes constant (Fig. 2, point A). On curve 11 (Fig. 2), point D corresponding to this time is found and tangent 13 is drawn through it until it intersects with line 14 at point M (Fig. 2). From point M, the perpendicular is lowered onto the abscissa axis and the point N is determined (Fig. 2), which corresponds to the maximum duration τ _{N of} operation of the filter under test.

С целью проверки работоспособности способа проведен эксперимент. Испытуемую модель фильтра из бумаги АФБ-5 (площадь фильтрования F=1˙1 см²) установили в технологическую обвязку стенда (фиг. 1). В качестве рабочей жидкости использовали реактивное топливо ТС-1 (ГОСТ 10227-86) с содержанием механических загрязнений 0,005 мас. Топливо на фильтр подавали с помощью основного насоса. При этом скорость фильтрования в начале эксперимента составила W_o= 0,26 см/с. Дополнительным насосом производили перемешивание рабочей жидкости с целью равномерного поступления загрязнений на фильтр. В ходе испыта- ний через равные интервалы времени определяли сопротивление фильтра (Δ Р_τ) и одновременно строили график

f(τ) который приведен на фиг. 3 (кривая 15), при этом конечный перепад давления (Δ Р_к) в соответствии с ГОСТ-19211-80 приняли равным 0,15 МПа. График (В=f(τ)) скорости изменения относительного перепада давления (В) по времени (τ), приведенного на фиг. 4, строили по расчетным данным, причем величину В определяли по формуле
B

После достижения момента времени (τ_А), начиная с которого В=const, на графике

f(τ) нашли точку А, соответствующую этому моменту времени, через нее провели к нему касательную (фиг. 3 линия 16) до пересечения с линией, соответствующей

1, и определили продолжительность ( τ_п) процесса фильтрования. Результаты эксперимента и расчетные данные приведены в таблице.In order to verify the operability of the method, an experiment was conducted. The test model of the filter made of paper AFB-5 (filtering area F = 1˙1 cm ² ) was installed in the technological piping of the stand (Fig. 1). As the working fluid used jet fuel TS-1 (GOST 10227-86) with a content of mechanical impurities of 0.005 wt. Fuel was supplied to the filter using the main pump. In this case, the filtration rate at the beginning of the experiment was W _o = 0.26 cm / s. An additional pump was used to mix the working fluid in order to evenly contaminate the filter. In the course of tests at equal intervals of time, the filter resistance (Δ P _τ ) was determined and at the same time a graph was plotted

f (τ) which is shown in FIG. 3 (curve 15), with the final pressure drop (Δ P _k ) in accordance with GOST-19211-80 taken equal to 0.15 MPa. The graph (B = f (τ)) of the rate of change of the relative pressure drop (B) over time (τ) shown in FIG. 4, built according to the calculated data, and the value of B was determined by the formula
B

After reaching the point in time (τ _A ), starting from which B = const, on the graph

f (τ) found point A corresponding to this point in time, a tangent was drawn through it (Fig. 3 line 16) to the intersection with the line corresponding to

1, and determined the duration (τ _p ) of the filtering process. The experimental results and calculated data are given in the table.

Анализ данных таблицы свидетельствует о достаточно хорошей сходимости результатов эксперимента и расчетов. Расхождение между ними не превышает 10%
В сравнении с испытаниями известным способом продолжительность испытаний предлагаемым способом сокращается почти на 60%
Примечание: под Δ Р_к понималось конечное значение сопротивления фильтра.Analysis of the table data indicates a fairly good convergence of the experimental results and calculations. The discrepancy between them does not exceed 10%
In comparison with the tests of the known method, the test duration of the proposed method is reduced by almost 60%
Note: under Δ P _to mean the final value of the filter resistance.

Claims

METHOD FOR DETERMINING THE RESOURCE OF FILTERS FOR CLEANING LIQUIDS, including the experimental determination on the filter model of indicators characterizing the filtering process, taking into account the filtering time, characterized in that during the tests, at equal intervals of time, the change in filter resistance is determined, graphs of changes in resistance and rate of change of resistance during time, and tests are stopped from the moment of establishing a constant rate of change in resistance, and the filter resource is determined graphically .