RU2284509C2 - Method and device for measuring concentration of solid contamination in fluid flow with unsolved gases - Google Patents
Method and device for measuring concentration of solid contamination in fluid flow with unsolved gases Download PDFInfo
- Publication number
- RU2284509C2 RU2284509C2 RU2004126501/28A RU2004126501A RU2284509C2 RU 2284509 C2 RU2284509 C2 RU 2284509C2 RU 2004126501/28 A RU2004126501/28 A RU 2004126501/28A RU 2004126501 A RU2004126501 A RU 2004126501A RU 2284509 C2 RU2284509 C2 RU 2284509C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- valve
- hydrocyclone
- outlet
- fluid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Способ контроля твердой фазы загрязнений в потоке жидких сред, включающих нерастворенные газы, и устройство для его осуществления являются группой изобретений, в которую включается "Способ контроля твердой фазы загрязнений в потоке жидких сред, включающих нерастворенные газы" и "Устройство для контроля твердой фазы загрязнений в потоке жидких сред, включающих нерастворенные газы", которые относятся 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, авиационной, судостроительной, станкостроительной, нефтехимической, химической, медицинской и других отраслей промышленности при производстве топлив, масел и специальных жидкостей 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, способ и устройство могут 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.A method for controlling the solid phase of contaminants in a liquid stream including undissolved gases, and a device for its implementation are a group of inventions that includes the "Method for controlling the solid phase of contaminants in a stream of liquid media including undissolved gases" and "Device for controlling the solid phase of contaminants in the flow of liquid media, including undissolved gases ", which relate to the field of manufacture, testing and operation of fuel, oil and hydraulic systems and assemblies, and can also be used When monitoring and studying the concentration of solid dispersed phase in various liquid systems, aircraft, shipbuilding, machine-tool, petrochemical, chemical, medical and other industries in the production of fuels, oils and special liquids when washing body and hollow products, pipelines, precision parts, units for liquid systems, as well as when refueling tanks with fuel, hydraulic mixtures and lubricating oils. In addition, the method and device can be used in the control of solid foreign matter in food liquid media (vegetable oils, soft drinks and alcoholic beverages), as well as in drinking and industrial water, wastewater and other liquid media.
Техническая задача изобретения - расширение технологических возможностей промывки и заправки изделия жидкими средами, повышение качества подготовки рабочих жидкостей к применению, контроль за ходом промывки, очистки жидкости и заправки в рабочие емкости изделий, а также повышение объективности, достоверности и точности контроля.The technical task of the invention is the expansion of the technological capabilities of washing and refilling the product with liquid media, improving the quality of the preparation of working fluids for use, monitoring the progress of washing, cleaning the liquid and refueling into the working containers of the products, as well as increasing the objectivity, reliability and accuracy of control.
Способ контроля твердой фазы загрязнений в потоке жидких сред включающих нерастворенные газы 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 дисперсной фазы в различных жидкостных системах в авиационной, судостроительной, станкостроительной, нефтехимической, химической, медицинской и других отраслях промышленности, при производстве топлив, масел и специальных жидкостей, 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 способ 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.A method for controlling the solid phase of contaminants in a fluid stream including undissolved gases relates to the field of manufacture, testing and operation of fuel, oil and hydraulic systems and assemblies, and can also be used to control and study the concentration of solid dispersed phase in various liquid systems in aviation, shipbuilding , machine-tool, petrochemical, chemical, medical and other industries, in the production of fuels, oils and special liquids, when flushing empty and hollow products, pipelines, precision parts, units for liquid systems, as well as when refueling tanks with fuel, hydraulic mixtures and lubricating oils. In addition, the method can be used in the control of solid foreign matter in food liquid media (vegetable oils, soft drinks and alcoholic beverages), as well as in drinking and industrial water, wastewater and other liquid media.
При автоматизированном контроле твердой фазы загрязнений в потоке жидких сред обычно не учитываются факторы, влияющие на точность измерения, а именно: присутствие в потоке жидких сред нерастворенной газовой фазы (пузырьков), регистрирующихся приборами контроля и вносящие ложную информацию об истинном состоянии загрязнений в потоке жидких сред, в десятки раз превышающих сигнал от механических примесей, кроме того, в потоке жидких сред при заправке емкостей жидкостных систем и промывке корпусных деталей, узлов и агрегатов стандартом ГОСТ 17216-2001 разрешается присутствие в жидкой среде твердых частиц с размерами меньшими, чем допускает стандарт (например для авиационных жидкостных систем разрешается присутствие частиц с размерами меньшими чем 5 мкм; частицы не нормируются стандартом). Частицы с размерами меньше чем 5 мкм также вносят ложную информацию о допускаемом загрязнении жидкостей применяемых в данном технологическом процессе.Automated control of the solid phase of contaminants in a liquid stream usually does not take into account factors affecting the accuracy of the measurement, namely: the presence of undissolved gas phase (bubbles) in the liquid stream, which are recorded by control devices and enter false information about the true state of the pollution in the liquid stream , tens of times higher than the signal from mechanical impurities, in addition, in the flow of liquid media when refueling containers of liquid systems and flushing body parts, components and assemblies with GOS standard 17216-2001 permitted liquid medium in the presence of solid particles with sizes smaller than the standard allows (for example for aircraft fluid systems allowed the presence of particles with sizes smaller than 5 microns, the particles are not normalized standard). Particles with sizes less than 5 microns also introduce false information about the allowable contamination of liquids used in this process.
При применении в жидкостных системах жидкостей с высоким классом чистоты, ГОСТ 17216-2001 от 6 класса и выше допускает присутствие в жидкости частиц по массе 0,000032%. Такую высокую чистоту трудно фиксировать с помощью современных средств, так как сигнал от частиц в потоке жидкости может быть на уровне шумов регистрирующих приборов.When using liquids with high purity class in liquid systems, GOST 17216-2001 from
Известен применяемый в промышленности метод определения содержания механических примесей, заключающийся в определении веса механических примесей, задерживаемых мембранным (нитроцеллюлозным) фильтром при фильтрации через него исследуемого нефтепродукта. При определении содержания механических примесей в светлых нефтепродуктах применяется многочисленная лабораторная аппаратура, реактивы и материалы. Контрольный мембранный фильтр взвешивается до и после фильтрации на него исследуемого материала. Разница результатов взвешивания определяет вес загрязнений жидкости.A known method used in industry for determining the content of mechanical impurities, which consists in determining the weight of mechanical impurities that are retained by a membrane (nitrocellulose) filter when filtering the test oil through it. When determining the content of solids in light petroleum products, numerous laboratory equipment, reagents, and materials are used. The control membrane filter is weighed before and after filtering the test material onto it. The difference in weighing results determines the weight of the liquid contaminants.
ГОСТ 10577-63. Нефтепродукты светлые. Метод определения содержания механических примесей.GOST 10577-63. Petroleum products are light. Method for determining the content of solids.
Известный метод является субъективным, неточным, требует больших затрат времени на подготовку и проведение анализа, до 2 и более часов, так как включает отбор пробы на объекте контроля (место проведения работы по промывке, заправке жидкостных систем), доставку пробы жидкости в лабораторию, фильтрацию через контрольный фильтр в специальном приспособлении, сушка фильтра и точное взвешивание. При этом используется высококвалифицированный состав специалистов - операторов. Метод не применим при контроле жидкости в закрытом потоке.The known method is subjective, inaccurate, requires a large investment of time for preparation and analysis, up to 2 hours or more, since it includes sampling at the test object (the place of work on washing, refueling of liquid systems), delivery of a liquid sample to the laboratory, filtration through a control filter in a special device, drying the filter and accurate weighing. In this case, a highly qualified team of specialist operators is used. The method is not applicable when controlling fluid in a closed flow.
Кроме того, известен экспресс-метод определения свободной воды и механических примесей ГОСТ 19820-74, применяемый в Гражданской авиации. Метод основан на изменении цвета индикаторного элемента. Топливо всасывается в шприц - дозатор через индикаторный элемент, на котором появляются отпечатки от присутствующей воды и механических примесей. Полученные отпечатки сравнивают с контрольными (образцами) отпечатками прилагаемыми к прибору (шприцу - дозатору), визуально определяют степень загрязненности топлива. Недостатком известного метода является субъективность оценки степени загрязненности топлив, низкая точность определения процентного содержания загрязнений в топливе и невозможность применения метода при высокой степени загрязненности и обводненности топлива. Метод не применим при контроле жидкости в закрытом потоке.In addition, the express method for determining free water and solids GOST 19820-74, which is used in civil aviation, is known. The method is based on the color change of the indicator element. Fuel is sucked into the syringe dispenser through an indicator element, on which fingerprints from the presence of water and mechanical impurities appear. The obtained fingerprints are compared with the control (samples) fingerprints attached to the device (syringe - dispenser), visually determine the degree of contamination of the fuel. The disadvantage of this method is the subjectivity of assessing the degree of contamination of fuels, the low accuracy of determining the percentage of contaminants in the fuel and the inability to use the method with a high degree of contamination and water cut of the fuel. The method is not applicable when controlling fluid in a closed flow.
Наиболее близким техническим решением преложенного способа является метод, заложенный в известном приборе для определения степени загрязнения топлива измерения емкости конденсатора, основанный на измерении диэлектрической постоянной материала частиц загрязнений, включающем воздушный сепаратор с входным каналом, фильтр для фильтрации частиц, регуляторы расхода, датчик контроля уровня загрязненности (патент США №3,334,516. CONTINUOUS FLUID PURITY MONITOR / N.J.CEDRONE. Filed March 16, 1964 кл.73-61).The closest technical solution to the proposed method is the method embedded in the known device for determining the degree of fuel pollution measuring the capacitance of the capacitor, based on measuring the dielectric constant of the material of the particles of contaminants, including an air separator with an inlet channel, a filter for filtering particles, flow controllers, a pollution control sensor (U.S. Patent No. 3,334,516. CONTINUOUS FLUID PURITY MONITOR / NJCEDRONE. Filed March 16, 1964 class 73-61).
Недостатком известного способа является отсутствие возможности формирования контрольного потока, т.е. удаления из потока контролируемой жидкости мелких частиц, не подлежащий контролю и концентрации допускаемых механических частиц в применяемой жидкой рабочей среде; отсутствие возможности подготовки "чистой" эталонной жидкости, необходимой при поверке и калибровке прибора; возможность забивки фильтра перед входом в измерительную часть прибора временно выводит прибор из состояния контроля до его очистки или замены; отсутствие возможности контролировать частицы размером более 200 мкм, которые не допускаются стандартом, не чувствителен к неметаллическим твердым частицам загрязнений, не допустимых стандартом (смолообразования, органические частицы, колонии бактерий и продукты их деятельности, а также волокна неметаллических материалов); применяется только для контроля чистоты топлив; отсутствие возможности контроля чистоты жидкости в моющих растворах, изготовленных на водной основе и в газожидкостном потоке, применяемом при промывке жидкостных систем изделий (с большим объемом газовой фазы в жидкости); отсутствие возможности дистанционного документирования результатов промывки, заправки и контроля.The disadvantage of this method is the inability to form a control flow, i.e. removal of small particles from the flow of the controlled fluid that is not subject to control and the concentration of permissible mechanical particles in the applied liquid working medium; the lack of the ability to prepare a "clean" reference fluid, necessary for calibration and calibration of the device; the ability to plug the filter before entering the measuring part of the device temporarily removes the device from the control state until it is cleaned or replaced; the inability to control particles larger than 200 microns, which are not allowed by the standard, is not sensitive to non-metallic solid particles of contaminants not allowed by the standard (gumming, organic particles, bacteria colonies and products of their activity, as well as fibers of non-metallic materials); It is used only for fuel purity control; the inability to control the purity of the liquid in detergents made on a water basis and in the gas-liquid flow used in washing liquid systems of products (with a large volume of the gas phase in the liquid); the inability to remotely document the results of flushing, refueling and monitoring.
Техническая задача изобретения - способ контроля твердой фазы загрязнений в потоке жидких сред, включающем нерастворенные газы, решается тем, что измеряется сформированный контрольный поток с удаленной из него нерастворенной газовой фазой, удаленной не учитываемой стандартом твердой фазой с размерами, меньшими допускаемых, а также измерения сгущенной твердой фазой в меньшем объеме жидкости (концентрата), что обеспечивает большую точность измерений малого содержания твердой фазы загрязнений в жидких рабочих средах. Сформированный контрольный поток получен с помощью гидроциклона малого диаметра.An object of the invention is a method for monitoring the solid phase of contaminants in a liquid flow including undissolved gases, by measuring the formed control flow with the undissolved gas phase removed from it, the solid phase not taken into account by the standard with dimensions smaller than allowed, as well as condensed measurements solid phase in a smaller volume of liquid (concentrate), which provides greater accuracy in measuring the low content of solid phase of contaminants in liquid working environments. The generated control flow was obtained using a small diameter hydrocyclone.
Гидроциклон фиг.1, состоит из следующих элементов: 1 - цилиндрическая часть с диаметром D; 2 - коническая часть с углом конуса α°; 3 - входное отверстие dвх; 4 - верхнее сливное отверстие dв; 5 - нижнее разгрузочное отверстие dн.The hydrocyclone of figure 1, consists of the following elements: 1 - a cylindrical part with a diameter D; 2 - conical part with a cone angle α °; 3 - inlet d in ; 4 - upper drain hole d in ; 5 - lower discharge hole d n .
Исследуемая жидкостная дисперсная система с твердой и газовой дисперсной фазой подается в цилиндрическую часть D гидроциклона через входное отверстие dвх по касательной к внутренней поверхности. В гидроциклоне под действием сил гидродинамики входной поток жидкости разделяется на два. Один направляется вверх и сливается через отверстие dв, а второй направляется вниз и сливается через отверстие dн. Твердые частицы, преодолевшие радиальную силу, возникшую в гидроциклоне, направляются вниз и сливаются вместе с частью жидкости (концентрат) через нижнее разгрузочное отверстие dн, а твердые частицы с размерами меньше критических (меньше граничного зерна) вместе с частью жидкости и пузырьками воздуха сливаются через верхнее сливное отверстие с диаметром dв. Расчеты по известным формулам изложенным в литературе (Каган С.З. Гидроциклоны, их устройство и расчет. - Химическая промышленность 1956, №6, 15 с. Измайлова А.Н. Экспериментальное исследование гидроциклонов на тонкодисперсных суспензиях. - Химическое и нефтяное машиностроение, 1967, №5, с.8-9. Поваров А.И. Гидроциклона на обогатительных фабриках. М., "Недра", 1978, 232 с.) и других исследователей, и экспериментальные исследования, проведенные авторами, дают возможность установить, что гидроциклон применим для целей разделения тонкодисперсных суспензий, которыми являются рабочие жидкости агрегатов и жидкостных систем, имеющих прецизионные плунжерные пары, обеспечивая при этом необходимую центробежную силу инерции, действующую на частицы в аппарате, , где m - масса частицы, V - скорость на входе в гидроциклон, r - радиус цилиндрической части гидроциклона. Для частиц постоянной массы центробежная сила увеличивается или за счет увеличения скорости подачи жидкости в гидроциклон, либо уменьшением радиуса его цилиндрической части, либо соответствующей комбинацией обоих факторов.The investigated liquid disperse system with a solid and gas dispersed phase is fed into the cylindrical part D of the hydrocyclone through the inlet d in along the tangent to the inner surface. In a hydrocyclone, under the influence of hydrodynamic forces, the input fluid flow is divided into two. One goes up and merges through the hole d in , and the second goes down and merges through the hole d n . Solid particles that overcome the radial force generated in the hydrocyclone are sent down and merge together with a part of the liquid (concentrate) through the lower discharge hole d n , and solid particles with sizes smaller than critical (less than the boundary grain) together with part of the liquid and air bubbles merge through upper drain hole with a diameter of d in . Calculations according to well-known formulas described in the literature (Kagan S.Z. Hydrocyclones, their device and calculation. - Chemical industry 1956, No.6, 15 pp. Izmailova AN Experimental study of hydrocyclones on fine suspensions. - Chemical and petroleum engineering, 1967 , No. 5, pp. 8-9. Cooks A. I. Hydrocyclone at the processing plants. M., Nedra, 1978, 232 pp.) And other researchers, and experimental studies conducted by the authors, make it possible to establish that the hydrocyclone applicable for the separation of fine suspensions, otorrhea fluids are liquid units and systems having precision plunger assemblies, while providing the necessary centrifugal inertia force acting on particles in the vehicle, where m is the particle mass, V is the velocity at the entrance to the hydrocyclone, r is the radius of the cylindrical part of the hydrocyclone. For particles of constant mass, the centrifugal force increases either due to an increase in the rate of fluid supply to the hydrocyclone, or a decrease in the radius of its cylindrical part, or a corresponding combination of both factors.
Варьируя конструктивными и технологическими параметрами, влияющими на разделение жидкостной системы (жидкость - твердая фаза - газ) добиваются разделения ее на составляющие, необходимые для решения поставленной задачи, удаление из контрольного потока пузырьков нерастворенного газа, удаление из процесса контроля твердой фазы загрязнений, не подлежащей контролю, и сгущение твердой фазы, подлежащей контролю, необходимой для повышения чувствительности приборов к малому содержанию твердой фазы в жидкости, повышения достоверности и качества контроля.By varying the design and technological parameters that affect the separation of the liquid system (liquid - solid phase - gas), they are achieved to separate it into components necessary to solve the problem, removing undissolved gas bubbles from the control stream, removing contaminants from the solid phase that cannot be controlled , and the thickening of the solid phase to be controlled, necessary to increase the sensitivity of the devices to a low content of the solid phase in the liquid, to increase the reliability and quality and control.
Например, при формировании контрольного потока для анализа жидкости с уровнем загрязненности по 6-му классу чистоты согласно ГОСТ 17216-2001 (0,000032%) применим гидроциклон со следующими основными конструктивными параметрами: D=10 мм, dвх=2 мм, dв=3 мм, dн=1,5 мм, угол конуса α=10°; и технологические параметры: скорость жидкости на входе в аппарат Vвх = до 25 м/с и давление на входе до 110 кгс.For example, when forming a control flow for analyzing a liquid with a pollution level of 6th grade of purity according to GOST 17216-2001 (0.000032%), we use a hydrocyclone with the following main design parameters: D = 10 mm, d in = 2 mm, d in = 3 mm, d n = 1.5 mm, cone angle α = 10 °; and technological parameters: fluid velocity at the inlet to the apparatus V in = up to 25 m / s and inlet pressure up to 110 kgf.
При контроле уровня загрязненности более высоких классов чистоты применим гидроциклон с параметрами D=7,5 мм; dвх=1,2 мм; dн=0,3 мм, α=10° при тех же технологических параметрах.When controlling the level of pollution of higher purity classes, we use a hydrocyclone with parameters D = 7.5 mm; d in = 1.2 mm; d n = 0.3 mm, α = 10 ° with the same technological parameters.
Для увеличения объема контрольного потока рекомендуется применять батарейные гидроциклоны.To increase the volume of the control flow, it is recommended to use battery hydrocyclones.
Способ контроля твердой фазы загрязнений в потоке жидких сред, включающих нерастворенные газы, реализуется с помощью устройства, изображенного на фиг.2.A method for controlling the solid phase of contaminants in a fluid stream, including undissolved gases, is implemented using the device shown in figure 2.
Устройство включает в себя трехходовой кран отбора 1, трубопровод подвода жидкости 2, гидроциклон - формирователь контрольного потока 3, трубопровод отвода 4, регулятор режима работы 5, трубопровод ввода 6, гидроциклон-воздухоотделитель 7, трубопровод отвода 8, трубопровод слива 9, обратный клапан 10, трубопровод выходной 11, обратный клапан 12, обратный клапан 13, отводной трубопровод 14, сливной кран 15, трехходовой кран слива 16, трубопровод отбора 17, кран отбора 18, трубопровод подвода 19, рабочая кювета 20, трехходовой кран сброса 21, обратный клапан 22, специальная съемная кассета с ультрафильтром 23, источник света 24, полупрозрачное зеркало 25, отражающее зеркало 26, твердотельный эталон мутности 27, измерительная диафрагма 28, преобразователь свет - сигнал 29, измерительный блок 30, блок сопряжения и управления 31, кабели связи 32 и 33, ПЭВМ с периферийными устройствами 34.The device includes a three-
Техническая задача решается тем, что в устройстве, осуществляющем способ контроля твердой фазы загрязнений в потоке жидких сред, включающем нерастворенные газы (фиг.2), первый выход трехходового крана отбора соединен трубопроводом подвода с входом в гидроциклон формирователь контрольного потока, а второй выход крана отбора через обратный клапан и питающий трубопровод соединен с рабочей кюветой и пробоотборным краном, при этом гидроциклон формирователь контрольного потока, через сливной трубопровод, регулятор режима работы и трубопровод соединен с трехходовым краном сброса, один выход которого через обратный клапан соединен с выходным трубопроводом, 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 выходным трубопроводом, нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона формирователя контрольного потока, через регулятор режима работы, через один выход трехходового крана слива соединено с входом в рабочую кювету и краном отбора, а через второй выход трехходового крана слива соединено с выходным трубопроводом, при этом нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона воздухоотделителя через регулятор режима работы, специальную съемную кассету с ультрафильтром, сливной кран, соединено трубопроводами с входом в рабочую кювету и краном отбора, а выход из рабочей кюветы посредством трубопровода и обратного клапана соединено с выходным трубопроводом.The technical problem is solved in that in a device that implements a method for controlling the solid phase of contaminants in a liquid stream, including undissolved gases (Fig. 2), the first outlet of the three-way sampling valve is connected by a supply pipe to the inlet of the hydrocyclone control flow generator, and the second outlet of the sampling valve through a non-return valve and a supply pipe connected to a working cell and a sampling valve, while the hydrocyclone is a control flow generator, through a drain pipe, an operating mode regulator and a pipe e is connected to a three-way discharge valve, one outlet of which through a non-return valve is connected to the outlet pipe, the second output of the three-way discharge valve is connected to the inlet of the hydrocyclone air separator, whose upper drain hole is connected to the outlet pipe through a pipeline, an operating mode regulator, a pipeline and a non-return valve the lower discharge opening of the hydrocyclone of the control flow former, through the regulator of the operation mode, through one outlet of the three-way drain valve is connected to the entrance to the working cell and a tap, and through the second outlet of a three-way tap the drain is connected to the outlet pipe, while the lower discharge opening of the air separator hydrocyclone through an operating mode regulator, a special removable cartridge with an ultrafilter, a drain tap, is connected by pipelines to the entrance to the working cell and the tap, and the outlet from the working cell through a pipeline and a check valve connected to the outlet pipe.
В гидроциклоне - формирователе контрольного потока происходит разделение дисперсной системы (жидкость - твердая фаза - газ), которая представляет собой промывочную жидкость и рабочую среду, заправляемую в емкость, и жидкостную систему изделия, формирование контрольного потока осуществляется в гидроциклоне, состоит в удалении из контрольного потока газовой фазы и неучитываемой стандартом твердой фазы, а также сгущение (концентрацию) твердой фазы, подлежащей контролю, для увеличения сигнала от сгущенного измеряемого продукта при оценке степени загрязненности жидкости при малом содержании твердой фазы измеряемой в жидкости, а в гидроциклоне - воздухоотделителе происходит удаление из потока жидкости пузырьков нерастворенного газа и подготовка жидкой фазы, используемой в качестве эталонной, для поверки и калибровки устройства.In a hydrocyclone — control flow former, separation of the disperse system occurs (liquid — solid phase — gas), which is a washing liquid and a working medium that is charged into the tank and the product’s liquid system; the control flow is formed in the hydrocyclone and consists of removing it from the control flow the gas phase and the solid phase that is not taken into account by the standard, as well as the thickening (concentration) of the solid phase to be controlled, to increase the signal from the condensed measured product when evaluated with In the case of liquid contamination at a low solids content measured in a liquid, and in a hydrocyclone-air separator, insoluble gas bubbles are removed from the liquid stream and the liquid phase, used as a reference, is prepared for calibration and calibration of the device.
Контроль чистоты рабочей жидкости, проходящей через кран отбора 1, производится следующим образом. Жидкость через трехходовой кран отбора 1, через обратный клапан 13 по питающему трубопроводу 14, трубопроводу подвода 19 направляется в рабочую кювету 20, с помощью которой производится измерение чистоты жидкой среды, и через выходной трубопровод 11 и обратный клапан 12 направляется на слив.The purity of the working fluid passing through the
Для калибровки измерительного блока 30 (Фиг.2) жидкость из трехходового крана отбора 1 по трубопроводу подвода 2 чрез гидроциклон формирователь контрольного потока 3, трубопровод отвода 4, регулятор режима работы 5, трубопровод 6, трехходовой кран сброса 21, через нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона воздухоотделителя 7, регулятор режима работы 5, съемную кассету с ультрафильтром 23, сливной кран 15, трубопровод 19 поступает в рабочую кювету 20 и через выходной трубопровод 11 и обратный клапан 12 поступает на слив. При этом из верхнего сливного отверстия гидроциклона воздухоотделителя 7 через трубопровод 8, регулятор режима работы 5, по трубопроводу 9 и обратному клапану 10 жидкость сливается в трубопровод 11. Одновременно с этим из нижнего разгрузочного отверстия гидроциклона формирователя контрольного потока 3, через регулятор режима работы 5, трехходовой кран 16 жидкость сливается в трубопровод 11 и затем на слив. Жидкость прошедшая через гидроциклон - формирователь контрольного потока и гидроциклон - воздухоотделитель очищается от механических загрязнений и нерастворенного газа и квалифицируется как чистая для калибровки измерительного блока 30 для данного технологического процесса.To calibrate the measuring unit 30 (Figure 2), the liquid from the three-
В случае необходимости получения эталонной жидкости повышенной чистоты (класс чистоты "00" согласно ГОСТ 17216-2001) для калибровки измерительного блока 30 на выходном трубопроводе нижнего слива гидроциклона - воздухоотделителя 7 между регулятором режима работы 5 и сливным краном 15 в специальную кассету устанавливается съемный мембранный ультрафильтр 23 с диаметром отверстий (порами) от 0,5 до 1,0 мкм.If it is necessary to obtain a reference liquid of high purity (purity class "00" according to GOST 17216-2001) for calibrating the
Жидкость, прошедшая через гидроциклон - воздухоотделитель 7 и при необходимости сменную кассету с ультрафильтром 23, направляется в рабочую кювету 20, по сигналу поступившему из рабочей кюветы в измерительный блок 30, используя эталон мутности 27 и измерительные диафрагмы 28, прибор измерительного блока устанавливается на нуль.The fluid passing through the hydrocyclone -
При заполнении рабочей кюветы 20 контролируемой жидкостью в измерительном блоке производится сравнение сигналов от контролируемой жидкости и твердотельного эталона мутности 27.When filling the working
Разность сигналов указывает на результат измерения.The signal difference indicates the measurement result.
Способ предусматривает возможность определения влияния нерастворенного газа в контролируемой жидкости на показания приборов контроля. Для этой цели по питающему трубопроводу 14 с обратным клапаном 13, жидкость в обход гидроциклона - формирователя контрольного потока 3 через трубопровод подвода 19 направляется в рабочую кювету 20 и в сравнении с твердотельным эталоном мутности определяется загрязненность жидкости твердыми частицами и нерастворенным газом.The method provides for the possibility of determining the effect of undissolved gas in a controlled liquid on the readings of control devices. For this purpose, through a
Результат анализа сравнивается с результатом деаэрированного сформированного потока в гидроциклоне - формирователе контрольного потока 3. Разность в показаниях указывает на влияние нерастворенного в жидкости газа на результат измерений твердой фазы загрязнений в потоке жидких сред, включающих нерастворенные газы.The result of the analysis is compared with the result of the deaerated formed flow in the hydrocyclone —
При контроле рабочей жидкости высокого класса чистоты, когда сигнал от частиц поступает очень слабый на уровне шумов преобразователей свет - сигнал, в измерительный канал подается поток со сгущенной (концентрированной) рабочей смесью для того, чтобы рассеянный свет от частиц твердой фазы в рабочей кювете повышался, так как рассеянный свет в рабочей кювете измерительного канала увеличивается пропорционально концентрации твердой фазы в жидкости, тем самым повышается и сигнал, поступающий на преобразователь. При этом жидкость через кран 1, трубопровод 2 поступает в гидроциклон формирователь контрольного потока 3, из которого сгущенный концентрат дисперсной смеси через нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона, через регулятор режима работы 5, кран 16, трубопровод 19 поступает в рабочую кювету 20 и по трубопроводу 11 через обратный клапан 12 направляется на слив. При этом эталонная жидкость, поступающая в рабочую кювету для калибровки прибора, пропускается через ультрафильтр 23, установленный для данной цели в специальную съемную кассету. Контроль чистоты рабочей жидкости производится следующим образом.When controlling a high-purity working fluid, when the signal from the particles enters a very weak light - signal at the noise level of the transducers, a stream with a condensed (concentrated) working mixture is supplied to the measuring channel so that the scattered light from solid particles in the working cell increases, since the scattered light in the working cell of the measuring channel increases in proportion to the concentration of the solid phase in the liquid, thereby increasing the signal fed to the transducer. In this case, the liquid through the
Световой поток от источника света 24 через полупрозрачное зеркало 25 поступает в рабочую кювету 20, рассеянный частицами световой поток из кюветы через измерительную диафрагму 28 поступает на преобразователь свет - сигнал 29, с которого сигнал поступает в измерительный блок 30, вместе с тем, через отражающее зеркало 26, твердотельный эталон мутности 27, измерительную диафрагму 28, преобразователь свет - сигнал 29, с которого сигнал поступает в измерительный блок 30, в котором происходит сложение сигналов с обоих каналов, разность которых используется для оценки степени загрязненности контролируемой среды. Далее данные по кабелям связи 32 и 33 передаются в блок сопряжения и управления 31 и ПЭВМ 32 для обработки и визуализации информации.The luminous flux from the
При необходимости отбора пробы для контроля в лабораторных условиях (на любой стадии технологического процесса) жидкость может отбираться в пробоотборник через трубопровод 17 и кран 18.If necessary, take samples for monitoring in laboratory conditions (at any stage of the technological process), liquid can be taken to the sampler through
График, построенный по результатам исследований фиг.3, показывает динамику изменения твердой и газовой фазы в жидкостной дисперсной системе (жидкость - твердая фаза - газ).The graph based on the research results of Fig. 3 shows the dynamics of changes in the solid and gas phases in a liquid disperse system (liquid - solid phase - gas).
На участках I-IV кривых отражающих состояние твердой и газовой фазы в жидкости при применении гидроциклона формирователя контрольного потока, показано: I - регистрация уровня загрязненности эталонной жидкости; II - регистрация уровня загрязненности жидкости при добавлении в нее модельной смеси определенной загрязненности; III - регистрация уровня загрязненности жидкости с модельной смесью при подаче в нее газовой фазы; IV - регистрация концентрата загрязненной жидкости, сгущенного в гидроциклоне и удаленной из жидкости газовой фазы.On sections I-IV of the curves reflecting the state of the solid and gas phases in the liquid when using a hydrocyclone for the control flow former, it is shown: I - registration of the level of contamination of the reference liquid; II - registration of the level of contamination of the liquid when adding to it a model mixture of a certain contamination; III - registration of the level of contamination of the liquid with the model mixture when applying the gas phase to it; IV - registration of the concentrate of contaminated liquid, condensed in a hydrocyclone and removed from the gas phase liquid.
В 1ой зоне графика представлена подача в измерительное устройство системы контроля эталонной деаэрированной жидкости. Во 2ой зоне в эталонную жидкость введена модельная смесь с концентрацией частиц твердой фазы равной 2·10-4% по массе. В 3ей зоне - постоянная (без увеличения) концентрация модельной смеси. В 4ой зоне - в дисперсную систему (жидкость - твердая фаза) подается диспергированная газовая фаза с объемом 3,1·10-3%. В 5ой зоне представлена подача твердой и газовой фазы в жидкость соответственно 2,0·10-4% и 3,1·10-3%. Прибор регистрирующей системы показывает диспергированную газовую фазу, а твердую из-за показаний газовой не видно. В 6ой зоне включается формирователь контрольного потока (гидроциклон), газовая фаза удаляется из жидкости, а твердая концентрируется до уровня 3,0·10-3%. В 7ой зоне стабильно регистрируется твердая фаза с концентрацией 3,0·10-3%, газовая фаза отсутствует, а концентрация твердой фазы увеличивается до концентрации, превышающей исходную в 14,875 раз. На Фиг.4 показана зависимость концентрации контрольного потока Sконтр от концентрации исходной дисперсной системы Sисх. По показаниям измерительного прибора расположенных на оси ординат (y) определяют концентрацию исходного потока рабочей среды, подлежащей контролю, показанную на оси абсцисс (х). Это дает возможность контролировать чистоту перекачиваемой рабочей среды, включающей нерастворенные газы и не учитываемую стандартом твердую фазу с размерами, меньшими допускаемых при промывке и заправке топливных, гидравлических и масляных систем с более высокой точностью.In the 1st zone of the graph, the supply to the measuring device of the control system of the reference deaerated fluid is presented. In the 2nd zone, a model mixture with a concentration of particles of the solid phase equal to 2 · 10 -4 % by weight is introduced into the reference liquid. In
Промышленное использование способа позволит:Industrial use of the method will allow:
- исключить использование лабораторных средств и квалифицированного персонала лабораторий промышленной чистоты;- to exclude the use of laboratory facilities and qualified personnel of industrial purity laboratories;
- автоматизировать процесс промывки и заправки изделий жидкими рабочими средами и топливом;- automate the process of washing and filling products with liquid working media and fuel;
- применять способ в системах централизованного управления анализом чистоты при очистке и заправке жидкостных систем изделий и при приемке, транспортировке и хранении топлива и других жидких сред;- apply the method in systems of centralized control of purity analysis when cleaning and refueling liquid systems of products and when receiving, transporting and storing fuel and other liquid media;
- применять в передвижных установках для работы в полевых условиях;- apply in mobile installations for work in the field;
- применять при контроле топлива и специальных жидких сред при высокой степени очистки.- apply in the control of fuel and special liquid media with a high degree of purification.
Преимуществом предлагаемого способа является:The advantage of the proposed method is:
- способ дает возможность контролировать чистоту жидкости в газожидкостном потоке, удаляя его из контрольного потока;- the method makes it possible to control the purity of the liquid in the gas-liquid stream, removing it from the control stream;
- способ дает возможность создать сформированный контрольный поток жидкости при контроле малых концентраций твердой фазы в жидкой среде;- the method makes it possible to create a formed control fluid flow when controlling small concentrations of the solid phase in a liquid medium;
- способ дает возможность сформировать поток эталонной жидкости, необходимый для поверки и калибровки измерительного тракта;- the method makes it possible to form a flow of a reference fluid necessary for verification and calibration of the measuring path;
- способ дает возможность создания автоматизированного контроля чистоты жидкости и управления технологическим процессом промывки и заправки.- the method makes it possible to create automated control of the purity of the liquid and control the technological process of flushing and refueling.
На основе предложенного "способа контроля твердой фазы загрязнений в потоке жидких сред, включающих нерастворенные газы, разработано "Устройство для контроля твердой фазы загрязнений в потоке жидких сред, включающих нерастворенные газы" входящее в группу изобретений, показанная на Фиг.2.On the basis of the proposed "method for controlling the solid phase of contaminants in the flow of liquid media, including undissolved gases, a device has been developed" for controlling the solid phase of contaminants in the flow of liquid media, including undissolved gases "included in the group of inventions shown in Fig.2.
Устройство для контроля твердой фазы загрязнений в потоке жидких сред включающих нерастворенные газы 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 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 применятся 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.A device for monitoring the solid phase of contaminants in a liquid flow including undissolved gases relates to the field of manufacturing testing and operation of fuel, oil and hydraulic systems and assemblies, and can also be used to control and study the concentration of the solid dispersion phase in various liquid systems, aircraft, shipbuilding , machine tool, petrochemical, chemical, medical and other industries in the production of fuels, oils and special liquids when flushing to rpusnyh and hollow bodies, pipes, precision parts units for liquid systems and also during refueling the fuel tanks, the slurry and lubricating oils. In addition, the equipment can be used in the control of solid foreign matter in food liquid media (vegetable oils, soft drinks and alcoholic beverages), as well as in drinking and industrial water, waste water and other liquid media.
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. B 01 D 35/16, 1977.A known installation for flushing, cleaning and refueling, including a tank for the working fluid, associated lines for supplying and discharging the working fluid from the product, hydrocyclones of preliminary and fine treatment built in the drain line with discharge and drain pipelines, a sensor for monitoring the concentration of cleaning products. USSR copyright certificate No. 704645, M.cl. B 01
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 контроля рабочей жидкости, так как дает неполную информацию о количественном составе механических примесей и степени пригодности изделия к эксплуатации или дальнейшим испытаниям.In the known installation, continuous automatic control of the concentration of the refined products is carried out only for that part of the liquid flow that passes through the lower discharge opening of the pre-treatment hydrocyclone, and the particles of contaminants that have gone into the upper drain and have passed through the fine-cyclone are not recorded. This reduces the quality of control of the working fluid, as it gives incomplete information on the quantitative composition of mechanical impurities and the degree of suitability of the product for use or further tests.
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 №1077667А, В 08 В 9/00, 1981.In addition, there is a known installation for washing hollow products, including a tank for working fluid, associated lines for supplying and discharging working fluid from the product, hydrocyclones of preliminary and fine treatment built in the drain line with discharge and drain pipelines, and a sensor for monitoring the concentration of cleaning products. USSR copyright certificate SU No. 1077667A, B 08
Недостатком известной установки является общее соединение разгрузочных трубопроводов гидроциклонов предварительной и тонкой очистки с входом датчика контроля концентрации продуктов очистки, отсутствие возможности раздельного контроля продуктов разделения в гидроциклонах предварительной и тонкой очистки.A disadvantage of the known installation is the general connection of the discharge pipelines of hydrocyclones of preliminary and fine purification with the input of the sensor for monitoring the concentration of purification products, the inability to separately control separation products in hydrocyclones of preliminary and fine purification.
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, А В 08 В 9/00, 1983.A known installation for washing hollow products, equipped with a means for supplying gas to the mains supply of working fluid to the product, rough and fine hydrocyclones and a device that records solid mechanical impurities, a pump and a tank for working fluid connected by pipelines to the hollow product. USSR copyright certificate SU No. 1210920, A B 08
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.A disadvantage of the known installation is the lack of the possibility of separate analysis of the separation products of hydrocyclones of coarse and fine purification, as well as the inability to obtain in the liquid system of the installation purified from the solid phase of the contaminants and the gas phase in the liquid to use pure liquid as a reference for calibration and technological control of the measuring instrument, built into the system.
Наиболее близким техническим решением предложенной установки 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. Авторское свидетельство СССР SU №1651196, A 1 G 01 N 29/02, 1988.The closest technical solution to the proposed installation is a device for monitoring disperse systems, containing a reference and measuring chambers, to which a hydroclone — a gas separator and a fine hydrocyclone — are connected to form a reference liquid and create the necessary concentration of the investigated dispersed phase. USSR author's certificate SU No. 1651196, A 1 G 01
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 извлеченной из жидкости твердой фазы загрязнений, отсутствует возможность отбора проб жидкости в пробоотборник для анализа в лаборатории, а также возможность автоматизации, регулирования и наблюдения за процессом контроля при промывке, заправке и очистке жидкости.A disadvantage of the known device is the presence of an autonomous complex system for obtaining a reference fluid for a reference cell, including a tank with a working fluid, pump, filter, hydrocyclone. This system does not make it possible to obtain a reference liquid directly from the main flow, can introduce contaminants not extracted from the liquid into the reference channel, there is no possibility of sampling the liquid in the sampler for analysis in the laboratory, and it is also not possible to automate, regulate and monitor the monitoring process during flushing, filling and cleaning fluid.
Техническая задача изобретения - расширение технологических возможностей контроля за ходом промывки, а также повышение достоверности и точности контроля. В устройстве реализован способ контроля малого содержания твердой фазы загрязнений в потоке жидких сред включающих нерастворенные газы, 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 дает возможность измерения малых концентраций механических примесей в жидких средах. Точность контроля повысится и за счет обеспечения возможности калибровки устройства на очищенной и дегазированной эталонной жидкости, получаемой в устройстве и настройке твердотельного эталона мутности.The technical task of the invention is the expansion of the technological capabilities of monitoring the progress of washing, as well as increasing the reliability and accuracy of control. The device implements a method for controlling the low content of solid phase of contaminants in a liquid stream including undissolved gases by removing from the controlled liquid stream bubbles of undissolved gas unaccounted for by the standard of the solid phase of contaminants with a particle size less than the standard specified by the purity class and concentration (concentration) taken into account by the solid standard phase in the control flow of the test fluid. This makes it possible to measure low concentrations of solids in liquid media. The accuracy of the control will increase due to the possibility of calibrating the device on a cleaned and degassed reference fluid obtained in the device and setting up a solid-state turbidity standard.
Устройство для контроля твердой фазы загрязнений в потоке жидких сред, включающих нерастворенные газы, предназначенное для решения технической задачи, показанная на фиг.2, состоит из основных взаимосвязанных частей и включает в себя: трехходовой кран отбора 1, трубопровод подвода жидкости 2, гидроциклон - формирователь контрольного потока 3, трубопровод отвода 4, регулятор режима работы 5, трубопровод ввода 6, гидроциклон воздухоотделитель 7, трубопровод отвода 8, трубопровод слива 9, обратный клапан 10, трубопровод выходной 11, обратный клапан 12, обратный клапан 13, отводной трубопровод 14, сливной кран 15, трехходовой кран слива 16, трубопровод отбора 17, кран отбора 18, трубопровод подвода 19, рабочая кювета 20, трехходовой кран сброса 21, обратный клапан 22, съемная кассета с ультрафильтром 23, источник света 24, полупрозрачное зеркало 25, отражающее зеркало 26, твердотельный эталон мутности 27, измерительная диафрагма 28, преобразователь свет-сигнал 29, измерительный блок 30, блок сопряжения и управления 31, кабель связи 32 и 33, ПЭВМ с периферийными устройствами 34.A device for monitoring the solid phase of contaminants in a fluid stream, including undissolved gases, designed to solve the technical problem, shown in figure 2, consists of the main interconnected parts and includes: three-
Техническая задача решается тем, что первый выход трехходового крана отбора соединен трубопроводом подвода с входом в гидроциклон формирователь контрольного потока, а второй выход крана отбора через обратный клапан и трубопроводы соединены с рабочей кюветой и пробоотборным краном, при этом гидроциклон - формирователь контрольного потока через сливной трубопровод, регулятор режима работы и трубопровод соединен с трехходовым краном сброса, один выход которого через обратный клапан соединен с выходным трубопроводом, 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 выходным трубопроводом, нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона - формирователя контрольного потока, через регулятор режима работы, через один выход трехходового крана слива соединено с входом в рабочую кювету и пробоотборным краном, а через второй выход трехходового крана слива, соединено с выходным трубопроводом, при этом нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона воздухоотделителя через регулятор режима работы, съемную кассету с ультрафильтром, сливной кран соединено трубопроводами с входом в рабочую кювету посредством трубопровода, обратного клапана соединено с выходным трубопроводом, при этом источник света подает направленный пучок света через полупрозрачное зеркало в рабочую кювету, а посредством отражающего зеркала на твердотельный эталон мутности, оба пучка света, пройдя каждый по своему каналу через диафрагму своего канала, преобразователи свет-сигнал, складываясь в измерительном блоке, сигнал поступает по кабелю связи в блок сопряжения и управления, а затем по другому кабелю связи с ПЭВМ, кроме того, блок сопряжения и управления может быть использован для управления технологическим процессом.The technical problem is solved in that the first output of the three-way sampling tap is connected by an inlet pipe to the inlet of the control flow driver and the second outlet of the sampling tap through a check valve and pipelines is connected to the working cell and sampling valve, while the hydrocyclone is a control flow former through the drain pipe , the regulator of the operating mode and the pipeline is connected to a three-way discharge valve, one output of which through a check valve is connected to the output pipeline, the second output is three the discharge valve is connected to the inlet to the hydrocyclone with an air separator, the upper drainage opening of which through the pipeline, the mode controller, the pipeline and the non-return valve is connected to the outlet pipe, the lower discharge opening of the hydrocyclone - control flow former, through the mode controller, through one outlet of the three-way drain valve connected to the entrance to the working cell and the sampling valve, and through the second outlet of the three-way drain valve, connected to the outlet pipe, while the lower discharge the hole of the air separator hydrocyclone through the operating mode regulator, a removable cartridge with an ultrafilter, a drain valve is connected by pipelines to the entrance to the working cell, a non-return valve is connected to the output pipe, while the light source delivers a directional beam of light through a translucent mirror to the working cell, and through a reflective mirrors on a solid-state standard of turbidity, both beams of light, each passing through its channel through the diaphragm of its channel, light-signal converters, folding being in the measuring unit, the signal enters through the communication cable into the interface and control unit, and then through another communication cable with the PC; in addition, the interface and control unit can be used to control the technological process.
Контроль чистоты рабочей жидкости подающейся через трехходовой кран отбора 1, через обратный клапан 13 по питающему трубопроводу 14, трубопроводу подвода 19, направляется в рабочую кювету 20 и через выходной трубопровод 11 и обратный клапан 12 попадает в выходной трубопровод. В рабочей кювете 20 под действием направленного пучка света из источника 24, проходящего через полупрозрачное зеркало 25 и направленного в кювету 20, где происходит рассеяние света твердыми частицами, находящимися в рабочей жидкости (метод нефелометрии). Рассеянный свет из рабочей кюветы 20 проходит через диафрагму 28 измерительного канала, преобразуется в электрический сигнал преобразователем 29 и поступает в измерительный блок 30.The purity control of the working fluid supplied through the three-
Одновременно световой поток, отражаясь от полупрозрачного зеркала 25 и отражающего зеркала 26, попадает в эталонный канал на твердотельный эталон мутности 27, диафрагму эталонного канала 28, преобразователь 29, и преобразованный в электрический сигнал попадает в измерительный блок 30. Из измерительного блока 30 разность сигналов от измерительного и эталонного каналов, соответствующая загрязнению жидкости, находящейся в рабочей кювете, по кабелю связи 32 поступает в блок сопряжения и управления 31, а по кабелю связи 33 в ПЭВМ, где результаты регистрируются и документируются.At the same time, the luminous flux, reflected from the
Для калибровки измерительного блока 30 жидкость из трехходового крана отбора 1 по трубопроводу подвода 2, через гидроциклон формирователь контрольного потока 3, трубопровод отвода 4, регулятор режима работы 5, трубопровод 6, трехходовой кран сброса 21, через нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона воздухоотделителя 7, регулятор режима работы 5, сливной кран 15, трубопровод 19 поступает в рабочую кювету 20 и через выходной трубопровод 11 и обратный клапан 12 поступает в выходной трубопровод 11. При этом из верхнего сливного отверстия гидроциклона воздухоотделителя 7 через трубопровод отвода 8, регулятор режима работы 5, по трубопроводу 9 и обратному клапану 10 жидкость сливается в трубопровод 11. одновременно с этим из нижнего разгрузочного отверстия гидроциклона формирователя контрольного потока 3, через регулятор режима работы 5, трехходовой кран 16 жидкость направляется в трубопровод 11 и на слив. Жидкость, прошедшая через гидроциклон - формирователь контрольного потока и гидроциклон - воздухоотделитель, очищается от механических загрязнений и нерастворенного газа и квалифицируется как чистая для калибровки измерительного блока 30. В случае необходимости получения эталонной жидкости повышенной чистоты (класс чистоты "00" согласно ГОСТ 17216-2001) для калибровки измерительного блока 30 на выходном трубопроводе нижнего слива гидроциклона - воздухоотделителя 7 между регулятором режима работы 5 и сливным краном 15 в специальную кассету устанавливается съемный мембранный ультрафильтр 23 с диаметром отверстий (порами) от 0,5 до 1,0 мкм. Световой сигнал, поступивший из рабочей кюветы от рассеянного частицами направленного пучка света, сравнивается со световым сигналом поступившего от твердотельного эталона мутности. Диафрагмами 28 обоих каналов уравнивается сигнал, поступающий от преобразователей свет - сигнал 29 и в измерительном блоке 30 устанавливается "нуль" прибора. При измерении разность сигналов, поступающих от преобразователей 29 измерительного и эталонного каналов, указывает на степень загрязненности жидкости.To calibrate the measuring
В устройстве предусмотрена возможность определения влияния нерастворенного газа в контролируемой жидкости на показания приборов контроля. Для этой цели по питающему трубопроводу 14 с обратным клапаном 13 жидкость в обход гидроциклона - формирователя контрольного потока 3 через трубопровод подвода 19 направляется в рабочую кювету 20, и в сравнении с твердотельным эталоном мутности определяется загрязненность жидкости твердыми частицами и нерастворенным газом. Результат анализа сравнивается с результатом деаэрированного сформированного потока в гидроциклоне - формирователе контрольного потока 3. Разность в показаниях указывает на влияние нерастворенного в жидкости газа на результат измерений твердой фазы загрязнений в потоке жидких сред, включающих нерастворенные газы.The device provides the ability to determine the effect of undissolved gas in a controlled fluid on the readings of control devices. For this purpose, through the
При контроле рабочей жидкости высокого класса чистоты, когда сигнал от частиц поступает очень слабый на уровне шумов преобразователей свет - сигнал 29, в измерительный канал подается поток со сгущенной (концентрированной) рабочей смесью, для того, чтобы рассеянный свет от частиц твердой фазы в рабочей кювете повышался, так как рассеянный свет в рабочей кювете измерительного канала увеличивается пропорционально концентрации твердой фазы в жидкости, тем самым повышается и сигнал, поступающий на преобразователь 29. При этом жидкость из трехходового крана отбора 1 поступает по трубопроводу 2 в гидроциклон - формирователь контрольного потока 3, из которого сгущенный концентрат дисперсной смеси через нижнее разгрузочное отверстие гидроциклона, через регулятор режима работы 5, кран 16, трубопровод 19 поступает в рабочую кювету 20 и по трубопроводу 11 через обратный клапан 12 - на слив в выходной трубопровод. При этом эталонная жидкость, поступающая в рабочую кювету для калибровки прибора, пропускается через ультрафильтр 23, установленный для данной цели в специальную съемную кассету. Контроль чистоты рабочей жидкости производится путем сравнения сигнала от контрольного потока, поступающего в рабочую кювету 20 с сигналом от твердотельного эталона мутности 27.When controlling a high-purity working fluid, when the signal from the particles enters a very weak light -
При необходимости отбора пробы для контроля в лабораторных условиях (на любой стадии технологического процесса) жидкость отбирается в пробоотборник через трубопровод 17 и кран 18.If necessary, take samples for control in laboratory conditions (at any stage of the technological process), liquid is taken into the sampler through
Промышленное использование устройства позволит:Industrial use of the device will allow:
- исключить использование лабораторных средств и квалифицированного персонала лабораторий промышленной чистоты;- to exclude the use of laboratory facilities and qualified personnel of industrial purity laboratories;
- автоматизировать процесс промывки и заправки изделий жидкими рабочими средами и топливом;- automate the process of washing and filling products with liquid working media and fuel;
- применять устройство в системах централизованного управления анализом чистоты при очистке и заправке жидкостных систем изделий и при приемке, транспортировке и хранении топлива и других жидких сред;- use the device in centralized control systems for purity analysis when cleaning and refueling liquid systems of products and when receiving, transporting and storing fuel and other liquid media;
- применять в передвижных установках для работы в полевых условиях;- apply in mobile installations for work in the field;
- применять при контроле топлива и специальных жидких сред при высокой степени очистки.- apply in the control of fuel and special liquid media with a high degree of purification.
Преимущество предлагаемого устройства:The advantage of the proposed device:
- устройство имеет возможность контролировать чистоту жидкости в газожидкостном потоке, удаляя его из контрольного потока;- the device has the ability to control the purity of the liquid in the gas-liquid stream, removing it from the control stream;
- устройство формирует контрольный поток жидкости при контроле малых концентраций твердой фазы в жидкой среде;- the device forms a control fluid flow when controlling small concentrations of the solid phase in a liquid medium;
- устройство дает возможность сформировать поток эталонной жидкости, необходимый для поверки и калибровки измерительного тракта;- the device makes it possible to form a flow of a reference fluid necessary for verification and calibration of the measuring path;
- устройство дает возможность автоматизировать контроль чистоты жидкости и управления технологическим процессом промывки и заправки;- the device makes it possible to automate the control of fluid purity and control the technological process of flushing and refueling;
- имеется возможность документирования результатов контроля рабочей жидкости и топлива.- it is possible to document the results of the control of the working fluid and fuel.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Для пояснения действия (работы), как пример реализации заявленного способа и устройства (Фиг.2), приводится предполагаемая схема его применения (Фиг.5), где заявленное устройство вычерчено толстой линией (I) согласно схемы Фиг.2, а тонкой линией (II) показана поясняющая часть применения устройства (источник подачи контролируемой жидкости в заявленное устройство).To explain the action (work), as an example of the implementation of the claimed method and device (Figure 2), the proposed scheme for its use (Figure 5), where the claimed device is drawn by a thick line (I) according to the scheme of Figure 2, and a thin line ( II) shows the explanatory part of the application of the device (source of supply of controlled fluid in the claimed device).
На пояснительной схеме (Фиг.5), раскрывающей возможность применения заявленного способа и устройства показано: кабели связи 35 и 36, источник подачи рабочей жидкости 37, промываемое и заправляемое изделие 38, трехходовой кран подачи 39, средство для подачи газа 40, трубопровод подвода рабочей жидкости 41, трехходовой кран слива 42, трубопровод слива 43, регулятор режима работы трубопроводной системы 44, трубопровод слива 45, трубопровод нагнетания 46.On the explanatory diagram (Figure 5), revealing the possibility of applying the claimed method and device, it is shown:
Техническая задача решается тем, что 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 и регулятор режима работы и трубопровод соединены с источником подачи рабочей жидкости.The technical problem is solved in that the source of the working fluid supply through the discharge pipe and through one of the outputs of the three-way fluid supply valve and the supply pipe, with the gas supply means embedded in it, is connected to the product, through the second output of the liquid supply tap, the fluid supply source is connected to a three-way selection valve, exit from the product through the drain valve, a pipeline and an operating mode regulator, and a pipeline are connected to a source of working fluid supply.
При промывке и заправке изделия работа производится следующим образом. Из источника подачи рабочей жидкости 37 жидкость поступает в изделие 38 по трубопроводу нагнетания 46 через трехходовой кран подачи 39 и трубопровод подвода рабочей жидкости 41. При необходимости промывки изделия газожидкостным потоком подключается средство для подачи газа 40. Из изделия, при промывке, жидкость через трехходовой кран слива 42, трубопровод слива 43 и регулятор режима работы 44 поступает по трубопроводу 45 в источник подачи рабочей жидкости 37, а при заправке рабочая жидкость остается в изделии 38.When washing and filling the product, the work is performed as follows. From the source of supply of the working
Кроме того, предусматривается управление технологическим процессом промывки и заправки изделия. При достижении заданной чистоты рабочей жидкости в режиме промывки из блока сопряжения и управления 31 по кабелям связи 35 и 36 подается сигнал в источник подачи рабочей жидкости 37 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.In addition, it provides for the management of the technological process of washing and refilling the product. When the specified purity of the working fluid is reached in the washing mode from the interface and
Примечание: Схемное решение, изображенное на Фиг.5, использовалось для исследования технических характеристик узлов заявленного устройства.Note: The circuit diagram shown in Figure 5 was used to study the technical characteristics of the nodes of the claimed device.
Так оно:So it is:
- включает обводной канал дающий возможность закольцовывания трубопроводных каналов, минуя изделия, при очистке жидкости, находящейся в баке источника подачи жидкости;- includes a bypass channel enabling looping of the pipe channels, bypassing the product, when cleaning the liquid in the tank of the source of fluid supply;
- включает средство подачи газа в систему при газожидкостной промывке изделия;- includes a means of supplying gas to the system during gas-liquid washing of the product;
- имеет трубопроводный канал, соединяющий источник подачи рабочей жидкости с узлом контроля, минуя изделие.- has a pipeline channel connecting the source of supply of the working fluid with the control unit, bypassing the product.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004126501/28A RU2284509C2 (en) | 2004-09-03 | 2004-09-03 | Method and device for measuring concentration of solid contamination in fluid flow with unsolved gases |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004126501/28A RU2284509C2 (en) | 2004-09-03 | 2004-09-03 | Method and device for measuring concentration of solid contamination in fluid flow with unsolved gases |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004126501A RU2004126501A (en) | 2006-02-27 |
RU2284509C2 true RU2284509C2 (en) | 2006-09-27 |
Family
ID=36114075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004126501/28A RU2284509C2 (en) | 2004-09-03 | 2004-09-03 | Method and device for measuring concentration of solid contamination in fluid flow with unsolved gases |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2284509C2 (en) |
-
2004
- 2004-09-03 RU RU2004126501/28A patent/RU2284509C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004126501A (en) | 2006-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2613367C (en) | Method and apparatus for measuring the density of one component in a multi-component flow | |
AU2010337437B2 (en) | Control of subsea cyclone | |
US4045671A (en) | Method and apparatus for continuously monitoring the presence of oil in water | |
US8898018B2 (en) | Methods and systems for hydrocarbon production | |
CN107796794B (en) | Online oily sewage detection method based on ultraviolet fluorescence method | |
RU2284509C2 (en) | Method and device for measuring concentration of solid contamination in fluid flow with unsolved gases | |
US9835525B2 (en) | Multiphase sample container and method | |
WO1988002855A1 (en) | Particle analysis apparatus | |
CN207894765U (en) | A kind of oilfield sewage suspension content rapid determination device | |
US3924449A (en) | Oil pollution totalizer | |
KR100939969B1 (en) | An automatic measuring apparatus for suspended solid | |
RU72152U1 (en) | DEVICE FOR GRADING, INSPECTION AND TESTING OF THE SYSTEM OF AUTOMATED CONTROL OF PURITY OF Aircraft FUEL | |
CN201072407Y (en) | On-line detecting instrument for minute oil-hydrocarbon in water | |
RU139580U1 (en) | STAND FOR RINSING, REFILLING AND CLEANING OF PURITY OF LIQUID AIRCRAFT SYSTEMS | |
CN211528143U (en) | Coal slime flocculation sedimentation test on-line tester | |
RU2258213C1 (en) | Device for testing filtering material | |
RU41370U1 (en) | INSTALLATION FOR RINSING, FILLING AND CONTROL OF PURITY OF LIQUID SYSTEMS | |
GB2490537A (en) | Non-contact absorbance measurement | |
JP2011069801A (en) | Measuring device of amount of bubble within liquid by measurement of volume change rate | |
US8896831B2 (en) | Method and device for the validation of contamination and cleaning in a system | |
CN207245698U (en) | A kind of multistage separating single well metering device | |
CN209460257U (en) | Oxygen content test device | |
US3208267A (en) | Contaminant measurement | |
US20230152294A1 (en) | Method for analysis and detection of solids in emulsions, oil and derivatives thereof | |
RU103923U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING FUEL PURITY FOR REACTIVE ENGINES AND SPECIAL LIQUIDS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090904 |