SU567120A1 - Устройство дл гранулометрического анализа и счета частиц в жидкости - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области определени  загр зненности рабочих жидкостей, а именно к устройствам дл  гранулометрического анализа и счета частиц в жидкости, и может быть применено, например, при эксплуатации гидропривода дл  определени  пригодности к использованию рабочей жидкости по критерию ее загр зненности твердыми частицами .

Известно устройство дл  автоматического подсчета частиц суспензии, взвешенных в жидкости , содержащее канал дл  прохождени  жидкости, узкую часть канала, через которую невозможно одновременное прохождение более двух частиц, детектор, определ ющий физические изменени , вызываемые прохождением жидкости через узкую часть канала, счетчик.

Наличие очень узкого канала определ етс  возможность частого забивани  его. При наличии в жидкости частиц широкого гранулометрического состава, характерного дл  жидкостей реальных гидросистем, выполнить условие одновременного прохождени  через канал не более двух частиц невозможно.

В устройстве дл  определени  гранулометрического состава пульпы имеютс  пульповод, зазор между неподвижной п той и щупом, св занным с прибором измерени  величины этого зазора.

Цикл измерени  частиц, проход щих между п той и щупом, очень сложен. Дл  измерени  необходимо подвести щуп к неподвижной п те , зафиксировать обжим частицы, измерить

величину зазора, характеризующего величину застр вшей частицы, и отвести щуп дл  смыва проконтролированных частиц с измерительных Поверхностей щупа и п ты.

Больша  инерционность исполнительных систем и сложность цикла не позвол ют обеспечить большую частоту подходов щупа.

В процессе одного подхода возмол :но измерение не более одной частицы. При контроле реальных лшдкостей, характеризующихс  небольшими концентраци ми частиц, чтобы зафиксировать одну частицу, необходимо несколько подводов щупа к п те. Дл  гранулометрического анализа таких жидкостей измерение достаточно большого и представительного числа частиц требует очень большого времени. Счет проход щих частиц невозможен , -поскольку фиксаци  частиц производитс  на небольшой части Цикла в момент подхода щупа к .неподвижной п те.

Иаиболее близким к изобретению из известных устройств  вл етс  устройство фирмы Н1АС.

Устройство содержит резервуар, канал подвода жидкости к окну, фотоэлемент, преобразователь , счетчик импульсов. Световой луч

пронизывает поток жидкости в окне и попадает на фотоэлемент с противоположной стороны . Проход ща  частица преры-вает часть светового потока. За этим следует изменение выходного сигнала фотоэлемента, про-по.рциональное .величине частицы, проход щей через поток света. Выходной сигнал подаетс  после преобразовани  в преобразователе на электронный счетчик, который регистрирует каждуют частицу соответственно ее величине.

Данные, полученные с помощью этого устройства , допускают значительную погрещность -в определении количества твердых частиц минерального происхождени , окислов металлов, продуктов износа, способных резать , царапать, внедр тьс , заклинивать, т. е. частиц, от которых завис т в основном надежность и долговечность гидропривода.

Гранолометрический анализ твердых частиц также крайне неточен. Так, прибор может зафиксировать одинаковое количество частиц в двух фракци х. Однако, поскольку неизвестно количество твердых частиц в каждой фракции , остаетс  не сным степень опасности каждой фракции, что может привести к неправильным выводам.

Неправильно будут учтены и отнесены к более крупной, более опасной фракции мелкие частицы, адсорбировавшие на себ  смолистые компоненты, а также коагулированные мелкие частицы, практически «е вли ющие на интенсивность износа поверхностей зазоров и не привод щие к нарущени м в работе гидропривода .

Кажда  частица фиксируетс  по ее проекдии в зависимости от того какой стороной она случайно повернетс  в потоке жидкости в момент прохождени  под лучем света. Так, например , частица чешуйчатого строени  может быть зафиксирована и как крупна , и как мелка .

Целью изобретени   вл етс  увеличение точности подсчета и гранулометрического анализа твердых частиц.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем резервуар, сообщенный каналом с окном дл  прохода исследземой жидкости, имеющим ограничители поперечного размера, жестко закрепленные в поперечном направлении окна, чувствительный элемент, преобразователь и счетчик импульсов , один из ограничителей соединен с чувствительным элементом, а другой образован бесконечной поверхностью, например торцом диска, св занной с приводным устройством.

Св зь приводного устройства с бесконечной поверхностью,  вл ющейс  одним из ограничителей окна, определ ет возможность непрерывного движени  этой поверхности и непрерывного проволакивани  исследуемой жидкости вместе с ча-стипами через жесткое окно, а соединение другого ограничител  поперечного размера окна с чувствительным элементом обеспечивает возможность измерени  силового воздействи  частицы на ограничители окна . При этом обеспечиваетс  счет всех твердых частиц, проход щих через окно, размер которых превосходит поперечный размер окна , а также гранулометрический анализ твердых частиц при пропускании жидкости через окна, имеющие разные поперечные размеры.

На фиг. 1 дан общий вид устройства; на фиг. 2 - блок-схема устройства.

Устройство дл  гранулометрического анализа и счета частиц в жидкости, например минеральном масле, включает резервуар 1 дл  исследуемой жидкости 2, содержащей частицы 3. Резервуар 1 имеет мещалку 4 дл  перемещивани  жидкости и соединен трубкой

5с каналом 6 подвода жидкости к окну 7. Окно 7 имеет огра ничители поперечного размера , один из которых выполнен ъ форме щупа 8, а второй в виде диска 9. Щуп 8 и диск 9 жестко закреплены относительно друг друга в поперечном направлении окиа. Щуп 8 закреплен на корпусе 10 посредством рессор И и регулировочного устройства 12. Диск 9 прижат к опорам 13 корпуса 10 с помощью упругой муфты 14, обеспечивающей также передачу крут щего момента от приводного устройства- двигател  15 к диску 9 и центрирование диска относительно опор 13.

Щуп 8 имеет скос 16, выполненный с целью создать клиновидность, облегчающую вт гивание частиц, в том числе и больщих, в окно 7 и их надежное прохождение через окно, и калибрующую поверхность 17, выполненную параллельно бесконечной поверхности - торцу 18 диска 9 или с небольщой клиновидностью в направлении вытекающей л идкости. Размер окна равен наименьшему рассто нию между щупом и диском и характеризует пайменьший размер частиц контролируемой фракции.

Щуп 8 прикреплен к пьезодатчику 19 больщой жесткости, который в свою очередь крепитс  к колодке 20. Пьезодатчик 19 подключен через усилитель 21 к преобразователюдискриминатору 22, соединенному со счетчиком импульсов 23.

Скоба 24, поджата  к торпу 18 диска плоскими пружинами 25, уплотн ет подвод щий канал 6 и окно 7.

Нож 26 дл  сн ти  пленки жидкости поджат к диску плоской пружиной 27. Емкость 28 служит дл  сбора проконтролированной жидкости и снабжена датчиками 29 уровн  жидкости.

Работа устройства происходи. следующим образом.

Контролируема  жидкость 2 с .взвещенными в пей в результате вращени  -мешалки 4 частицами 3 поступает в подвод щий канал

6и попадает на торец 18 диска 9. Силами сцеплени  между диском и жидкостью последн   проволакиваетс  через окно 7.

Лента жидкости выноситс  торцом диска к ножу 26, который срезает пленку л идкости и сдвигает собранную жидкость вместе с частицами к периферии диска. Частицы меньше

размера окна 7 проход т через него свободно. Частицы больше размера окна проход т него благодар  скосу 16 и в зависимости от физических свойств частично внедр ютс  в обжимающие поверхности, дефор-мируютс  или разрушаютс , оказыва  иа скос и калибрующую поверхность 1.7 щупа 8 силовое воздействие , передаваемое через щуп на Т1ьезодатчик 19. На электродах пьезодатчика по вл етс  напр жение, пропорциональное силовому воздействию со стороны частицы. Это напр жение, усиленное усилителем 21,  вл етс  сигналом и поступает на вход дискриминатора 22, настроенного на определенное фиксированное пороговое напр жение. При слабом сигнале, ие превосход щем пороговое напр жение дискриминатора, сигнал не вызывает .срабатывани  дискриминатора, и этот сигнал не фиксируетс  счетчиком импульсов 23, св занным с выходом дискриминатора.

При сигнале, превышающем пороговое напр жение дискриминатора, происходит срабатывание дискриминатора и выдача сигнала дискриминатора на счетчик импульсов, которые фиксирует сигнал дискриминатора.

Дл  получени  числа твердых частиц размерной фракции, например 25-50 мкм, поступают следующим образом.

Контролируемый объем жидкости пропускаетс  через окно 25 мкм, а затем после фиксации результата и сброса показаний счетчика такой же объем данной прО)бы пропускают через окно 50 мкм. Разность между двум  показани ми счетчика и будет равна искомой величине .

Процесс счета с разделением частиц на фракции автОМатизироваи. Датчик уровн  29, определ ющий прохождение первого объема жидкости подает сигнал на командный аппарат 30. Командный аппарат выдает команды на устройство 12 дл  установки окна на следующий раЗМер и счетчик импульсов 23 дл  автоматической выдачи результатов на прибор фиксации результатов 31. Так повтор етс  столько раз, сколько требуетс  определить размерных р дов, ограничивающих фракции.

Частицы, различающиес  по твердости и прочности, фиксируютс  не одинаково.

Четко фиксируютс  частицы значительной твердости и прочности, т. е. частицы, способные резать, царапать, внедр тьс , заклинивать , что св зано со значительным силовым воздействием па стенки зазора.

Резко уменьшаетс  возможность фиксации частиц очень малой твердости и прочности, например смолистых сгустков, продуктов окислительной полимеризации углеводородных молекул масла, коагулированных мелких частиц. Фиксаци  этих частиц счетчиков возможна лишь при очень Малом пороговом уровне дискриминатора и при больших размерах этих частиц, несравнимых с размерами исследуемых твердых частиц. Число таких больщих частиц -мало по сравнению с числом значительно меньших твердых частиц вследствие того, что гранулометрическое распределение частиц реальных рабочих жидкостей характеризуетс  резким увеличением числа частиц с уменьшением их величины и очень малым числом самых больших частиц.

Промежуточное положение занимают частицы средней твердости и прочности, которые могут вызвать силовое воздействие, достаточное дл  их фиксации счетчиком. Внесение таких частиц в числе твердых оправдано их большим воздействием на стенки зазора.

Частицы, адсорбировавшие на себе смолистые компоненты, при прохождении через окно раздав т м гкую оболочку и будут подсчитаны как такие же частицы без оболочки. В процессе счета зчитываетс  опасный размер частицы характеризующий способность ее свободно проходить через зазоры трущихс  пар гидрооборудовани  или оказывать силовое воздействие на них, привод щее к износу .

Смещением порогового уровн  дискриминатора , например с помощью регул тора, можно легко изменить и зафиксировать условную границу раздела частиц по твердости и ширину диапазона частиц, которые могут быть отнесены к твердым частицам. Такое смещение расшир ет возможности устройства и позвол ет , например значительно увеличить точность выделени  наиболее твердых и прочных частиц.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  гранулометрического ана .лиза и счета частиц в жидкости, например в

   минеральном масле, содержащее резервуар, сообщенный каналом с окном дл  прохода исследуемой жидкости, имеющим ограничители поперечного раз-мера, жестко закрепленные в поперечном иаправлении окна, чувствительный элемент преобразователь и счетчик импульсов , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  точности счета и гранулометрического анализа твердых частиц, один из ограничителей соединен с чувствительным элементом , а другой образован бесконечной поверхностью , -например торцом диска, св занной с приводным устройством.

   19

   9 3 л