СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ В ЖИДКОСТИ, ТЕКУЩЕЙ В ТРУБОПРОВОДЕ Российский патент 2011 года по МПК G01N5/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в авиационной, ракетной и других областях техники, применяющих системы подачи рабочих жидкостей с заданными требованиями по содержанию частиц загрязнений. Способ предназначен для использования при определении содержания загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе.

Известен способ определения содержания загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе. Способ включает отбор пробы жидкости из трубопровода, фильтрование пробы жидкости в лабораторных условиях через бумажный или стеклянный фильтр и определение массы осадка частиц загрязнений на фильтре - по разности массы фильтра с осажденными частицами и начальной массы фильтра. По измеренным значениям массы загрязнений, осажденных из пробы, и объема пробы жидкости определяют содержание загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе (см. П.Н.Белянин, В.М.Данилов. Промышленная чистота машин. Машиностроение, 1982, стр.185-185). При этом рекомендовано использовать пробоотборный цилиндр емкостью не менее 100 см³, который соединяют с прямым участком трубопровода таким образом, чтобы при закрытии отсечных элементов (вентилей) его можно было снять и использовать отобранную в цилиндр жидкость для анализа.

Недостатком способа является то, что результаты анализа (определения массы загрязнений в пробе и содержания загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе) характеризуют загрязненность только той части жидкости, которая проходила по трубопроводу во время отбора пробы.

Так как при течении по трубопроводу содержание загрязнений в жидкости может изменяться, то достоверность результатов анализа и точность определения содержания загрязнений, с использованием известного способа, будут невысокими. Следует также учесть, что отбор проб жидкости может проводиться с различным временем заполнения пробоотборного цилиндра. Это будет приводить к тому, что условия поступления с жидкостью частиц загрязнений будет различаться и точность определения содержания загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе, будет снижаться.

С большей достоверностью содержание загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе, может быть определено с использованием способа определения содержания загрязнений (Способ определения содержания загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе. Патент №2371701; 11.02.2008 г.). Это достигается тем, что проводят непрерывный отбор части жидкости в магистраль отбора через контрольный фильтр с измерением ее расхода. При этом расход жидкости в магистрали отбора устанавливают с условием равенства скоростей жидкости в заборном элементе устройства отбора проб и жидкости в трубопроводе в месте установки устройства отбора проб, а содержание загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе, определяют по формуле

,

где m₁ - масса частиц загрязнений в жидкости, прошедшей по трубопроводу;

m₂ - масса частиц загрязнений, осажденных на контрольном фильтре магистрали отбора проб;

V₀ - объем жидкости, прошедшей по трубопроводу;

V₂ - объем жидкости, прошедшей по магистрали отбора проб и контрольный фильтр.

Кроме того, отфильтрованную на контрольном фильтре жидкость возвращают в трубопровод.

Однако способ имеет недостатки, которые сводятся к следующему.

При использовании способа - при изготовлении и монтаже устройства отбора возможны отклонения размеров изготовленных элементов устройства отбора от расчетных. Возможны нарушения и условий расположения (размещения) заборных элементов устройства отбора в трубопроводе.

Указанные особенности будут приводить к нарушениям закономерностей поступления частиц загрязнений из потока жидкости в магистраль отбора снижению точности определения содержания частиц загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении точности определения содержания загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе.

Это достигается тем, что после изготовления и монтажа устройства, выполненного для реализации способа, проводят его тарировку - определение поправочного коэффициента.

На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство включает трубопровод 1, являющийся составной частью технологической системы подачи жидкости потребителю 12 (на чертеже не показано).

В трубопроводе 1 установлено устройство отбора 2 части жидкости, текущей в трубопроводе. К устройству отбора 2 подсоединена магистраль отбора проб 3, содержащая контрольный фильтр 5, расходомер жидкости 6, запорные элементы - вентили 4, 7.

Контрольный фильтр магистрали отбора выполняют с условием возможности его разборки и снятия осажденных на нем частиц загрязнений для последующего анализа и определения массы.

Размеры фильтрующего элемента (площадь фильтрования) контрольного фильтра выполняют с условием исключения изменения расхода жидкости через фильтр при осаждении на нем частиц загрязнений.

Трубопровод 1 включает также расходомер 8 жидкости, текущей в трубопроводе, устройство 9 регулирования расходов жидкости в трубопроводе 1 и в магистрали 3 отбора проб (дроссельное устройство).

Кроме того, для временного подсоединения используют сливную магистраль 10, содержащую контрольный фильтр 11.

Способ осуществляют следующим образом.

После изготовления устройств и монтажа системы подачи, предусматривающей определение содержания частиц загрязнений в жидкости, трубопровод 1 временно отсоединяют от системы подачи 12, к трубопроводу 1 (к концевому участку) подсоединяют сливную магистраль 10, содержащую контрольный фильтр 11. Открывают запорные элементы 4, 7. Подают жидкость в трубопровод 1. Из трубопровода 1 с текущей жидкостью, расход которой измеряют расходомером 8, часть жидкости через устройство отбора 2 непрерывно поступает в магистраль отбора 3 и по магистрали отбора - на контрольный фильтр 5, где частицы загрязнений осаждаются на фильтрующем элементе.

Отфильтрованная контрольным фильтром 5 жидкость поступает в расходомер 6 магистрали отбора 3 и далее в трубопровод 1 в поток жидкости за устройством регулирования 9 расходов.

Основной поток жидкости проходит по трубопроводу 1 и далее - по сливной магистрали 10 через контрольный фильтр 11 в сливную емкость (на чертеже не показано). Продолжительность течения жидкости определяют на основе опытных данных.

В заданный момент времени прекращают подачу жидкости в трубопровод 1, закрывают вентили 4, 7 магистрали отбора проб 3, снимают контрольный фильтр 5 магистрали отбора 3, контрольный фильтр 11 сливной магистрали, производят их разборку, извлекают фильтрующие элементы и определяют в соответствии с существующей технологией массу частиц загрязнений, осажденных при тарировке на фильтрующем элементе контрольного фильтра 11 трубопровода m_lt и фильтрующем элементе контрольного фильтра 5 магистрали отбора m_2t. По измеренным значениям расходов определяют объемы жидкости, прошедшие через трубопровод V_0t и через магистраль отбора V_2t при тарировке.

С использованием измеренных значений определяют поправочный коэффициент (коэффициент тарировки) k_t по формуле

.

После проведения тарировки сливную магистраль 10, содержащую контрольный фильтр 11, отсоединяют. К трубопроводу 1 подсоединяют магистраль подачи 12 жидкости к потребителю.

Определение содержания загрязнений в жидкости при подаче к потребителю проводят в следующей последовательности.

Открывают запорные элементы 4, 7. Из трубопровода 1 с текущей жидкостью, расход которой измеряют расходомером 8, часть жидкости через устройство отбора 2 непрерывно поступает в магистраль отбора 3 и по магистрали отбора - на контрольный фильтр 5, где частицы загрязнений осаждаются на фильтрующем элементе.

Отфильтрованная контрольным фильтром 5 жидкость, после расходомера 6 магистрали отбора 3 поступает в трубопровод 1 в основной поток за устройством регулирования 9 расходов.

В заданный момент времени подачи жидкости по трубопроводу 1 закрывают вентили 4, 7 магистрали отбора 3, снимают контрольный фильтр 5, производят его разборку, извлекают фильтрующий элемент и определяют массу частиц загрязнений m₂, осажденных на фильтрующем элементе.

Кроме того, определяют объемы жидкости, прошедшие по трубопроводу (объем V₀) и по магистрали отбора проб 3 (объем V₂) - по измеренным расходомерами 6, 8 значениям расходов жидкости и продолжительности течения жидкости в трубопроводе 1 и в магистрали отбора проб 3.

Определение содержания загрязнений может осуществляться также и после окончания подачи жидкости по трубопроводу 1 (после завершения технологического процесса подачи жидкости).

Массу загрязнений в жидкости, прошедшей по трубопроводу m₁, определяют из выражения

Так как отбор проб проводят с учетом тарировки, учитывающей возможные погрешности изготовления и монтажа устройств отбора, то результаты определения с использованием предлагаемого способа будут характеризовать содержание загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе, с большей точностью.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в авиационной, ракетной и других отраслях техники, применяющих системы подачи рабочих жидкостей с заданными требованиями по содержанию частиц загрязнений. Способ определения содержания загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе, заключается в непрерывном отборе части жидкости в магистраль отбора, с условием равенства скорости жидкости в заборном элементе устройства отбора и скорости жидкости в трубопроводе в месте установки устройства отбора. Затем пропускают отобранную жидкость через контрольный фильтр магистрали отбора. Далее осуществляют возвращение отфильтрованной жидкости в трубопровод и использование измеренных значений массы загрязнений, осажденных на контрольном фильтре магистрали отбора, и объемов жидкости, прошедших по трубопроводу и по магистрали отбора. При этом содержание загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе, определяют после проведения предварительной тарировки по формуле: , где m₁ - масса загрязнений в жидкости, прошедшей по трубопроводу; m₂ - масса загрязнений, осажденных на контрольном фильтре магистрали отбора; V₀ - объем жидкости, прошедшей по трубопроводу; V₂ - объем жидкости, прошедшей по магистрали отбора и контрольный фильтр; k_t - поправочный коэффициент. Причем предварительная тарировка включает временное соединение выхода трубопровода со сливной магистралью, содержащей контрольный фильтр. Затем пропускают по трубопроводу жидкость с измерением объемов, и загрязнений, осажденных на контрольных фильтрах сливной магистрали и магистрали отбора. При этом поправочный коэффициент k_t определяют по формуле: где m_1t - масса загрязнений в жидкости, прошедшей по трубопроводу при тарировке, и осажденных на контрольном фильтре сливной магистрали; m_2t - масса загрязнений, осажденных на контрольном фильтре магистрали отбора; V_0t - объем жидкости, прошедшей по трубопроводу при тарировке; V_2t - объем жидкости, прошедшей по магистрали отбора при тарировке. Технический результат изобретения является повышение точности определения содержания загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ определения содержания загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе, включающий непрерывный отбор части жидкости в магистраль отбора, с условием равенства скорости жидкости в заборном элементе устройства отбора и скорости жидкости в трубопроводе в месте установки устройства отбора, пропускание отобранной жидкости через контрольный фильтр магистрали отбора, возвращение отфильтрованной жидкости в трубопровод и использование измеренных значений массы загрязнений, осажденных на контрольном фильтре магистрали отбора, и объемов жидкости, прошедших по трубопроводу и по магистрали отбора, отличающийся тем, что содержание загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе, определяют после проведения предварительной тарировки по формуле
,
где m₁ - масса загрязнений в жидкости, прошедшей по трубопроводу;
m₂ - масса загрязнений, осажденных на контрольном фильтре магистрали отбора;
V₀ - объем жидкости, прошедшей по трубопроводу;
V₂ - объем жидкости, прошедшей по магистрали отбора и контрольный фильтр;
k_t - поправочный коэффициент.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно проводят тарировку, включающую временное соединение выхода трубопровода со сливной магистралью, содержащей контрольный фильтр, пропускание по трубопроводу жидкости с измерением объемов, прошедших по трубопроводу и магистрали отбора, и загрязнений, осажденных на контрольных фильтрах сливной магистрали и магистрали отбора, и определение поправочного коэффициента k_t по формуле

где m_1t - масса загрязнений в жидкости, прошедшей по трубопроводу при тарировке, и осажденных на контрольном фильтре сливной магистрали;
m_2t - масса загрязнений, осажденных на контрольном фильтре магистрали отбора;
V_0t - объем жидкости, прошедшей по трубопроводу при тарировке;
V_2t - объем жидкости, прошедшей по магистрали отбора при тарировке.