Система фильтрации рабочей жидкости пузырьковой камеры Советский патент 1983 года по МПК G01T5/06 G01T7/00 

Изобретение относится к технике физического эксперимента, а более конкретно - кконструкции пузырьковых камер. Системы циркуляционной очистки рабочей среды, содержащее установленные в замкнутом контуре насос и фильтр, широко известны ij . Они применяются в тех случаях, когда да ление рабочей среды в очищаемом объеме постоянно или меняется медленно. Для осуществления постоянной фильтрации в пузырьковых камерах такие системы не могут быть использованы, так как рабочий объем пузыр ковой камеры заполнен сниженным газом и во время цикла дексадпрессии из входного и выходного трубопровод системы в рабочий объем происходит впрыскивание жидкости, сопровождающееся ее резким вскипанием так на эываемый фонтан кипения. Для пред вращения этого явления систему филь рации оснащают входным и выходным клапанами, предотвращающими попадание жидкости из трубопроводов в раб чий объем во эремя рабочего цикла изменения давления в камере. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система фильтрации пузырьковой каме ры Гаргамель, содержащая трехходо вой распределитель подачи среды с электропневматическим .переключающим устройством, подключенным к системе управления пузырьковой камеры, (и образукидая с ее,рабочим объеме замкнутый контур с последовательно установленньали в нем входным клапаном, насосом, фильтром и выходным клапаном И. Система фильтрации образует совместно с рабочим объемом пузырьков камеры замкнутый контур с последовательно установленными в ем входным нормально-открытым клапаном, центробежным насосом, фильтром и нормально-открытым выходным клапаном. Оба клапана имеют пневмопривод двустороннего Действия и управляются посредством трехходовых элек ропнёвмоклапанов ЭПК , подключаемы к системе управления (СУ) пузырьков камерой. В этой системе рабочая жид кость непрерывно циркулирует в контуре и лишь на время совершения цик па измерения давления в рабочем объе ме отсекает его от системы. Недостатком этой системы является сложность входящих в него агрега тов, в частности - центробежного-: Насоса с мокрым электродвигателем и наличие трех электропневмоклапанов для управления пневмоклапанами. Применение центробежного насоса с мокрым электродвигателем объясняется жесткостью требований к герметичности гидравлических систем пропан-фрионовых камер. Целью изобретения является упрощение конструкции системы фильтрации рабочей жидкости в пузырьковой камере. Цель достигается тем, что в предлагаемой системе фильтрации рабочей жидкости пузырьковой камеры, содержащей трехходовой распределитель подачи среды с электропневматическим переключакицим устройством, подключённым к системе управления пузырьковой камеры, и образукяцей с ее рабочим объемом замкнутый контур с последовательно установленными в нем входным клгшаном, насосом, фильтром и выходным клапаном, в замкнутом контуре установлен гидропневмоприводной насос (ГПН), приводная камера которого соединена с выходом трехходового распределителя подачи среды (РПС) с переключающим устройством, подключаемым к системе управления (например, ЭПК, входной клапан выполнен в виде обратного клапана, а выходной клапан выполнен нормально закрытым с пнзвмоприводом одностороннего действия, управляющая полость которого пневматически связана с приводной камерой ГПН, В этой системе поступающие от СУ пузырьковой камеры командна играют роль тактовых команд для совершения переключений насоса, а пневматическая связь управляющей полости клапана с приводной камерой насоса обеспечивает самоуправление выходнь клапаном (уже без участия СУ/. На фиг. 1 показана пневмогидрохемеГ системы фильтрации; на фиг.2циклограмма работы системы фильтра-i ции, где i - ордината времениi Р - ордината давлений/ X состояние Выходного пневмоклапана: 1 .- открыт, О закрытJпит - давление питания,РО - верхнее давление в рабочем объеме; PU - нижнее давление в рабочем объеме; п.к давление вприводной камере насоса; н.к- давление в насосной камере; tHatt- продолхсительность такта , нагнетания 9с - продолжительность такта всасывания; tn - пауза между тактами/ - период цикла работы камеры, ii - период цикла работы насоса. Система фильтрации образует совестно с рабочим объемом 1 пузырькоой камеры замкнутый контур с послеовательно установленными в нем входым обратным клапаном 2 j гидропневмопррводным насосом 3, фильтром 4 и выходным пневмоклапаном 5. Внутренний объем гидропневмоприводного насоса 3 разделен мембраной 6 на две камеры, насосную 7 и приводную 8. Насосная камера 7 через блок 9 обратных клапанов соединена с всасывающей 10 к нагнетающей 11 магистра лями. Приводная камера 8 сообщена с выходом трехходового распределителя 12 подачи среды, выполненного, например, в виде пневмоклапана с пнев моприводом одностороннего действия к входу питания которого подведен управляющий газ, например сжатый во дух, его дренаж сообщен с атмосферой, а управляющий вход - с выходом трехходового управляющего электропневмоклапана 13, на .вход которого поступают сигналы от системы 14 управления пузырьковой камерой. Можн выполнить распределитель 12 подачи среды в виде электропневмоклапана, тогда управляющие сигналы от систем управления подают непосредственно на его вход. Выходной пневмрклапан состоит из корпуса с седлом, перейрываемым затвором 15, связанным штоком 16 с двойным герметичным поршнем 17, замыкающим управляющую полость (УП) 18 пневмоклапана 5. Дренажная полость 19 между поршнями постоянно сообщена с атмосферой что гарантирует надежное разделение рабочей и приводной сред. Управляюща) полость 18 трубкой 20 сообщена с приводной камерой 8. Очевидно, что давление питания должно быть выше, чем максимальное давление в рабочем Объеме. Система работает следующим образом. По команде, вырабатываемой системой 14 управления, электрический сигнал поступает на вход электропневмоклапана 13, который срабатывает, и подает сжатый воздух в,управляющую полость пневмоклапана. Последний переключается в положение, при котором его выход разобщен с входом питания и сообщен с дренажом - сжатый воздух из приводной камеры 8 сбрасывается в атмосферу. Как только давление в приаодной камере (Pn.t) станет ниже давления верхнего в рабочем объёме (РВ) открываются впускные обратные клапаны 2 блока 9 и начинается заполнение насосной камеры 7 средой из рабочего объема - такт всасывания. Поскольку приводная камерй сообщеяа с управляющей полостью 18 пневмоклапана 5, то его поршень 17 под действием разности давлений перемещается в крайнее левое положение - до посадки затвора 15 на седло - пневмоклапан закрывается. После того как мембрана 6 гидропнев моприводного насоса переместится в крайнее левое положение, в насосной камере 7 происходит плавное восстановление давления Рц до значения Pg . В момент совершения цикла изменения давления в рабочем объеме давление в приводной камере 8 и в управляющей полости 18 отсутствует, вследствие чего на затвор 15 пневмоклапана 5 всегда действует усилие прижатия (так, как нижнее давление РН в рабочем объеме всегда больше 0), герметизирующее место его уплотнения по седлу. Поскольку обратный клапан 2 за счет раз41ости давлений в магистрали 10 и рабочем объеме 1 также закрыт, то рабочий.объем в пузырьковой камере на этот момент времени оказывается полностью отсеченным от системы фильтрации. Через заданное время после совершения цикла изменения давления в рабочем объеме электрический сигнал с входа электропневмоклапана 13 снимается, в результате чего он переключается и сбрасывает сжатый воздух из управляющей полости пневмоклапана. Последний переключается в положение, при котором его выход сообщен с питающим входом и разобщен с дренажом - на1чинается подача воздуха в приводную камеру 8. Как только давление в приводной камере станет выше верхнего давления в рабочем объеме, открывается выпускной обратный клапан блока 9 и начинается вытеснение среды из насосной камеры 7 - такт нагнетания. Одновременно нарастает давление и в управляющей полости 18 пневмоклапана 5, вследствие чего его поршень 17, перемещаясь вправо, открывает затвор 15, и рабочая среда из насосной камеры 7 через фильтр 4 и пневмоклапан 5 поступает в рабочий объем 1. После того, как мембрана б гидропневмоприводного насоса переместится из крайнего левого в крайнее правое положение, давление Рц,ц падает до .значения Pg , в то время как РП(/ увеличивается, стремясь к значению (давление питания). Далее циклы повторяютдя в той же последовательности. Момент включения управляющего электропневмоклапана 13 подбирают таким образом, чтобы длительность непроизводительной паузы tji между циклами нагнетания-всасывания была минимальной, а момент отключения так, чтобы начало такта нагнетания следовало сразу же после завершения цикла изменения давления в рабочем объеме камеры. Производительность контура фильтрации должна быть выбрана с таким расчетом, чтобы время совершения полного цикла работы гидропневмоприводного насоса (1ц) не превышало периода циклов работы камеры

Тц, при этом длительность всасывания (tec) должна быть, достаточной для хорсшего заполнения насосной камеры 7.

Таким образом, предлагаемое устройство представляет собой систему с пульсирующим расходом, обеспечивающую за каждый цикл работы камеры очистку определенной порции жидкости.

Не уступая в герметичности, предложенная система значительно проще в изготовлении и обслуживании; управление всей системой (т.е синхронизация работы системы фильтрации циклами изменения давления в рабочем объеме) осуществляется с помощью единственного электропневмоклапана, подключенного к системе управления пузырьковой камерой.

СИСТЕМА ФИЛЬТРАЦИИ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ ПУЗЫРЬКОВОЙ КАМЕРЫ, содержащая трехходовой распределитель подачи среды с электропневматическим переключающим устройством, подключенным к системе управления пузырьковой камеры, и образующая с ее рабочим объемом замкнутый контур, с последовательно установленными в нем входным клапаном, насосом, фильтром и выходным клапаном, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, в замкнутом контуре установлен гидропневмоприводной насос, приводная камера которого соединена с выходом трёхходового распределителя подачи среды, входной клапан выполнен в виде обратного клапана, а выходной клапан нормально закрытым с пневмоприводом одностороннего действия, причем уп- g равляющая полость последнего сооб щена с приводной камерой насоса. :о со 00