Установка контроля качества газоразделительных элементов из полых полупроницаемых нитей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 О 65/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4843022/26 (22) 28.06.90 (46) 30.03.92. Бюл. ¹ t 2 (71) Краснодарское проектно-конструкторское бюро по проектированию оборудования для производства пластических масс и синтетических смол "Пластмаш" (72) В.M. Пикалов (53) 62-278(088.8) (56) Заявка Японии ¹ 61-220710(А), кл. В 01 0 13/01, 1986. (54) УСТАНОВКА КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ГАЗОРАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ

ПОЛЫХ ПОЛУПРОНИЦАЕМЫХ НИТЕЙ

jp7) Изобретение относится к производству мембранных устройств для разделения смесей газов, в частности к оборудованию для изготовления и испытания на дефектность газоразделительных элементов (ГРЭ) из полых полупроницаемых нитей. Цель изобретения — повышение производительности, Изобретение относится к производству мембранных устройства для разделения смесей газов, в частности к оборудованию для изготовления и испытания на дефектность гаэоразделительных элементов (ГРЭ) на полых полупроницаемых нитей.

ГРЭ на основе полых волокон относятся к высокоэффективным и перспективным массообменным устройствам промышлен-. ного типа, Их применение позволяет снизить энергоемкость процесса разделения газов, утилизировать ценные газы из выбрасываемых смесей, получать из воздуха заданные газовые среды, используемые в промышленной биотехнологии и хранении сельхозпродукции.. Ы,„, 1722549 А1 качества и надежности процесса испытания. Установка контроля качества ГРЭ включает соединенные трубопроводами аппараты подачи и подготовки воздуха и блок контроля, содержащий запорные клапаны, измерительную аппаратуру и приспособление для размещения испытуемого элемента, выполненного в виде герметичного контейнера, снабженного быстросъемными крышками и ложементом. В блоке контроля установлена замкнутая система, выполненная в виде трубопроводов с двумя парами управляемых клапанов, из которых одна пара соединена между собой и с подводящим трубопроводом входами, а другая пара соединена между собой и с отводящим. трубопроводом выходами, причем выходы клапанов подводящего трубопровода соединены с противоположными концами приспособления для размещения испытуемого элемента. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

В условиях промышленного производства особое место занимает организация комплексного автоматизированного контроля изготавливаемых газоразделительных половолоконных мембранных элементов, в результате которого возможно выявление бракованных элементов с показателями, отличающимися от заданных нормативной документацией.

Известно устройство для испытания модуля с полыми волокнами, включающее аппаратуру подачи воздуха и блок контроля, содержащий запорные клапаны, измерительную аппаратуру и приспособление для размещения испытуемого элемента.

1722549

Недостатком известного устройства является низкая надежность работы во время испытания, что обусловлено конструкцией приспособления для размещения испытуемого модуля. Испытуемый модуль одним концом вставляется в держатель, а с другого конца прижимается фиксатором, центральная часть модуля остается открытой, В результате у такой конструкции проникший поток (пермеат) поступает в атмосферу и, следовательно, его параметры не могут быть проверены. Кроме того, для качественного контроля испытуемого ГРЭ необходимо обеспечить прохождение как прямого, так и обратного потока подаваемого в ГРЭ воздуха, Для этой цели либо переустанавливают испытуемый ГРЭ, обладающий, как правило, большим весом и габаритами, либо меняют местами подсоединяемые трубопроводы подвода и отвода воздуха, Однако при этом снижается производительность и качество процесса испытания ГРЭ, Кроме того, известное устройство имеет ограниченное применение, рассчитано только на обнаружение недопустимой утечки во; уха через полые мембранные волокна.

Целью изобретения является повышение производительности, качества и надежности процесса испытания.

Поставленная цель достигается тем, что установка контроля качества ГРЭ, включающая соединенные трубопроводами аппараты подачи воздуха, аппараты подготовки воздуха и блок контроля, содержащий запорные клапаны, измерительную аппаратуру и приспособление для размещения испытуемого ГРЭ, дополнительно снабжена замкнутой. системой, установленной на блоке контроля и выполненной в виде трубопроводов с двумя парами управляемых клапанов, иэ которых одна пара соединена между собой и подводящим трубопроводом входами, а другая пара соединена между собой и отводящим трубопроводом выходами, причем выходы клапанов подводящего трубопровода соединены с противоположными концами приспособления для размещения испытуемого элемента, выполненного в виде герметичного контейнера, снабженного быстросьемными крышками и ложементом. Целесообразно при этом быстросъемный ложемент снабдить катковыми опорами, Оснащение блока контроля предлагаемой установки замкнутой системой трубопроводов, снабженной попарно работающими управляемыми клапанами, позволяет обеспечить поочередное пропускание как прямого, так и обратного потока воздуха через испытуемый ГРЭ без сьема его с ложемента и разгерметизации контейнера. Это значительно сокращает потери вспомогательного времени в.цикле испыта5 ния изготовленного ГРЭ, что повышает производительность процесса испытания.

Кроме того, возможность проверки выходных параметров разделенных газовых потоков и, соответственно, сравнение их с

10 заданными параметрами при пропускании через ГРЭ как прямого, так и обратного потоков подводимого воздуха повышает качество и надежность испытания работоспособности изготовленного ГРЭ.

15 Ввиду того, что блок контроля снабжен замкнутой системой трубопроводов с двумя парами управляемых клапанов, позволяющей переключать направление подаваемого в ГРЭ потока воздуха, и герметичным

20 контейнером для сбора и отвода проникшего газового потока (пермеата) с последующей проверкой его параметров, таких как давление, расход и газовый состав, предлагаемая установка обеспечивает выполнение

25 комплексного автоматизированного контроля газоразделительных характеристик как остаточного (ретанта), так и проникшего (пермеата) потоков, проходящих через испытуемый ГРЭ, что также гарантирует повы30 шение качества и надежности процесса испытания ГРЭ, На фиг. 1 представлена принципиальная схема установки контроля качества ГРЭ; на фиг. 2 — контейнер с размещенным внут35 ри него испытуемым ГРЭ, продольный разрез; на фиг, 3 — разрез А — А на фиг, 2; на фиг, 4 — узел I на фиг. 2; на фиг, 5 — вид Б на фиг, 2; на фиг, 6 — разрез  — В на фиг, 2.

Установка содержит соединенные по40 следовательно трубопроводами аппараты подачи воздуха, аппараты подготовки воздуха и блок контроля. К аппаратам подачи воздуха относятся воздушный комп рессор 1 и воздухосборник 2, которые через запор45 ный клапан 3 сообщаются с аппаратами подготовки воздуха, которыми осуществляется его охлаждение, очистка и осушка. Охлаждение воздуха осуществляется теплообменником 4, очистка воздуха произ50 водится влагоотделителем 5 и фильтром 6.

Фильтр 6 соединен с системой глубокой осушки, состоящей иэ двух адсорберов 7 и

8, заполненных цеолитом. На входе каждого из эдсорберов установлено по паре запор55 ных пневмоклапанов 9, 10 и 11, 12, а на выходе — запорные клапаны 13 и 14 и дросселирующие игольчатые вентили 15 и 16

Для сбора очищенного и осушенного воздуха служит накопительная емкость 17, перед которой установлены фильтры пыли 18 и

1722549 тонкой очистки 19. Накопительная емкость

17 связана трубопроводом 20 и блоком 21 контроля для испытания газоразделительных элементов. Блок 21 контроля включает герметичный контейнер 22, выполненный в виде цилиндрического сосуда, снабженного съемным ложементом 29 для установки и закрепления ГРЭ и быстросъемными крышками 24, выполненными откидными на шарнирах. Для одновременного испытания нескольких газоразделительных элементов контейнер может иметь другую форму, а его ложемент оснащен рядом гнезд. Противоположные концы контейнера снабжены патрубками 25 и 26 входа-выхода воздуха или. остаточного потока (фиг. 2) и сообщаются с замкнутой системой трубопроводов 27.

По одну сторону от входов в замкнутую систему трубопроводов расположены управляемые клапаны 28 и 29, сообщающиеся между собой и подводящим трубопроводом

20 входами. Другая пара управляемых клапанов 30 и 31 установлена по другую сторону замкнутой системы трубопроводов и сообщается между собой и отводящим трубопроводом выходами. Таким образом, патрубок 25 входа в контейнер сообщается с выходом клапана 29, а патрубок 26 выхода остаточного потока (ретанта) сообщается с выходом клапана 28. Контейнер 22 также снабжен патрубком 32 для отвода проник,шего потока.(пермеата), Kpove того, блок контроля снабжен газоаналиэаторами 33 и

34 для анализа газового состава проникшего потока и остаточного потока, а также расходомерами 35-37, установленными соответственно на входе и выходе замкнутой системы трубопровода 27 и на трубопроводе отвода проникшего потока. Для работы в автоматическом режиме установка снабжена блоком 38 управления. Ложемент

23, предназначенный для установки и закрепления испытуемого газоразделительного элемента, оснащен .четырьмя катковыми опорами 39 для удобства перемещения внутри контейнера при загрузке и разгрузке ложемента в контейнер, а также двумя зажимными скобами 40 для закрепления ГРЭ. Блок 21 контроля также снабжен регулирующим клапаном 41 для поддержания необходимого давления в остаточном потоке и запорным пневмоклапаном 42.

Установка работает следующим образом.

Воздушный компрессор 1 и воздухосборник 2 осуществляют подачу воздуха под давлением 1, 4 МПа в систему подготовки воздуха, где производится его охлаждение, очистка от капельной влаги, частиц масла и пыли, а также глубокая осушка от паров влаги. В результзте в блок контроля поступает очищенный и охлажденный до

+20 С воздух, соответствующий по загрязненности первому классу ГОСТ 17433-80, 5 что обеспечивает надежность процесса испытания ГРЭ. При открытии запорного пневмоклапана 3 воздух из воздухосборника 2 поступает в теплообменник 4, в котором происходит снижение его температуры до

10 +20 С. Затем воздух поступает во влагоотделитель 5 с автоматическим отводом конденсатора и в фильтр 6 для очистки отчастиц масла и пылевидных частиц, Из фильтров 6 воздух подается в адсорбер 7, 15 при этом пневмоклапаны 9, 13 и 11 устанавливаются открытыми, а пневмоклапаны 12, 14 и 10 закрытыми. Таким образом, воздух проходит из фильтра 6 через пневмоклапан

9, адсорбер 7, пневмоклапан 13 в предвари20 тельный фильтр 18 пыли, затем в фильтр 19 тонкой очистки пыли и далее в накопительную емкость 17. Часть воздуха (5-10 от основного потока) после пневмоклапана 13 проходит через дросселирующий игольча25 тый вентиль 15 на регенерацию адсорбера

8 и далее через пневмоклапан 11 в атмосферу, По истечении заданного времени производится автоматическое переключение адсорбера 7 в режим регенерации, а адсор30 бера 8 в режим сушки, при этом сначала производится выравнивание давления в адсорбере 8 до рабочей величины за счет открытия пневмоклапанов 12 и 14 при. открытых клапанах 9 и 13 и закрытых клапа35 нах 10 и 11. Затем открываются клапаны 9 и

13 и открывается клапан 10, после чего адсорбер 7 переходит в работу на режиме регенерации, При этом часть воздуха, проходящего через клапан 14, поступает на

40 регенерацию адсорбера 7 и далее в атмосферу через дросселирующий клапан 10; Из накопительной емкости 17 подготовленный воздух по трубопроводу 20 подается в блок . 21.контроля испытания ГРЭ.

45 Подлежащий испытанию ГРЭ, предварительно установленный и закрепленный скобами 40 на ложементе 23; закатывается в контейнер 22, выполненный в виде цилиндрического сосуда, который затем закрыва50 ется быстросьемными крышками 24. Через патрубки 25 и 26 контейнер соединен с замкнутой системой трубопроводов 27, в которую воздух в процессе испытания ГРЭ подается через открытый пневмоклапан 42

55 и расходомер 35. При этом клапаны 29 и 30 открыты, а клапаны 28 и 31 закрыты и поток воздуха через патрубок 25 поступает в испытуемый ГРЭ, в котором происходит разделение воздуха на два потока — проникший (пермеат) и остаточный (ретант). Пермеат за1722549 полняет полость контейнера 22 и далее через патрубок 32 и расходомер 37 поступает к газоанализатору 33.

Остаточный поток через патрубок 26 поступает в замкнутую систему трубопроводов 27 и через открытый клапан 30, расходомер 36 в газоаналиэатор 34.

Необходимое давление остаточного по тока автоматически поддерживается регулирующим клапаном 41.

Для более качественной проверки параметров изготовленного ГРЭ подача воздуха

s него производится поочередно как в прямом, так и в обратном направлении. При этом благодаря возможности циркуляции воздуха через поочередно включаемые попарно работающие клапаны 28, 31 и 29, 30, испытание ГРЭ прямым и обратным потоком возможно без кантовки ГРЭ и разгерметизации контейнера. При испытании обратным потоком воздух через открытый клапан 28 (клапаны 29 и 30.при этом закрыты) поступает в патрубок 26, клапан 31, расходомер 36, регулирующий клапан 41 поступает к гаэоанализатору 34.

Ы процессе испытания ГРЭ на предлагаемой установке производится автоматическое измерение величины расхода остаточного потока в зависимости от содержания в нем установленной объемной доли кислорода- и давления воздуха на входе в

ГРЭ. Полученные фактические значения величины расхода остаточного потока как при прямой, так и обратной подаче входного потока, для каждого испытуемого ГРЭ автоматически сравниваются с нормативным значением, введенным предварительно в блок управления, По результатам сравнения дается заключение о годности контролируемого ГРЭ.

Таким образом, данная установка контроля качества ГРЭ позволяет осуществить с высокой точностью комплексный и надежный автоматизированный контроль изготавливаемых ГРЭ в условиях их про. мышленного производства за счет выявления бракованных ГРЭ, газоразделительные характеристики которых отличаются от заданных нормативной документацией. При этом обеспечивается сокращение вспомогательного времени, повышение производительности, качества и надежности процесса испытания изготовленных ГРЭ за счет оснащения блока контроля замкнутой системой трубопроводов, снабженной попарно работающими управляемыми клапанами, обеспечивающей поочередную подачу как

10- прямого, так и обратного потоков воздуха через испытуемый ГРЭ без съема его с ложемента и разгерметизации контейнера, а также за счет оснащения блока контроля герметичным контейнером с быстросъемными шарнирными крышками для размещения испытуемого ГРЭ и сбора проникшего потока быстросъемным ложементом с катковыми опорами, легко перемещающимся с тяжелыми ГРЭ вдоль контейнера.

Формула изобретения

1, Установка контроля качества газоразделительных элементов из полых полупроницаемых нитей, включающая соединенные трубопроводами аппараты подачи и подготовки воздуха и блок контроля, содержащий запорные клапаны, измерительную аппаратуру и приспособление для размещения испытуемого газоразделительного элемента, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, качества и надежности процесса испытания, она дополнительно снабжена замкнутой системой, установленной в блоке контроля и выполненной в виде трубопроводов с двумя парами управляемых клапанов, из которых одна пара соединена между собой и подводящим трубопроводом входами, а другая пара соединена междусобой и отводящим трубопроводом выходами, причем выходы клапанов подводящего трубопровода соединены с противоположными концами приспособления для размещения испытуемого элемента, выполненного в виде герметичного контейнера, снабженного быстросъемными крышками и ложементом.

2. Установка по и. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что быстросъемный ложемент снабжен катковыми опорами, 1722549

1722549 фи® 4.Ю

Составитель С.Мельникова

Техред M.Moðãåíòàë Корректор C.×åðíè

Редактор Т.Лазоренко

Заказ 1014 Тираж .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101