Способ промывки внутренних полостей гидравлических и топливных систем

 

Использование: обеспечение заданной чистоты внутренней поверхности элементов и агрегатов гидравлических приводов разного назначения. Сущность изобретения: способ промывки внутренних полостей гидравлических и топливных систем заключается в промывке полостей системы газонасыщенной жидкостью в пресыщенном состоянии на определенном участке промываемой системы и перемещении этого участка в прямом и обратном направлениях. Пресыщенное состояние обеспечивают путем изменения давления газонасыщенной жидкости перед промываемой системой посредством установки регулируемого дросселя и на выходе из нее посредством установки клапана и связанного с ним эжектора. 1 ил.

Изобретение относится к производству и эксплуатации летательных аппаратов, а более конкретно к обеспечению заданной чистоты внутренних поверхностей элементов и агрегатов гидравлических приводов различного назначения.

В связи с возрастанием требований к чистоте жидкостей, используемых в качестве рабочих тел гидравлических и топливных систем все большую остроту приобретает вопрос обеспечения чистоты внутренних полостей элементов и агрегатов, по которым движется или в которых циркулирует рабочая жидкость. Для решения этой актуальной задачи необходимо обеспечить тщательную очистку внутренних полостей гидравлических и топливных систем от механических микрочастиц, содержащихся как на внутренних стенках полостей, так и в зазорах, обусловленных конструктивными особенностями этих систем (штуцера для установки датчиков, сильфонные узлы и т. п. ).

Известен способ очистки внутренней поверхности длинномерного изделия, например трубопровода, по авт. св. СССР N 1062311, кл. С 23 G 5/00, 1983 путем подачи моющего раствора вдоль очищаемой поверхности. Сущность известного способа заключается в том, что подачу моющего раствора чередуют с подачей сжатого газа при частоте чередования 0,3-300 имп. /с.

Недостатком известного способа является отсутствие возможности обеспечения оптимального значения объемного расходного газосодержания в каждом сечении очищаемого трубопровода, соответствующего максимальной эффективности процесса очистки. За счет гидравлического сопротивления очищаемого трубопровода происходит отклонение величины объемного расходного газосодержания от его начального оптимального значения. При перемещении вдоль очищаемого трубопровода в направлении течения это отклонение возрастает. Изложенное приводит к снижению эффективности и увеличению времени процесса очистки, исключает возможность его интенсификации, приводит к снижению экономичности процесса очистки и сужает область применения рассматриваемого способа.

Указанный недостаток устранен в способе очистки трубопроводов в автоклаве промывкой их жидкостью, залитой в автоклав, ее нагревом и последующим приведением в перегретое состояние (Тимиркеев Р. Г. , Сапожников В. М. Промышленная чистота и тонкая фильтрация рабочих жидкостей летательных аппаратов. М. : Машиностроение, 1986, с. 91). В этом способе эффективность очистки обеспечивается за счет вскипания перегретой жидкости. Образующиеся при этом пузырьки пара не только турбулизируют жидкость в объеме очищаемого трубопровода, но и выталкивают ее оттуда, что способствует выносу загрязнений и смене жидкости. Для повышения эффективности процесса очистки по рассматриваемому способу необходимо увеличить как интенсивность образования пузырьков пара, так и длительность времени, в течение которого продолжается процесс их образования, для чего в условиях рассматриваемого способа необходимо увеличить степень перегрева рабочий жидкости.

Увеличение степени перегрева рабочей жидкости приводит к интенсификации процесса парообразования. Пузырьки пара в перегретой жидкости образуются главным образом на границе раздела фаз жидкость - твердое тело и не только в жидкости, расположенной в очищаемой объеме, но и во всем объеме жидкости, залитой в автоклав. Благодаря их быстрому росту происходит интенсивная турбулизация как пристеночных слоев жидкости, так и всего объема рабочей жидкости. При этом пузырьки пара, образующиеся на наружной поверхности очищаемого трубопровода и стенках автоклава, очищают эти поверхности от механических и других загрязнений.

Известно, что скорость всплывания пузырька перед выходом на свободную поверхность падает, при этом поднятая пузырьком жидкость стекает с образующегося на пузырьке сферического выступа вместе с содержащимися в ней микрочастицами загрязнений, что обусловливает перенос загрязнений в объеме рабочей жидкости и снижает класс ее чистоты. Вынесенные в жидкость загрязнения служат центрами парообразования, вокруг которых происходит вскипание жидкости, что приводит к непроизводительным затратам рабочей жидкости, не участвующей в процессе очистки. В то же время для достижения максимальной экономичности процесса очистки отношение объема рабочей жидкости, участвующей в процессе очистки (V_{ж.очист.}) к объему рабочей жидкости в автоклаве (V_ε ) должно быть близко в 1, однако при этом создаются наиболее благоприятные условия как для повторного загрязнения очищаемых поверхностей уже вынесенными в объем рабочей жидкости загрязнениями, так и увеличения непроизводительных затрат за счет вскипания рабочей жидкости на этих загрязнениях. Для уменьшения этой вероятности отношение должно быть как можно меньше 1, что однако не устраняет полностью возможности попадания вынесенных в рабочую жидкость загрязнений на уже очищенную поверхность и одновременно приводит к увеличению непроизводительных затрат рабочей жидкости, так как в процессе очистки при этом участвует малый объем рабочей жидкости.

Увеличение времени процесса кипения за счет уменьшения темпа изменения давления в объеме над свободной поверхностью рабочей жидкости также приводит к увеличению вероятности попадания вынесенных в рабочую жидкость загрязнений на очищаемую поверхность за счет интенсивной турбулизации всего объема рабочей жидкости в автоклаве.

Следует также учитывать, что наиболее интенсивно процесс очистки идет при вертикальном расположении очищаемого трубопровода, когда реализуется пробковый режим течения, при котором пузырьки, всплывая внутри трубопровода, выталкивают жидкость, за счет чего и происходит наиболее интенсивный вынос загрязнений из очищаемого объема. При отклонении очищаемого трубопровода от вертикального положения происходит перестройка режима течения - пробковый режим переходит в расслоенный, при котором вдоль одной (верхней) очищаемой поверхности движется только газ, а вдоль другой (нижней) - только жидкость, что приводит к снижению эффективности очистки.

Необходимо также учитывать и то, что загрязнение рабочей жидкости вынесенными в нее частицами исключает ее повторное использование без дополнительных операций очистки жидкости и поверхностей автоклава.

Все вышеизложенное снижает эффективность процесса очистки и его экономичность, создает условия для повторного загрязнения уже очищенных поверхностей и исключает возможность интенсификации процесса очистки.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса очистки.

Это достигается тем, что внутренние полости гидравлических и топливных систем промывают газонасыщенной жидкостью, а давление во внутренней полости этих систем в процессе промывки снижают до значения, соответствующего перенасыщенному состоянию газонасыщенной жидкости. В связи с отсутствием в известных технических решениях признаков, сходных с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, можно сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенное отличие".

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что при выделении растворенного в жидкости газа на стенке полостей гидравлических и топливных систем и в объеме жидкости возникают интенсивные турбулентные пульсации скорости и давления, которые обеспечивают очистку стенок этих полостей от загрязнений, а движущийся газожидкостной поток обеспечивает интенсивный вынос загрязнений из очищаемого объема.

За счет изменения величины перепада давления в очищаемой полости газонасыщенную жидкость периодически переводят одновременно с изменением величины перепада в пересыщенное состояние таким образом, что граница начала области газовыделения перемещается вдоль поверхности очищаемых полостей системы, при этом границу начала области газовыделения перемещают как по направлению движения жидкости в полости, так и в обратном направлении. Оба эти фактора создают условия для максимальной интенсификации процесса очистки при одновременном снижении затрат рабочей жидкости, т. е. реализуют более совершенный механизм процесса очистки.

Все изложенное обеспечивает повышение эффективности процесса очистки, его экономичности и интенсификации.

На чертеже представлена схема устройства для очистки внутренних полостей гидравлических и топливных систем указанным способом.

Устройство содержит емкость 1 с рабочей жидкостью (например, дистиллированной водой или моющим раствором), снабженную барботером 2 и трубопроводом 3 подачи газа для насыщения рабочей жидкости. Емкость снабжена клапанами 4 и 5 наддува и дренажа, соответственно датчиком 6 обратной связи и трубопроводом 7 с дросселем 8 для регулирования давления газонасыщенной жидкости в очищаемой полости гидравлической или топливной системы 9, после которой рабочая жидкость через клапан 10 и эжектор 11 сливается в емкость 12, снабженную дренажным клапаном 13, клапаном 14 наддува и трубопроводом 15, по которому рабочая жидкость через клапан 16 насосом 17 подается на эжектор 11. После окончания процесса очистки жидкость из емкости 12 под давлением наддува возвращается по трубопроводу 15 через фильтр 18 и клапан 19 в емкость 1.

Устройство работает следующим образом.

После заполнения емкости 1 рабочей жидкостью производится ее насыщение путем подачи газа насыщения на барботер 2 по трубопроводу 3. Заданное давление насыщения в емкости 1 при насыщении жидкости и в процессе подачи в очищаемые полости гидравлической или топливной системы 9 поддерживают с помощью клапана 4 наддува и дренажного клапана 5, которые срабатывают по команде от датчика 6 обратной связи. После окончании процесса насыщения очищаемые полости гидравлической или топливной системы 9 при полностью открытом дросселе 8 и клапане 10 заполняют газонасыщенной рабочей жидкостью, затем дроссель 8 и клапан 10 закрывают. Подачей жидкости из емкости 12 по трубопроводу 15 через клапан 16 насосом 17 включают эжектор 11, который создает разрежение на выходе из клапана 10. При открытии клапана 10 за счет разрежения, создаваемого эжектором 11, давление в очищаемой полости гидравлической или топливной системы 9 снижают до значения, соответствующего пересыщенному состоянию газонасыщенной жидкости. При этом в потоке жидкости, движущейся в очищаемой полости, происходит бурное выделение растворенного в жидкости газа. Процесс газовыделения, начинающийся на границе раздела жидкость-стенка очищаемой полости, обеспечивает интенсификацию процесса отрыва частиц загрязнений, находящихся на очищаемой поверхности, и их вынос из очищаемой полости гидравлической или топливной системы. В процессе очистки дроссель 8 периодически открывают и закрывают. В зависимости от величины перепада давления между трубопроводом 7 и очищаемой полостью гидравлической или топливной системы 9, создаваемого дросселем 8, граница начала области газовыделения в очищаемой полости будет перемещаться вдоль очищаемой поверхности, при этом за счет изменения режима работы дросселя 8 и эжектора 11 эту границу перемещают как в направлении движения жидкости, так и в обратном направлении. Одновременное применение дросселя 8 и эжектора 11 обеспечивает полное использование всего растворенного в жидкости газа, чем и обеспечивается максимальное повышение эффективности процесса очистки и его экономичность. После использования всего объема газонасыщенной рабочей жидкости емкости 1 и слива ее в емкость 12 закрывают клапан 10, емкость 12 при закрытом клапане 13 дренажа через клапан 14 наддувают и по трубопроводу 15 через фильтр 18 и клапан 19 рабочую жидкость передавливают в емкость 1, в которой рабочую жидкость снова насыщают газом для повторного применения.

Использование предложенного способа очистки внутренних полостей гидравлических и топливных систем обеспечивает по сравнению с известным способом повышение эффективности и экономичности процесса очистки, возможность его интенсификации и сокращения продолжительности во времени.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРОМЫВКИ ВНУТРЕННИХ ПОЛОСТЕЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ И ТОПЛИВНЫХ СИСТЕМ, заключающийся в промывке полостей системы газонасыщенной жидкостью в пресыщенном состоянии на определенном участке промываемой системы и перемещении этого участка в прямом и обратном направлениях, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности промывки, пресыщенное состояние обеспечивают путем изменения давления газонасыщенной жидкости перед промываемой системой посредством установки регулируемого дросселя и на выходе из нее посредством установки клапана и сязанного с ним эжектора.

РИСУНКИ

Рисунок 1