Способ определения ресурса работы фильтроэлементов

 

Использование: для диагностирования средств очистки жидкостей, в том числе экологически опасных и агрессивных, в химической и нефтяной промышленности. Сущность: в процессе фильтрования жидкости с увеличением перепада давления на величину, например на 0,01 МПа, периодически путем мгновенного перекрытия сечения напорного трубопровода после фильтра создают избыточное давление, фронт волн которого проходит через фильтроэлемент в направлении, противоположном движению очищаемой жидкости, и изменяет давление до и после него, регистрируемое измерителями давления. Начиная с момента времени, когда после мгновенного перекрытия сечения трубопровода перепад давления на фильтроэлементе не изменяет знака своей величины, фильтроэлемент считают достигшим максимальной степени загрязненности и выработавшим свой ресурс. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к контролю загрязненности фильтроэлементов и может быть использовано для диагностирования средств очистки жидкостей, в том числе экологически опасных и агрессивных, в химической и нефтяной промышленности.

Известны способы определения ресурса фильтроэлементов по перепаду давления, степени загрязненности фильтрата, количеству отфильтрованной жидкости [1,2] Эти способы трудоемки, малоэффективны, не безопасны из-за необходимости отбора проб фильтрата и его анализа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения ресурса фильтроэлементов, заключающийся в периодическом отборе проб фильтрата в определенном интервале давлений, их анализе и установлении предельно допустимого перепада давления по степени загрязненности фильтрата [3] Данный способ также трудоемок, экологически и технически не безопасен.

Целью изобретения является повышение экологической и технической безопасности, снижение трудоемкости испытаний фильтроэлементов.

Цель достигается тем, что в процессе фильтрования жидкости с увеличением перепада давления на величину, например 0,01 МПа, периодически путем мгновенного перекрытия сечения напорного трубопровода после фильтра создают избыточное давление, фронт волны которого проходит через фильтроэлемент в направлении, противоположном движению очищаемой жидкости, и изменяет давление до и после него, регистрируемое измерителями давления. При этом, начиная с момента, когда после мгновенного перекрытия сечения трубопровода перепад давления на фильтроэлементе не изменяет знака своей величины, фильтроэлемент считают достигшим максимальной степени загрязненности и выработавшим сой ресурс.

Цель изобретения повышение экологической и технической безопасности, снижение трудоемкости испытаний фильтроэлементов.

Цель достигается тем, что, начиная с момента, когда после мгновенного перекрытия сечения трубопровода перепад давления на фильтроэлементе не изменяет знака своей величины, фильтроэлемент считают достигшим максимальной степени загрязненности и выработавшим свой ресурс. Это исключает необходимость непосредственного контакта человека и окружающей среды с очищаемыми жидкостями, в том числе экологически опасными и агрессивными, отбор проб фильтрата для проведения его анализа.

Сопоставимый анализ предлагаемого решения с прототипом показывает, что оно отличается от известного тем, что ресурс фильтроэлемента определяют по характеру изменения знака перепада давления на фильтроэлементе при мгновенном перекрытии сечения трубопровода за фильтром.

Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию "новизна".

Признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях данной области техники, что обеспечивает предлагаемому изобретению соответствие критерию "существенные отличия".

Способ реализован на установке, принципиальная схема которой представлена на чертеже.

Установка содержит расходный резервуар 1, насос 2, фильтроэлемент 3, приемный резервуар 4, манометры 5 и 6, быстродействующий клапан 7 и датчики измерения давления 8.

Из расходного резервуара 1 насосом 2 подают жидкость через фильтроэлемент 3 в приемный резервуар 4. Перепад давления регистрируют манометрами 5 и 6 и после фильтроэлемента.

Периодически с увеличением перепада давления на величину, например 0,01 МПа, с помощью быстродействующего клапана 7 мгновенно перекрывают напорную линию трубопровода после фильтра и создают избыточное давление (гидроудар), фронт волны которого проходит через фильтроэлемент 3 в направлении, противоположном движению очищаемой жидкости, и изменяет давление до и после него, регистрируемое датчиками давления 8 (фиг.2). На фиг.2 прерывистой линией обозначено изменение давления до фильтроэлемента, сплошной после него, при исходном перепаде давления (МПа) соответственно: а) 0,01; б) 0,065; в) 0,08; г) 0,15.

В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что перепад давления, вызванный гидроударом, изменяется по абсолютной величине и знаку (фиг. 3). При этом "+" соответствует движению жидкости от насоса 2 к быстродействующему клапану 7, а "-" обратному движению жидкости (фиг.3, а, б, в). Направление движения жидкости через фильтроэлемент меняется несколько раз. По достижении некоторого значения гидравлического сопротивления фильтроэлемента 3 гидроударная волна не проходит через него в обратном направлении (фиг.3,г). Это состояние соответствует максимальной степени загрязненности фильтроэлемента, а его ресурс считают выработавшим (время Т_пр на фиг.4, б).

Экспериментальные данные предлагаемого способа (фиг.2 и 3) согласуются с результатами исследований по способу-прототипу. Данные о степени загрязненности фильтрата от перепада давления приводятся ниже. По установленной степени загрязненности фильтрата от перепада давления (фиг.4,а) практически подтверждено, что значение перепада давления Δ P_пр на фильтроэлементе, не изменяющего знака своей величины после гидроудара, будет соответствовать предельному ресурсу фильтроэлемента (фиг.4,б).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет по изменению знака перепада давления на фильтроэлементе, вызванного гидроударом, определять ресурс фильтроэлементов без отбора проб и анализа загрязненности фильтрата. При этом его трудоемкость примерно в 2,5 раза ниже, чем у известного.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСА РАБОТЫ ФИЛЬТРОЭЛЕМЕНТОВ, заключающийся в определении величины перепада давления на фильтроэлементе, отличающийся тем, что, с целью повышения экологической и технической безопасности и снижения трудоемкости испытания фильтроэлементов при увеличении перепада давления на фильтре на заданную величину, периодически мгновенно перекрывают сечение напорного трубопровода после фильтра, создавая гидравлический удар, измеряют величину перепада давления на фильтроэлементе, определяют ее знак и по его изменению судят о степени загрязнения фильтроэлемента, при этом степень загрязнения фильтроэлемента считают достигшей максимального значения, а фильтроэлемент выработавшим свой ресурс с момента неизменности знака величины перепада давления при гидроударе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5