Способ определения содержания загрязнений в топливе, поданном в бак ракетного блока при проведении испытаний

Авторы патента:


Способ определения содержания загрязнений в топливе, поданном в бак ракетного блока при проведении испытаний
Способ определения содержания загрязнений в топливе, поданном в бак ракетного блока при проведении испытаний
Способ определения содержания загрязнений в топливе, поданном в бак ракетного блока при проведении испытаний
Способ определения содержания загрязнений в топливе, поданном в бак ракетного блока при проведении испытаний
Способ определения содержания загрязнений в топливе, поданном в бак ракетного блока при проведении испытаний

 


Владельцы патента RU 2545320:

Ищенко Владимир Ильич (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ракетной, авиационной и других областях техники, в которых применяются системы, включающие баки с рабочей жидкостью, к которым предъявляются повышенные требования по содержанию механических загрязнений. Определение содержания загрязнений в топливе, поданном в бак ракетного блока, проводят после предварительной тарировки. Тарировка включает временное соединение выхода трубопровода наполнения со сливной магистралью, содержащей контрольный фильтр, установку на входе в трубопровод устройства ввода в поток жидкости искусственных загрязнений, пропускание по трубопроводу жидкости, в которую вводят искусственные загрязнения, с измерением объемов жидкости, прошедших по трубопроводу и магистрали отбора, и загрязнений, осажденных на контрольных фильтрах сливной магистрали и магистрали отбора, и определение поправочного коэффициента. Предложена зависимость для оценки поправочного коэффициента. Для определения содержания загрязнений в жидкости, прошедшей в бак, предложена формула, включающая поправочный коэффициент. Так как определение проводят с учетом предварительной тарировки, проведенной с использованием ввода в жидкость, текущую в трубопроводе наполнения, заданного количества искусственных загрязнений и учитывающей возможные погрешности изготовления и монтажа устройств отбора, то результаты определения с использованием предлагаемого способа будут характеризовать содержание загрязнений в топливе, поданном в бак ракетного блока, с большей точностью. Техническим результатом является повышение точности определения содержания загрязнений в топливе, поданном в бак ракетного блока, и в снижении финансовых и трудовых затрат. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в авиационной, ракетной и других областях техники, в которых используются системы, включающие баки с рабочей жидкостью, к которым предъявляются повышенные требования по содержанию механических загрязнений.

При подготовке к испытаниям ракетного блока одной из задач является оценка содержания загрязнений в жидкостях, поданных в топливные баки. Способ предназначен для использования при определении содержания загрязнений в жидкости, поданной в бак.

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.183-185).

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 может быть определено с использованием способа определения содержания загрязнений (Патент на изобретение №2431130, 22.06. 2010 г. «Способ определения содержания загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе»). Это достигается тем, что производят непрерывный отбор из трубопровода 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, прошедшей по трубопроводу и по магистрали отбора.

Кроме того, 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 kt по формуле

k t = m 1 t m 2 t ( V 0 t V 2 t 1 ) ,

где m1t - масса загрязнений в жидкости, прошедшей по трубопроводу при тарировке, и осажденных на контрольном фильтре сливной магистрали;

m2t - масса загрязнений, осажденных на контрольном фильтре магистрали отбора;

V0t - объем жидкости, прошедшей по трубопроводу при тарировке;

V2t - объем жидкости, прошедшей по магистрали отбора при тарировке.

Содержание загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе, определяют с учетом проведения предварительной тарировки по формуле

m 1 = m 2 k t ( V 0 V 2 1 ) ,

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;

kt - поправочный коэффициент.

Однако способ имеет недостатки, которые сводятся к следующему (см. патент №2431130).

Как следует из описания, тарировку проводят с использованием рабочей жидкости. Однако в практических условиях рабочие жидкости (например, ракетные топлива) в связи с высокими требованиями содержат незначительные количества загрязнений и при проведении тарировки на контрольном фильтре магистрали отбора будут осаждаться частицы загрязнений, общая масса которых мала и ее оценка может приводить к ошибкам. Кроме того, проведение тарировки в таких условиях потребует использования значительных объемов рабочей жидкости.

Эти особенности будут приводить к снижению точности и к повышению финансовых и трудовых затрат при определении содержания загрязнений в топливе, поданном в бак ракетного блока.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении точности определения содержания загрязнений в топливе, поданном в бак ракетного блока, и в снижении финансовых и трудовых затрат.

Это достигается тем, что определение содержания загрязнений в ракетном топливе, поданном в топливный бак ракетного блока, проводят после предварительной тарировки, включающей временное соединение выхода трубопровода наполнения со сливной магистралью, содержащей контрольный фильтр, установку на входе в трубопровод устройства ввода в поток жидкости искусственных загрязнений, пропускание по трубопроводу жидкости, в которую вводят искусственные загрязнения, с измерением объемов жидкости, прошедших по трубопроводу и магистрали отбора, и загрязнений, осажденных на контрольных фильтрах сливной магистрали и магистрали отбора, и определение поправочного коэффициента kти по формуле

k т и = m 1 т и m 2 т и ( V 0 т и V 2 т и 1 ) ,

где m1ти - масса искусственных загрязнений в жидкости, прошедшей по трубопроводу наполнения при тарировке, и осажденных на контрольном фильтре сливной магистрали;

m2ти - масса искусственных загрязнений в жидкости, прошедшей по магистрали отбора при тарировке, и осажденных на контрольном фильтре магистрали отбора;

V0ти - объем жидкости, прошедшей по трубопроводу наполнения при тарировке;

V2ти - объем жидкости, прошедшей по магистрали отбора при тарировке;

а содержание загрязнений в топливе, поданном в топливный бак ракетного блока, определяют, с использованием измеренных значений объемов жидкости, прошедшей по трубопроводу наполнения и магистрали отбора, и массы загрязнений, осажденных после окончания подачи топлива, на контрольном фильтре магистрали отбора, после проведения предварительной тарировки, по формуле

M 1 = m 2 k т и ( V 0 V 2 1 ) ,

где M1 - масса загрязнений в ракетном топливе, поданном в топливный бак ракетного блока;

m2 - масса загрязнений, осажденных на контрольном фильтре магистрали отбора трубопровода наполнения после окончания подачи топлива в топливный бак;

V0 - объем топлива, прошедшего по трубопроводу наполнения в топливный бак;

V2 - объем топлива, прошедшего по магистрали отбора, контрольный фильтр и возвращенного в трубопровод наполнения;

kти - поправочный коэффициент.

В качестве искусственных загрязнений используют частицы материалов, не изменяющих физико-химические характеристики топлива.

На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа. Устройство (Фиг.1) включает трубопровод наполнения 1, являющийся составной частью технологической системы подачи топлива в бак ракетного блока 10.

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 сбора осажденных на нем частиц загрязнений для последующего анализа, включая определение 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).

Тарировку проводят предварительно. Для проведения тарировки (Фиг.2) отсоединяют бак ракетного блока и временно подсоединяют сливную магистраль 12, содержащую контрольный фильтр 13 и сливную емкость (на чертеже не показана), а на входе в трубопровод наполнения 1 устанавливают устройство 11 ввода искусственных загрязнений (см., например, Патент на полезную модель №100429, 08.07.2010 г., «Устройство для формирования в трубопроводе потока жидкости с заданным содержанием частиц загрязнений»).

Способ осуществляют следующим образом.

После изготовления устройств и монтажа системы подачи, предусматривающей определение содержания частиц загрязнений в жидкости, поданной в бак ракетного блока, трубопровод 1 временно (Фиг.2) отсоединяют от бака 10, к трубопроводу 1 (к концевому участку) подсоединяют сливную магистраль 12, содержащую контрольный фильтр 13. На входе в трубопровод наполнения 1 устанавливают устройство ввода искусственных загрязнений 11. Открывают запорные элементы 4, 7. Подают жидкость в трубопровод 1 и вводят искусственные загрязнения устройством 11.

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 возвращается в трубопровод 1 в поток жидкости за устройством регулирования 9 расходов.

Основной поток жидкости проходит по трубопроводу 1 и далее по сливной магистрали 12 через контрольный фильтр 13 в сливную емкость (на чертеже не показана).

Продолжительность течения жидкости определяют на основе опытных данных.

В заданный момент времени прекращают ввод искусственных загрязнений, прекращают подачу жидкости в трубопровод 1, закрывают вентили 4, 7 магистрали отбора проб 3, снимают контрольный фильтр 5 магистрали отбора 3, контрольный фильтр 13 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 13 трубопровода m1ти и фильтрующем элементе контрольного фильтра 5 магистрали отбора m2ти. По измеренным значениям расходов определяют объемы жидкости, прошедшие через трубопровод V0ти и через магистраль отбора V2ти при тарировке.

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

k т и = m 1 т и m 2 т и ( V 0 т и V 2 т и 1 ) .

После проведения тарировки сливную магистраль 12, содержащую контрольный фильтр 13, отсоединяют. К трубопроводу наполнения 1 подсоединяют магистраль подачи жидкости в топливный бак ракетного блока. В магистраль отбора 3 устанавливают контрольный фильтр 5 (после удаления с фильтрующего элемента частиц загрязнений, осажденных при тарировке).

Определение содержания загрязнений в ракетном топливе, поданном в бак ракетного блока, проводят в следующей последовательности (Фиг.1).

Открывают запорные элементы 4, 7. Подают жидкость по трубопроводу 1 в топливный бак 10 ракетного блока. 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 (возвращается) в трубопровод 1 в основной поток за устройством регулирования 9 расходов. После окончания 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 в топливный бак 10 (объем V0) и по магистрали отбора проб 3 (объеме V2) - по измеренным расходомерами 6, 8 значениям расходов жидкости и продолжительности течения жидкости в трубопроводе 1 и в магистрали отбора проб 3.

Массу загрязнений в жидкости (топливе), поступившей в бак ракетного блока М1, определяют (с использованием коэффициента тарировки kти) из выражения

M 1 = m 2 k т и ( V 0 V 2 1 ) .

Так как определение проводят с учетом тарировки, проведенной с использованием ввода в жидкость, текущую в трубопроводе наполнения, заданного количества искусственных загрязнений и учитывающей возможные погрешности изготовления и монтажа устройств отбора, то результаты определения с использованием предлагаемого способа будут характеризовать содержание загрязнений в топливе, поданном в бак ракетного блока, с большей точностью. Кроме того, при проведении предварительной тарировки, в связи с использованием ввода в трубопровод наполнения искусственных загрязнений, потребное количество дорогостоящей рабочей жидкости (ракетного топлива) будет уменьшаться, что приведет к снижению финансовых и трудовых затрат и открывает возможность (при необходимости) проведения дополнительной тарировки.

1. Способ определения содержания загрязнений в ракетном топливе, поданном в бак ракетного блока при проведении испытаний, включающий наполнение топливного бака ракетным топливом по трубопроводу наполнения с измерением расхода, непрерывный отбор из трубопровода наполнения части жидкости с измерением расхода в магистраль отбора, содержащую контрольный фильтр, с условием равенства скорости жидкости в заборном элементе устройства отбора и скорости жидкости в трубопроводе в месте установки устройства отбора, возвращение отфильтрованной жидкости в трубопровод наполнения, измерение массы загрязнений, осажденных на контрольном фильтре магистрали отбора, отличающийся тем, что содержание загрязнений в топливе, поданном в топливный бак ракетного блока, определяют, с использованием измеренных значений объемов жидкости, прошедшей по трубопроводу наполнения и магистрали отбора, и массы загрязнений, осажденных после окончания подачи топлива, на контрольном фильтре магистрали отбора, после проведения предварительной тарировки, по формуле
M 1 = m 2 k т и ( V 0 V 2 1 ) ,
где M1 - масса загрязнений в ракетном топливе, поданном в топливный бак ракетного блока;
m2 - масса загрязнений, осажденных на контрольном фильтре магистрали отбора трубопровода наполнения после окончания подачи топлива в топливный бак;
V0 - объем топлива, прошедшего по трубопроводу наполнения в топливный бак;
V2 - объем топлива, прошедшего по магистрали отбора, контрольный фильтр и возвращенного в трубопровод наполнения;
kти - поправочный коэффициент.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно проводят тарировку, включающую временное соединение выхода трубопровода наполнения со сливной магистралью, содержащей контрольный фильтр, и установку на входе в трубопровод устройства ввода в поток жидкости искусственных загрязнений, пропускание по трубопроводу жидкости, в которую вводят искусственные загрязнения, с измерением объемов жидкости, прошедшей по трубопроводу и магистрали отбора, и загрязнений, осажденных на контрольных фильтрах сливной магистрали и магистрали отбора, и определение поправочного коэффициента по формуле
k т и = m 1 т и m 2 т и ( V 0 т и V 2 т и 1 ) ,
где m1ти - масса искусственных загрязнений в жидкости, прошедшей по трубопроводу наполнения при тарировке, и осажденных на контрольном фильтре сливной магистрали;
m2ти - масса искусственных загрязнений в жидкости, прошедшей по магистрали отбора при тарировке, и осажденных на контрольном фильтре магистрали отбора;
V0ти - объем жидкости, прошедшей по трубопроводу наполнения при тарировке;
V2ти - объем жидкости, прошедшей по магистрали отбора при тарировке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сельского и лесного хозяйств, а также к экологическому мониторингу. Способ включает выделение участка пойменного луга с испытуемым травяным покровом.

Изобретение относится к способу для применения в печи-анализаторе, а именно к способу анализа содержания влаги в анализаторе. В одном из вариантов осуществления способа помещают образец в анализатор и определяют его первоначальный вес.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам систем безопасности. Способ многокритериальной оценки комфортности рабочей зоны производственных помещений, заключается в определении концентрации аэродисперсных примесей и параметров микроклимата объема воздуха, сначала определяют запыленность воздуха рабочей зоны как первый критерий ее комфортности.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам систем безопасности. .

Изобретение относится к области контроля качества нефтепродуктов, в частности определению содержания и уровня концентрации воды в нефтепродуктах. .

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.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам систем безопасности. .

Изобретение относится к способам определения массы частиц загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе, и может быть использовано в машиностроении в системах подачи жидкости к потребителям.

Изобретение относится к области защиты окружающей среды и предназначено для улавливания сухих аэрозолей при выявлении аэротехногенного загрязнения поверхности. .

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения интенсивности пылеотложения в горных выработках. .

Изобретение относится к области физической химии, а именно исследованию термоокислительной деструкции смазочных масел и образованию высокотемпературных отложений на поверхностях теплонагруженных деталей двигателей. Для этого используют метод гравиметрического определения массы отдельной чашечки-испарителя без испытуемого смазочного масла и массы отдельной чашечки-испарителя с испытуемым смазочным маслом . Испытуемый образец выдерживают при температуре (T) и в течение времени (τ), достаточных для образования высокотемпературных отложений. После этого определяют массу смазочного масла, подвергшегося испарению . Затем образец промывают изооктаном, сушат и определяют массу чашки-испарителя с образовавшимися лаковыми отложениями . После сушки образовавшихся высокотемпературных отложений определяют суммарную массу нерастворимого в изооктане осадка (X), выделенного при промывке чашечек-испарителей. Сохранившуюся рабочую фракцию испытуемого смазочного масла рассчитывают по приведенной формуле. Изобретение позволяет повысить достоверность оценки смазочных масел по степени их влияния на эксплуатационную надежность двигателей при оценке глубины термоокислительной деструкции смазочного масла в целом. 1 ил., 1 табл.
Наверх