Установка контроля качества газоразделительных элементов из полых полупроницаемых нитей

(51) 5 РЕТЕНИ ИЕ А 3 роизводнизация го конт- тельных ентов, в явление лями, отвной дово для испытания моами, включающее апуха и блок контроля е клапаны, измериприспособление для ого элемента,судАРственный кОмитетО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Краснодарское проектно-конструкторское бюро по проектированию оборудования для производства пластических масс исинтетических смол "Пластмаш"(54) УСТАНОВКА КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ГАЗОРАЗДЕЛИТЕЛЪНЪХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗПОЛЫХ ПОЛУПРОНИЦАЕМЫХ НИТЕЙ,р 7) Изобретение относится к производствумембранных устройств для разделения смесей газов, в частности к оборудованию дляизготовления и испытания на дефектностьгазоразделительных элементов (ГРЭ) из полых полупроницаемых нитей.Цепь 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 промышленного 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,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 и ства особое место занимает орга комплексного автоматизированно роля изготавливаемых газораздели половолоконных мембранных элем результате которого возможно вь бракованных элементов с покаэате личающимися от заданных нормати кументацией. Известно устройстдуля с полыми волокнпаратуру подачи,воздсодержащий запорньтельную аппаратуру иразмещения испытуемНедостатком 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 быстросьемный 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 сьемаего с ложемента и разгерметизации контейнера. Это значительно сокращает потеривспомогательного времени в.цикле испыта 5 ния изготовленного ГРЭ, что повышает производительность процесса испытания.Кроме того, возможность проверки выходных параметров разделенных газовых потоков и, соответственно, сравнение их с10 заданными параметрами при пропусканиичерез ГРЭ как прямого, так и обратногопотоков подводимого воздуха повышаеткачество и надежность испытания работоспособности изготовленного ГРЭ.15 Ввиду того, что блок контроля снабжензамкнутой системой трубопроводов с двумяпарами управляемых клапанов, позволяющей переключать направление подаваемого в ГРЭ потока воздуха, и герметичным20 контейнером для сбора и отвода проникшего газового потока (пермеата) с последующей проверкой его параметров, таких какдавление, расход и газовый состав, предлагаемая установка обеспечивает выполнение25 комплексного автоматизированного контроля газоразделительных характеристиккак остаточного (ретанта), так и проникшего(пермеата) потоков, проходящих через испытуемый ГРЭ, что также гарантирует повы 30 шение качества и надежности процессаиспытания ГРЭ,На фиг, 1 представлена принципиальная схема установки контроля качества ГРЭ;на фиг. 2 - контейнер с размещенным внут 35 ри него испытуемым ГРЭ, продольный разрез; на фиг,3 - разрез А - А на фиг,2; на фиг,4 - узел на фиг. 2; на фиг, 5 - вид Б на фиг,2; на фиг, 6 - разрез В - В на фиг, 2.Установка содержит соединенные по 40 следовательно трубопроводами аппаратыподачи воздуха, аппараты подготовки воздуха и блок контроля, К аппаратам подачивоздуха относятся воздушный комп рессор 1и воздухосборник 2, которые через запор 45 ный клапан 3 сообщаются с аппаратамиподготовки воздуха, которыми осуществляется его охлаждение, очистка и осушка. Охлаждение воздуха осуществляетсятеплообменником 4, очистка воздуха произ 50 водится влагоотделителем 5 и фильтром 6,Фильтр 6 соединен с системой глубокойосушки, состоящей иэ двух адсорберов 7 и8, заполненных цеолитом. На входе каждогоиз адсорберов установлено по паре запор 55 ных пневмоклапанов 9, 10 и 11, 12, а навыходе - запорные клапаны 13 и 14 и дросселирующие игольчатые вентили 15 и 16Для сбора очищенного и осушенного воздуха служит накопительная емкость 17, перед которой установлены фильтры пыли 18 итонкой 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), Кроме 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 от частиц 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 предвари тельный фильтр 18 пыли, затем в фильтр 19тонкой очистки пыли и далее в накопительную емкость 17. Часть воздуха (5-10 оот основного потока) после пневмоклапана 13 проходит через дросселирующий игольча тый вентиль 15 на регенерацию адсорбера8 и далее через пневмоклапан 11 в атмосферу, По истечении заданного времени производится автоматическое переключение адсорбера 7 в режим регенерации, а адсор бера 8 в режим сушки, при этом сначалапроизводится выравнивание давления в адсорбере 8 до рабочей величины за счет открытия пневмоклапанов 12 и 14 при.открытых клапанах 9 и 13 и закрытых клапа нах 10 и 11. Затем открываются клапаны 9 и13 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 закрыва ется быстросьемными крышками 24. Черезпатрубки 25 и 26 контейнер соединен с замкнутой системой трубопроводов 27, в которуа воздух в процессе испытания ГРЭ подается через открытый пнеамоклапан 42 55 и расходомер 35. При этом клапаны 29 и 30открыты, а клапаны 28 и 31 закрыты и поток воздуха через патрубок 25 поступает в испытуемый ГРЭ, а котором происходит разделение воздуха на два потока - проникший (пермеат) и остаточный (ретант). Пермеат за 1722549полняет полость контейнера 22 и далее через патрубок 32 и расходомер 37 поступаетк 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 воздухав него производится поочередно как в прямом, так и в обратном направлении. Приэтом благодаря возможности циркуляциивоздуха 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 испытанииобратным потоком воздухчерез открытыйклапан 28 (клапаны 29 и 30.при этом закрыты) поступает в патрубок 26, клапан 31, расходомер 36, регулирующий клапан 41поступает к гаэоанализатору 34.Ы процессе испытания ГРЭ на предлагаемой установке производится автоматическое измерение величины расходаостаточного потока в зависимости от содержания в нем установленной объемной доликислорода и давления воздуха на входе вГРЭ. Полученные фактические значения величины расхода остаточного потока как припрямой, так и обратной подаче входногопотока, для каждого испытуемого ГРЭ автоматически сравниваются с нормативнымзначением, введенным предварительно вблок управления, По результатам сравнения дается заключение о годности контролируемого ГРЭ,Таким образом, данная установка контроля качества ГРЭ позволяет осуществить свысокой точностью комплексный и надежный автоматизированный контрольизготавливаемых ГРЭ в условиях их про. мышленного производства за счет выявления бракованных ГРЭ, газоразделительныехарактеристики которых отличаются от за данных нормативной документацией. Приэтом 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 как10. прямого, так и обратного потоков воздухачерез испытуемый ГРЭ без сьема 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. 20 253040 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, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения производительности, качества и надежности процесса испытания, она дополнительно снабжена замкнутой системой, установленной в блоке контроля и выполненной в виде трубопроводов с двумяпарами управляемых клапанов, из которых одна пара соединена между собой и подводящим трубопроводом входами, а другая пара соединена междусобой и отводящим трубопроводом выходами, причем выходыклапанов 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 Составитель С.Мельниковаэктор Т.Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор С.Чер Заказ 1014 Тираж .Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 омбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,роиз вен но-издатель