Фильтры-водоотделители и фильтры мониторы

Фильтры-водоотделители, устанавливаемые в модулях заправочных отечественных ТЗА, предназначены для очистки топлива от твердых частиц механических загрязнений и свободной воды. Фильтры-водоотделители служат также как газоотделители воздуха и паров топлива, поэтому они, как правило, устанавливаются в раздаточных магистралях до счетчиков жидкости. По требованию эксплуатантов на отечественных ТЗА могут устанавливаться фильтры-водоотделители отечественного или импортного производства. На некоторых ТЗА модули заправочные могут комплектоваться по требованиям эксплуатантов фильтрами мониторами взамен фильтров-водоотделителей. На перспективных ТЗА в корпусах фильтров-водоотделителей после необходимой доработки устанавливаться элементы фильтра монитора.

На рис. 102 приведена типовая схема фильтра-водоотделителя с горизонтальным корпусом, наиболее широко применяемая на отечественных и зарубежных ТЗА. Современные фильтры-водоотделители выполнены по двухступенчатой схеме очистки и включают фильтрующие коагулирующие элементы 3, располагающиеся в нижней части и сепарирующие элементы 2 – в верхней части. Топливо для очистки поступает в корпус через входной патрубок 7 в первую ступень очистки во внутреннюю полость фильтрующего коагулирующего элемента 3, проходя в направлении «изнутри-наружу». При этом фильтрующими перегородками элементов задерживаются твердые частицы механических загрязнений, а также разрушается водотопливная эмульсия. В коагулирующей перегородке элемента 3 далее происходит слияние (коагуляция) частиц свободной воды в капли крупных размеров, которые в основном осаждаются в отстойнике 5. Топливо далее поступает во вторую ступень – сепарирующие элементы 2 в направлении «снаружи – вовнутрь». При этом отделяются маленькие капли воды, увлеченные потоком топлива. На гидрофобной внешней поверхности сепарирующих элементов 2 мельчайшие капли сливаются и в дальнейшем осаждаются в отстойнике 5.

Рисунок 102 – Типовая схема фильтра-водоотделителя с горизонтальным корпусом

На большинстве современных отечественных и зарубежных фильтрах-водоотделителях двухступенчатая очистка обеспечивает отделение твердых частиц загрязнение свыше 5 мкм (на некоторых свыше - 1 мкм), а также отделение свободной воды до содержания не более 0,00015% масс. в топливе на выходе из патрубка 6.

Кроме того, в поровой структуре первой ступени также происходит укрупнение пузырьков воздуха и паров топлива, которые затем стравливаются через поплавковый клапан 4 в цистерну ТЗА.

Для контроля перепада давления на фильтрующих и сепарирующих элементах современных фильтров-водоотделителей могут устанавливаться дифманометры, манометры (на входном 7 и выходном 6 патрубках) или индикаторы перепада давления.

Корпус фильтра-водоотделителя имеет также дренажные штуцеры в нижних точках для слива отстоя и отбора проб. Устройства для отбора проб устанавливаются также на входном и выходном патрубках на некоторых фильтрах-водоотделителях для автоматического контроля наличия воды в отстойнике, а также устройства подогрева отстойника, предотвращающие образование льда в отстойнике.

Счетчики жидкости

На современных ТЗА для измерения объема топлива, выдаваемого на заправку через оборудование заправочных модулей, применяются счетчики с овальными шестернями, лопастные счетчики, винтовые счетчики, турбинные и ролико-лопастные счетчики. Все они относятся к объемным камерным счетчикам, отличительной чертой которых является измерение жидкости маленькими порциями, заключенными в замкнутом объеме [3-7]. На рис. 103 а,б приведен общий вид и схема работы счетчика с овальными шестернями.

а) общий вид счетчика	б) Схема вращения овальных шестерен
Рисунок 103 – Счетчик жидкости с овальными шестернями: I – V – положение шестерен; 1 – 3 – объемы камеры, заполняемые жидкостью

Жидкость при входе в счетчик заполняет камеру, а на выходе вытесняется из нее. За каждый цикл через счетчик проходит определенный объем жидкости, который передается на вторичный прибор – счетный механизм для регистрации объема по числу циклов. Объем вытесняемых за один оборот зависит от габаритных размеров камеры и овальных шестерен. Вращения овальных шестерен происходит под действием потока жидкости.

Основными конструктивными элементами лопастных счетчиков являются (рис. 104): статор, состоящий из двух цилиндрических частей (внешнего корпуса и корпуса внутреннего узла), которые имеют разные радиусы и своими изогнутыми поверхностями соединены друг с другом таким образом, что расстояние между двумя диаметрально противоположными точками этих поверхностей образует константу, равную сумме двух радиусов цилиндрических частей.

Рисунок 104 - Принципиальная схема лопастных счетчиков жидкости

Цилиндрический ротор, радиус которого равен радиусу малой цилиндрической части статора уложен в двух шарикоподшипниках и концентрически вращается внутри статора. На роторе закреплены две пары лопастей, каждая из которых совместно с подшипниками и кулаком образуют жесткую систему, скрепленную стержнями.

Длина каждой системы равна сумме двух радиусов корпуса внутреннего узла статора. С обеих боковых сторон статор закрыт крышками.

Принцип действия также основан на отсчете циклов вращения ротора под влиянием напора потока жидкости на лопасти и изменения их положения. Количество жидкости, которое поступает в корпус счетчика и замеряется между двумя последовательно расположенными лопастями, а именно в той части описываемой ими окружностями, которая соответствует большему из двух радиусов статора. После этого жидкость направляется к выходному патрубку. Количество жидкости, замеренное в каждом объеме, т.е. объем жидкости, проникающий через мерную камеру за один цикл, равно четырем равным количествам, замеренным между следующими друг за другом лопастями. Потери напора в лопастных счетчиках намного ниже, чем у счетчиков других видов.

Принцип действия винтовых счетчиков жидкости (рис. 105) напоминает работу экструдера и заключается в том, что два винта, находящиеся в зацеплении вращаются под действием потока жидкости, отмеряют при каждом обороте некоторый объем. Вращение винтов через магнитную муфту подается в счетный механизм, преобразуя в единицы объема.

Рисунок 105 – Винтовой счетчик жидкости

Турбинные счетчики жидкости состоят из следующих функциональных блоков: первичного преобразователя турбинного (ППТ), в котором под действием потока топлива вращается турбина, вторичный прибор, отсчитывающий число вращений турбины за счет светосигналов, соединительной коробки и кнопок управления, в том числе сброса показаний.

Рисунок 106 - Турбинный счетчик жидкости

На средствах заправки могут находить применения роликово-лопастные счетчики отечественного производства [48]. Конструктивные схемы роликово-лопастные счетчики могут быть (рис. 107) двух, трех и четырехлопастные.

Рисунок 107 – Конструктивные схемы ролико-лопастных счетчиков:
1 – двухлопастные; 2 – трехлопастные; 3 - четырехлопастные

Роторно-лопастные счетчики включают корпусные детали, внутри которых расположен ротор 1, (см. рис. 108) с лопастями 2, расположенный в корпусе 3 и четное число роликов – разделителей 4 цилиндрической формы (на рис. четыре ролика) с пазами 5, предназначенными для пропускания лопастей ротора. Синхронизация вращения ротора 1 и роликов – разделителей 4 осуществляется с помощью зубчатого механизма синхронизации, расположенного сбоку. Цилиндрической уплотняющей поверхностью ролики - разделители 4 катятся по цилиндрической поверхности ротора 1. В свою очередь ролики - разделители 4 и ротор 1 вращается на подшипниках, причем за счет перемещения наружных колец шарикоподшипников ротора относительно корпусных деталей устанавливаются торцевые зазоры между ротором 1 и корпусными деталями 3.

Рисунок 108 – Схема работы ролико-лопастного счетчика

Принцип работы счетчика: топливо по трубопроводу подается через канал 6 в корпусе к рабочим камерам, ограниченным лопастями 2 ротора 4 и роликами. Сила, создаваемая потоком топлива на лопасти, обеспечивает вращение ротора, лопасти ротора при этом движутся в кольцевом пространстве, ограниченном внутренними стенками корпуса 1. Отвод топлива из счетчика осуществляется через канал 7 по другую сторону лопастей. Этот тип счетчиков допускает обратный отсчет объемов топлива в случае подачи топлива через канал 7, а выход – через канал 6. При этом конструктивные детали гидравлически и механически полностью уравновешены, что обеспечивает вращение ротора и отсчет объемов топлива в прямом и обратном направлении потока. Точность измерения объемов топлива такими счетчиками достигает 0,1%.

Указанные виды объемных счетчиков могут быть оснащены как самыми простыми счетными устройствами стрелочно-роликового типа, как приведено на рис. 109, так и сложными многофункциональными системами, позволяющими выводить данные о ходе процесса учета объемов заправляемого в бак ВС топлива на компьютер, управлять клапанами и задвижками дистанционного управления, например, заправку заданных объемов топлива, принимать данные с термодатчиков, плотномеров, анализаторов и других устройств, осуществлять всю полноту контроля процесса учета заправляемого топлива.

Рисунок 109 – Счетчик жидкости с указанием расхода

Счетчики жидкости импортного производства на современных топливозаправщиках обязательно должны иметь роликовые или стрелочные указатели разового объема заправки топлива, устройства ручного сброса (установки на «нуль») показаний разового объема заправки, роликовые указатели суммарного объема топлива, прошедшего через счетчик за период его работы, а также стрелочный указатель мгновенной скорости заправки. На рис. 110 приведен типовой комплект приборов – указателей объема топлива зарубежных фирм.

Рисунок 110 – Счетные механизмы и принадлежности счетчиков