Разработка способа, устройства и системы автоматического управления для

Разработка способа,
устройства и системы
автоматического
управления для
дозирования агрессивных
или экологически опасных
жидкостей
Исполнитель: В.В. Байнев
Руководитель: И.И. Байнева
г.Саранск
Предлагается проект способа и
устройства для точного
дозирования ртути или другой
экологически опасной жидкости
в прибор или устройство
I. Актуальные проблемы производства
разрядных источников света
В настоящее время в производстве источников
света способы дозирования и наполнения имеют
ряд общих недостатков:




низкая точность наполнения выпускаемых
приборов;
большой брак изделий из-за разброса
технических характеристик;
утечка ртути из-за негерметичности элементов
оборудования;
возможность заражения высокотоксичными
парами ртути окружающей среды.
С точки зрения экологичности
применение ртути является серьезным
недостатком разрядных ламп:






несовершенство технологии (в части дозировки
ламп ртутью);
несовершенство технологии машин переработки
и утилизации ртутных отходов;
отсутствие совершенных ртутных ловушек,
битые люминесцентные лампы;
незнание и нежелание обслуживающего
персонала выполнять санитарные правила при
работе с ртутью и ее соединениями;
невыполнение в полной мере демеркуризационных мероприятий и т.д.
Все это приводит к большой
загазованности производственных
помещений и к загрязнению окружающей
среды.
Практически во всех городах, где имеются
предприятия по производству разрядных
ламп, следы ртути обнаруживаются не
только на территории, но и в организмах
проживающих людей, иногда в опасных
концентрациях, что является причиной
резкого роста заболеваний населения.



В настоящее время известны и
применяются следующие способы
введения ртути в разрядные лампы:
дозирование в виде капли механическими
или электромеханическими дозаторами;
дозирование в виде готовой амальгамы
ртути;
дозирование в герметизированных
ампулах, которые затем вскрываются в
готовой лампе термическим путём.
Среди недостатков дозаторов следует
выделить отсутствие системы блокировки
при прохождении поврежденной лампы, а
также необходимость частых повторных
дозировок, т.к. по некоторым причинам
попадание капли ртути в лампу не всегда
возможно. В результате такого неточного
дозирования в лампе может оказаться
слишком много или слишком мало ртути.


Недостаточное количество ртути приводит
к резкому снижению светового потока.
Большое количество ртути, вводимой в
лампу, отрицательно влияет на световой
поток и его стабильность, также большая
капля ртути может разрушить слой
люминофора, катаясь по внутренним
стенкам лампы при ее эксплуатации в
горизонтальном положении или, прилипая
к люминофору, портит внешний вид
лампы.
На заводах светотехнического
производства при недостаточности дозы
ртути осуществляют повторное ее
введение в лампу автоматически или
вручную. Это неизбежно приводит к еще
большему разбросу количества ртути:
известно, что временами в лампах масса
ртути составляет 100, 200 мг и более.
II. Инновационные аспекты
предложения
Предлагаемое устройство позволяет
уменьшить загрязнение окружающей среды за
счет повышения точности дозирования путем
перевода в парообразное состояние
сконденсированных капель ртути, которые могут
образовываться в трубопроводе и попасть в
источник света, тем самым нарушив режим
наполнения и даже разрушив его.
Модификация предлагаемого устройства
позволяет применить его и для других случаев
изготовления приборов, где применяются
опасные жидкости.
Принцип
работы
предлагаемого
устройства
Устройство
парового
дозатора
ртути
Схема
В исходном
Далее
дозатора,
осуществляют
состоянии
представленного
дозировку
весь объем
на рисунке,
устройства
паров
ртутиот
содержит:
в клапана
емкость 56,для
который
закрыт,
выравнивания
- емкость
до 1источника
с подогревом
давления.
света
В2,этом
8
котораяклапаны
откачивают
случае
соединена
до давления
9, 10, 11 закрыты, а
последовательно
P
клапан
= 0,010÷0,001
6 открыт.мм
с конденсатором
рт.ст.
паров
Давление
Дозировка
ртути 3паров
паров
и регулятором
ртути,
ртути в объем
давления 4; источника
превышающее
откаченного
установленное
света 8
значение,
заканчивается
- емкость снижают
для выравнивания
выравниванием
регулятором
давления 4,
давлений
5;
между
и пары
объемом
ртути попадают
в- конденсатор
источника
клапаны света
для 3,
перекрытия
8откуда
и уравнительной
в виде
трубопроводов
жидкой
емкостью
ртути
5. В -этом
7:
в емкость
6,9,10,11;
случае1клапаны
с
подогревом.
6,11
- специальная
закрыты, а ловушка
клапаны 12;
9,10
открыты.
- автоматическая система
управления устройством 13.
Ловушка паров ртути
Специальная ловушка, вмонтированная в трубопровод,
имеет форму металлического кольца с жестко
закрепленной в нем решеткой 15, выполненной из
металлических уголков, расположенных с возможностью
перекрытия друг друга, на уровне которых с внешней
стороны трубопровода 7 закреплен электрический
подогреватель 14.
Преимущества данного устройства
Устройство прошло испытания в
лабораторных условиях при дозировании
различных типов жидкостей, что делает его
более универсальным для применения в других
областях техники с необходимыми
конструктивными изменениями, где в качестве
дозирующего элемента применяются
агрессивные жидкости и необходимым является
точность дозирования и исключение попадания
паров в окружающую среду.
На этих же принципах может быть создана
система для перекачки особо опасных
жидкостей.


На предлагаемое устройство:
1. Получен патент 2303313 РФ. Способ наполнения
парами ртути источников света и устройство для его
осуществления/ Александров А.И., Байнева И.И.;
заявитель и патентообладатель Мордовский
государственный университет им.Н.П.Огарева. RU
2303313, МПК7 H01J 61/28, опубл. 20.07.2007.
2. Получено решение о выдаче патента от 17.05.2011
по заявке №2011112886 (приоритет от 04.04.2011) на
полезную модель «Устройство для наполнения парами
ртути источников света» (Авторы: Байнева И.И.,
Бальзамов А.Ю., Байнев В.В.).
Результаты исследований
докладывались на конференциях и
представлялись на выставках.
VI Междунар. науч.- техн. конф. «Проблемы и
перспективы развития отечественной светотехники,
электротехники и энергетики», Саранск, 2008 г.
 IV Междунар.конф. «Стратегия качества в
промышленности и образовании», Варна, Болгария,
2008 г.
 VI Ярмарка бизнес-ангелов и инноваторов
«Первый Российский Форум «Российским Инновациям Российский Капитал», Чебоксары, 2008
 VII Ярмарка бизнес-ангелов и инноваторов
«II Российский Форум «Российским Инновациям Российский Капитал», Саранск, 2009.
 V Российская студенческая научно-технич. конфер.
"Вакуумная техника и технология", Казань, 2011 г.

III. Предварительный план
реализации проекта







Разработка конструкции,
осуществление
Исследование
Расчетные
и экспериментальные
последствий
загрязнения
опытно-конструкторских
работ пореализации
производственных
исследования
возможностей
помещений
и
предлагаемому устройству, разработка ТУ.
окружающейзаложенных
принципов,
среды на производствах,
в конструкцию
Разработка программного обеспечения для
связанных
устройства,
с на
процессом
основании
дозирования
которых
могут
управления процессом
дозирования
ртути
или
опасных
быть
жидкостей
другие(втехнические
частности, ртутью).
другойсозданы
опасной
жидкости.
системы,
где необходима
герметичная
и
Участие
в выставках.
Исследование
рынка и поиск
потенциальПубликация
статей. особо
точная
дозировка
опасных
ных потребителей
разрабатываемого
Подача
заявкиа на
патент.
жидкостей,
также
их транспортировка.
устройства.
Спасибо за внимание