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: В настоящее время в производстве источников света способы дозирования и наполнения имеют ряд общих недостатков: низкая точность наполнения выпускаемых приборов; низкая точность наполнения выпускаемых приборов; большой брак изделий из-за разброса технических характеристик; большой брак изделий из-за разброса технических характеристик; утечка ртути из-за негерметичности элементов оборудования; утечка ртути из-за негерметичности элементов оборудования; возможность заражения высокотоксичными парами ртути окружающей среды. возможность заражения высокотоксичными парами ртути окружающей среды.

С точки зрения экологичности применение ртути является серьезным недостатком разрядных ламп: С точки зрения экологичности применение ртути является серьезным недостатком разрядных ламп: несовершенство технологии (в части дозировки ламп ртутью); несовершенство технологии (в части дозировки ламп ртутью); несовершенство технологии машин переработки и утилизации ртутных отходов; несовершенство технологии машин переработки и утилизации ртутных отходов; отсутствие совершенных ртутных ловушек, отсутствие совершенных ртутных ловушек, битые люминесцентные лампы; битые люминесцентные лампы; незнание и нежелание обслуживающего персонала выполнять санитарные правила при работе с ртутью и ее соединениями; незнание и нежелание обслуживающего персонала выполнять санитарные правила при работе с ртутью и ее соединениями; невыполнение в полной мере демеркури- зационных мероприятий и т.д. невыполнение в полной мере демеркури- зационных мероприятий и т.д.

Все это приводит к большой загазованности производственных помещений и к загрязнению окружающей среды. 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. 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: В настоящее время известны и применяются следующие способы введения ртути в разрядные лампы: дозирование в виде капли механическими или электромеханическими дозаторами; дозирование в виде капли механическими или электромеханическими дозаторами; дозирование в виде готовой амальгамы ртути; дозирование в виде готовой амальгамы ртути; дозирование в герметизированных ампулах, которые затем вскрываются в готовой лампе термическим путём. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Модификация предлагаемого устройства позволяет применить его и для других случаев изготовления приборов, где применяются опасные жидкости.

Схема дозатора, представленного на рисунке, содержит: - емкость 1 с подогревом 2, которая соединена последовательно с конденсатором паров ртути 3 и регулятором давления 4; - емкость для выравнивания давления 5; - клапаны для перекрытия трубопроводов 7: 6,9,10,11; - специальная ловушка 12; - автоматическая система управления устройством 13. Устройство парового дозатора ртути Принцип работы предлагаемого устройства В исходном состоянии весь объем устройства от клапана 6, который закрыт, до источника света 8 откачивают до давления P = 0,010÷0,001 мм рт.ст. Давление паров ртути, превышающее установленное значение, снижают регулятором давления 4, и пары ртути попадают в конденсатор 3, откуда в виде жидкой ртути - в емкость 1 с подогревом. Далее осуществляют дозировку паров ртути в емкость 5 для выравнивания давления. В этом случае клапаны 9, 10, 11 закрыты, а клапан 6 открыт. Дозировка паров ртути в объем откаченного источника света 8 заканчивается выравниванием давлений между объемом источника света 8 и уравнительной емкостью 5. В этом случае клапаны 6,11 закрыты, а клапаны 9,10 открыты.

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. 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.

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. Преимущества данного устройства

На предлагаемое устройство: 1. Получен патент 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 , МПК7 H01J 61/28, опубл Получен патент 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 , МПК7 H01J 61/28, опубл Получено решение о выдаче патента от по заявке (приоритет от ) на полезную модель «Устройство для наполнения парами ртути источников света» (Авторы: Байнева И.И., Бальзамов А.Ю., Байнев В.В.). 2. Получено решение о выдаче патента от по заявке (приоритет от ) 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. 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. IV Междунар.конф. «Стратегия качества в промышленности и образовании», Варна, Болгария, 2008 г. VI Ярмарка бизнес-ангелов и инноваторов VI Ярмарка бизнес-ангелов и инноваторов «Первый Российский Форум «Российским Инновациям - Российский Капитал», Чебоксары, 2008 VII Ярмарка бизнес-ангелов и инноваторов VII Ярмарка бизнес-ангелов и инноваторов «II Российский Форум «Российским Инновациям - Российский Капитал», Саранск, V Российская студенческая научно-технич. конфер. "Вакуумная техника и технология", Казань, 2011 г. V Российская студенческая научно-технич. конфер. "Вакуумная техника и технология", Казань, 2011 г.

III. Предварительный план реализации проекта Исследование последствий загрязнения производственных помещений и окружающей среды на производствах, связанных с процессом дозирования опасных жидкостей (в частности, ртутью). Исследование последствий загрязнения производственных помещений и окружающей среды на производствах, связанных с процессом дозирования опасных жидкостей (в частности, ртутью). Исследование рынка и поиск потенциаль- ных потребителей разрабатываемого устройства. Исследование рынка и поиск потенциаль- ных потребителей разрабатываемого устройства. Расчетные и экспериментальные исследования возможностей реализации принципов, заложенных в конструкцию устройства, на основании которых могут быть созданы другие технические системы, где необходима герметичная и точная дозировка особо опасных жидкостей, а также их транспортировка. Расчетные и экспериментальные исследования возможностей реализации принципов, заложенных в конструкцию устройства, на основании которых могут быть созданы другие технические системы, где необходима герметичная и точная дозировка особо опасных жидкостей, а также их транспортировка. Разработка конструкции, осуществление опытно-конструкторских работ по предлагаемому устройству, разработка ТУ. Разработка конструкции, осуществление опытно-конструкторских работ по предлагаемому устройству, разработка ТУ. Разработка программного обеспечения для управления процессом дозирования ртути или другой опасной жидкости. Разработка программного обеспечения для управления процессом дозирования ртути или другой опасной жидкости. Участие в выставках. Участие в выставках. Публикация статей. Публикация статей. Подача заявки на патент. Подача заявки на патент.

Спасибо за внимание