Патент на изобретение №2246704

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОВЕРКИ РАСХОДОМЕРОВ И СЧЕТЧИКОВ ЖИДКОСТИ (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к области расходометрии, а именно к установкам для измерения расхода жидкости, поверки расходомеров и счетчиков жидкости. Установка (вариант 1) содержит напорный резервуар, испытательный участок трубопровода с поверяемым расходомером, мерную камеру, расположенную внутри измерительной емкости, соединительные трубопроводы и запорно-регулирующую арматуру. Измерительная емкость соединена трубопроводами с напорным резервуаром, мерная камера нижней частью соединена трубопроводами с запорно-регулирующей арматурой, соответственно с поверяемым расходомером и с верхней частью измерительной емкости на уровне ниже уровня расположения верхней кромки мерной камеры. Снаружи измерительной емкости, на выходе мерной камеры расположен датчик уровня, соединенный с таймером. Для поддержания постоянного уровня жидкости в измерительной емкости и мерной камере, вне зависимости от атмосферного давления резервуар и газовая полость измерительной емкости соединены между собой трубопроводом, в котором установлен промежуточный резервуар. Установка (вариант 2) в отличие от варианта 1 состоит из нескольких измерительных емкостей с расположенными внутри них мерными камерами. Измерительные емкости сообщены с напорным резервуаром, а мерные камеры – с поверяемым расходомером, расположенным в испытательном участке трубопровода. На выходе мерных камер расположены датчики уровня, соединенные с таймером. Техническим результатом является повышение точности поверки, расширение диапазона измеряемого расхода, а также возможность проводить поверки с использованием легко воспламеняющихся жидкостей. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области расходометрии, а именно к установкам для измерения расхода жидкости, поверки расходомеров и счетчиков жидкости.

Известна трубопоршневая установка для поверки расходомеров и счетчиков жидкости (а.с. №1767356, МКИ G 01 F 25/00, опубл. 07.10.92, Бюл. №37), состоящая из цилиндра, уплотненного в нем поршня, подпружиненного запорного органа, жестко соединенного со штоком, пневмоцилиндра, силовой поршень которого также жестко соединен со штоком, пневмораспределителя, двух стабилизаторов давления и датчика положения, взаимодействующего с двумя измерительными метками на измерительном штоке. В передней крышке цилиндра установлен предохранительный стопор клапана. Поршень состоит из двух частей – корпуса, в котором расположена пружина с клапаном и крышки, в которой установлено посадочное место для клапана. Корпус поршня и крышка соединены между собой винтами и уплотнены прокладкой. Измерительный шток жестко соединен с основным поршнем и выведен через уплотнения из цилиндра наружу. На второй его конец надет поршень. При работе трубопоршневой установки этот поршень скользит по направляющей трубе. Пневмоцилиндр подсоединен с задней крышке цилиндра через технологическую проставку. В стенках проставки помещены уплотнения для штока. Недостатком данной установки является наличие подвижного органа, вследствие износа которого возникают перетечки из одной полости цилиндра в другую, что снижает точность измерений.

Известна установка для градуировки и поверки расходомеров и счетчиков газа (а.с. №513255, МКИ G 01 F 25/00, опубл. 20.05.76, Бюл. №17), состоящая из измерительного бака, представляющего собой трубу с крышкой и днищем, в которую вставлена труба, являющаяся мерной камерой. Труба имеет сверху острую сливную кромку, срезанную под острым углом, для более равномерного слива среды. На днище измерительного бака размещен коллектор, представляющий собой трубу с просверленными отверстиями малого диаметра со стороны днища измерительного бака и равномерно расположенными по периметру, которые обеспечивают равномерную, без пульсаций подачу жидкости в измерительный бак. К крышке приварена труба, являющаяся дополнительной мерной камерой, которая противоположным концом вставлена в кольцевой паз основания, образуя отверстия. В трубе размещена труба, на которой закреплены вытеснители, выполненные в виде дисков с фасками по окружности. В цилиндрической части вытеснителей закреплены уровнемеры, при этом расстояние между уровнемерами заключает в себе измеряемый объем газа, вытесненный жидкостью. Недостатком данной установки является невысокая точность поверки и невозможность проведения поверки с большими расходами из-за ограниченности объема мерной камеры.

Известна установка для градуирования, поверки и испытания расходомеров жидкости (а.с. №31549, МПК G 01 F 25/00, опубл. 28.05.71, Бюл. №14), ближайшая по технической сущности к заявляемой и принятая за прототип, которая содержит резервуар, испытательный участок с поверяемым расходомером, мерную камеру, воздушная полость которой сообщена с полостью резервуара, запорную и регулирующую арматуру. Установка снабжена измерительным баком, внутри которого с зазором, заполненным жидкостью, расположена мерная камера, выполненная в виде вертикального цилиндра меньшей высоты, жестко соединенного основанием с измерительным баком, причем измерительный бак в нижней части соединен трубопроводом с поверяемым расходомером, а мерная камера – со сливным резервуаром. Недостатком данной установки является недостаточно высокая точность поверки и невозможность проведения поверки с большими расходами из-за ограниченности объема мерной камеры.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение точности поверки, повышение производительности из-за простоты осуществления замера и малого времени подготовки установки к работе, расширение диапазона измеряемого расхода за счет использования нескольких мерных камер, а также возможность проведения поверки с использованием легковоспламеняющихся жидкостей.

Технический результат достигается тем, что в установке для поверки и испытания расходомеров и счетчиков жидкости (вариант 1), содержащей сообщенную с напорным резервуаром измерительную емкость с мерной камерой внутри нее, испытательный участок с поверяемым расходомером, соединительные трубопроводы и запорно-регулирующую арматуру, мерная камера нижней частью посредством трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой соединена соответственно с поверяемым расходомером и с верхней частью измерительной емкости на уровне ниже уровня расположения верхней кромки мерной камеры, снаружи измерительной емкости, на выходе мерной камеры расположен датчик уровня, соединенный с таймером. Измерительная емкость в верхней части сообщена с напорным резервуаром дополнительным трубопроводом, в котором установлен промежуточный резервуар.

Технический результат достигается тем, что установка для поверки и испытания расходомеров и счетчиков жидкости (вариант 2), содержащая измерительную емкость с мерной камерой внутри нее, напорный резервуар, испытательный участок с поверяемым расходомером, соединительные трубопроводы и запорно-регулирующую арматуру, снабжена, по меньшей мере, еще одной измерительной емкостью с мерной камерой внутри нее, при этом каждая измерительная емкость сообщена трубопроводом с напорным резервуаром, а мерная камера каждой измерительной емкости нижней частью, посредством трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой соединена соответственно с поверяемым расходомером и с верхней частью измерительной емкости на уровне ниже верхней кромки мерной камеры, снаружи каждой измерительной емкости на выходе мерной камеры расположен датчик уровня, соединенный с общим для всей установки таймером. Каждая измерительная емкость в верхней части сообщена с напорным резервуаром дополнительным трубопроводом, в котором установлен промежуточный резервуар.

На фиг.1 представлена схема установки поверки и испытания расходомеров и счетчиков жидкости по варианту 1.

На фиг.2 представлена схема установки поверки и испытания расходомеров и счетчиков жидкости по варианту 2.

Установка (вариант 1) содержит напорный резервуар 1, испытательный участок трубопровода 2 с поверяемым расходомером 3, мерную камеру 4, расположенную внутри измерительной емкости 5, соединительные трубопроводы и запорно-регулирующую арматуру. Измерительная емкость 5 в нижней и в верхней частях соединена трубопроводами 6 и 7 с напорным резервуаром 1, мерная камера 4 нижней частью соединена трубопроводами 8 и 9 с запорно-регулирующей арматурой (вентили 10 и 11) соответственно с поверяемым расходомером 3 и с верхней частью измерительной емкости 5 на уровне ниже уровня расположения верхней кромки мерной камеры 4. Снаружи измерительной емкости 5, на выходе мерной камеры 4 расположен датчик уровня 12, соединенный с таймером 13. Для поддержания постоянного уровня жидкости в измерительной емкости 5 и мерной камере 4, вне зависимости от атмосферного давления резервуар 1 и верхняя часть измерительной емкости 5, где образуется газовая полость, соединены между собой трубопроводом 7, в котором установлен промежуточный резервуар 14 таким образом, что при увеличении атмосферного давления давление газа в измерительной емкости 5 увеличивается, при этом жидкость из резервуара 1 по данным трубопроводам не может поступать в измерительную емкость 5.

Установка (вариант 2), содержит напорный резервуар 1, испытательный участок трубопровода 2 с поверяемым расходомером 3. Примером конкретного выполнения является установка, состоящая из трех измерительных емкостей 5’, 5’’ и 5’’’ с мерными камерами 4’, 4’’, 4’’’, внутри них, при этом измерительные емкости 5’, 5’’ и 5’’’ в нижней и в верхней частях соединены трубопроводами 6 и 7 с напорным резервуаром 1. Мерные камеры 4’, 4’’ и 4’’’ нижней частью соединены трубопроводами 8’, 8’’, 8’’’, 9’, 9’’, 9’’’ с запорно-регулирующей арматурой (вентилями 10’, 10’’, 10’’’, 11’, 11’’ и 11’’’) соответственно с поверяемым расходомером 3 и с верхней частью измерительных емкостей 5’, 5’’ и 5’’’ на уровне ниже уровня расположения верхней кромки мерных камер 4’, 4’’ и 4’’’. Объем мерных камер 4’, 4’’, 4’’’ и измерительных емкостей 5’, 5’’ и 5’’’ подбирается с учетом исключения возможности переливания жидкости из измерительных емкостей через верхнюю горловину мерных камер. Снаружи измерительных емкостей 5’, 5’’ и 5’’’, на выходе мерных камер 4’, 4’’ и 4’’’ расположены датчики уровня 12’, 12’’ и 12’’’, соединенные с таймером 13.

Установка (вариант 1) работает следующим образом.

В начальный момент работы установки в трубопроводе 8 вентиль 10 закрыт, а в трубопроводе 9 вентиль 11 открыт. Жидкость из напорного резервуара 1 постоянного напора по трубопроводу 6 поступает в измерительную емкость 5 и, дойдя до уровня подсоединения трубопровода 9, соединяющего верхнюю часть измерительной емкости 5 с нижней частью мерной камеры 4, начинает поступать в мерную камеру 4. Стенки мерной камер с обеих сторон омываются жидкостью, обеспечивая тем самым их термостабилизацию. При этом по мере увеличения уровня жидкости в мерной камере 4 увеличивается давление газа над жидкостью в измерительной емкости 5. Уровень жидкости в мерной камере 4 доходит до уровня жидкости в измерительной емкости 5, так как они представляют собой сообщающиеся сосуды. После заполнения мерной камеры 4 и выравнивания уровней жидкости в измерительной емкости 5 и мерной камере 4 вентиль 10 открывается, вентиль 11 закрывается, и жидкость из мерной камеры 4 через трубопровод 8 поступает в испытательный участок трубопровода 2 с поверяемым расходомером 3. С открытием вентиля 10 начинается отсчет времени истечения жидкости из мерной камеры 4 таймером 13. Уровень жидкости в измерительной емкости 5 увеличивается, а в мерной камере 4 понижается, тем самым обеспечивается постоянное давление газа над жидкостью и постоянный напор жидкости, проходящей через мерный участок трубопровода 2 и поверяемый прибор 3. Недопускается попадание жидкости из измерительной емкости 5 в мерную камеру 4 через верхнюю горловину камеры, для чего объем мерной камеры 4 и измерительной емкости 5 подбирается с учетом исключения вероятности перелива жидкости в мерную камеру 4. При прохождении зеркала жидкости через датчик уровня 12 сигнал поступает в таймер 13 и прекращается отсчет времени. Объем мерной камеры известен, по полученному времени определяют расход жидкости. Для компенсации влияния изменения атмосферного давления, которое может привести к снижению точности измерения, между напорным резервуаром 1 и измерительной емкостью 5 установлен трубопровод 7 с промежуточной емкостью 14. При увеличении атмосферного давления уровень жидкости в емкости 14 увеличивается, увеличивая давление газа над жидкостью в измерительной емкости 5. Трубопровод 7 и емкость 14 установлена таким образом, что жидкость по нему из резервуара 1 в измерительную емкость 5 попасть не может.

Установка (вариант 2) работает следующим образом.

В начальный момент работы установки вентили 11’, 11’’, 11’’’ открыты, а вентили 10’, 10’’ и 10’’’ закрыты. Уровень жидкости в измерительных емкостях 5’, 5’’, 5’’’ повышается и, дойдя до уровня подсоединения трубопроводов 9’, 9’’, 9’’’ к измерительным емкостям 5’, 5’’, 5’’’, переливается соответственно в мерные камеры 4’, 4’’ и 4’’’. Стенки мерных камер с обеих сторон омываются жидкостью, обеспечивая тем самым их термостабилизацию. Уровень жидкости в измерительных емкостях 5’, 5’’, 5’’’ и расположенных в них мерных камерах 4’, 4’’ и 4’’’ одинаков, так как измерительные емкости 5’, 5’’, 5’’’ и мерные камеры 4’, 4’’, 4’’’ представляют собой сообщающиеся сосуды. После наполнения мерных емкостей 4’, 4’’ и 4’’’ жидкостью вентиль 10’ открывается, а 11’ открывается. Причем закрытие вентиля 11’ одновременно является сигналом для начала отсчета времени таймером 13. Жидкость в мерный участок трубопровода 2 с поверяемым счетчиком 3 поступает из мерной камеры 4’. Уровень жидкости в емкости 5’ увеличивается, поддерживая постоянным давление газа, выталкивающего жидкость из мерной камеры 4’. Не допускается попадание жидкости из измерительных емкостей 5’, 5’’, 5’’’ через верхнюю горловину камеры в мерные камеры 4’, 4’’, 4’’’ для чего соответствующим образом подбираются объемы мерных камер и измерительных емкостей. При прохождении зеркалом жидкости датчика уровня 12’ сигнал поступает на таймер, 13 после чего открывается вентили 11’ и 10’’, а вентили 10’ и 11’’ закрываются. Отсчет времени таймером 13 не прекращается. Жидкость в мерный участок трубопровода поступает из мерной камеры 4’’. В это время происходит заполнение мерной камеры 4’’ и перевод ее в рабочее состояние. После выработки мерной камеры 4’’ аналогичным образом начинается подготовка ее к работе и начинается выработка мерной камеры 4’’’. Для компенсации влияния изменения атмосферного давления, которое может привести к снижению точности измерения, между напорным резервуаром 1 и измерительными емкостями 5’, 5’’ и 5’’’ установлен трубопровод 7 с промежуточной емкостью 14. При увеличении атмосферного давления уровень жидкости в емкости 14 увеличивается, увеличивая давление газа над жидкостью в измерительных емкостях 5’, 5’’ и 5’’’. Трубопровод 7 и емкость 14 установлена таким образом, чтобы исключить возможность попадания жидкости из резервуара 1 в измерительные емкости 5’, 5’’ и 5’’’. По количеству выработанных мерных емкостей и времени их выработки определяется количество выработанной жидкости и расход. Количество измерительных емкостей с мерными камерами внутри них может варьироваться в зависимости от времени заполнения жидкостью мерной емкости и от диапазона измеряемых расходов.

Таким образом, предлагаемая установка для поверки расходомеров и счетчиков жидкости, в которой реализуется прямой способ измерения позволяет повысить точность измерения, за счет использования всего одного датчика уровня, а также за счет исключения влияния изменения температуры окружающего воздуха путем термостабилизации стенки мерной камеры, так как они с обеих сторон омываются жидкостью.

Предлагаемая установка (вариант 2) позволяет, кроме того, расширить диапазон измеряемого расхода за счет использования нескольких измерительных емкостей.

Предлагаемая установка обладает высокой производительностью из-за простоты осуществления замера и малого времени подготовки установки к работе, отсутствие прямого контакта электрических датчиков с жидкостью позволяет замерять расходы легковоспламеняющихся жидкостей.

Формула изобретения

1. Установка для поверки и испытания расходомеров и счетчиков жидкости, содержащая сообщенную с напорным резервуаром измерительную емкость с мерной камерой внутри нее, испытательный участок с поверяемым расходомером, соединительные трубопроводы и запорно-регулирующую арматуру, отличающаяся тем, что мерная камера нижней частью посредством трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой соединена соответственно с поверяемым расходомером и с верхней частью измерительной емкости на уровне ниже верхней кромки мерной камеры, на выходе мерной камеры расположен датчик уровня, соединенный с таймером.

2. Установка для поверки и испытания расходомеров и счетчиков жидкости по п.1, отличающаяся тем, что датчик уровня расположен снаружи измерительной емкости.

3. Установка для поверки и испытания расходомеров и счетчиков жидкости по п.1 или 2, отличающаяся тем, что измерительная емкость в верхней части сообщена с напорным резервуаром дополнительным трубопроводом, в котором установлен промежуточный резервуар.

4. Установка для поверки и испытания расходомеров и счетчиков жидкости, содержащая измерительную емкость с мерной камерой внутри нее, напорный резервуар, испытательный участок с поверяемым расходомером, соединительные трубопроводы и запорно-регулирующую арматуру, отличающаяся тем, что установка снабжена, по меньшей мере, еще одной измерительной емкостью с мерной камерой внутри нее, при этом каждая измерительная емкость соединена трубопроводом с напорным резервуаром, а мерная камера каждой измерительной емкости нижней частью посредством трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой соединена соответственно с поверяемым расходомером и с верхней частью измерительной емкости на уровне ниже верхней кромки мерной камеры, на выходе каждой мерной камеры расположен датчик уровня, соединенный с общим для всей установки таймером.

5. Установка для поверки и испытания расходомеров и счетчиков жидкости по п.4, отличающаяся тем, что датчики уровня расположены снаружи каждой измерительной емкости.

6. Установка для поверки и испытания расходомеров и счетчиков жидкости по п.4 или 5, отличающаяся тем, что каждая измерительная емкость в верхней части сообщена с напорным резервуаром дополнительным трубопроводом, в котором установлен промежуточный резервуар.

РИСУНКИ

QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева (КГТУ-КАИ)

НИЛ

Лицензиат(ы): Общество с ограниченной ответственностью “Научно-производственное объединение Иннотех”

Договор № РД0012717 зарегистрирован 04.10.2006

Извещение опубликовано: 10.11.2006 БИ: 31/2006

* ИЛ – исключительная лицензия НИЛ – неисключительная лицензия

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 30.07.2008

Извещение опубликовано: 20.05.2010 БИ: 14/2010