Способ динамической градуировки и поверки средств измерения расхода жидкости в потоке

Способ динамической градуировки и поверки средств измерения расхода жидкости в потоке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в измерительной технике для градуировки и поверки средств измерения расхода криогенной жидкости в нефтехимической промышленности. Сущность изобретения: проливают жидкость через первичный преобразователь под давлением газа наддува и сопоставляют измеренное среднее значения выходного сигнала первичного преобразователя с объемом слитой жидкости, при этом перед проливом верхний слой жидкости прогревают до температуры насыщения на зеркале жидкости в расходной емкости путем подачи на зеркало жидкости одноименного с жидкостью газа, а установившийся режим расхода жидкости поддерживают регулированием расхода пара из приемной емкости. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОНГТСКИХ

СОЦИЛЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

НИЕИЗОЬРЕТЕН Й -, " .,"

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСА

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4795692/10 (22) 26,02,90 (46) 07.11,92, Бюл, N 41 (71) Научно-исследовательский институт химического машиностроения (72) В.А.Бершадский, M,А,Гусев и S.Â.ÏàíêoB (56) Авторское свидетельство СССР

N 1128121, кл, G 01 F 25/00, 1981.

Бирюков Б.В. и др, Точные измерения расхода жидкости. М.; Машиностроение, 1977, с.48-50. (54) СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОЙ ГРАДУИРОВКИ И ПОВЕРКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ В ПОТОКЕ (57) Использование: в измерительной технике для градуировки и поверки средств измеИзобретение относится к измерительной технике, а конкретно к градуировке и поверке средств измерений расхода криогенной жидкости при испытаниях энергоустановок летательных аппаратов и может быть использовано при градуировке и поверке средств измерений расхода криогенной жидкости в нефтехимической промышленности и теплоэнергетике, Известен способ динамической градуировки первичных преобразователей расхода в потоке по измерению обьема жидкости, сливаемой из емкости (см, а,с. М 1128121. кл, 6 01 F 25/00, 1981).

В качестве прототипа принят способдинамической градуировки средств измерений расхода, описанный в книге Бирюкова

В.В, и др, Точные измерения расхода жидкости, M,: Машиностроение. 1977, с,48,50. рения расхода криогенной жидкости в нефтехимической промышленности, Сущность изобретения: проливают жидкость через первичный преобразователь под давлением газа наддува и сопоставляют измеренное среднее значения выходного сигнала первичного преобразователя с обьемом слитой жидкости, при этом перед проливом верхний слой жидкости прогревают до температуры насыщения на зеркале жидкости в расходной емкости путем подачи на зеркало жидкости одноименного с жидкостью газа, а установившийся режим расхода жидкости поддерживают регулированием расхода пара из приемной емкости. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Известный способ заключается в сливе жидкости через первичный преобразователь под давлением газа наддува из расходной в приемную емкость на установившемся режиме расхода и в сопоставлении измеренного среднего значения выходного сигнала первичного преобразователя с объемом слитой жидкости, определяемым по дискретному уровнемеру за измеренный промежуток времени.

Известный способ имеет низкую точность градуировки и большие непроизводительные потери рабочего тела. Это связано с нестационарным теплопроводом к жидкости в приемной емкости с контрольным уровнемером в период времени охлаждения конструкции до температуры рабочего тела. В результате кипения криогенной жидкости возникают неорганизованные подъем

1774185

45 коллектором 13 наддува с отсечным клапа- 55 ном 14, системой дренажа с отсечным клапаном 15, регулятором 16 расхода газа и эжектором 17, уровнемером 18. Емкости соединены между собой криогенными трубопи опускание ее уровня, изменения давления в емкости и колебания расхода, Это увеличивает погрешность градуировки до величины 5%.Использование предварительного захолаживания приемной емкости для уменьшения колебаний уровня, давления и расхода приводит к увеличению затрат рабочего тела, Кроме этого снижение точности градуировки связано с частичной конденсацией газа наддува при его взаимодействии с зеркалом жидкости во время слива.

Целью изобретения является повышение точности градуировки и поверки средств измерений расхода криогенной жидкости и уменьшение непроизводительных потерь рабочего тела, Поставленная цель достигается тем, что перед сливом верхний слой жидкости прогревают до температуры насыщения на зеркале жидкости, соответствующей давлению в расходной емкости, реализуемому при сливе, а установившийся режим расхода жидкости при сливе поддерживают регулированием расхода пара из приемной емкости, при этом наддув расходной емкости производят одноименным с жидкостью газом. Измерение уровня жидкости в фиксированных точках по высоте расходной емкости при сливе дублируют измерениями температуры в этих же точках, а прогрев верхнего слоя осуществляют подачей одноименного с жидкостью газа на зеркало >кидкости.

На фиг,1 изображена принципиальная схема установки, реализующей предложенный способ градуировки расходомеров на жидком водороде; на фиг.2 и 3 — профили температур, устанавливающиеся по высоте расходной емкости после заправки ее жидким водородом и при сливе жидкого водорода под давлением газа наддува после прогрева верхнего слоя, установка включает расходную емкость

1 с теплоизоляцией 2, снабженную дискретным уровнемером 3, на котором параллельно его чувствительным элементам установлены полупроводниковые датчики 4 температур, Емкость 1 снабжена системой наддува, включающей отсечные клапаны 5 и 6, регулятор 7 расхода газа, коллектор 8 наддува и коллектор 9 для прогрева верхнего слоя жидкости. Емкость 1 снабжена также дренажным клапаном 10. Приемная емкость 11 с теплоизоляцией 12 снабжена

35 роводами 19 и 20. Трубопровод 19 снабжен отсечным клапаном 21, за которым установлен градуируемый расходомер 22, датчик 23 сплошности и дроссельная шайба 24 с датчиком 25 перепада давления. Для контроля параметров среды в трубопроводе 19 установлены датчики 26 и 27 температуры и датчик 28 давления, Трубопровод 20 снабжен отсечным клапаном 29 и используется для возврата криогенной жидкости обратно из приемной в расходную емкость. Клапаны 30 и 31 используются для заправки установки криогенной жидкостью и слива остатков после градуировки.

Работа регулятора расхода 7 обеспечивается с помощью преобразователя 32 и датчика 33 обратной связи, а регулятора 16 — с помощью преобразователя 34 и датчика

25. Для контроля начального прогрева верхнего слоя жидкости в расходной емкости установлены датчики 35 температур. Давление в приемной емкости 12 контролируется датчиком 36. Для регистрации измеряемых параметров установка снабжена регистрирующим устройством 37 и генератором 38 меток времени, Работа установки реализует способ динамической градуировки и поверки средств измерений расхода жидкости в потоке следующим образом, В исходном состоянии емкость 1 заправлена жидким водородом.

Трубопроводы 19,20 и емкость 11 подготовлены к приему жидкого водорода; продукты газообразным водородом или гелием, По высоте 1 после ее заправки реализуется равномерное поле температур, представленное на фиг,2. Перед началом слива верхний слой жидкости прогревают до температуры насыщения на зеркале жидкости, соответствующей давлению в расходной емкости 1, реализуемому при сливе, Прогрев верхнего слоя жидкости осуществляют подачей газообразного водорода с температурой окружающей среды на зеркало жидкости через коллектор 9.

При этом в емкости 1 поддерживают с помощью регулятора 7 подачи газа, датчика

ЗЗ и преобразователя 32 давление, реализуемое в процессе градуировки. Начальный прогрев верхнего слоя жидкости контролируют с помощью датчиков 35 температуры.

Поле температур жидкости после прогрева верхнего слоя показано на фиг.3, По достижению на поверхности жидкости температуры, равной температуре насыщения, производят захолаживание магистрали 19.

Для этого закрывают клапан 6, открывают клапан 5 и подают газообразный водород через коллектор наддува 8, В процессе захолаживания давление наддува в емкости 1

1771185 поддерживают такое же, как и в процессе последующего слива. Затем открывают клапаны 21 и 15 и устанавливают расход на захола>кивание с помощью регулятора 16.

Захолаживание проводят до достижения сплошности 100 Д по датчику 23.

После окончания захолгживания включают эжектор 17 и производят слив жидкости с постоянным расходом через градуируемый расходомер из расходной емкости 16 приемную емкость 11, При этом стационарный режим расхода жидкости при сливе поддер>кивают регугированием расхода пара из приемной емкости 11 с помощью регулятора 16 и преобг азователя 34 по сигналу от датчика 25 перепада давления на.дроссельной шайбе 24. Система регулирования настроена так, что перепад давления на дроссельной шайбе 24 поддерживается постоянным втечение всего слива за счет изменения противодавления в приемной емкости. Эжектирование паров водорода из приемной емкости позволяет снять пик давления в ней в начальный момент слива и исключить тем самым возможные колебания расхода жидкости, Слив жидкости прекращают закрытием клапана 21 по достижению уровнем жидкости последней точки уровнемера 3, После этого жидкость переливают из приемной емкости s расходную емкость через трубопровод 20 и клапан 29, После перелива расходную емкость при необходимости дозаправляют жидким водородом через клапан 30 и проводят повторную градуировку. Слив остатков после оконч-ния градуировки производят через клапан 31, Объемный секундный расход жидкости определяют по объему сливаемой жидкости между фиксированными точками дискретного уровнемера и времени прохождения гоаницы раздела фазы между этими точками, В процессе слива регистрируется в устройстве 37 соабатывания точек дискретного уровнемера 3 давления и температуры жидкости в трубопроводе 19 и в расходной емкости 1 частота выходного сигнала с датчика

5 расхода 27, а также "метки" времени с генератора 38. Методика определения градуировочных характеристик расходомеров по полученным данным общеизвестна.

Формула изобретения

10 1. Способ динамической градуировки и поверки средств измерений расхода жидкости в потоке, заключающийся в сливе >кидкости через первичный преобразователь под давлением газа наддува иэ расходной в

1: приемную емкость на установивше ся режиме расхода и в сопоставлении измеренного среднего значения выходного сигнала первичного преобразователя с об емом слитой жидкости, определяемым по диск20 ретному уровнемеру за измеренный промежуток времени, о т л и ч à Io шийся тем, что, с целью повышения точности градуировки и поверки средств измерений расхода криогенной жидкости и уменьшения непро25 изводительных потерь рабочего тела, перед сливом верхний слой жидкости прогревают до температуры насыщения на зеркале жидкости, соответствующей давлению в расходной емкости, реализуемому при сливе, а

30 установившийся режим расхода жидкости при сливе поддер>кивают регулированием расхода пара из приемной емкости, Rpw этом наддув расходной емкости производят одноименным с жидкостью газом.

35 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерение уровня жидкости в фиксированных точках ilo высоте расходной емкости дублируют измерениями температуры в этих же точках.

40 З.Способпоп1,отличающийся тем, что прогрев верхнего слоя жидкости осуществля>ют подачей одноименного с жидкостью газа на зерка",î жидкости.

1774185

Составитель В, Панков

Редактор С, Кулакова Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л ЛивРинц

Заказ 3920 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101