Установка для градуировки расхо-домеров

Установка для градуировки расхо-домеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

«i)800663

Ф

Ф! .. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3аявлеио 20.03. 79 (21) 2739540/18-10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.81. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 30. 01. 81

К„з

G 01 F 25/00

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 53. 089 б (088. 8) о

Б. В. Бирюков, М. A. Данилов, С. С. Киви4ис и И. Д. Попков .«) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ

РАСХОДОИЕРОВ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности. к уст. ройству установок для радуировки расходомеров жидкости, и может быть использовано во всех областях народного хозяйства для расходомеров, применяемых в магистралях объектов и технологических линий, в которых жидкость транспортируется при высоком статическом давлении.

Известны объемные динамические установки для градуировки расходомеров при воздействии высокого статического давления, содержащие источник газа высокого давления, измерительный резервуар, в котором установлена штанга, несущая дискретные уровнемеры, испытательную магистраль, в пределах которой устанавливаются датчики градуируемых расходомеров, измеритель времени и сливную емкость (1) .

В процессе градуировки газ высокого давления, поступающий от источника, вытесняет жидкость из измери.тельного резервуара в испытательную магистраль, а оттуда в сливную емкость. Расход измеряется как отношение объема жидкости, заключенного между двумя смежными уровнемерами, к времени его истечения. Величина указанного объема определяется при калибровке резервуара методом свободного слива жидкости на весы при атмосферном давлении. При градуировке давление вытесняющего газа деформирует измерительный резервуар, что ведет к изменению калиброванного объема, т.е. к снижению точности измерения расхода жидкости. Уменьшение деформации путем увеличения толщины стенок измерительного резервуара приводит к существенным увеличениям веса, габаритов и металлоемкос15 ти установки.

Известные массовые динамические установки содержат напорный и изме-. рительный резервуары, помещенные на платформу весов-компаратора, испы20 тательную магистраль с установленными в ее пределах датчиками градуируемых расходомеров, индикатор равновесного положения весов-компаратора, измеритель времени и автомати25 ческое устройство нагружения весов грузами. Испытательная иагистраль расположена вне весов, ее вход соединен с измерительным резервуаром посредством гибкой связи (гибкий

30 шланг, сильфон), а выходы — жестко

800663 со сливной емкостью. В процессе градуировки жидкость из измерительного резервуара вытесняется газом высокого давления,.поступающим из напорного резервуара. Истечение жидкости вызывает разбаланс весов-компаратора, которые возрващаются в равновесное положение с помощью грузов, накладываемых на платформу весов-компаратора (или снимаемых с нее) автоматическим устройством. Интервал времени между смежными равновесными положениями фиксируется измерителем времени. B момент каждого срабатывания индикатора равновесного положения формируется команда управления автоматическим устройством. 15

Массовый расход жидкости определяется как г

М» .С (1) где М вЂ” масса наложенных грузовр 20 интервал времени между двумя равновесными положениями, первое иэ которых наступает перед наложением грузов, второе после него.

В таких установках жесткость связи между испытательной магистралью и измерительным резервуаром меняется в зависимости оТ давления потока и " перемещений, вызванных деформацией.

Это вызывает дополнительное переменное усилие, воздействующее на платформу весов-компаратора. Действительный массовый расход жидкости в этом случае определяется как : щ г- (г q j H-) )у (2) 35 где g — ускорение силы тяжести;

R,R значения дополнительного усилия при начальном (по отношению к моменту наложения грузов) и конечном равновесных положениях весов- ®) компаратора (2).

Наличие гибкой связи ведет, таким образом, к понижению точности градуировки при высоких статических давлениях, так как возникает дополнитель- 4$ ная погрешность, определяемая как разность расходов (1) и (2) и равная (3)

Исключение такой погрешности ввЕдением поправок требует проведения .трудоемких исследований зависимости возникающей силы от давления, что малоэффективно, так как поправкой исключается только систематическая составляющая погрешности, в то время как случайная составляющая, обусловленная вариацией силы P, остается значительной, причем с увеличением давления вариация силы, следо- 40 вательно, и случайная составляющая погрешности возрастают. Точность градуировки при высоких статических давлениях понижается также, если поправку вводят по результатам пря- 45 мых измерений перемещения гибкой связи, проводимых в процессе градуировки, так как при этом вносится по. внешность, соизмеримая с корректируемой. Кроме того, такие измерения технически трудноосуществимы из-эа необходимости дистанционной передачи показаний, что обусловлено техникой безопасности работы, и не исключает необходимости предварительHoFQ экспериментального определения зависимости силы от перемещения связи, что является источником дополнительных погрешностей методического харак тера.

Цель изобретения — повышение точности градуировки расходомеров при воздействии высокого статического да: давления

Для достижения указанной цели в известной массовой динамической установке, содержащей напорный и измерительный резервуары, расположенные на платформе весов-компаратора, испытательную магистраль, гибко связанную с измерительным резервуаром и расположенную вне весов-компаратора, индикатор равновесного положения весов, сливную емкость, измеритель времени и автоматическое устройство нагружения весов грузами, испытательная магистраль жестко соединена с измерительным резервуаром и размещена (вместе с датчиками градуируемых расходомеров) на платформе весовкомпаратора, а на выходе испытательной магистрали установлены дроссельное устройство и демпфер.

Жесткое соединение испытательной магистрали с измерительным резервуаром и размещение ее на платформе весов-компаратора исключает какие-либо механические связи с объектами, находящимися вне весов-компаратора, вследствие чего повышается точность измерения расхода при градуировке, так как погрешность по формуле (3) вследствие очевидного Нн = Нк = 0 становится равной нулю. Повышению точности градуировки способствует дроссельное устройство и демпфер, установленные на выходе испытательной магистрали. Дроссельное устройство понижает давление на выходе, что ведет к уменьшению величины реак. тивного усилия струи жидкости, свободно истекающей из испытательной .магистрали в сливную емкость. Демпфер обеспечивает снижение величины реактивного усилия до пренебрежимо малого уровня эа счет гашения скорости истечения жидкости.

На чертеже представлена схема предлагаемой установки.

На платформе весов-компаратора

1 размещены измерительный резервуар

2 с жидкостью, напорный резервуар 3, заполненный газом высокого давления, и испытательная магистраль 4 с датчи800663 ками 5 градуируемых расходомеров, дроссельное устройство б, регулировочный вентиль 7 и демпфер 8, Все перечисленные элементы крепятся жестко к платформе весов-компаратор 1 с помощью фермы 9. На кронштейн 10 навешиваются (или снимаются с него) грузы 11 известной массы с помощью автоматического гидравлического или механического устройства 12. Фотооптический индикатор 13 управляет включением автоматического устройства 12 и измерителя времени 14. В качестве демпфера 8 используется открытый резервуар,- состоящий из дгух камер, образованных вертикальными коаксиальными цилиндрами, в стенке внешнего из которых выполнен тангенциальный вход жидкости, поступающей из испытательной магистрали 4. В днице в центре внутренней камеры находится сливной штуцер 15 для свобод- ;@ ного слива жидкости в сливную емкость

16. Перелив жидкости из внешней камеры демпфера 8 во внутреннюю осуществляется через стенку внутреннего цилиндра. Внешняя камера перед градуировкой заполняется жидкостью до уровня среза внутреннего цилиндра.

В качестве дроссельного устройства

6 применяются диафрагмы или сопла.

При работе с агрессивными жидкостями демпфер 8 и сливная емкость 16 закрываются эластичным чехлом 17 °

Установка работает следующим об разом.

Перед градуировкой измерительный резервуар 2 заполняется жидкостью, а в верхней его части создается давление путем перепуска газа из напорного резервуара 3. Регулировочный вентиль 4 установлен в положение, соответствующее воспроизводимому рас- о ходу. На кронштейн 10 наложен избыток грузов 11 так, что весы-компаратор 1 выведены иэ равновесного по ложения. По команде оператора открывается отсечной клапан 18 и жидкость под действием давления газа истекает иэ измерительного резервуара 2 через датчики 5 и дроссельное устройство б в демпфер 8, а оттуда в сливную емкость. 16 свободной струей. Пос- щ .ле дроссельного устройства 5 давление в испытательной магистрали 4 падает до величины, близкой (несколько большей) к атмосферному давлению.

При истечении жидкости уменьшается нагрузка на платформу весов-компаратора 1 и система стремится к равновесному положению, наступление которого фиксируется индикатором 13.В этот момент формируется команда автоматическому устройству 12 на сня- 66 тие груза 11. Одновременно включается измеритель времени 14 и регистратор сигналов градуируемых расходомеров- После съема груза 11 вновь воз- . никает разбаланс весов 1, но посколь- Я ку истечение жидкости продолжается, система снова стремится к равновесному положению, при наступлении которого формируется команда на съем следующего груза и осуществляется остановка измерителя времени и регистратора сигналов. Количество жидкос- ти, истекшей эа интервал времени, зафиксированный измерителем времени, равно массе снятого груза. После второго равновесного положейия циклы измерений повторяются до тех пор,,пока по внешней команде не будет ос-. тановлен поток жидкости.

Наличие жесткого соединения испытательной магистрали с измерительным резервуаром позволяет повысить верхний предел воспроизводимого при градуировке статического давления до 40-50 МПа, в то время как при гибком соединении он лежит в пределах 10-15 МПа. Это обусловлено тем, 1 что при жесткой связи статическое давление ограничено условиями прочности, в то время как при гибкой допускаемыми деформациями.

Размещение испытательной магистра. ли на платформе весов-компаратора и устранение тем самым каких-либо механических связей весов с внешними объектами позволяет исключить составляющую погрещности, обусловленную паразитным усилием от деформации связи под действием статического давления. Поскольку паразитное уси-. лие составляет 0,01-0,001 общей нагрузки на весы, его исключение позволяет снизить общую погрешность на

0,1-0,3% при уровне погрешности

О, 2-0, 5%.

Формула изобретения установка для градуировки расходомеров, содержащая напорный и измерительный резервуары, помещенные на платформу весов-компаратора, испытательную магистраль для датчиков градуируемых расходомеров, сливную емкость, индикатор равновесного положения весов-компаратора, измеритель времени и автоматическое устройство нагружения весов-компаратора грузами, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности градуировки расходомеров при воздействии. высокого статического давления,:испытательная магистраль жестко соединена с измерительным резервуаром и размещена на платформе весов-компаратора, а на выходе испытательной магистрали установлены дроссельное устройство и демпфер.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Groeper L. H. Inpiace caiibration of cryogenic flowmeters

for rocket engine testing — "Adv.

Instrum." Pittsburg, 1969, v. 24, рагt 2, 585/1-585/7.

800663

2. Mortenson L. й. Mass flowmeter caiibration. - "Instrum and

Соп t го1 sys tems", 1964, v. 37, М 3, р. 133-136 (прототип).

Заказ 10397/49 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель T. Звенигородская

Редактор В. Матюхина Техред T. Маточка .. Корректор Н. Б..и <еи