Установка для градуировки расхо-домеров

Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 20. 03. 79 (21) 2739540/18-10с присоединением заявки Нов(23) ПриоритетОпубликовано 30.01,81. Бюллетень )4 о 4Дата опубликования описания 30. 01. 81 С 01 Р 25/00 Государственный комитет СССР ло делам изобретений и открытий(71 Заявитель 54) УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАДУИРОВКИРАСХОДОМЕРОВ 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 воздействиивысокого статического давления, содержащие источник газа высокого давления, из" мерительный 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, заключенногомежду 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 металлоемкос ти установки.Известные массовые динамическиеустановки содержат напорный и изме-.рительный резервуары, помещенные на платформу весов-компаратора, испы тательную магистраль с установленными в ее пределах датчиками градуируемых расходомеров, индикатор равновесного положения весов-компаратора, измеритель времени и автомати ческое устройство нагружения весовгрузами. Испытательная иагистраль расположена вне весов, ее вход соединен с измерительным резервуаром посредством гибкой связи (гибкий 30 шланг, сильфон), а выходы - жесткосо 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 иэ" мерителем времени. В момент каждого срабатывания индикатора равновесного положения формируется команда управления автоматическим устройством. 15 Массовый расход жидкости определяется какгм. С (1) где М - масса наложенных грузову 20интервал 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 перемен" ное усилие, воздействующее на платформу весов-компаратора. Действительный массовый расход жидкости в этом случае определяется как)м т (фг 1"н )й (2)где д - ускорение силы тяжести,"Н,Н - значения дополнительного усилия при начальном (по отношению к моменту наложения грузов) и конечном равновесных положениях весов" 49 компаратора 2.Наличие гибкой связи ведет, таким образом, к понижению точности градуи" ровки при высоких статических давлениях, так как возникает дополнитель ная погрешность, определяемая как разность расходов (1) и (2) и рав" ная(3)Исключение такой погрешности ввЕ" дением 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 Р, остается значительной, причем с увеличением давления вариация силы, следо вательно, и случайная составляющаяпогрешности возрастают. Точность градуировки при высоких статических давлениях понижается также, если поправку вводят по результатам пря 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 предварительного 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 . давленияДля достижения указанной цели в известной массовой динамической уста" новке, 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 схемапредлагаемой установки,На платформе весов-компаратора1 размещены измерительный резервуар2 с жидкостью, напорный резервуар 3,заполненный газом высокого давления,и испытательная магистраль 4 с датчиками 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 илимеханического устройства 12. Фото- оптический индикатор 13 управляет включением автоматического устройства 12 и измерителя времени 14. В качестве демпфера 8 используется от. -крытый резервуар, состоящий из дгухкамер, образованных вертикальнымикоаксиальными цилиндрами, в стенкевнешнего из которых выполнен тангенциальный вход жидкости, поступающей из испытательной магистрали 4. В днице в центре внутренней камеры находится сливной штуцер 15 для свобод- ;Щ ного слива жидкости в сливную емкость16, Перелив жидкостииз внешней камеры демпфера 8 во внутреннюю осуществляется через стенку внутреннегоцилиндра. Внешняя камера передградуировкой заполняется жидкостьюдо уровня среза внутреннего цилиндра,В качестве дроссельного устройства б 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-фО ходу. На кронштейн 10 наложен избыток грузов 11 так, что весы-компаратор 1 выведены иэ равновесного положения. 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 6 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 тие груза 11. Одновременно включается измеритель времени 14 и регистратор сигналов градуируемых расходомеров. После съема груза 11 вновь воз ф. никает разбаланс весов 1, но посколь. 65 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 остановлен поток жидкости.Наличие жесткого соединения испытательной магистрали с измеритель" ным 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 саум 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 изобретенияустановка для градуировки расходомеров, содержащая напорный и измерительный резервуары, помещенные наплатформу весов-компаратора, испытательную магистраль для датчиков гра.дуируемых расходомеров, сливную емкость, индикатор равновесного положения весов-компаратора, измерительвремени и автоматическое устройствонагружения весов-компаратора грузами, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения точности градуировки расходомеров при воздействиивысокого статического давления,:испытательная магистраль жестко соединена с измерительным резервуароми размещена на платформе весов-компаратора, а на выходе испытательноймагистрали установлены дроссельноеустройство и демпфер.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сгоерег Е. Н. прасе са- Ьгаоп о 1 сгуодепс ГоищеегьГог гостей епдпе СеьСпд - "Асч.пьсгцв." РйсвЬцгд, 1969, ч. 24,рагс 2, 585/1-585/7.800663 Сопйго 1 ьуьсеаь", 1964, ч, 37,М 3, р. 133-136 (прототип). Составитель Т. ЗвенигородскаяРедактор В. Матюхина Техред Т. Маточка ,. Корректор Н, Бицег Зака Проектная, 4 ПП Патент, г, Ужгород или 2. Иогепвоп 1 й, Маьз 13 онеейег са 3 ЬгаСоп. - фпзйгцв апд 397/49 Тираж 713 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, ЖПодписноео комитета СССРйи открытийРаушская наб., д. 4/