CS199843B1 - Zařízení pro automatické samočinné stanovení střední průtokové rýchlosti při diskontinuálním nebo pulsujícím toku - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro automatická samočinné stanovení střední průtokové rychlosti při dlskontinuálním nebo pulsujícím toku, které umožňuje automatické stanovení průtokové střední zyohlosti při dlskontinuálním nebo pulsujícím toku a při filtračních testech na principu odměřování objemů přeteklé kapaliny a stanovení celkového času pro průtok a celkové hmoty kapaliny.

Přesné stanovení středních rychlostí malých průtoků při přerušovaném nebo pulsujícím toku je velmi pracné a proto se zpravidla neprovádí. Potřebné hmotová a časové bilance se v těchto případech sestavují pouze podle celkové hmoty proteklé během celé operace. Podobně i v případech, kdy pro měření průtoku odtékající kapaliny není v dispozici potřebná tlaková ztráta, je nutno velmi pracně jímat dílčí objemy proteklé kapaliny v kalibrovaných nádobách a určovat čas potřebný pro jejich zaplnění, například prováděním filtračních testů.

Známá zařízení pro měření průtoku zahrnují většinou nákladná čidla s fotoelektriokým snímačem průtoku a obtížně dostupná integrační elektronická zařízení se zapisovačem.

Zařízení pro automatické samočinné stanoveni střední průtokové rychlosti při diskontinuálním nebo pulsujícím toku tvořené pomocným zásobníkem, opatřeným na dně otvorem, uzavíratelným zabroušenou skleněnou kuželkou, mechanicky spojenou se selenoidem, který je umístěn nad pomocným zásobníkem a odměřovací nádobkou propojenou s pomocným zásobníkem pomoci

199 843

199 843 výtokové trubice, zasahující ke dnu odméřovaoí nádobky a násoskou, je podle tohoto vynálezu konstruováno tak, že k násosce je připojeno ústrojí pro stanovení počtu naplněných odměřovaoích nádobek, které je elektricky propojeno přee pomocné relé ae solenoidem a zapisovačem a proměnlivou dobou posunu.

Ústrojí pro stanovení počtu naplněných odměřovaeíoh nádobek může v jiném provedení sestávat jednak z kontaktního manometru, umístěného v horní čáeti aeatupné čáeti násosky a opatřeného jedním pevným platinovým kontaktem a jednak z posuvného kontaktu fikaovatelného ve zvolené poloze pomooí mikrometriokého šroubu a magnetické spojky.

Zařízení podle vynálezu umožňuje, že obsluha stanoví pouze hmotu proteklé kapaliny během eelé operace a dobu trvání operace. Zápis zapsaný samočinně praoujíoím zařízením podle vynálezu umožňuje pak vyhotovit rychlost průtoku během jednotlivýoh, předem zvolanýoh, dílčích objemů proteklé kapaliny.

Předností zařízení podle vynálezu je jeho vysoká přesnost. Hmotový průtok kapaliny je určován přímo vážením, které je možno provádět i v provozních podmínkách s přesností 0,5 %, a není zatěžován další ohýbou měřícíoh, nebo registračních přístrojů, jako je tomu v doposud známých způsobech měření.Přesnost zápisu počtu a časových intervalů odměřovaných dílčích objemů není závislá na výchylce registračního přístroje a je možno použít k tomuto účelu hrubý registrační voltmetr třídy 5 %, se synchronním posunem papíru 1,8 až 3,6 m/min. Pro odměřování objemu nejsou zapotřebí běžně používané přístroje pro sledování stavu hladiny v odměrné nádobě. Volbou vhodných rozměrů používaných nádob a průměru násosky jednak lze měnit přesnost měření, jednak lze zařízení přizpůsobovat pro měření v širokém rozsahu průtoků. Pro měření v provozním měřítku je možno nahradit solenoid a zabroušenou kuželku buň jednocestným elektromagnetickým ventilem, nebo za cenu snížení přesnosti měření dvojoestným elektromagnetickým ventilem, který obsluhuje dvě odméřovaoí, paralerně zapojené nádobky tak, že jedna z nich se plní a druhá vyprazdňuje. V tomto případě odpadá pomooný zásobník. Vážením celkové hmoty proteklé kapaliny a podělením táto hmoty počtem zaplněných odměřovaoíoh nádobek je během každého měření prováděna přesná kalibraoe odměřovaoíoh nádobek. Lze ovšem pracovat také i tak, opětně však za oenu snížení přesnosti, že odméřovaoí nádobka je předem zkalibrována a celková hmota proteklé kapaliny se pak určí znásobením počtu zaplněných nádob hmotou kapaliny zadržená v jedná odméřovaoí nádobce.

Na přiložených výkresech je znázorněno příkladná provedení zařízení podle vynálezu, a to na obr. 1 je zobrazen řez zařízením podle vynálezu, u nějž je k ovládání solenoidu využito světelného zdroje a fotoelektrlokého odporu a na obr. 2 je znázorněn řez zařízením, opatřeným kontaktním manometrem a posuvným kontaktem, které jaou znázorněny v čelném pohledu.

Zařízení podle obr. 1 sestává z pomocného zásobníku fa opatřeného na dně otvorem, do nějž doaedá zabroušená skleněná kuželka 2, meohanioky spojená ae solenoidem £ umístěným nad pomocným zásobníkem £. Pomocný zásobník fa je epojen pomooí výtokové trubioe 6 a odměro vací nádobkou £. Odméřovaoí nádobka £ je opatřena násoskou fa, která úatí do sběrné nádoby fa. Tuto sběrnou nádobu fa je možno před začátkem operace a po jejím ukončení přesně zvážit. U výtokováho konce násosky fa je umístěno ústrojí 8 pro stanovení počtu naplněných „ 199 843 odměřovacích nádobek g, tvořená světelným zdrojem 13 a fotoelektrickým odporem lg. Světelný paprsek ze světelného zdroje 13 prochází optikou, jejíž ohnisko se nachází těsně pod výtokovým otvorem násosky g a dopadá na fotoelektrický odpor X£, který js slktricky propojen přes pomocné relé 11 ss solenoidem χ a zapisovačem 12. Celé zařízení je zhotoveno ze skla a tvoří uzavřený celek, umožňující též práci za vakua. Zařízení je cdvzduěněno, nebo připojeno k vývěvě přes odvzduěňovací trubku g napojenou na zpětný, vodou chlazený chladič

10. Kapalina protéká pomocným zásobníkem g do odměřovaci nádobky g a zaplňuje ji tak, aby hladina kapaliny v této nádobce nebyla zvlněna. Po zaplnění odměřovaci nádobky g je kapalina samočině nasáta násoskou g a z odměřovaci nádobky g úplně vyteče. Vytékající kapalina uvede v činnost ústrojí 8 pro stanovení počtu naplněných odměřovacích nádobek g, které změní intenzitu světelného toku ze světelného zdroje 13 do fotoelektrického odporu 1£, který vypne jednak příkon proudu do solenoidu χ, jednak vypne proud ovládající výchylku zapisovače 12. Tím je uzavřen výtok z pomocného zásobníku g a současně se zakreslí zápis v zapisovači 12. V době, kdy se vyprazdňuje odměřovaci nádobka g, shromažďuje se přitékající kapalina v pomocném zásobníku g a nátok do pomocného zásobníku g je uzavřen. Teprve po úplném vyprázdnění odměřovaci nádobky g dopadne na fotoelektrický odpor 14 plný světelný tok a dojde k sepnutí proudu do solenoidu 1 a zapisovače Xg. Kapalina z pomocného zásobníku 2 přeteče' do odměřovaci nádobky g a tato odměřovaci nádobka g se pak plní tak dlouho, pokud se nezaplní přepad násosky g. V tomto okamžiku se j>očne eelý postup opakovat.

Po ukončení operace so stanoví vážením hmota kapaliny shromážděné ve sběrné nádobě χ a celková doba trvání operace. Ze zápisu zapisovače 12 lze jednak oddčíst časové intervaly, během kterých so plnila odměřovaci nádobka g, jednak počet těchto intervalů během operaoe. Podělením hmoty kapaliny proteklě během oelé operace počtem intervalů, Ve kterýoh se vyprazdňovala odměřovaci nádobka g, lze stanovit střední hmotu kapaliny zadržené v odměřovaoí nádobce g při jejím zaplnění. Pomocí uvedených hpdnot lze odvodit rychlost průtoku kapaliny během jednotlivých intervalů.

Změnou objemu pomocného zásobníku 2 ^a odměřovaci nádobky g, změnou průměru trubice násosky g a změnou ryohlosti posunu papíru v zapisovači 12 lze měnit rozsah a přesnost měření.

Zařízení podle obr. 2 sestává z pomocného zásobníku 2 opatřeného na dně otvorem, do nějž dosedá zabroušená skleněná kuželka 2, ovládaná selenoidem χ umístěným nad pomocným zásobníkem g. Pomocný zásobník g je spojen pomooí výtokové trubioe 6 a odměřovaci nádobkou g. Odměřovaci nádobka g jo opatřena násoskou g, která ústí do sběrné nádoby χ. Sběrnou nádobu χ jo možno před začátkem operace a po jejím ukončení přesně zvážit. K hořejší sestupné části násosky g je připojena nádobka kontaktního mamometrU lg. Aby nenastávalo přetržení sajícího sloupce kapaliny v násosce g v místě připojeni kontaktního manometru Xg, musí být napojení provedeno ze spodu, v úseku násosky g, který je velmi mírně spádován. Měrné rameno kontaktního manometru 15 js propojeno β odvzduěňovací trubkou g. Při nasátí kapaliny násoskou g vznikne v místě, kde je připojen kontaktní manometr Xg, podtlak 3 až 4 mm sloupce Hg, který rozepne posuvný kontakt 16 spojený se sloupcem Hg v

199 843 manometru. Protože se jedná o malá diference tlaku, musí být umožněno přesné nastavení a fixování měrného posuvného kontaktu 16 kontaktního manometru 15 pomocí mikrometriokého Šroubu 19 a. magnetické spojky 20. Signál vyslaný kontaktním manometrem 15 pomocí pomocného relé 11 vypíná nebo zapíná proud přiváděný do solenoidu 1 a do měrného systému zapisovače

12. tvořeného voltmetrem.

Celé zařízení je zhotoveno ze skla, tvoří uzavřený celek, umožňující 1 práci za vakua. Zařízení je odvzduěňováno a připojeno k vývěvě přes odvzduěňovací trubku g, napojenou na zpětný vodou ohlazený chladič 10.

Přitákajíoí kapalina protéká pomocným zásobníkem g do odměřovaoí nádoby £ a zaplňuje ji tak, aby hladina kapaliny v této nádobce nebyla zvlněna. Po úplném zaplnění odměřovací nádobky £ se kapalina samočině nasává násoskou £ a z odměřovací nádobky g úplně vyteče.

Vytékájíoí kapalina rozepne poauvný kontakt 16 kontaktního manometru 15 a tím je jednak uzavřen přítok kapaliny do odměřovací nádobky £, jednak ee zakreslí zápis v zapisovači 12. Po dobu, po kterou vytéká kapalina z odměřovací nádobky £ násoskou £, se zhromažďuje přitékající kapalina v pomocném zásobníku g, a nátok do odměřovací nádobky 4 j® úplně uzavřen. Teprve po úplném vyprázdnění nádobky 4 vymizí v násosce £ podtlak a kontaktní manometr 15 sepne proud pro solenoid 1 a měrný systém zapisovače 12. Kapalina z nádobky pomocného zásobníku g přeteče do odměřovací nádobky g, která se dále plní tak dlouho, pokud se úplně nezaplní. Po zaplnění odměřovací nádobky £ se počne celý postup opakovat.

Kontaktní manometr vysílá signál pro zapnutí nebo rozepnutí pomocného relé 11. Signál pro jeho zapnutí vyěle okamžitě, jakmile poklesne v násosce £ podtlak. To nastane v okamžiku, kdy násoska £ počne po svém vyprázdnění přisávat vzduch a v násosce g nastane řetízkový tok bublinek vzduchu a kapaliny. Signál vyslaný v tomto okamžiku k selenoidu χ způsobí, že selenoid £ vypustí nárazově všechnu kapalinu z pomocného zásobníku g do odměřovací nádobky 4, zaplaví se vstupní otvor násosky £, a zamezí se tak úplnému vyprázdnění násosky £ a odměřovací nádobky £. 7 násosce £ pak zůstane uzavřen řetízek bublinek a kapaliny. Hmotnost kapaliny v tomto řetízku způsobí stoupnutí hladiny ve vzestupné části násosky £. 7 táto části násosky £ je pak hladina kapaliny o 2 až 3 om výěe než v odměřovací nádobce 4. Tato diference v poloze hladin se udržuje během plnění odměřovaoí nádobky £ a protože nádobka £ je zaplněna pouze do 1/2 svého objemu způsobí nasátí kapaliny násoskou £ a vyprázdnění odměřovaoí nádobky £. Tomuto nežádoucímu jevu lze zabránit pomocí zapojení zpožďovacího relé do obvodu solenoidu χ. Relé zpozdí signál o 2 až 3 sekundy.

Celý systém pracuje pak tak, že během řetízkového toku v násosoe £ kontaktní manometr lg sice rozepne kontakt, ale kapalina v přístroji zůstane nadále ještě zadržena po dobu 2 až 3 sekund v pomocném zásobníku g. Tato doba postačí úplně k tomu, aby se odměřovaoí nádobka £ a násoska £ úplně vyprázdnily. Teprve pak nastane přspuětění kapaliny z pomocného zásobníku g do odměřovací nádobky £. Hladina kapaliny ve vzestupné části násosky £ pak sleduje přesně hladinu kapaliny v odměřovaoí nádobce £ a nové nasátí kapaliny násoskou £ a rozepnutí kontaktu pomocného relé 11 nastane až po úplném zaplnění nádobky £.

Po ukončení operace se stanoví vážením hmota kapaliny shromážděné ve sběrná nádobě g a osiková doba trvání operace. Ze zápisu zapisovače 12 lze odečíst jednak časové intervaly

199 843 během kterýoh ee plnila odměřovaoí nádobka jednak počet těohto intervalů během operaoe. Podělením hmoty kapaliny proteklé během jedné operace počtem uvažovaných intervalů lze stanovit střední hmotu kapaliny zadržené v odměřovaoí nádobce 4 při jejím zaplnění. Pomooí uvedených hodnot lze odvodit zyohloet průtoku kapaliny během jednotlivých intervalů. Objemem pomocného zásobníku 5. ^a odměřovaoí nádobky Jl·, průměrem trubice násosky a rychlosti posunu papíru v zapisovači 12 lze měnit rozsah a přesnost měření.

Claims (3)

1. Zařízení pro automatické samočinné stanovaní střední průtokové rychlosti při diekontinuálním nebo pulsujícím toku, tvořené pomocným zásobníkem, opatřeným na dně otvorem, uzavíratelným zabroušenou skleněnou kuželkou, meohanicky spojenou se solenoidem, který je umístěn nad pomooným zásobníkem a odměřovaoí nádobkou propojenou s pomocným zásobníkem pomooí výtokové trubice, zasahující ke dnu odměřovaoí nádobky a násoskou, vyznačené tím, že k násosce (5) js připojeno ústrojí (8) pro stanovení počtu naplněných odměřovaoích nádobek (4), které je elektricky propojeno přes pomooné relé (11) ss solenoidem (1) a zapisovačem (12) s proměnlivou dobou posuvu.

2. Zařízeni podle bodu 1,vyznačené tím, že ústrojí (8) pro stanovení počtu naplněných odměřovaoích nádobek (4) je tvořeno světelným zdrojem a fotoelektrickým odporem (14), umístěnými u výtokového konoe násosky (5).

3. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že ústrojí (8) pro stanovení počtu naplněných odměřovaoích nádobek (4) sestává jednak z kontaktního manometru (15), umístěného v horní oblasti sestupné části násosky (5) a opatřeného pevným platinovým kontaktem (17) a jednak z posuvného kontaktu (16), fixovaného ve zvolené poloze pomocí mikrometriokého šroubu (19) a magnetické spojky (20).