HU191223B

HU191223B - Double-direction ball calibrating equipment with regulation by closing body

Info

Publication number: HU191223B
Application number: HU292081A
Authority: HU
Inventors: Jozsef Gyoery; Andras Szerdahelyi; Jozsef Tukora; Andras Krudy
Original assignee: Gyoery,Jozsef,Hu; Szerdahelyi,Andras,Hu; Tukora,Jozsef,Hu; Krudy,Andras,Hu
Priority date: 1981-10-09
Filing date: 1981-10-09
Publication date: 1987-01-28

Abstract

A találmány tárgya zárótest vezérlésű kétirányú golyós kalibráló berendezés térfogatárammérők kalibrálására, amelynek kör keresztmetszetű kalibrált-térfogatú mérőcsöve, a mérőcsőben járó szabaddugattyúja, a kalibrált térfogat végein a szabaddugattyú áthaladását érzékelő berendezései, valamint áramlási irányváltó szerkezete van. A találmány feladata olyan egyszerű felépítésű berendezés megvalósítása, melynél az eddigieknél kisebb szerkezeti méretek és tömegek mellett a kalibrálás igen kis térfogatsebességektől a megengedhető legnagyobb térfogatsebességig elvégezhető. A találmány szerint ezt a feladatot azzal oldjuk meg, hogy a berendezés áramlási irányváltó és golyó indító fogadó szerkezete a mérőcső célszerűen egyenes, hengeres és/vagy kúpos meghosszabbítását összekötő, egymás mögött elhelyezett két csőelemben mozgatott egy-egy átszivárgás mentesen elválasztott rugalmas zárótest, amely váltakozva a kalibrálóközeg bevezető nyílását, illetve elvezető nyílását, a mérőcső két végével köti össze. -1-FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a closure-controlled two-way ball calibration apparatus for calibrating volume flowmeters having a circular calibrated volume measuring tube, a free piston in the measuring tube, free flow piston detection devices at the ends of the calibrated volume, and flow reversing structure. It is an object of the present invention to provide a simple structure where, in addition to smaller dimensions and masses, the calibration can be performed from very low volume velocities to the maximum allowable volume rate. According to the present invention, this task is solved by the fact that the flow-reversing and ball-triggering receiving structure of the apparatus moves in each of the two tubular sections arranged in a row, preferably in a straight, cylindrical and / or conical extension, a non-leaking resiliently separated flexible closure which alternately connects the inlet or outlet of the calibration medium to the two ends of the test tube. -1-

Description

Λ találmány zárótest vezérlésű kétirányú golyós kalibráló berendezés, amely alkalmas térfogatárammérők helyszíni kalibrálására, és hitelesítő állomáson történő bemérésére.Λ The invention is a two-way ball calibration device controlled by a barrier, which is capable of calibrating on-site volumetric flow meters and measuring them at a calibration station.

A kőolaj és vegyitermékek folyamatos mérésénél jól ismertek a térfogatárammérök helyszíni kalibrálására szolgáló eszközök gyártási és üzemeltetési igényei.The requirements for the manufacture and operation of on-site calibration devices for volumetric flow meters are well known in the continuous measurement of petroleum and chemical products.

Ismeretesek erre a célra az egy- és kétirányú golyós kalibráló berendezések, amelyeknek csöterében a meghatározott távolságban elhelyezett érzékelők közötti pontosan kimért térfogatot, egy a mérendő folyadék által mozgatott szabaddugattyú, golyó szorítja ki, és e térfogat, valamint a kiszorítási idő ismeretében a térfogatárammérők teljesítménye számítható.For this purpose, one-way and bidirectional ball calibrators are known for displacing an accurately metered volume between sensors at a predetermined distance, displaced by a free piston and ball displaced by the fluid to be measured, and the flowmeter performance can be calculated based on this volume and displacement time. .

Az ismert kétirányú golyós kalibrálókban a közeg áramlás irányváltására általában négyútú csapokat alkalmaznak. A négyútú csapok, különösen nagy térfogatsebességekre igen drágák, nehezek, nagyméretűek és precíziós speciális gyártási felkészültséget igényelnek.In known two-way ball calibrators, four-way taps are generally used to reverse the flow of the medium. Four-way pins, especially for high volume speeds, are very expensive, heavy, bulky and require precision manufacturing expertise.

A négyútú csapok az ún. szabaddugattyú (golyó) indító és fogadó kamrákhoz csatlakoznak, amelyek feladata a szabaddugattyú késleltetése indításkor, hogy az a négyútú csap átváltásának befejezése előtt ne érje el az érzékelőt, továbbá a szabaddugattyú kíméletes indítása és ütközésmentes fogadása, a golyó deformációmentes tárolása a mérések közötti időben.The four-way taps are the so-called. They are connected to free-piston (ball) launching and receiving chambers, which are designed to delay the free piston during start-up so that it does not reach the sensor before completing the four-way tap change, and to gently start and collide the free piston between measurements.

Erre a célra ismeretesek felhajlított, 90°-os ívvel csatlakozó kúposán kibővített kamrák, amelyekben a nehézségi erőtér nyeli el a szabaddugattyú mozgási energiáját, továbbá kettős köpenyű vagy külső megkerülés vezetékű kamrák, amelyekben a folyadékáram szabályozott terelése késleltet, illetve indít kíméletesen, és fogad ütközésmentesen. Ismertek rugós vagy egyéb belső kiképzésű kamraszerkezetek, amelyek célja szintén az említett feladatok ellátása. Ezek a kamrák bár megbízhatóan működnek, kiképzésük és tömegük folytán meglehetősen költségesek.For this purpose, curved, 90 ° curved conically expanded chambers in which the gravity field absorbs the motion energy of the free piston, and dual-jacketed or external bypass chambers in which the controlled flow of fluid is delayed or received gently, . Spring-loaded or other internally configured chamber structures are also known to perform the same functions. Although these chambers operate reliably, they are quite expensive in terms of training and weight.

Találmányunk célja e hátrányok kiküszöbölése és olyan kétirányú golyós kalibráló létesítése, amelynél a fent említett négyútú csap és a hozzá csatlakozó indító és fogadó kamrák helyett sokkal olcsóbb, könnyebb, kisebb méretű és egyszerűen gyártható szerkezet oldja meg a négyútú csap közegáramlás irányváltási feladatát és a mérőcsőben járó szabaddugattyú késleltetett, kíméletes indítását és ütközésmentes fogadását.It is an object of the present invention to overcome these drawbacks and to provide a bidirectional ball calibrator that replaces the aforementioned four-way pin and its associated starting and receiving chambers with a much cheaper, lighter, smaller, and easy-to-manufacture device for reversing the flow delayed, gentle start and collision-free acceptance of the free piston.

A találmányunk szerinti berendezés tehát az ismert kétirányú golyós kalibrálókkal szemben kétszeres előnynyel bír. A találmány tehát zárótest vezérlésű kétirányú golyós kalibráló berendezés, amely telepített és szállítható kivitelben is igen alkalmas térfogatárammérők kalibrálására és ellenőrzésére, amelynek kör keresztmetszetű kalibrált térfogatú mérőcsöve, a mérő csőben járó szabaddugattyúja (általában gumi vagy műanyagból készített, folyadékkal szükséges méretre tölthető golyója), a kalibrált térfogat végein a szabaddugattyú áthaladását érzékelő jelzőberendezései, valamint áramlási irányváltó szerkezete van.The apparatus of the present invention thus has a double advantage over known bidirectional ball calibrators. The present invention is thus a two-way ball valve calibrated control device, which is well suited for calibrating and controlling volumetric flowmeters, both installed and transportable, having a calibrated volumetric measuring tube of circular cross-section, a free plunger (generally made of rubber or plastic, the end of the calibrated volume has free-piston passage indicating devices and a flow reversing device.

A találmány lényege abban van, hogy a berendezés áramlási irányváltó szerkezete a mérőcső célszerűen egyenes, hengers és/vagy kúpos meghosszabbítását összekötő egymás mögött elhelyezett első és hátsó csőelemben mozgatott egy-egy átszivárgásmentesen elválasztó rugalmas zárótest, amelyek közül az első csőelemben mozgatott zárótest a kalibráló közeg bevezető, a hátulsó csőelemben mozgatott zárótest a kalibráló közeg elve2 zető nyílását a mérőcső két végével váltakozva köti öszsz.e továbbá amelynek a szabaddugattyú véghelyzetét állühatóan határoló szerkezete van.It is an object of the present invention that the flow direction reversing device of the apparatus moves an impermeable resilient closure member in a first, rear tube member, preferably straight, cylindrical and / or conical, extending therethrough, the first member being moved by a sealing member the inlet, which is moved in the rear tube member, connects the principle opening 2 of the calibration medium alternately with the two ends of the measuring tube, and which has a structure which is supposedly limiting the end position of the free piston.

A találmány szerinti zárótest vezérlésű kétirányú golyós kalibráló berendezés példaképpeni kiviteli alakját a mellékelt rajzok tüntetik fel, ahol azAn exemplary embodiment of the closure-controlled bidirectional ball calibrator of the present invention is illustrated in the accompanying drawings, in which

1. rbra a berendezés általános elrendezését, aFigure 1 shows the general arrangement of the equipment, a

2. ábra az áramlási irányváltó csőelemében mozgatott gömb kiképzésű zárótestet, aFigure 2 illustrates a spherical closure member moved in a flow direction tube member;

3. ábra az áramlási irányváltó csőelemében mozgatott hengeres felületen tömítő zárótestet és a szabaddugattyú véghelyzetét határoló szerkezet példaképpeni kiképzését ábrázolja.Figure 3 illustrates an exemplary embodiment of a sealing body on a cylindrical surface moved in a flow member of a flow reverser, and an exemplary embodiment of a device for restricting the end position of a free piston.

A rajzokon az azonos hivatkozási számok azonos rendeltetésű részeket jelölnek.In the drawings, like reference numerals designate the same parts.

Amint az 1. ábrán látható, a 11 térfogatárammérőn átfolyó, mérendő folyadék a 8 bevezető nyíláson érkezik az 5a első csőelembe, amelyből a 6 zárótest rajz szerinti helyzetében a folyadék a 2 szabaddugattyút az nérőcső 7a meghosszabbításából elindítja az 1 mérőcsőbe, és átnyomja a 7b meghosszabbításba, a mérőfolyrdék pedig a 9 elvezető nyíláson át távozik a berendezésből. Az ábrán nem jelölt mérőberendezés méri a 2 szabaddugattyúnak a 3 áthaladást érzékelő jelzőberendezései között eltöltött idejét és a 11 térfogatárammérő jelszámait. Ezekből és a 3 áthaladást érzékelő jelző berendezések közötti pontosan kimért kalibrált térfogatból a 11 térfogatárammérők teljesítménye és kalibrációs száma számítható. A 2 szab ad dugattyú a 7b meghosszabbításban addig marad nyugalmi állapotban, amíg a 6 zárótestek szaggatott helyzetbe mozgatásával a folyadék áramlási irányát meg nem változtatjuk. Az irányváltoztatás után ellenkező irányban végezhető el a mérés. Az 1 mérőcső 7a és 7b meghosszabbításban a 2 szabaddugatytyú véghelyzetét állithatóan határoló 10 szerkezet van beépítve. A golyós kalibráló berendezés találmány szerinti zárótest vezérlésű megoldása igen előnyös, mert 4 irányváltó szerkezete, és az 1 mérőcső 7a, 7b meghoszszabbítása egyszerűbb, lényegesen kisebb tömegű és olcsóbban gyártható, mint a szokásos 4-útú irányváltók és a kettősterű, vagy rugósbetétű, ívesen felhajlított vagy egyéb kialakítású golyóindító és fogadó kamrák. Ugyanakkor ezek az egyszerű szerkezetek jól teljesítik mindazon funkciókat, amelyeket az előző drágább kivitelű, igen gondos munkát igénylő berendezés részek nyújtanak. így az átszivárgás-mentesen elválasztó rugalmas 6 zúrótestek, amelyek célszerűen hidraulikusan 2—3 s alatt e’mozdithatók a két véghelyzet között, kedvezőbb átváltéi időt biztosítanak, mint a 4-útú zárószerkezetek legrövidebb átváltási ideje. Ugyanakkor a keresztmetszetek bővítésével lényegesen csekélyebb anyag- és gyártási idő növelésével az áramlási ellenállás az előbbi szerkezeté alá csökkenthető, az elválasztott terek közötti átszivárgásmentesség automatikusan érzékelhető a beépített 12 differenciál-nyomásmutatón. Az 5a első csőelem és 5b hátsó csőelem ábránk szerinti elrendezésével a 2 szabaddugattyút a folyadék az áramlásiránytól függően a szaggatottan jelzett véghelyzet egyikébe tolja, így a folyadék teljesen szabadon áramlik ki a berendezésből. Ugyanakkor amint a 2 szabaddugattyú az 5/b hátsó csőelem nyílását elhagyja, az álló folyadékban lefékeződik és ütkörésmentesen megáll. A folyadék irányváltása vége felé a szabaddugattyú késleltetetten, kíméletesen indul, és az irányváltás befejezése után éri el a 3 áthaladást érzékelő jelzőberendezést. Az 1 mérőcső 7a, 7b meghosszab-2191 223 oltása célszerűen egyenes, vagy 1—2'/-kai emelkedő hengeres és/vagy kúpos kiképzésű és a 2 szabaddugattyú deformáció nélküli gömbátmérőjénél néhány százalékkal nagyobb belső átmérőjű, ennek előnye, hogy így a legkisebb térfogatáram mellett is kimozdítható a 2 szabad- 5 dugattyú, és a berendezés a megengedhető legalacsonyabb folyadékáram mellett is üzemeltethető, illetve kalibrálható. A néhány '7 átmérő különbség a folyadék egy részének átengedésével biztosítja a 2 szabaddugattyú késleltetett és kíméletes indítását, és ütközésmentes leféke- 10 ződését, továbbá üzemen kívüli állapotban igénybevétel nélküli tárolását. A néhány % átmérő különbség számszerű értéke a minimális térfogatáram és a maximális térfogatáram melletti késleltetési idő igény alapján optimálható. 15As shown in Figure 1, the fluid to be measured flowing through the flowmeter 11 enters the first tube 5a through the inlet 8, from where the liquid 6 starts the free piston 2 into the measuring tube 1 and extends through the bore 7b and the measuring strips are discharged through the outlet 9. The measuring device (not shown) measures the time of the free piston (2) between the flow detectors (3) and the flow meter numbers (11). From these and the accurately measured calibrated volume between the flow detection devices 3, the power and calibration number of the flow meters 11 can be calculated. The custom piston 2 in the extension 7b remains at rest until the fluid flow direction is changed by moving the closures 6 to the dashed position. After reversing, the measurement can be made in the opposite direction. In the extension 7a and 7b of the measuring tube 1, an adjustable device 10 is provided which is adjustable to limit the end position of the free plug 2. The ball valve calibration device according to the invention is very advantageous because the reversing device 4 and the extension 7a, 7b of the measuring tube 1 are simpler, considerably smaller in weight and cheaper to produce than conventional 4-way reversing and double-edged or spring-loaded or other designed launching and receiving chambers. At the same time, these simple structures perform well all the functions provided by the more expensive parts of the previous equipment that require very careful work. Thus, the leakage-free resilient lacing bodies 6, which can be hydraulically moved between the two end positions in 2-3 seconds, provide a better changeover time than the shortest changeover time of the 4-way latches. At the same time, by extending the cross-sections considerably less material and production time, the flow resistance can be reduced below the former structure, and the leakage between the separated spaces is automatically detected on the built-in differential pressure indicator 12. By arranging the first tube member 5a and the rear tube member 5b as shown in the figure, the liquid is pushed into one of the dashed end positions depending on the direction of flow, so that the liquid flows completely free from the device. However, as the free piston 2 leaves the opening of the rear tube member 5 / b, it stops in the stationary fluid and stops without impact. Towards the end of the change of direction of the fluid, the free piston starts slowly and gently, and upon completion of the change of direction reaches the signaling device 3 which senses the passage. The grafting of the measuring tube 1 lengthwise 7a, 7b-2191 223 is preferably straight or 1-2 '' ascending cylindrical and / or conical and has an inside diameter of a few percent larger than the deformation of the free piston 2, which has the advantage of the free piston 2 can be moved and the unit can be operated and calibrated at the lowest flow rate allowed. The slight difference in diameter 7 allows a delayed and gentle start and free collision of the free piston 2 by allowing a portion of the fluid to be stored and stored in the unoccupied condition. The numerical value of a few% diameter difference can be optimized based on the delay time required for the minimum flowrate and the maximum flowrate. 15

A 2. ábra szemlélteti az 5a első csőelemben és 5b hátsó csőelemben mozgatott, átszivárgásmentesen elválasztó rugalmas 6 zárótest célszerűen 16 hidraulikus hengerrel mozgatott rugalmas deformáció útján tömítő gumi vagy műanyag gömb megoldását. Ez a megoldás előnyös 20 abból a szempontból, hogy a gömb 6 zárótest véghelyzetében azonnal, automatikusan kialakul a 13 körhoronyban egy többlet nyomás, amely a 12 differenciálnyomásmutató segítségével jelzi, hogy az elválasztott terek között átszivárgás nincs. 25Fig. 2 illustrates a solution of a resilient rubber or plastic sphere, preferably displaced by a hydraulic cylinder 16, and resiliently separating the resilient closure body 6 in the first tube member 5a and the rear tube member 5b. This solution is advantageous in that in the end position of the spherical closing body 6, an additional pressure is automatically generated in the circular groove 13, which indicates by means of the differential pressure indicator 12 that there is no leakage between the separated spaces. 25

A 3. ábra az 5a első csőelemben és 5b hátsó csőelemben átszivárgás mentesen elválasztó rugalmas 6 zárótest célszerűen 16 hidraulikus hengerrel mozgatott hengeres, sík vagy kúpos felületen rugalmas deformáció útján tömítő gumi vagy műanyag kiképzés hengeres kivitelét 30 ábrázolja. A tömítettség elérhető 2 db 0 gyűrű, vagy 2 db rugalmas tömlő alkalmazásával. A példaképpen ábrázolt 14 0 gyűrű egyszerű megoldás, viszont a teljes út alatt súrlódik az 5a első csőelemhez és 5b hátsó csőelemhez, így gyakrabban kell cserélni. A 14 0 gyűrűnek ez a 35 súrlódása kiküszöbölhető azáltal, hogy a 14 0 gyűrűket a véghelyzetben külön művelettel szorítjuk a tömítőfelületekhez. A felfújható rugalmas tömlőnél a véghelyzet elérése után ugyanígy még egy műveletre, a felfújásra is szükség van. Ezeknél a megoldásoknál azonban elegendő 40 az 5a első csőelemként és 5db hátsó csőelemenként 1-1 db 16 hidraulikus henger. Előnyös az is, hogy a 6 zárótest súrlódásmentesen mozgatható az 5a első csőelemben és 5b hátsó csőelemben, így a mozgatási energia kisebb, az említett csőelemek belső felülete pedig 45 nem igényel különleges kiképzést és a gömbös megoldásnál szükséges 13 körhoronyt sem. A 6 zárótest ilyen kiképzése irányváltásnál előnyösen csökkenti a 8 bevezető nyílás, illetve 9 elvezető nyílás átmeneti letakarását ezzel a berendezés ellenállását. 50Fig. 3 illustrates a cylindrical embodiment 30 of rubber or plastic material for sealing the elastic sealing body 6 through a cylindrical, flat or conical surface 16, which separates leakage in the first pipe member 5a and the rear pipe member 5b. Tightness can be achieved by using 2 0 rings or 2 flexible hoses. The exemplary ring 14 0 is a simple solution, but frictionally fits over the entire front to the front pipe member 5a and the rear pipe member 5b, requiring frequent replacement. This friction 35 of the ring 14 0 can be eliminated by clamping the rings 14 0 to the sealing surfaces in a separate operation at the end position. In the case of an inflatable flexible hose, once the end position has been reached, it is also necessary to inflate it. However, for these solutions, one hydraulic cylinder 16 is sufficient for each of the front pipe members 5a and 5 rear pipe members. Advantageously, the closure body 6 is movable without friction in the first tube member 5a and the rear tube member 5b, so that the movement energy is smaller and the inner surface 45 of said tube members does not require special training and the spherical groove 13 required. Such a configuration of the closure body 6 advantageously reduces the temporary obstruction of the inlet 8 or the outlet 9 thereby reversing the resistance of the device. 50

A 3. ábra szemlélteti a szabaddugattyú véghelyzetét határoló 10 szerkezet csavarmenetes — csuklós kiképzését is. Ezzel a szerkezettel megakadályozható, hogy az átváltások közötti időben a 2 szabaddugattyú az 5a első csőelem nyílása elé juthasson, ezáltal annak indí- 55 tásánál nehézséget okozhasson. A 2 szabaddugattyú kiszerelése esetén a 10 szerkezet az 5a első csőelembe mozgatható és a 2 szabaddugattyú útja szabaddá tehető az 1 mérőcső 7a vagy 7b meghosszabbításának zárt vége felé.Fig. 3 also illustrates a screw-to-pivot arrangement of the device 10 which defines the end position of the free piston. This arrangement prevents the free piston 2 from reaching the opening of the first tube member 5a between the changes, thereby causing difficulty in starting it. When the free piston 2 is removed, the device 10 can be moved into the first tube element 5a and the free piston 2 may be exposed to the closed end of the extension 7a or 7b of the measuring tube 1.

A folyadék ürítésével ilyenkor a 2 szabaddugattyú az 5a első csőelem elé vihető és a 15 fedél leszerelése után a 10 szerkezet állításával kitolható a berendezésből.By emptying the liquid, the free piston 2 can then be placed in front of the first tube element 5a and, after the cover 15 is dismantled, can be pushed out of the device by adjusting the structure 10.

A berendezés ismertetett egyszerű és könnyű kirlakítása rendkívül előnyös gyártást, szerelést, üzemeltetést és karbantartást tesz lehetővé.The simple and easy installation described above provides extremely cost-effective manufacturing, installation, operation and maintenance.

Claims

1. Two-way ball valve calibration device for on-site calibration of volumetric flow meters having a calibrated volume measuring tube (1) with a circular cross-section, a free piston (2) therein, a flow detector (2) and a flow detector (3) 4) characterized in that the flow direction change device (4) is moved within a first and rear tube element (5a, 5b) arranged one behind the other, preferably in a straight, cylindrical and / or conical extension (7a, 7b) of the measuring tube (1). an impermeable resilient closure body (6), of which the closure body (6) movable in the first tube member (5a) is the inlet opening (8) of the calibration medium, the closure body (6) moved in the rear tube member (5b) and the outlet opening (9) ) alternately connects the two ends of the measuring tube (1) with a a free-piston (2) end-adjustable structure (10).

Closure-controlled bidirectional ball calibrator according to Claim 1, characterized in that the elastic sealing bodies (6), which are leak-proof in the forward and rear tube members (5a, 5b), are preferably sealed by elastic deformation by a hydraulic cylinder (16).

3. Closure-controlled bidirectional ball calibration device according to claims 1 to 4, characterized in that the elastic sealing bodies (6) movable in the front and rear tubular members (5a, 5b) are preferably sealed on cylindrical, flat or conical surfaces by elastic deformation by hydraulic cylinder (16). .

4. Closure-controlled bidirectional ball calibration device according to claims 1 to 3, characterized in that the measuring tube (1) preferably has a straight cylindrical and / or conical extension (7a, 7b) larger than the diameter of the free piston (2) without deformation.

5. 1-4. Closure-controlled bidirectional ball calibration device according to claims 1 to 5, characterized in that the first tube element (5a) is provided with a threaded pivot device (10) for limiting the end position of the free piston (2), which is also adapted to extend the free piston (2).

_SQ___

3 drawings

Published by the National Office of Inventions Responsible for publishing: Zoltán Hime Head of Department Published by Technical Publisher

UNIPROP Advertising Small Cooperative - 58/88

-3191 223

International Classification: G 01 F 25/00