RU1770760C

RU1770760C - Liquid flow rate measuring device

Info

Publication number: RU1770760C
Application number: SU904809737A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Горжельняк
Original assignee: Экспериментальное Научно-Производственное Кооперативное Объединение "Агат"
Priority date: 1990-04-04
Filing date: 1990-04-04
Publication date: 1992-10-23

Abstract

Использование: градуировка резервуаров и эталонна выдача жидкости. Сущность изобретени : верхние горловины мерных емкостей заключены в коллекторную емкость и снабжены отверсти ми по периметру . Датчики уровн установлены над уровнем отверстий. Горловины снабжены противопенными сетками. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Usage: graduation of tanks and the standard delivery of fluid. SUMMARY OF THE INVENTION: the upper necks of the measuring vessels are enclosed in a collecting vessel and provided with holes along the perimeter. Level sensors are mounted above the level of the holes. The necks are equipped with anti-foam nets. 1 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относитс к метрологии, а именно к устройствам дл непрерывного отмеривани и выдачи заданных объемов жидкостей .The invention relates to metrology, and in particular to devices for continuously measuring and delivering predetermined volumes of liquids.

Наиболее целесообразно использовать изобретение дл высокоточной градуировки и дозировани жидкостей, например, бензина , молока, сока и других.It is most expedient to use the invention for high-precision graduation and dosing of liquids, for example gasoline, milk, juice and others.

Известен дозатор в виде образцовой мерной емкости, представл ющей собой цилиндрический бак, к которому на различных уровн х, в зависимости от диапазона измер емых величин, присоединены мерные горловины с визуальными шкалами отсчета. В дозаторе имеетс узел слива, выполненный в виде сливного клапана, узел фиксации верхнего уровн жидкости, содержащий компенсатор, индикатор настройки, дроссельный кран, насадку, предназначенные дл устранени погрешности уровн , возникающий в результате воздействи подающей струи на зеркало поверхности жидкости в образцовой мерной емкости.A dispenser is known in the form of an exemplary measuring tank, which is a cylindrical tank, to which, at various levels, depending on the range of measured values, measuring necks are attached with visual reference scales. The dispenser has a drainage unit made in the form of a drain valve, a unit for fixing the upper level of the liquid, containing a compensator, a tuning indicator, a throttle valve, and a nozzle designed to eliminate the level error resulting from the action of the supply jet on the mirror of the liquid surface in an exemplary measuring tank.

Особенностью этого дозатора вл етс то, что он предназначен дл ручного эталонного отмеривани жидкости в лабораторных услови х при заданной температуре и неA feature of this dispenser is that it is designed for manual reference measurement of liquid in laboratory conditions at a given temperature and not

может быть использован дл непрерывного отмеривани и выдачи заданных обьемов жидкости в автоматическом режиме.can be used for continuous measurement and delivery of specified volumes of fluid in automatic mode.

Недостатком известного дозатора вл етс то, что узел фиксации верхнего уровн жидкости сложен по конструкции и че обеспечивает быстродействи налива, хот и обеспечивает плавность долива до фиксированного в ерхнего уровн .A disadvantage of the known dispenser is that the unit for fixing the upper level of the liquid is complex in design and ensures the speed of filling, although it ensures smoothness of the filling up to a fixed upper level.

Наиболее близким по технической сущности к за вл емому решению вл втс выбранное в качестве прототипа устройство дл автоматического измерени объемного расхода жидкости, содержащее раздельные мерные емкости, в верхней части каждой из которых установлен узеп фиксации верхнего уровн включающий 3-ходо- вой регулировочный вентиль и верхний патрубок, причем оба узла фиксации верхнего уровн жидкости имеют узел перелива, содержащий два регулировочных пентил , верхние патрубки, две емкости дл t акопле- ни избытка жидкости, переполн ющие мерные емкости, два датчика контрол переполнени коллектопных емкостей, соединенные с сигнализаторами уровн , два воздухопровода дл выравнивать теремаслThe closest in technical essence to the claimed solution is the prototype device for automatic measurement of the volumetric flow rate of liquid, selected as a prototype, containing separate measuring tanks, in the upper part of each of which there is a top level fixation unit including a 3-way control valve and a top a nozzle, with both nodes fixing the upper level of the liquid have an overflow unit containing two adjusting pentyls, upper nozzles, two containers for t accumulating excess fluid, overflow Suitable measuring tanks, two sensors monitoring kollektopnyh overflow tanks connected with level sensors, two of the pipeline to align teremasl

XI VIXi vi

ОABOUT

ЈЈ

ОABOUT

дов давлени воздуха в коллекторных емкост х и водопроводы дл отвода избытка жидкости из коллекторных емкостей в сопр женную с ними мерную емкость, а также трубопроводы дл слива жидкости из мерных емкостей.air pressure in the collector tanks and water pipes for draining excess liquid from the collector tanks into the associated measuring tank, as well as pipelines for draining the liquid from the measuring tanks.

В нижней части мерной емкости установлен узел фиксации нижнего уровн , включающий нижний патрубок и Зх-ходовой регулировочный вентиль. Два узла фиксации нижнего уровн объединены двум узлами налива-слива, содержащими по два регулировочных вентил и выходной трубопровод .A lower level fixation unit is installed in the lower part of the measuring tank, including a lower pipe and a 3-way control valve. Two lower level fixation units are combined by two loading and unloading units, each containing two control valves and an outlet pipeline.

В описанном дозаторе жидкость поступает в одну мерную емкость через входной трубопровод узла налива-слива и через нижний патрубок узла фиксации нижнего уровн наполн ет мерную емкость. При переполнении мерной емкости жидкость проходит через верхний патрубок узла фиксации верхнего уровн , поступает в соответствующую коллекторную емкость до уровн , ограниченного действием датчика контрол переполнени , воздействующего на сигнализатор уровн соединенный с блоком кодировани .In the described dispenser, the liquid enters one measuring tank through the inlet pipe of the loading and unloading unit and fills the measuring tank through the lower pipe of the lower level fixing unit. When the measuring tank is overfilled, the liquid passes through the upper pipe of the upper level fixation unit, enters the corresponding collector tank to a level limited by the action of the overflow control sensor acting on the level switch connected to the encoding unit.

После срабатывани сигнализатора уровн одновременно срабатывают регулировочный вентиль узла фиксации верхнего уровн и регулировочный вентиль узла фиксации нижнего уровн , которые фиксируют измер емый объем жидкости в нейтральном положении, а избыток жидкости из коллекторной емкости через трубопровод сливаетс в другую мерную емкость, в которую через необходимое дл слива врем поступает жидкость из входного трубопровода через узел налива-слива и свой узел фиксации нижнего уровн .After the level indicator is triggered, the control valve of the upper level fixation unit and the control valve of the lower level fixation unit are simultaneously activated, which fix the measured volume of liquid in the neutral position, and the excess liquid from the collector tank is discharged through a pipeline into another measured tank, into which through the drain time liquid enters from the inlet pipeline through the filling and draining unit and its lower level fixing unit.

Недостатком известного устройства вл етс следующее. В узле фиксации верхнего уровн неизбежно по вл ютс газовоздушные пузыри, собирающиес в отсеках закрытых регулировочных вентилей , преп тствующих свободному выходу газов из наполн емой мерной емкости. Это вли ет на точность измер емого объема жидкости. К роме того, при дозировании необходимо задерживать жидкость на входе в мерную емкость на врем , необходимое дл полного слива жидкости из коллекторной емкости, что снижает быстродействие дозатора.A disadvantage of the known device is as follows. At the upper level fixation unit, air bubbles inevitably appear in the compartments of the closed control valves, which prevent the free exit of gases from the filled measuring tank. This affects the accuracy of the measured fluid volume. In addition, during dosing, it is necessary to retain the liquid at the inlet of the measuring tank for the time required to completely drain the liquid from the collecting tank, which reduces the speed of the dispenser.

Целью изобретени вл етс повышение точности дозировани жидкости и быстродействи устройства в целом а также исключение вли ни пенообразовани в жидкости и улучшении технологичности изготовлени The aim of the invention is to increase the accuracy of the dosage of the liquid and the speed of the device as a whole, as well as eliminating the influence of foaming in the liquid and improving the manufacturability

Указанна цель достигаетс тем, что в известном устройстве дл измерени расхода жидкости, содержащем мерные емкости с верхними и нижними горловинами, коллекторный трубопровод, соедин ющий верхние горловины, трубопроводы подачи и слива с запорными устройствами и св занные с ними датчики контрол уровн , верхние горловины мерных емкостей разме0 щены внутри коллекторного трубопровода, выполненного в виде емкости и снабжены отверсти ми, расположенными на одном уровне по периметру горловины. Датчика контрол уровн расположены над уровнемThis goal is achieved by the fact that in the known device for measuring the flow rate of liquid containing measuring tanks with upper and lower mouths, a collector pipe connecting the upper mouths, supply and drain pipelines with shut-off devices and associated level sensors, upper measuring mouths tanks are located inside the collector pipeline, made in the form of tanks and equipped with holes located at the same level around the neck. Level control sensors are located above the level

5 отверстий горловины, причем в верхней и нижней част х мерных емкостей расположены введенные датчики ограничени скорости налива и слива, св занные с запорными устройствами5 openings of the neck, and in the upper and lower parts of the measuring tanks there are introduced sensors for restricting the speed of filling and draining associated with locking devices

0 Кроме того мерные емкости дополнительно снабжены противопенными сетками , установленными над верхними горловинами.0 In addition, measuring tanks are additionally equipped with anti-foam nets installed above the upper necks.

Сопоставительный анализ признаковComparative analysis of signs

5 предлагаемого решени и прототипа показывает , что отличительные признаки обеспечивают достижение поставленной цепи, а именно полный и быстрый налив и плавный долив мерных емкостей с одновременными5 of the proposed solution and prototype shows that the distinguishing features ensure the achievement of the delivered chain, namely, complete and quick filling and smooth topping of measuring tanks with simultaneous

0 выходом газов из них. Наличие отверстий по периметру горловины мерной емкости гарантирует плавность слива избытка жидкости до фиксированного уровн т.е. до нижних кромок отверстий. Наличие на гор5 ловинах датчиков контрол уровн , св занных с запорными элементами, позволит автоматизировать процесс дозировани жидкостей.0 exit of gases from them. The presence of openings around the neck of the measuring tank guarantees the smooth discharge of excess liquid to a fixed level i.e. to the bottom edges of the holes. The presence of level sensors on the necks of the gauges associated with shut-off elements will automate the process of dispensing liquids.

Известные технические решени неKnown technical solutions are not

0 обеспечивают быстрого и плавного долива и не позвол ют производить высокоточное и непрерывное дозирование жидкости.0 provide fast and smooth topping and do not allow high-precision and continuous liquid dosing.

На прилагаемом чертеже представлен пример выполнени предлагаемого устрой5 ства дл измерени расхода жидкости.The accompanying drawing shows an example embodiment of the proposed device for measuring fluid flow.

Устройство содержит две мерные емкости 1,2 с удлиненными горловинами 3,4, заключенными в коллекторную емкость 5. На боковых поверхност х горловин 3,4The device contains two measured containers 1.2 with elongated necks 3.4 enclosed in a collector vessel 5. On the lateral surfaces of the necks 3.4

0 по периметру на одном уровне выполнены отверсти 6,7. Над горловинами 3,4 выше отверстий 6,7 установлены датчики контрол уровн 8,9. Дно коллекторной емкости 5 может быть выполнено воронкообразным с0 around the perimeter at one level holes 6.7 are made. Over the neck 3.4 above the holes 6.7 installed sensors level control 8.9. The bottom of the collector tank 5 can be made funnel-shaped with

5 отверстием 10. к которому подсоединена сливна труба 11. Над верхними горловинами 3 и 4 в случае работы с пенообразую- щими жидкост ми устанавливаютс противопенные сетки 12 с мелкими чейками5 with a hole 10. to which a drain pipe 11 is connected. Above the upper necks 3 and 4, in the case of working with foaming liquids, anti-foam nets 12 with small cells are installed

Принципиально устройство может быть выполнено с подачей жидкости снизу в мерные емкости 1,2 и сверху- в горловины 3,4 мерных емкостей. Первый вариант изображен на чертеже. Мерные емкости 1,2 в нижних своих част х сообщены с трубопроводом 13.дл подачи жидкости через запорные элементы 14,15, например, клапаны, обеспечивающие поочередную подачу жидкости в каждую из мерных емкостей 1,2. Датчики контрол уровн 8,9 также св заны с запорными элементами 14 и 15 соответственно. В верхних част х мерных емкостей 1 и 2 установлены датчики 16 и 17 ограничени скорости налива, св занные с запорными элементами 14 и 15. В нижних част х мерных емкостей 1 и 2 установлены датчики 18 и 19 ограничени скорости слива , св занные с запорными элементами 20 и 21, установленными на трубопровод 22, присоединенный к насосу 23. Нижние горловины 24 и 25 мерных емкостей 1 и 2 снабжены водоуказательными окнами 26 и 27, датчиками отсечки номинального объема жидкости 28 и 29, установленными на уровне соответствующих рисок, нанесенных на водоуказательных окнах 26 и 27 и св занными с запорными элементами 20 и 21, а также датчиками контрол утечки 30.31,32 и 33.Fundamentally, the device can be made with a liquid supply from below to the measured tanks 1.2 and from above to the necks of 3.4 measured tanks. The first option is shown in the drawing. Measured containers 1.2 in their lower parts are connected to the pipe 13. for supplying liquid through the shut-off elements 14.15, for example, valves providing alternate supply of liquid to each of the measuring containers 1.2. Level 8.9 sensors are also associated with locking elements 14 and 15, respectively. In the upper parts of the measuring tanks 1 and 2 there are installed sensors 16 and 17 of the rate limit connected to the locking elements. In the lower parts of the measuring tanks 1 and 2, sensors 18 and 19 are installed for the rate limit connected to the locking elements. 20 and 21 installed on the pipe 22 connected to the pump 23. The lower necks 24 and 25 of the measuring tanks 1 and 2 are equipped with water indicating windows 26 and 27, cut-off sensors of the nominal liquid volume 28 and 29, installed at the level of the corresponding figures printed on the water indicating windows 26 and 27 and coupled with the locking elements 20 and 21 as well as controlling leakage sensors 30.31,32 and 33.

В трубопроводе подачи жидкости установлен насос 34, к которому подсоединена также сливна труба 11. В сливной трубе 11 установлен обратный клапан 35. Над отверстием 10 сливной трубы 11 установлена сетка 36 дл задержки пены. Коллекторна емкость 5 в верхней части снабжена дыхательным клапаном 37. На трубопроводе 13 установлен температурный датчик 38.A pump 34 is installed in the fluid supply pipe, to which a drain pipe 11 is also connected. A check valve 35 is installed in the drain pipe 11. A mesh 36 is installed above the opening 10 of the drain pipe 11 to delay the foam. The collector tank 5 in the upper part is equipped with a breathing valve 37. A temperature sensor 38 is installed on the pipe 13.

Така конструкци устройства обеспечивает точную непрерывную дозировку жидкости.Such a device design provides an accurate continuous dosage of fluid.

Дл автоматизации процесса дозировани все датчики соедин ютс с блоком управлени , например, микропроцессором (на чертеже не показан), и позвол ют автоматически контролировать дозирование, а также отключать подачу жидкости в мерную емкость при поступлении на запорный элемент сигнала с датчика контрол уровн .To automate the dosing process, all sensors are connected to a control unit, for example, a microprocessor (not shown in the drawing), and allow automatic dosing control and also turn off the liquid supply to the measuring tank when a signal is received from the level control sensor to the shut-off element.

Дл осуществлени поочередного налива в мерные емкости и непрерывности процесса дозировани устройство может быть снабжено соответствующими известными средствами управлени , например, на основе микропроцессора.In order to carry out alternate filling into measured containers and the continuity of the dosing process, the device can be equipped with appropriate known control means, for example, based on a microprocessor.

В описанной конструкции устройства применены метрологически аттестованные мерные емкости, которые за счет описанных выше конструктивных особенностей, позвол ют осуществл ть эталонное дозирование жидкостей, попеременно производимое в каждой из емкостей, за счет чего достигаетс непрерывность г.пгцргса При этом возрастает быстродействие самого 5 процесса дозировани , так как при заполнении одной емкости происходит слив из другой.In the described construction of the device, metrologically certified measuring containers are used, which, due to the design features described above, make it possible to carry out the standard batching of liquids alternately produced in each of the containers, due to which the continuity of the metering station is achieved. At the same time, the speed of the 5th batching process increases. since when filling one tank, there is a drain from another.

Использование единой коллекторной емкости дл двух мерных емкостей исключа- 10 ет применение сложных регулировочных вентилей в узле фиксации верхнего уровн жидкости. При этом также упрощаетс отвод газов или воздуха из наполненной мерной емкости.The use of a single collector tank for two measured tanks eliminates the use of complex control valves in the fixation unit of the upper liquid level. This also simplifies the removal of gases or air from the filled measuring tank.

15Выполнение отверстий по периметру15 Perimeter holes

горловины емкости позвол ет осуществл ть плавный и быстрый долив жидкости в мерную емкость, что также повышает точность и быстродействие устройства. 0 Предлагаемое устройство работает следующим образом.the neck of the container allows for a smooth and quick topping up of the liquid in the measuring tank, which also improves the accuracy and speed of the device. 0 The proposed device operates as follows.

Дл дозировани жидкости начинает заполн тьс одна из мерных емкостей, например , емкость 1, в это врем друга мер- 5 на емкость 2 остаетс незаполненной. Заполнение осуществл етс через подвод щие трубопроводы с помощью насоса 34. Открываетс запорный элемент 14, установленный на трубопроводе 13, и жидкость по- 0 ступает в мерную емкость 1 через горловину 24. При достижении уровнем жидкости датчика 16 ограничени скорости налива запор- ный элемент 14 начинает прикрыватьс . После заполнени мерной емкости 1 жид- 5 кость попадает в верхнюю горловину 3 и, достига датчика 8 контрол уровн , вызывает его срабатывание, сигнал с датчика 8 поступает на запорный элемент 14, который закрываетс , прекраща подачу жидкости в 0 мерную емкость 1.In order to dispense the liquid, one of the measuring containers, for example, container 1, begins to fill up, while at the same time another meter-5 to the container 2 remains empty. Filling is carried out through the inlet pipelines with the help of the pump 34. The shut-off element 14 mounted on the pipeline 13 is opened, and the liquid 0 enters the measuring tank 1 through the neck 24. When the liquid level of the sensor 16 reaches the filling speed limit, the shut-off element 14 begins to hide behind. After filling the measuring tank 1, the liquid 5 enters the upper neck 3 and, reaching the level sensor 8, triggers its operation, the signal from the sensor 8 enters the shut-off element 14, which closes, stopping the flow of liquid into the 0 measuring tank 1.

Противопенна сетка 12 задерживает образовавшуюс пену над верхней горпови- ной 3 при дозировании, например, молока или дизтоплива. Излишек жидкости в верх- 5 ней горловине 3 через отверсти 6 сливаетс в коллекторную емкость 5, тем самым устанавливаетс точно верхний уровень жидкости в мерной емкости 1 по нижним кромкам отверстий 6.Foam net 12 retains the resulting foam above the upper horp 3 when dosing, for example, milk or diesel fuel. Excess liquid in the upper 5 neck 3 through the openings 6 is discharged into the collector tank 5, thereby precisely setting the upper liquid level in the measuring tank 1 along the lower edges of the holes 6.

0 Излишек жидкости через отверстие 10 в коллекторной емкости 5 и сливную трубу 11 попадает на вход насоса 34.0 Excess fluid through the hole 10 in the collector tank 5 and the drain pipe 11 enters the pump inlet 34.

Дыхательный клапан 37 предназначен дл поддержани посто нного давлени в 5 коллекторной емкости 5.The breathing valve 37 is designed to maintain a constant pressure in the 5 collector tank 5.

Обратный клапан 35 преп тствует проникновению газов, выдел ющихс из жидкости , из коллекторной емкости 5 через трубу 11 на вход насоса 34. Температурный датчик 38 введен дл учета измельчени The non-return valve 35 prevents the penetration of gases from the liquid from the collector tank 5 through the pipe 11 to the inlet of the pump 34. The temperature sensor 38 is introduced to account for grinding

вместимости мерных емкостей 1 и 2 от вли ни температуры вход щей жидкости.capacities of measuring tanks 1 and 2 from the influence of the temperature of the incoming liquid.

Далее открываетс запорный элемент 20 и через трубопровод 22 с помощью насоса 23 происходит опорожнение мерной емкости 1. При достижении уровнем жидкости датчика 18 ограничени скорости слива запорный элемент 20 начинает прикрыватьс и окончательно закрыватьс при достижении уровнем жидкости датчика отсечки номинального обьема 28.Then, the locking element 20 is opened and the measuring tank 1 is emptied through the pump 22 using the pump 23. When the liquid level 18 reaches the drain rate limit, the locking element 20 begins to close and finally close when the liquid level reaches the cutoff sensor of the nominal volume 28.

В то же врем в случае необходимости дозировани следующего объема жидкости открываетс запорный элемент 15, и через трубопровод 13 происходит заполнение мерной емкости 2 аналогичным образом, и весь процесс повтор етс , обеспечива непрерывную дозировку жидкости.At the same time, if it is necessary to dose the next volume of liquid, the shut-off element 15 opens, and through the pipe 13, the measuring tank 2 is filled in the same way, and the whole process is repeated, ensuring a continuous dosage of the liquid.

Датчиками 30 и 32 осуществл етс контроль по времени протечек запорных элементов 14 и 10 соответственно.Sensors 30 and 32 monitor the time of leakage of the shutoff elements 14 and 10, respectively.

Предусмотрена возможность наблюдени за работой устройства через воздухо- указательное окно 26, на котором нанесены риски номинального обьема и допустимых отклонений.It is possible to monitor the operation of the device through the air-indicating window 26, on which the risks of the nominal volume and permissible deviations are applied.

Использование предлагаемого технического решени не только повысит точность измерени объемов жидкости в автоматическом режиме, но и быстродействие в сравнении с прототипом. Последнее достигаетс за счет исключени времени наполнени коллекторной емкости жидкостью и слива ее самотеком по трубопроводу сложной конфигурации, как это имело место в прототипе.Using the proposed technical solution will not only increase the accuracy of measuring liquid volumes in an automatic mode, but also speed in comparison with the prototype. The latter is achieved by eliminating the time of filling the reservoir with liquid and draining it by gravity through a pipeline of complex configuration, as was the case in the prototype.

Сравнительные модельные испытани показали, что производительность предлагаемого устройства увеличиваетс в 2-4 раза в зависимости от степени пенообразова- ни жидкости и объема резервуара.Comparative model tests showed that the productivity of the proposed device increases by 2-4 times depending on the degree of foaming of the liquid and the volume of the tank.

При этом также обеспечиваетс возможность с точностью до 0,05% и свыше производить эталонное дозирование, осуществл емое за счет исключени образовани газовоздушных пузырей, образующихс в отсеках регулировочныхAt the same time, it is also possible to carry out standard dosing with an accuracy of 0.05% and more by eliminating the formation of gas-air bubbles formed in the adjustment compartments

вентилей и исключени трубопроводов сложной конфигурации.valves and piping exceptions of complex configuration.

Claims

1. Device for measuring flow

liquid containing two measured tanks with upper and lower mouths, a manifold pipe connecting the upper mouths, supply pipelines and

draining with locking devices and associated level monitoring sensors, characterized in that, in order to increase accuracy and speed, the upper mouths of the measuring tanks are placed inside

the collector pipeline, made in the form of a tank, and equipped with holes located at the same level around the perimeter of the necks, level control sensors are located above the level of the holes, and introduced in the upper and lower parts of the measuring tanks are sensors for limiting the rate of filling and discharge associated with locking devices.

2, The device according to claim 2, characterized in that the measuring containers are additionally provided with anti-foam nets installed above the upper necks.

7 LI / L -aFV- "/

JS