RU2029923C1

RU2029923C1 - Device for calibration testing of flow meters for cryogenic liquids

Info

Publication number: RU2029923C1
Authority: RU
Inventors: Б.И. Лобов; С.Т. Тараненко; З.И. Новширванова; А.Г. Овчинников; Г.Я. Зимняков
Original assignee: Лобов Борис Иванович; Тараненко Сергей Тимофеевич; Новширванова Загря Изаховна; Овчинников Алексей Георгиевич; Зимняков Геннадий Яковлевич
Priority date: 1991-02-25
Filing date: 1991-02-25
Publication date: 1995-02-27

Abstract

FIELD: testing engineering. SUBSTANCE: calibrated pipe line with a hollow sealed piston is received in a thermostat. A cylindrical sleeve is mounted coaxially to the wall of the hollow piston to define evacuated space A kinematical transmission, screw-nut, is coupled with the cover of the cylindrical sleeve. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам точной градуировки и поверки преобразователей расхода криогенных жидкостей. The invention relates to measuring technique, in particular to means for accurate graduation and calibration of cryogenic fluid flow converters.

Известно устройство для градуировки и поверки расходомеров (авт.св.N 553473, 1975), содержащее цилиндр и расположенный в нем поршень, разделяющий цилиндр на две полости, измерительный трубопровод, соединяющий полости цилиндра, расположенные по разные стороны поршня, а также привод, связанный с поршнем через шток. По скорости поршня определяют установившийся в измерительном трубопроводе расход жидкости и путем сравнения с ним производят градуировку расходомера. A device for calibration and calibration of flow meters (ed.St. N 553473, 1975), comprising a cylinder and a piston located therein, dividing the cylinder into two cavities, a measuring pipe connecting the cylinder cavity located on opposite sides of the piston, as well as a drive connected with the piston through the stem. The piston speed determines the fluid flow rate established in the measuring pipeline and, by comparison with it, the flowmeter is calibrated.

Недостатком этого устройства является невозможность использования его в криогенной технике без потери точности воспроизведения расхода, так как при работе с криогенными жидкостями для предотвращения их вскипания приходится создавать в устройстве значительное давление, что увеличивает утечку жидкости из рабочего объема. The disadvantage of this device is the inability to use it in cryogenic technology without loss of accuracy in reproducing the flow rate, since when working with cryogenic liquids to prevent their boiling, it is necessary to create significant pressure in the device, which increases the leakage of liquid from the working volume.

Наиболее близкой к предлагаемой является трубопоршневая установка (Оводов Г.И., Расковалкина Е.А. и др. Трубопоршневая установка для исследования динамических характеристик расходомеров. - Измерительная техника, 1985, N 7, c.32-33), которая включает в себя цилиндр и расположенный в нем поршень, разделяющий цилиндр на две полости, измерительный трубопровод с исследуемым расходомером, соединяющий полости цилиндра, расположенные по разные стороны поршня, а также привод поршня, представляющий собой шток, соединенный с винтовым механизмом, связанным через шкив и ременную передачу с электродвигателем. Установка имеет более высокую, в сравнении с известным устройством, точность воспроизведения расхода криогенных жидкостей. Closest to the proposed is a pipe-piston installation (Ovodov G.I., Raskovalkina E.A. et al. A pipe-piston installation for studying the dynamic characteristics of flowmeters. - Measuring equipment, 1985, N 7, p.32-33), which includes a cylinder and a piston located therein, dividing the cylinder into two cavities, a measuring pipeline with a flowmeter under study, connecting the cylinder cavities located on opposite sides of the piston, as well as the piston drive, which is a rod connected to a screw mechanism connected through a pulley and a belt drive with an electric motor. The installation has a higher, in comparison with the known device, the accuracy of reproduction of the flow rate of cryogenic liquids.

Однако в ней предусмотрено консольное соединение ходового винта и штока поршня, что увеличивает габариты устройства, так как винт в процессе работы устройства должен быть всегда расположен выше сосуда с криогенной жидкостью. However, it provides for the cantilever connection of the lead screw and piston rod, which increases the dimensions of the device, since the screw must always be located above the vessel with cryogenic liquid during operation of the device.

Целью изобретения является уменьшение габаритов устройства. The aim of the invention is to reduce the size of the device.

Для достижения цели в устройстве для градуировки и поверки расходомеров криогенных жидкостей, содержащем калиброванный трубопровод и уплотненный в нем поршень, разделяющий калиброванный трубопровод на две полости, соединенные испытательным участком, привод, подключенный к вытеснителю через передачу винт-гайка, и шток, последний выполнен в виде двух, установленных соосно один в другом, цилиндров, образующих герметичную камеру, ограниченную боковыми поверхностями цилиндров, основанием внутреннего цилиндра, кольцевой перегородкой, соединяющей оба цилиндра, и торцевой поверхностью поршня, причем камера отвакуумирована. To achieve the goal, a device for calibrating and calibrating flowmeters of cryogenic liquids, containing a calibrated pipeline and a piston sealed in it, dividing the calibrated pipeline into two cavities connected by a test section, a drive connected to the displacer through a screw-nut gear and a rod, the latter is made in in the form of two cylinders mounted coaxially in one another, forming a sealed chamber bounded by the lateral surfaces of the cylinders, the base of the inner cylinder, an annular partition, connected both cylinder and the end surface of the piston, and the chamber is evacuated.

На чертеже приведена схема предложенного устройства. The drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство содержит калиброванный трубопровод 1, в котором уплотнен поршень 2, разделяющий трубопровод 1 на две полости, соединенные испытательным участком 3 с установленным в нем исследуемым расходомером 4. Поршень 2 соединен передней винт-гайка, винт 5 которой размещен во внутреннем цилиндре 7 штока 8, с двигателем электропривода 9, содержащего задатчик 10 расхода. Устройство содержит средство 11 сравнения сигналов задатчика расхода 10 и исследуемого расходомеpа 4. Для уменьшения теплопритока через стенки трубопровода 1 испытательный участок 3 с расходомером 4 помещен в сосуд Дьюара 12, заполненный той же криогенной жидкостью. The device contains a calibrated pipeline 1, in which a piston 2 is sealed, dividing the pipeline 1 into two cavities connected by the test section 3 with the flowmeter 4. The piston 2 is connected to the front screw-nut, the screw 5 of which is located in the inner cylinder 7 of the rod 8, with an electric drive motor 9 comprising a flow rate adjuster 10. The device comprises means 11 for comparing the signals of the flow rate adjuster 10 and the flowmeter 4 under investigation. To reduce heat inflow through the walls of the pipeline 1, the test section 3 with the flowmeter 4 is placed in a Dewar vessel 12 filled with the same cryogenic liquid.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Задатчиком 10 расхода устанавливают соответствующую требуемому расходу скорость вращения электропривода 9. Вращательное движение привода 9 преобразуется в поступательное перемещение гайки 6 по винту 5. Одновременно происходит перемещение поршня 2, соединенного с гайкой 6 через шток 8, в калиброванном трубопроводе 1 и вытеснение рабочей жидкости через испытательный участок 3 с установленным в нем исследуемым расходомером 4. Сигналы от расходомера 4 и задатчика 10 расхода сравниваются при помощи средства 11 сравнения, и по их разности определяют погрешность исследуемого расходомера 4. The flow rate adjuster 10 sets the rotation speed of the electric drive 9 corresponding to the required flow rate. The rotational movement of the drive 9 is converted into a translational movement of the nut 6 along the screw 5. At the same time, the piston 2 connected to the nut 6 through the rod 8 moves in the calibrated pipeline 1 and the working fluid is forced out through the test section 3 with the studied flowmeter 4 installed in it. The signals from the flowmeter 4 and the flow setter 10 are compared using the comparison tool 11, and I determine by their difference t error of the studied flowmeter 4.

В предложенном устройстве шток выполнен в виде двух, установленных соосно один в другом, цилиндров, образующих герметичную камеру, вакуумированную для уменьшения теплопроводности и предотвращения воздействия низких температур на винт, постоянство шага которого, необходимое для обеспечения постоянного расхода рабочей жидкости через исследуемый расходомер, обеспечивается при нормальной температуре. Это позволяет размещать винт внутри штока, опускать его при работе устройства ниже уровня криогенной жидкости и, таким образом, уменьшать суммарную длину винта и штока до длины винта, т.е. уменьшать габариты (высоту) устройства в целом. In the proposed device, the stem is made in the form of two cylinders mounted coaxially in one another, forming a sealed chamber evacuated to reduce heat conduction and prevent the screw from acting at low temperatures, whose step constant, which is necessary to ensure a constant flow of working fluid through the flow meter under study, is ensured when normal temperature. This allows you to place the screw inside the rod, lower it when the device is operating below the level of cryogenic liquid and, thus, reduce the total length of the screw and rod to the length of the screw, i.e. reduce the dimensions (height) of the device as a whole.

В устройстве, выбранном за прототип, ходовой винт и шток поршня соединены консольно, что увеличивает габариты устройства, так как винт обязательно должен быть вынесен за пределы сосуда с криогенной жидкостью. Кроме того, при консольном соединении винта и штока поршня наблюдается закручивание и перекосы штока и поршня, вызывающие неравномерный и быстрый износ уплотнений поршня, что приводит к увеличению протечек жидкости через уплотнения и уменьшению точности градуировки и поверки расходомеров. Соосное соединение винта и штока, выполненного (как принято) в виде металлического цилиндра, также приводит к увеличению габаритов устройства, так как для защиты винта от воздействия низких температур и обеспечения его нормальной работоспособности длина штока должна значительно превышать длину винта, чтобы при работе устройства винт не опускался в штоке ниже уровня криогенной жидкости. In the device selected for the prototype, the lead screw and piston rod are connected cantilever, which increases the dimensions of the device, since the screw must necessarily be moved outside the vessel with cryogenic liquid. In addition, during the cantilever connection of the screw and the piston rod, twisting and distortions of the rod and piston are observed, causing uneven and rapid wear of the piston seals, which leads to an increase in fluid leakage through the seals and a decrease in the accuracy of calibration and calibration of flow meters. The coaxial connection of the screw and the rod, made (as is customary) in the form of a metal cylinder, also leads to an increase in the dimensions of the device, since in order to protect the screw from the effects of low temperatures and ensure its normal operation, the rod length should significantly exceed the screw length so that during operation of the device the screw did not fall in stock below the level of cryogenic fluid.

Claims

DEVICE FOR CHECKING CRYOGENIC FLUID FLOW METERS, containing a thermostat, calibrated pipeline, connected by lines with a verified flowmeter, a sealed piston with a sealed rod connected by a kinematic transmission screw-nut with a rotary drive, characterized in that, in order to reduce the dimensions of the device, it is introduced a cylindrical cup with a sealed bottom and an annular cap, and the sealed stem is hollow, while the cylindrical cup is coaxially mounted inside the hollow stem with a gap with a nut, the nut is fixed on a cylindrical cup, the annular cover is rigidly and hermetically connected to the stem and the cylindrical cup, and the cavity of the stem is evacuated.