SU800663A1 - Установка дл градуировки расхо-дОМЕРОВ - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к- измерительной технике, в частности, к устройству установок дл  радуировки расходомеров жидкости, и может быть использовано во всех област х народного хоз йства дл  расходомеров, примен емых в магистрал х объектов и технологических линий, в которых жидкость транспортируетс  при высоком статическом давлении;

Известны объемные динамические установки дл  градуировки расходомеров при воздействиивысокого статического давлени , содержащие источник газа высокого давлени , измерительный резервуар, в котором установлена штанга, несуща  дискретные уровнемеры, испытательную магистраль , в пределах которой устанавливаютс  датчики градуируемых расходомеров , измеритель времени и сливную емкость 1 .

В процессе градуировки газ высокого давлени , поступающий от источника , вытесн ет жидкость из измери . тельного резервуара в испытательную магистраль, а оттуда в сливную емкость . Расход измер етс  как отношение объема жидкости, заключенного между двум  смежными уровнемерами, к

времени его истечени . Величина указанного объема определ етс  при калибровке резервуара методом свободного слива жидкости на весы при атмосферном давлении. При градуировке давление вытесн ющего газа деформирует измерительный резервуар, что ведет к изменению калиброванного объема, т.е. к снижению точности из0 мерени  расхода жидкости. Уменьшение деформации путем увеличени  толщины стенок измерительного резервуара приводит к существенным увеличени м веса, габаритов и металлоемкос5 ти установки.

Известные массовые динамические установки содержат напорный и измерительный резервуары, помещенные на платформу весов-компаратора, испы0 тательную магистраль с установленными в ее пределах датчиками градуируемых расходомеров, индикатор равновесного положени  весов-компаратора , измеритель времени и автомати5 ческое устройство Нагружени  весов грузами. Испытательна  иагистраль расположена вне весов, ее вход соединен с измерительным резервуаром посредством гибкой св зи (гибкий

Claims (2)

1. 0 шланг, сильфон), а выходы - жестко со сливной емкостью. В процессе градуировки жидкость из измерительного резервуара вытесн етс  газом высокого давлени , поступающим из напорного резервуара. Истечение жид кости вызывает разбаланс весов-компаратора , которые возрващаютс  в равновесное положение с помощью гру зов, накладываемых на платформу весов-компаратора (или снимаемых с нее) автоматическим устройством. Интервал времени между смежны1ми равновесньами положени ми фиксируетс  измерителем времени. В момент каждого срабатывани  индикатора равновесного положени  формируетс  команда управлени  автоматическим устройством. Массовый расход жидкости определ етс как С (1) где М - масса наложенных грузов; С - интервал времени между двум  равновесными положени ми, первое из которых наступает перед наложением грузов, второе после него. В таких установках жесткость св зи между испытательной магистралью и измерительным.резервуаром мен етс  в зависимости от давлени  потока и перемещений, вызванных деформацией. Это вызывает дополнительное перемен ное усилие, воздействующее на платформу весов-компаратора. Действительный массовый расход жидкости в этом случае определ етс  как мТ-() (2) где g - ускорение силы т жести; к,Кц - значени  дополнительного усили  при начальном (по отношению к моменту наложени  грузов) и конечном равновесных положени х весовкомпаратора 2 . Наличие гибкой св зи ведет, таким образом, к понижению точности градуи ровки при высоких статических давлени х , так как возникает дополнительна  погрешность, определ ема  как разность расходов (1) и (2) и равна  (3 Исключсение такой погрешности введением поправок требует проведени  трудоемких исследований зависимости возникающей силы от давлени , что малоэффективно, так как поправкой исключаетс  только систематическа  составл юща  погрешности, в то врем  как спучайна  составл юща , , обусловленна  вариацией силы Р, остаетс  значительной, причем с увели чением давлени  вариаци  силы, след вательно, и случайна  составл юща  погрешности возрастают. Точность градуировки при высоких- статических давлени х понижаетс  также, если поправку ввод т по результатам пр мых измерений перемещени  гибкой св зи, проводимых в процессе градуировки , так как при этом вноситс  по; решность, соизмерима  с корректируемой . Кроме того, такие измерени  технически трудноосуществимы из-за необходимости дистанционной передачи показаний, что обусловлено техникой безопасности работы, и не исключает необходимости предварительного экспериментального определени  зависимости силы от перемещени  св зи, что  вл етс  источником дополнительных погрешностей методического хара тера . Цель изобретени  - повышение точности градуировки расходомеров при воздействии высокого статического давлени  . Дл  достижени  указанной цели в известной массовой динамической установке , содержащей напорный и измерительный резервуары, расположенные на платформе весов-компаратора, испытательную магистраль, гибко св занную с измерительным резервуаром и расположенную вне весов-компаратора, индикатор равновесного положени  весов , сливную емкость, измеритель времени и автоматическое устройство нагружени  весов грузами, испытательна  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. Жёсткое соединение испытательной магистреши с измерительньдм резервуаром и размещение ее на платформе весов-компаратора исключает какие-либо механические св зи с объектами, наход щимис  вне весов-компаратора, вследствие чего повьпиаетс  точность измерени  расхода при градуировке, так как погрешность по формуле (3) вследствие очевидного R R , О становитс  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 реактивного усили  струи жидкости, свободно истекающей и.з испытательной .магистрали в сливную емкость, Демпфер обеспечивс1ет снижение величины реактивного усили  до пренебрежимо малого уровн  за счет гашени  скорости истечени  жидкости. На чертеже представлена схема предлагаемой установки. На платформе весов-компаратора 1размещены измерительный резервуар 2с жидкостью, напорный резервуар 3, заполненный газом -высокого давлени , и испытательна  магистраль 4 с датчинами 5 градуируемых расходомеров, дроссельное устройство 6, регулировочный .вентиль 7 и демпфер 8, Все перечисленные элементы креп тс  жестко к платформе весов-компараторл 1 с помощью фермы 9. На кронштейн 10 навешиваютс  (или снимаютс  с него) грузы 11 известной массы с помощью автоматического гидравлического илимеханического устройства 12. Фотооптический индикатор 13 управл ет включением автоматического устройства 12 и измерител  времени 14. В качестве демпфера 8 используетс  открытый резервуар,состо щий из дгух камер, образованных вертикгшьными коаксиальными цилиндрами, в стенке внешнего из которых выполнен тангенциальный вход жидкости, поступающей, из испытательной магистрали 4. В дни те в центре внутренней KajviepH находитс  сливной штуцер 15 дл  свободного слива жидкости в сливную емкост 16. Перелив жидкости из внешней ка-- меры демпфера 8 во внутреннюю осуществл етс  через стенку внутреннего цилиндра. Внешн   камера перед грс1Дуировкой заполн етр  жидкостью до уровн  среза внутреннего цилиндра В качестве дроссельного устройства 6 примен ютс  диафрагмы или сопла. При работе с агрессивными жидкост ми демпфер 8 и сливна  емкость 16 закрываютс  эластичным чехлом 17, Установка работает следующим об разом. Перед градуировкой измерительный резервуар 2 заполн етс  жидкостью, а в верхней его части создаетс  давление путем перепуска газа из напорного резервуара 3. Регулировочный вентиль 4 установлен в положение, соответствующее воспроизводимому рас 4соду. На кронштейн 10 наложен избыток грузов 11 так, что весы-компаратор 1 выведены из равновесного no (ложени . По команде оператора открываетс  отсечной клапан 18 и жидкость прд действием давлени  газа исте-. кает из измерительного резервуара 2 через датчики 5 и дроссельное устрой ство 6 в демпфер 8, а оттуда в сливную емкость 16 свободной струей. Пос . ле дроссельного устройства S давление в испытательной магистраши 4 падает до величины, близкой (несколько большей) к атмосферному давлению. При истечении жидкости уменьшаетс  нагрузка на платформу весов-компаратора 1 и система стремитс  к равновесному полох ению, наступление которого фиксируетс  индикатором 13.В этот момент формируетс  команда автоматическому устройству 12 на сн тие груза 11. Одновременно включаетс  измеритель времени 14 и регистратор сигналов градуируемых расходомеров . После съема груза 11 вновь возЧ никает разбаланс весов 1, но посколь ку истечение жидкости продолжаетс , система снова стремитс  к равновесному положению, при наступлении которого формируетс  команда на съем следующего груза и осуществл етс  остановка измерител  времени и регистратора сигналов. Количество жидкости , истекшей за интервал времени, зафиксированный измерителем времени, равно массе сн того груза. После второго равновесного положени  циклы измерений повтор ютс  до тех пор, ,пока по внешней команде не будет ос- тановлен поток жидкости. Наличие жесткого соединени  испытательной магистрали с измерительным резервуаром позвол ет повысить верхний предел воспроизводимого при градуировке статического давлени  до 40-50 МПа, в то брем  как при гибком соединении он лежит в пределах 10-15 МПа. Это обусловлено тем, что при жесткой св зи статическое давление ограничено услови ми прочности , в то врем  как при гибкой допускаемыми деформаци ми. Размещение испытательной магистрали на платформе весов-компаратора и устранение тем салвлм каких-либо механических св зей весов с внешними объектами позвол ет исключить составл ющую погрешности, обусловленную паразитным усилием от деформации св зи под действием статического давлени . Поскольку паразитное уси-. лие составл ет 0,01-0,001 общей нагрузки на йесы, его исключение позвол ет снизить общую погрешность на 0,1-0,3% при уровне погрешности 0 ,2-0,5%. Формула изобретени  Установка дл  градуировки расходомеров , содержаща  напорный и измерительный резервуары, помещенные на платформу весов-компаратора, испытательную магистраль дл  датчиков градуируемых расходомеров, сливную емкость , индикатор равновесного положени  весов-компаратора, измеритель времени и автоматическое устройство нагружени  весов-компаратора грузами , отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности градуировки расходомеров при воздействии высокого статического давлени ,/испытательна  магистраль жестко соединена с измерительным резервуаром и размещена на платформе весов-компаратора , а на выходе испытательной магистрали установлены дроссельное устройство и демпфер. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Groeper L. И. Inptace calibration of cryogenic flowmeters for rocket engine testing - Adv. Instrum. Pittsburg, 1969, v. 24, part 2, 585/1-585/7.
2. 2. Mortenson L. N. Mass flowmeter calibration. - Instrum and

   Control systems, 1964, v. 37, I 3, p. 133-136 (прототип).

   7 f L У I f

   rCXJ-S-tX-1

   JV

   I

   13