СТЕНД ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ГРАДУИРОВКИ РАСХОДОМЕРОВ ЖИДКОСТИ Российский патент 1997 года по МПК G01F25/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам испытаний и градуировки расходомеров и может быть использовано для экспериментальной оценки динамических характеристик малоинерционных расходомеров жидкости, работающих на быстропеременных и пульсирующих потоках.

Известны генераторы импульсов расхода, содержащие испытательный участок трубопровода, расположенные в противоположных его концах поршни, стартовый и стопорный механизмы. При этом поршни либо соединены между собой жесткой рамой [1] либо они установлены независимо один от другого [2] В последнем случае генератор снабжен блоками синхронной регистрации скорости перемещения поршней.

Указанные генераторы позволяют получить испытательные импульсы расхода с максимально возможной крутизной их передних и задних фронтов. Однако конструкции их характеризуются сложностью, большой металлоемкостью и эксплуатация их требует высоких энергозатрат. Наиболее существенным же недостатком этих генераторов, в которых градуировка расходомеров осуществляется в искусственных условиях при использовании замкнутого объема рабочей среды, является невозможность их применения в реальных условиях функционирования испытуемых расходомеров, т.е. на потоке.

Ближайшим аналогом изобретения является устройство для динамической градуировки расходомеров жидкости при изменяющемся по гармоническому закону расходе, содержащее образцовые расходомеры, формирователь импульсов расхода с приводом и подключенные к нему два идентичных испытательных трубопровода с установленными в них градуируемыми расходомерами, а также входной и выходной трубопроводы. Поток жидкости под давлением поступает по входному трубопроводу в проточный ресивер. При вращении привода ротор генератора периодически и в противофазе сообщает через окна испытательные трубопроводы с выходным трубопроводом. Одновременно проводится динамическая градуировка двух рабочих расходомеров подачей на их преобразователи импульсов расхода, изменяющегося по гармоническому закону [3]
Известное устройство не позволяет, однако, проводить градуировку расходомеров, рассчитанных на быстропеременные и пульсирующие расходы, поскольку формируемые им испытательные импульсы расхода характеризуются недостаточно большой крутизной их фронтов.

Техническим результатом от использования изобретения является обеспечение градуировки расходомеров для измерения пульсирующих потоков.

Это достигается тем, что в известном стенде для динамической градуировки расходомеров жидкости, содержащем расходомер, входной и выходной трубопроводы и расположенные между ними два идентичных испытательных трубопровода с установленными в них градуируемыми расходомерами, а также генератор импульсов, соединенный входами с испытательными трубопроводами, согласно изобретению генератор импульсов расхода выполнен переключателем потоков в испытательных трубопроводах.

На чертеже представлена схема предлагаемого стенда.

Входной трубопровод 1 с образцовым расходомером 2 соединяет источник напора (не показан) с двумя идентичными испытательными трубопроводами 3 и 4, в которых, соответственно, установлены градуируемые расходомеры 5 и 6. Трубопроводы 3 и 4 через переключатель 7 потоков соединены с выходным трубопроводом 8. Двухпозиционный переключатель 7 предназначен для попеременного подключения трубопроводов 3 и 4 к выходному трубопроводу 8 и может быть выполнен на основе ряда имеющихся двухпозиционных переключателей различных конструкций и их приводов. Однако главным критерием выбираемого переключателя является время срабатывания, или время перехода из одного положения (позиции) в другое. Оно должно быть наименьшим из возможных.

В трубопроводах 3 и 4 обеспечивается одинаковое гидравлическое сопротивление (например, дросселированием и манометрированием).

Сначала заполняют под напором один трубопровод, затем переводом переключателя 7 в другое положение второй трубопровод; при этом поток в первом трубопроводе останавливается. По окончании переходных процессов в гидросистеме, о чем можно судить по стабилизации показаний расходомера 5 или 6 относительно показаний расходомера 2, стенд готов к работе.

Стенд работает следующим образом.

Пуском переключателя 7 отсекают от выходного трубопровода 8 поток, например, в трубопроводе 3 и тем самым скачкообразно, например, в трубопроводе 4 направляют поток к выходному трубопроводу 8. При этом в канале преобразователя расходомера 6, установленного в трубопроводе 4, формируется передний фронт испытательного импульса расхода, а в канале преобразователя расходомера 5, установленного в трубопроводе 3, одновременно формируется задний фронт импульса расхода. Затем вновь переключателем 7 переключают потоки жидкости в трубопроводах 3 и 4: отсекают от выходного трубопровода 8 поток в трубопроводе 4, а в трубопроводе 3 поток скачкообразно подается в трубопровод 8. При этом в канале преобразователя расходомера 6, установленного в трубопроводе 4, формируется задний фронт испытательного импульса расхода, а в канале преобразователя расходомера 5, установленного в трубопроводе 3, в тот же момент формируется передний фронт импульса расхода. Таким образом, динамическая градуировка расходомеров в обоих трубопроводах осуществляется одновременно.

Крутизна фронтов генерируемых импульсов расхода зависит преимущественно от быстродействия переключателя потоков и величины напора.

Метрологические качества стенда определяются стабильностью характеристик генерируемых им испытательных импульсов расхода, которые, в свою очередь, определяются, главным образом, одновременностью срабатывания переключателя 7 и стабильностью напора. То и другое контролируется.

О динамических свойствах градуируемых расходомеров судят по времени восстановления их показаний от нуля до номинального значения и от номинального значения до нуля.

Стенд позволяет генерировать испытательные импульсы расхода с крутизной фронта не менее чем в три раза большей, чем у известного стенда, что позволяет градуировать расходомеры быстропеременных и пульсирующих расходов. Он может быть использован как самостоятельная единица метрологического оборудования или в качестве модуля расходомерных метрологических комплексов, подключаемого в общий гидравлический контур параллельно или последовательно с другими поверочными средствами, например, типа описанного известного устройства.

Использование: для экспериментальной оценки динамических характеристик малоинерционных расходомеров жидкости, работающих на быстропеременных и пульсирующих потоках. Сущность изобретения: устройство содержит входной 1 и выходной 8 трубопроводы, образцовый расходомер 2, два испытательных трубопровода 3 и 4, в которых устанавливаются градуируемые расходомеры 5 и 6, генератор импульсов 7, в виде двухпозиционного переключения потока. 1 ил.

Стенд для динамической градуировки расходомеров жидкости, содержащий образцовый расходомер, входной и выходной трубопроводы и расположенные между последними два идентичных испытательных трубопровода с испытуемыми расходомерами, а также генератор импульсов расхода, соединенный своими входами с испытательными трубопроводами, а выходом с выходным трубопроводом, отличающийся тем, что генератор импульсов расхода выполнен переключателем потока.