УСТАНОВКА ДЛЯ ПОВЕРКИ УРОВНЕМЕРОВ ЖИДКОСТИ Российский патент 1997 года по МПК G01F25/00 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к средствам градуировки, аттестации, испытаний и поверки уровнемеров жидкости.

Известно устройство, содержащее уровнемерную емкость, соединенную с ней трубку визуального наблюдения уровня с мерной линейкой, трубопроводы слива и подачи жидкости и пульт управления. Уровнемерная емкость выполнена в виде вертикально расположенных измерительных труб, соединенных между собой через равные интервалы по высоте полыми трубками и снабженных узлом подготовки подаваемой жидкости, включающим успокоительную камеру с сеткой и пластиной. В стенке трубки визуального наблюдения уровня по всей ее высоте установлены электроды, подключенные к пульту управления (1).

В качестве прототипа выбрана установка для поверки уровнемеров жидкости, отличающаяся от описанного выше известного устройства тем, что полые трубки по концам снабжены конусообразными переходными секциями, ориентированными основаниями в сторону измерительных труб, и объединены сообщающейся с ними вертикальной дополнительной полой трубкой (2). Это конструктивное дополнение позволяет значительно снизить волнообразование на свободной поверхности жидкости в измерительных трубах, сократить время, необходимое для отстаивания и повысить точность измерения уровня.

Общим недостатком известных устройств является относительно высокие трудоэнергозатраты на поверку низкопредельных уровнемеров.

Техническим результатом изобретения является устранение этого недостатка.

Это достигается за счет того, что в установку для поверки уровнемеров жидкости, содержащую вертикально расположенные измерительные трубы, внутренние объемы которых сообщаются между собой соединенными с ними переходными элементами, узел контроля уровня жидкости в измерительных трубах, трубопроводы подачи и слива жидкости, подсоединенные к измерительным трубам, пульт управления, связанный с трубопроводами подачи и слива жидкости, введены электропривод и механизмы фиксации положения, а переходные элементы имеют высоту, равную высоте измерительных труб, причем измерительные трубы с переходными элементами образованы телескопически соединенными и уплотненными между собой вертикальными секциями одинаковой высоты, каждая из которых связана со своим механизмом фиксации положения, а одна из секций подключена к электроприводу.

Кроме того, механизмы фиксации положения могут быть выполнены в виде рам, установленных в направляющих, и электромеханизмов с подвижными упорами, закрепленных на направляющих, причем рамы соединены с верхними частями секций измерительных труб переходными элементами, а электропривод имеет концевые включатели, связанные с направляющими механизмов фиксации положения и подключенные к пульту управления.

Секции могут быть уплотнены между собой кольцевыми манжетами, установленными в канавках внутренних поверхностей секций, внутренняя полость которых подключена к регулируемому источнику сжатого воздуха.

Узел контроля уровня жидкости в измерительных трубах может быть выполнен в виде образцового уровнемера и размещен на раме механизма фиксации положения в одной из секций измерительных труб и переходных элементов.

На направляющих механизма фиксации положения могут быть установлены переключатели напряжения питания электропривода, расположенные выше и ниже каждого из концевых выключателей.

На фиг. 1 представлен общий вид установки, включая ее принципиальную электрическую схему; на фиг.2 телескопическое соединение внутренней секции с промежуточной секцией, узел уплотнения; на фиг.3 то же, вид сверху; на фиг.4 то же, вид слева; на фиг.5 горизонтальный разрез по нижней (неподвижной) секции.

Установка для поверки уровнемеров жидкости (фиг.1) содержит уровнемерную емкость, выполненную в виде трех вертикально установленных измерительных труб 1, 2 и 3, сообщенных между собой переходными элементами 4 и 5, высота которых равна высоте труб 1, 2 и 3. В местах соединения элементов 4 и 5 с трубами 1, 2 и 3 установлены сетки 6, которые наряду с общей для труб 1, 2 и 3 успокоительной камерой 7, размещенной на их входе (в нижних частях) и установленной в ней пластиной (не показана), являются элементами узла подготовки рабочей жидкости, подаваемой на установку. Камера 7 трубопроводом подачи 8 с кранами 9 и 10 через насос 11 и трубопроводом слива 12 с клапанами 13 и 14 соединена с емкостью 15, заполненной рабочей жидкостью. Трубы 1, 2 и 3 с элементами 4 и 5 и сетками 6 выполнены секциями, телескопически соединенными между собой и одна из них внутренняя подключена к электролебедке 1, предназначенной для вертикального перемещения секций (фиг.2). Возможен также эквивалентный вариант, когда привод подключен ко второй секции. Для этой же цели служат упоры 17 и захваты 18, расположенные на каждой промежуточной секции соответственно на верхних внутренних частях и на нижних внешних частях этих секций. Наружная и внутренняя секции имеют соответственно только упор и только захват. Упоры 17 и захваты 18 выполнены однотипно в виде буртиков на боковых поверхностях секций труб 1, 2, 3 и элементах 4 и 5, обращенных навстречу друг другу.

Установка снабжена также механизмами фиксации секций на заданной высоте выдвижения, которые образованы жестко связанными с верхними частями секций рамами 19, заведенными углами в направляющие 20, имеющие электромеханизмы 21 с подвижными упорами и концевые выключатели 22 с переключателями напряжения питания электропривода (лебедка 16 с электродвигателем), подключенного к пульту управления 23.

Для уплотнения секций служат установленные в канавках их внутренних поверхностей кольцевые манжеты 24, внутренние полости которых через трехходовой кран 25 подключены к регулируемому источнику 26 сжатого воздуха и к дренажной линии (фиг.2). На раме 19 внутренней секции имеется площадка для размещения пульта 23 управления устройствами 9, 10, 11, 13, 14, 16, 21, 22, 25, а также для размещения вторичного прибора образцового уровнемера 27, чувствительный элемент которого (поплавок) на гибкой связи опущен в одну из труб, например трубу 2. Поверяемые уровнемеры 28 и 29 размещены на той же площадке над трубами 1 и 3 (фиг.3). В исходном положении установки все секции вложены одна в другую, а их рамы 19 находятся внизу, в том числе и рама внутренней секции, имеющей площадку с размещенными на ней пультом управления 23 и уровнемерами 27, 28, 29.

Предварительная подготовка установки по существу сводится лишь к проверке готовности ее узлов и в поднятии секций (секции) на соответствующую высоту, зависящую от пределов измерения уровнемеров, которые предстоит поверить. Из этого можно видеть, что, во-первых, высота наружной секции должна иметь высоту, не меньшую, чем пределы измерений самого низкопредельного уровнемера, принимаемого к поверке, и, во-вторых, максимальная высота установки, характеризуемая высотой труб и их переходных участков при полном выбеге всех секций, должна быть не меньше пределов измерений самого высокопредельного принятого к поверке уровнемера.

По команде с пульта управления 23 включается электролебедка 16, которая с помощью троса начинает поднимать внутреннюю секцию на высоту, соответствующую предельным измерениям уровнемеров, которые предстоит поверить (самые низкопредельные уровнемеры могут быть поверены на установке без выдвижения секций). Остановка и последующая фиксация секций на заданной высоте обеспечивается группой устройств, установленных на направляющих 20 на этой высоте, в которую входят концевые включатели 22 (нижний и верхний), переключатели напряжения питания двигателя электролебедки 16, которая с помощью троса начинает поднимать внутреннюю секцию на высоту, соответствующую предельным измерениям уровнемеров, которые предстоит поверить (самые низкопредельные уровнемеры могут быть поверены на установке без выдвижения секций), а также электромеханизмы 21 с подвижными упорами. По достижении рамой 19 нижнего концевого выключателя 22 последний через нижний переключатель напряжения питания и пульт управления 23 подает команду на понижение напряжения на питающих обмотках статора электродвигателя электролебедки 16, в результате чего рама 19 достигает верхнего концевого выключателя 22 на предельно низкой скорости и по его сигналу через пульт управления 23 электролебедка 16 останавливается, срабатывают электромеханизмы 21, подвижные упоры которых выдвигаются по драму 19, фиксируя ее (и секцию) на заданной высоте. С пульта управления 23 подается электропитание на привод трехходового крана 25, который, срабатывая, сообщает источник 26 сжатого воздуха с полостями всех кольцевых манжет 24, в результате чего, увеличиваясь в объеме и выходя за пределы своих канавок, они уплотняют секции между собой. Изменяя давление подаваемого сжатого воздуха, можно найти оптимальную степень уплотнения. При необходимости надежность уплотнения проверяют одним из известных способов, например, заливая небольшое количество воды в уплотняемые зазоры.

На площадке верхней рамы 19 устанавливаются над измерительными трубами 1 и 3 поверяемые уровнемеры 28 и 29. Устанавливаются отметки предварительных и контрольных точек на вторичном блоке образцового уровнемера 27, одновременно с пульта управления 23 открывается клапан 9 на трубопроводе подачи 8 и включается насос 11, который подает жидкость из емкости 15 в успокоительную камеру 7. При этом жидкость поступает одновременно во все трубы 1, 2 и 3 и их переходные элементы 4 и 5. При достижении уровня жидкости в них до предварительной отметки (определяется по показаниям образцового уровнемера 27) клапан 9 по сигналу с пульта управления 23 закрывается и одновременно открывается клапан 10, установленный на байпасной линии трубопровода 8, имеющей значительно меньшую пропускную способность. Скорость повышения уровня в трубах 1, 2 и 3 и элементах 4 и 5 с этого момента резко замедляется и по достижении им контрольной отметки "0" (по показаниям образцового уровнемера 27) клапан 10 закрывается, а насос 11 прекращает работу. Контрольные точки "0" устанавливаются и на поверяемых уровнемерах 28 и 29 по показаниям образцового уровнемера 27. Наметив контрольные точки для образцового уровнемера 27, производят прямой ход поверки (при повышении уровня). При достижении предварительной отметки по сигналу образцового уровнемера 27 клапан 9 закрывается и открывается клапан 10 на байпасной линии, по образцовому уровнемеру 27 точно устанавливается контрольная точка после закрытия клапана 10 и отключения насоса 11. Одновременно со снятием показания с образцового уровнемера 27 снимаются показания с поверяемых уровнемеров 28, 29. Последние по остальным контрольным точкам поверяются аналогичным образом. По достижении верхнего предела измерений осуществляют обратный ход поверки, когда показания уровнемеров 27, 28 и 29 сравниваются по контрольным точкам в обратной последовательности при понижении уровня жидкости в секциях, включая в работу клапаны 13 и 14 трубопровода слива 12.

При возвращении установки в исходное положение или уменьшении высоты выдвижения секций в первую очередь закрывается линия подачи сжатого воздуха в манжеты 24 и открывается дренажная линия поворотом трехходового крана 25. Манжеты 24 возвращаются в исходное состояние и образуются свободные зазоры между секциями. По сигналу с пульта управления 23 включаются электромеханизмы 21, которые убирают из-под рамы 19 подвижные упоры. Включается электролебедка 16 на обратный ход, и секция опускается до достижения рамой 19 концевого выключателя 22, после чего останавливается. Сначала опускается самая верхняя (внутренняя) секция, затем ниженаходящаяся промежуточная, затем остальные промежуточные секции.

Возможность приводить высоту измерительных труб в соответствии с пределами измерений поверяемых уровнемеров позволяет снизить энерготрудозатраты на поверку низкопредельных и среднепредельных уровнемеров.

Использование: для испытания, аттестации, градуировки и поверки уровнемеров жидкости. Сущность изобретения: установка содержит вертикально расположенные измерительные трубы, сообщающиеся между собой соединенными с ними переходными элементами, узел контроля жидкости в измерительных трубах, трубопроводы подачи и слива жидкости, электропривод и механизмы фиксации положения. Переходные элементы и измерительные трубы имеют одинаковую высоту и образованы телескопически соединенными и уплотненными между собой вертикальными секциями одинаковой высоты, каждая из которых связана со своим механизмом фиксации положения, а одна из секций подключена к электроприводу. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Установка для поверки уровнемеров жидкости, содаржащая вертикально расположенные измерительные трубы, внутренние объемы которых сообщаются между собой соединенными с ними переходными элементами, узел контроля уровня жидкости в измерительных трубах, трубопроводы подачи и слива жидкости, подсоединенные к измерительным трубам, пульт управления, связанный с трубопроводами подачи и слива жидкости, отличающаяся тем, что в него введены электропривод и механизмы фиксации положения, а переходные элементы имеют высоту, равную высоте измерительных труб, причем измерительные трубы с переходными элементами образованы телескопически соединенными и уплотненными между собой вертикальными секциями одинаковой высоты, каждая из которых связана со своим механизмом фиксации положения, а одна из секций подключена к электроприводу. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что механизмы фиксации положения выполнены в виде рам, установленных в направляющих, и электромеханизмов с подвижными упорами, закрепленных на направляющих, причем рамы соединены с верхними частями секций измерительных труб переходными элементами, а электропривод имеет концевые выключатели, связанные с направляющими механизмов фиксации положения и подключенные к пульту управления. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что секции уплотнены между собой кольцевыми манжетами, установленными в канавках внутренних поверхностей секций, внутренняя полость которых подключена к регулируемому источнику сжатого воздуха. 4. Установка по п.2, отличающаяся тем, что узел контроля уровня жидкости в измерительных трубах выполнен в виде образцового уровнемера и размещен на раме механизма фиксации положения в одной из секций измерительных труб и переходных элементов. 5. Установка по пп.2 и 3, отличающаяся тем, что на направляющих механизма фиксации положения установлены переключатели напряжения питания электропривода, расположенные выше и ниже каждого из концевых выключателей.