СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА РАСХОДА ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА Российский патент 2018 года по МПК G01F1/20 

Описание патента на изобретение RU2671612C1

Изобретение относится к измерениям и измерительной технике, а именно к способу определения коэффициента расхода предохранительных клапанов. Заявленный способ основан на постоянстве коэффициента расхода трубопроводной арматуры.

Известен способ определения коэффициента расхода предохранительного клапана путем измерения расхода испытательной среды, давления до испытываемого предохранительного клапана, давления после испытываемого предохранительного клапана (Арматура трубопроводная. Методика экспериментального определения гидравлических и кавитационных характеристик. Стандарт ЦКБА - СТ ЦКБА 029-2006. Официальный сайт в информационно-телекоммуникационной сети «Интернет» http://www.gostrf.com/normadata/1/4293837/4293837600.pdf). Способ заключается в том, что испытываемый предохранительный клапан, настроенный на рабочее давление, устанавливают на испытательном участке стенда и подают во входной патрубок испытуемого предохранительного клапана воздух давлением полного открытия клапана, при этом измеряют расход, проходящий через испытуемый предохранительный клапан, давление до испытуемого предохранительного клапана, давления после испытуемого предохранительного клапана. Рассчитывают коэффициент расхода в соответствии с формулами расчета пропускной способности предохранительного клапана, приведенными в ГОСТ 12.2.085. Испытания и вычисления повторяют не менее пяти раз.

Вышеуказанный способ определения коэффициента расхода предохранительного клапана имеет следующую техническую проблему: при осуществлении данного способа необходимы расходомер, емкость большого объема или использование насосов большой производительности.

Решение вышеназванной технической проблемы обеспечивается в способе определения коэффициента расхода предохранительного клапана на воздушном испытательном стенде, состоящем из емкости с воздухом, участка трубопровода, на котором установлена запорная арматура, стакана на который устанавливается испытуемый предохранительный клапан, осуществляемом путем проведения серии опытов по сбросу воздуха, открытием запорной арматуры, через открытый испытуемый предохранительный клапан, при этом в емкость подается избыточное давление полного открытия испытуемого предохранительного клапана, измеряется избыточное давление начала сброса, избыточное давление конца сброса, время сброса воздуха через испытуемый предохранительный клапан, и температура воздуха в емкости, а после проведения серии опытов проводят математические вычисления, при этом время сброса делится на очень малые промежутки времени ti=0,001 секунды и для каждого промежутка последовательно определяются следующие величины n раз:

- пропускная способность (в соответствии с ГОСТ 12.2.085)

Gi - пропускная способность испытуемого предохранительного клапана при параметрах Pi и Ti, кг/ч;

Ti - температура рабочей среды перед испытуемым предохранительным клапаном при давлении Pi, К;

В3 - коэффициент, учитывающий физико-химические свойства воздуха при рабочих параметрах;

α1 - коэффициент расхода, соответствующий площади F, для газообразных сред;

ρi - плотность газа перед испытуемым предохранительным клапаном при параметрах Pi и Ti, кг/м3;

Pi - избыточное давление в емкости испытательного стенда, кгс/см2;

F - площадь сечения испытуемого предохранительного клапана, равная наименьшей площади сечения в проточной части седла, мм2;

- масса воздуха Δmi, кг, которую сбросит испытуемый предохранительный клапан за промежуток времени ti:

- масса воздуха, находящегося в емкости испытательного стенда:

V - объем емкости испытательного стенда;

- масса воздуха, оставшегося в емкости испытательного стенда mi+1 после сброса за время ti:

- избыточное давление в емкости испытательного стенда, при массе mi+1:

B4 - коэффициент сжимаемости воздуха;

R - удельная газовая постоянная, ;

- при этом для расчета пропускной способности изначально принимают α1=1, a n рассчитывается по формуле

t - время сброса воздуха через испытуемый предохранительный клапан;

после получения значения величины Pi+1 при i=n и сравнения его с избыточным давлением конца сброса корректируют изначально принятое значение α1 и проводят вычисления заново, при совпадении значения величины Pi+1 с избыточным давлением конца сброса α1 принимают за коэффициент расхода испытуемого предохранительного клапана.

Принципиальная схема воздушного испытательного стенда для определения коэффициента расхода предохранительного клапана представлена на фигуре, где:

1 - емкость, 2 - участок трубопровода, 3 - запорная арматура, 4 - стакан, 5 - испытуемый предохранительный клапан, 6 - манометр.

Способ определения коэффициента расхода предохранительного клапана заключается в следующем. На воздушный испытательный стенд, принципиальная схема которого представлена на фигуре, состоящий из емкости 1 с воздухом, участка трубопровода 2, на котором установлена запорная арматура 3, в стакан 4 устанавливается испытуемый предохранительный клапан 5. Участок трубопровода 2, запорная арматура 3 и стакан 4 имеют площадь проходного сечения больше, чем площадь сечения F испытуемого предохранительного клапана 5. Испытуемый предохранительный клапан 5 предварительно с помощью технологической оснастки открыт на величину полного открытия и зафиксирован в этом положении. В емкость 1 закачивается воздух давлением, равным давлению полного открытия испытуемого предохранительного клапана 5, которое контролируется по манометру 6. После накачки в емкость 1 давления полного открытия испытуемого предохранительного клапана 5 подача воздуха в емкость 1 прекращается. Измеряется температура воздуха в емкости. После производится сброс воздуха, резким открытием запорной арматуры 3, через открытый испытуемый предохранительный клапан 5 в течении времени сброса t (5-15 с), при этом фактическое время сброса фиксируется. Сброс воздуха производится в окружающую среду. После чего запорная арматура 3 резко закрывается. После выравнивания давления в емкости 1 производится измерение давления конца сброса по манометру 6. Данное испытание производится не менее трех раз.

В дальнейшем проводят математические вычисления, при этом время сброса t делится на очень малые промежутки времени ti=0,001 с и для каждого промежутка последовательно определяются следующие величины n раз:

- пропускная способность (в соответствии с ГОСТ 12.2.085)

- масса воздуха Δmi, кг, которую сбросит испытуемый предохранительный клапан за промежуток времени ti:

- масса воздуха, находящегося в емкости испытательного стенда:

- масса воздуха, оставшегося в емкости испытательного стенда mi+1 после сброса за время ti:

- избыточное давление в емкости испытательного стенда, при массе mi+1:

- при этом для расчета пропускной способности изначально принимают α1=1, а n рассчитывается по формуле

после получения значения величины Pi+1 при i=n и сравнения его с избыточным давлением конца сброса корректируют изначально принятое значение α1 и проводят вычисления заново, при совпадении значения величины Pi+1 с избыточным давлением конца сброса α1 принимают за коэффициент расхода испытуемого предохранительного клапана.

Таким образом, предложенный способ определения коэффициента расхода предохранительного клапана на воздушном испытательном стенде, состоящим из емкости с воздухом, участка трубопровода, на котором установлена запорная арматура, стакана на который устанавливается испытуемый предохранительный клапан, осуществляемый путем проведения серии опытов по сбросу воздуха, открытием запорной арматуры, через открытый предохранительный клапан, при этом в емкость подается избыточное давление полного открытия испытываемого предохранительного клапана, измеряется избыточное давление начала сброса, избыточное давление конца сброса, время сброса воздуха через испытуемый предохранительный клапан, и температура воздуха в емкости, а после проведения серии опытов проводят математические вычисления, что позволяет определить коэффициент расхода предохранительного клапана без применения расходомера, емкости большого объема или использования насосов большой производительности.

Похожие патенты RU2671612C1

название год авторы номер документа
Стенд для проведения испытаний дыхательных и предохранительных клапанов резервуаров с нефтью и нефтепродуктами 2018
  • Ревель-Муроз Павел Александрович
  • Чужинов Сергей Николаевич
  • Кульков Максим Сергеевич
  • Неганов Дмитрий Александрович
  • Лиховцев Михаил Владимирович
  • Сабаров Сергей Владимирович
  • Душко Владимир Владимирович
  • Пьяных Вячеслав Александрович
RU2699934C1
ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ И ОПРЕССОВКИ ПРОТИВОВЫБРОСОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ 2019
  • Дегтярев Андрей Анатольевич
RU2720429C1
Стенд для испытания предохранительных клапанов 1980
  • Мальченко Виктор Матвеевич
  • Цитрин Лувиш-Аврум Абович
  • Гордеев Борис Федорович
  • Введенский Игорь Владимирович
  • Лукьянова Любовь Петровна
  • Ивченко Ирина Владимировна
SU887958A1
ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ДВУХНАСОСНАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ И ОПРЕССОВКИ ПРОТИВОВЫБРОСОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ 2019
  • Дегтярев Андрей Анатольевич
RU2718549C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ НА ПРОЧНОСТЬ 2014
  • Быков Владимир Иванович
  • Стерлин Андрей Яковлевич
  • Син Владимир Михайлович
RU2562155C1
СТЕНД ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ 2021
  • Котрухов Валерий Анатольевич
  • Садыков Мухаметнур Талгатович
  • Безбородников Василий Степанович
RU2763977C1
Способ оценки эффективности скважинных фильтров, применяемых в SAGD-скважинах при эксплуатации месторождений с высоковязкой нефтью, и стенд для его осуществления 2020
  • Лопарев Денис Сергеевич
  • Деминская Наталия Григорьевна
  • Окромелидзе Геннадий Владимирович
  • Швец Сергей Валерьевич
  • Коберник Виктор Вадимович
RU2755101C1
Универсальный стенд для испытаний насосов, насосных агрегатов и их систем 2021
  • Маркин Валерий Алексеевич
  • Думболов Джамиль Умярович
  • Ганин Вячеслав Сергеевич
  • Середа Владимир Васильевич
  • Рушкин Николай Сергеевич
  • Панасян София Александровна
RU2778768C1
СТЕНД ДЛЯ НАСТРОЙКИ И ИСПЫТАНИЯ АВТОМАТА АВАРИЙНОГО ЗАКРЫТИЯ КРАНА 2023
  • Бахарев Алексей Сергеевич
  • Ананьев Павел Александрович
RU2818864C1
Способ измерения массы углеводородов нефти, содержащихся в воде, сброшенной через трубопроводную арматуру при дренировании резервуаров и емкостей нефтегазоперерабатывающих предприятий 2022
  • Шакуров Рашид Ильдарович
RU2791832C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 671 612 C1

Реферат патента 2018 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА РАСХОДА ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА

Изобретение относится к способу определения коэффициента расхода предохранительных клапанов. Заявленный способ основан на постоянстве коэффициента расхода арматуры. Способе определения коэффициента расхода предохранительного клапана на воздушном испытательном стенде, состоящем из емкости с воздухом, участка трубопровода, на котором установлена запорная арматура, стакан, на который устанавливается испытуемый предохранительный клапан, осуществляется путем проведения серии опытов по сбросу воздуха, открытием запорной арматуры, через открытый испытуемый предохранительный клапан, при этом в емкость подается избыточное давление полного открытия испытуемого предохранительного клапана, измеряется избыточное давление начала сброса, избыточное давление конца сброса, время сброса воздуха через испытуемый предохранительный клапан и температура воздуха в емкости, а после проведения серии опытов проводят математические вычисления, при этом время сброса делится на очень малые промежутки времени ti=0,001 с и для каждого промежутка последовательно определяются следующие величины n раз:

- пропускная способность (в соответствии с ГОСТ 12.2.085) , где

Gi - пропускная способность испытуемого предохранительного клапана при параметрах Pi и Ti, кг/ч; Ti - температура рабочей среды перед испытуемым предохранительным клапаном при давлении Pi, К; B3 - коэффициент, учитывающий физико-химические свойства воздуха при рабочих параметрах; α1 - коэффициент расхода, соответствующий площади F, для газообразных сред; ρi - плотность газа перед испытуемым предохранительным клапаном при параметрах Pi и Ti, кг/м3; Pi - избыточное давление в емкости испытательного стенда, кгс/см2; F - площадь сечения испытуемого предохранительного клапана, равная наименьшей площади сечения в проточной части седла, мм2; - масса воздуха Δmi, кг, которую сбросит испытуемый предохранительный клапан за промежуток времени ti: ; - масса воздуха, находящегося в емкости испытательного стенда: mi=V⋅ρi, где V - объем емкости испытательного стенда; - масса воздуха, оставшегося в емкости испытательного стенда mi+1 после сброса за время ti: mi+1=mi-Δmi; - избыточное давление в емкости испытательного стенда, при массе mi+1:

, где В4 - коэффициент сжимаемости воздуха; R - удельная газовая постоянная, ; - при этом для расчета пропускной способности изначально принимают α1=1, а n рассчитывается по формуле , где t - время сброса воздуха через испытуемый предохранительный клапан; после получения значения величины Pi+1 при i=n и сравнения его с избыточным давлением конца сброса корректируют изначально принятое значение α1 и проводят вычисления заново, при совпадении значения величины Pi+1 с избыточным давлением конца сброса α1 принимают за коэффициент расхода испытуемого предохранительного клапана. Технический результат – обеспечение возможности определения коэффициента расхода предохранительного клапана без применения расходомера, емкости большого объема или использования насосов большой производительности. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 671 612 C1

Способ определения коэффициента расхода предохранительного клапана на воздушном испытательном стенде, состоящем из емкости с воздухом, участка трубопровода, на котором установлена запорная арматура, стакана на который устанавливается испытуемый предохранительный клапан, осуществляемый путем проведения серии опытов по сбросу воздуха, открытием запорной арматуры, через открытый предохранительный клапан, отличающийся тем, что в емкость подается избыточное давление полного открытия испытуемого предохранительного клапана, измеряется избыточное давление начала сброса, избыточное давление конца сброса, время сброса воздуха через испытуемый предохранительный клапан и температура воздуха в емкости, а после проведения серии опытов проводят математические вычисления, при этом время сброса делится на очень малые промежутки времени ti=0,001 с и для каждого промежутка последовательно определяются следующие величины n раз:

- пропускная способность (в соответствии с ГОСТ 12.2.085)

где

Gi - пропускная способность испытуемого предохранительного клапана при параметрах Pi и Ti, кг/ч;

Ti - температура рабочей среды перед испытуемым предохранительным клапаном при давлении Pi, К;

В3 - коэффициент, учитывающий физико-химические свойства воздуха при рабочих параметрах;

α1 - коэффициент расхода, соответствующий площади F, для газообразных сред;

ρi - плотность газа перед испытуемым предохранительным клапаном при параметрах Pi и Ti, кг/м3;

Pi - избыточное давление в емкости испытательного стенда, кгс/см2;

F - площадь сечения испытуемого предохранительного клапана, равная наименьшей площади сечения в проточной части седла, мм2;

- масса воздуха Δmi, кг, которую сбросит испытуемый предохранительный клапан за промежуток времени ti:

- масса воздуха, находящегося в емкости испытательного стенда:

где

V - объем емкости испытательного стенда;

- масса воздуха, оставшегося в емкости испытательного стенда mi+1 после сброса за время ti:

- избыточное давление в емкости испытательного стенда, при массе mi+1:

где

B4 - коэффициент сжимаемости воздуха;

R - удельная газовая постоянная, ;

- при этом для расчета пропускной способности изначально принимают α1=1, а n рассчитывается по формуле

где

t - время сброса воздуха через испытуемый предохранительный клапан;

после получения значения величины Pi+1 при i=n и сравнения его с избыточным давлением конца сброса корректируют изначально принятое значение α1 и проводят вычисления заново, при совпадении значения величины Pi+1 с избыточным давлением конца сброса α1 принимают за коэффициент расхода испытуемого предохранительного клапана.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2671612C1

Арматура трубопроводная
Методика экспериментального определения гидравлических и кавитационных характеристик
Солесос 1922
  • Макаров Ю.А.
SU29A1
Корельштейн Л
Б
Расчет пропускной способности предохранительных клапанов в проекте нового ГОСТа // Трубопроводная арматура и оборудование
Токарный резец 1924
  • Г. Клопшток
SU2016A1
Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
- С
Приспособление с иглой для прочистки кухонь типа "Примус" 1923
  • Копейкин И.Ф.
SU40A1
Корельштейн Л
Б
Расчет пропускной способности предохранительных клапанов в проекте нового ГОСТа // Трубопроводная арматура и оборудование
Автомобиль-сани, движущиеся на полозьях посредством устанавливающихся по высоте колес с шинами 1924
  • Ф.А. Клейн
SU2017A1
Приспособление для точного наложения листов бумаги при снятии оттисков 1922
  • Асафов Н.И.
SU6A1
- С
Приспособление с иглой для прочистки кухонь типа "Примус" 1923
  • Копейкин И.Ф.
SU40A1
Способ измерения коэффициента расхода пары клапан-седло 1988
  • Опарин Михаил Владимирович
  • Мохов Валерий Анатольевич
SU1756770A1

RU 2 671 612 C1

Авторы

Кузнецов Александр Викторович

Архипов Леонид Николаевич

Васильев Павел Геннадьевич

Резниченко Никита Игоревич

Лебедев Дмитрий Александрович

Даты

2018-11-02Публикация

2017-11-16Подача