Способ измерения ротаметром объемного расхода воздуха Российский патент 2020 года по МПК G01F1/22 

Изобретение относится к области определения объемного расхода воздуха, в частности, определения утечек воздуха через агрегат.

Известен способ измерения объемного расхода воздуха с помощью мерной шайбы, заключающийся в том, что выход из устройства соединяют каналом со входом в мерную шайбу (выход из которой может быть соединен с атмосферой), фиксируют температуру и давление до мерной шайбы и после. Далее по формуле

определяют расход воздуха. (См. Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами, РД 50-213-80, Государственный комитет СССР по стандартам, Москва, издательство стандартов 1982г.)

Недостатком известного способа является низкая точность и небольшой диапазон измерения расхода.

Наиболее близким является способ измерения объемного расхода ротаметром, заключающийся в том, что воздух от источника высокого давления пропускают в атмосферу через последовательно установленные вентиль, агрегат и ротаметр, устанавливают вентилем давление воздуха Р₀ на входе в агрегат, при котором необходимо определить расход воздуха, фиксируют показания n-положение поплавка ротаметра и определяют проходящий через агрегат объемный расход по градуировочной таблице ротаметра (см. паспорт 4Е0.283.046-01 ПС ротаметра с местными показаниями типа РМ, выполненного по ГОСТ 13045-81).

Недостатком данного способа является малый диапазон измерения расходов.

Техническим результатом, на достижение которого направлен заявленный способ, является увеличение диапазона измеряемого расхода ротаметром.

Для достижения указанного результата в заявленном способе воздух от источника высокого давления пропускают в атмосферу через последовательно установленные вентиль, агрегат и ротаметр, устанавливают вентилем давление воздуха Р₀ на входе в агрегат, при котором необходимо определить расход воздуха, фиксируют показания n-положение поплавка ротаметра и определяют проходящий через агрегат объемный расход по градуировочной таблице ротаметра, затем подключают параллельно ротаметру регулируемый дроссель, закрывают его и устанавливают давление воздуха на входе в агрегат таким, чтобы указатель расхода ротаметра - поплавок, находился на верхнем пределе измерений расхода ротаметра n1, фиксируют величину давления на входе в агрегат и определяют по градуировочной таблице ротаметра величину соответствующего объемного расхода Qn1, соответствующего n1, затем открывают регулируемый дроссель, поддерживая при этом вентилем неизменной величину давления на входе в агрегат, снижают показания ротаметра так, чтобы поплавок находился на нижнем пределе измерений расхода n2, определяют по градуировочной таблице ротаметра величину объемного расхода Qn2, соответствующего n2, вентилем устанавливают заданное давление воздуха на входе в агрегат, фиксируют показания n ротаметра, определяют по градуировочной таблице ротаметра величину соответствующего объемного расхода Qn. Определяют объемный расход Q через агрегат по формуле Q = Qn+(Qn1-Qn2), где

Q - объемный расход воздуха через агрегат;

Qn - объемный расход воздуха через ротаметр при показании поплавка ротаметра - n;

Qn1 - объемный расход воздуха через ротаметр при закрытом регулируемом дросселе;

Qn2 - объемный расхода воздуха через ротаметр при открытом регулируемом дросселе.

Верхний предел измерения ротаметра n1 может устанавливаться в пределах от n_min<n1≤n_max делений шкалы ротаметра, а нижний предел измерений ротаметра - в пределах от n_min<n2<n1 делений шкалы ротаметра, при этом увеличится погрешность измерений, наименьшая погрешность достигается при n1=max делений ротаметра и n2=0 делений ротаметра.

Расширение диапазона измерения объемного расхода ротаметром осуществляется за счет установленного параллельно ротаметру регулируемого дросселя, который предварительно закрывают и уменьшают вентилем давление воздуха на входе в агрегат так, чтобы указатель расхода ротаметра - поплавок, находился на верхнем пределе измерений расхода ротаметром n1, фиксируют величину Р1 давления на входе в агрегат и определяют по градуировочной таблице ротаметра величину объемного расхода воздуха Qn1, соответствующего n1, затем открывают регулируемый дроссель, поддерживая при этом вентилем неизменной величину Р1 давления на входе в агрегат, снижают показания ротаметра так, чтобы поплавок находился на нижним пределе измерений расхода n2, определяют по градуировочной таблице ротаметра величину объемного расхода воздуха Qn2, соответствующую n2, вентилем устанавливают давление воздуха Р₀ на входе в агрегат, фиксируют показания п ротаметра, определяют по градуировочной таблице ротаметра величину соответствующего объемного расхода Qn и определяют объемный расход воздуха Q через агрегат по формуле: Q=Qn+(Qn1-Qn2), где Q - объемный расход воздуха через агрегат;

Qn - объемный расход воздуха через ротаметр при показании поплавка ротаметра - n;

Qn1 - объемный расход воздуха через ротаметр при закрытом регулируемом дросселе;

Qn2 - объемный расход воздуха через ротаметр при открытом регулируемом дросселе.

Способ измерения ротаметром объемного расхода реализуют следующим образом.

Воздух от источника высокого давления пропускают в атмосферу через последовательно установленные вентиль, агрегат и ротаметр, параллельно ротаметру установлен регулируемый дроссель, который первоначально находится в закрытом положении. Вентилем устанавливают давление воздуха Р₀ на входе в агрегат, при котором необходимо определить расход воздуха, фиксируют показания n - положения поплавка ротаметра и определяют проходящий через агрегат объемный расход по градуировочной таблице ротаметра, при расходе превышающим верхний предел показаний ротаметра, устанавливают давление P₁<Р₀ на входе в агрегат таким, чтобы указатель расхода ротаметра - поплавок ротаметра находился на верхнем пределе измерений расхода ротаметром, например n1=100 делений, фиксируют величину давления P₁ на входе в агрегат и определяют по градуировочной таблице ротаметра величину объемного расхода воздуха Qn1, соответствующего n1, затем открывают регулируемый дроссель, установленный параллельно ротаметру, поддерживая при этом вентилем неизменным давление P₁ на входе в агрегат, снижают показания ротаметра так, чтобы поплавок находился на нижнем пределе измерения расхода, например n2=0, определяют по градуировочной таблице ротаметра величину объемного расхода Qn2, соответствующего n2, вентилем устанавливают давление воздуха Р₀ на входе в агрегат, фиксируют показания n ротаметра, определяют по градуировочной таблице ротаметра величину соответствующего объемного расхода Qn и определяют объемный расход Q через агрегат по формуле:

Q=Qn+(Qn1-Qn2), где Q - объемный расход воздуха через агрегат;

Qn - объемный расход воздуха через ротаметр при показании поплавка ротаметра - n;

Qn1 - объемный расход воздуха через ротаметр при закрытом регулируемом дросселе;

Qn2 - объемный расход воздуха через ротаметр при открытом регулируемом.

В случае необходимости параллельно ротаметру можно подключить второй регулируемый дроссель, что позволит увеличить диапазон измерения объемного расхода воздуха примерно в три раза. Сначала проводят работу с первым, а затем со вторым регулируемым дросселем. Подключают параллельно ротаметру два регулируемых дросселя, с которыми ранее проводились измерения расхода и у которых регулировочные элементы зафиксированы в положение, при котором проводились измерения расхода, устанавливают заданное давление воздуха на входе в агрегат, давление при котором необходимо определить расход воздуха через агрегат, фиксируют показания n ротаметра, определяют по градуировочной таблице ротаметра величину соответствующего объемного расхода Qn и определяют объемный расход Q через агрегат по формуле: Q = Qn + (Qn1 - Qn2) + (Q2n1 - Q2n2), где

Q2n1 - объемный расход воздуха через ротаметр при закрытом втором регулируемом дросселе;

Q2n2 - объемный расход воздуха через ротаметр при открытом втором регулируемым дросселе.

Заявленный способ отличается простотой использования и позволяет увеличить диапазон измеряемого расхода в 2 - 3 раза, не требуя при этом установки дорогостоящего оборудования.

Изобретение относится к области определения объемного расхода воздуха, в частности определения утечек воздуха через агрегат. Способ измерения ротаметром объемного расхода воздуха через агрегат заключается в том, что воздух от источника высокого давления пропускают в атмосферу через последовательно установленные вентиль, агрегат и ротаметр при расходе, превышающем верхний предел показаний ротаметра, параллельно ротаметру подключают регулируемый дроссель и определяют объемный расход воздуха Q через агрегат по формуле: Q= Qn+(Qn1-Qn2), где Q - объемный расход воздуха через агрегат; Qn - объемный расход воздуха через ротаметр при показании поплавка ротаметра - n; Qn1 - объемный расход воздуха через ротаметр при закрытом регулируемом дросселе; Qn2 - объемный расхода воздуха через ротаметр при открытом регулируемом дросселе. Технический результат - увеличение диапазона измеряемого расхода ротаметром. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ измерения ротаметром объемного расхода воздуха через агрегат, заключающийся в том, что воздух от источника высокого давления пропускают в атмосферу через последовательно установленные вентиль, агрегат и ротаметр, устанавливают вентилем давление воздуха Р₀ на входе в агрегат, при котором необходимо определить расход воздуха, фиксируют показания n - положения поплавка ротаметра и определяют проходящий через агрегат объемный расход по градуировочной таблице ротаметра, отличающийся тем, что при расходе, превышающем верхний предел показаний ротаметра – n_max, параллельно ротаметру подключают регулируемый дроссель, закрывают его и уменьшают вентилем давление P₁<Р₀ воздуха на входе в агрегат таким образом, чтобы указатель расхода ротаметра – поплавок - находился на верхнем пределе измерений расхода ротаметром n1, фиксируют величину Р₁ давления на входе в агрегат и определяют по градуировочной таблице ротаметра величину объемного расхода воздуха Qn1, соответствующего n1, затем открывают регулируемый дроссель, поддерживая при этом вентилем неизменной величину Р₁ давления на входе в агрегат, снижают показания ротаметра так, чтобы поплавок находился на нижнем пределе измерений расхода n2, определяют по градуировочной таблице ротаметра величину объемного расхода воздуха Qn2, соответствующую n2, вентилем устанавливают давление воздуха Р₀ на входе в агрегат, фиксируют показания n ротаметра, определяют по градуировочной таблице ротаметра величину соответствующего объемного расхода Qn и определяют объемный расход воздуха Q через агрегат по формуле:

Q = Qn+(Qn1–Qn2),

где

Q - объемный расход воздуха через агрегат;

Qn - объемный расход воздуха через ротаметр при показании поплавка ротаметра - n;

Qn1 - объемный расход воздуха через ротаметр при закрытом регулируемом дросселе;

Qn2 - объемный расход воздуха через ротаметр при открытом регулируемом дросселе.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что верхний предел измерения ротаметра n1 устанавливается в пределах от n_min<n1≤n_max делений шкалы ротаметра, а нижний предел измерений ротаметра n2 - в пределах от n_min≤n2<n1 делений шкалы ротаметра.