СТАТИЧЕСКАЯ РАСХОДОМЕРНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2023 года по МПК G01F25/00 

Изобретение относится к разделу физики, в частности, к устройствам для испытания или калибровки аппаратуры для измерения объема, расхода или уровня жидкости.

Известно устройство для поверки расходомеров, содержащее замкнутую гидравлическую цепь, в состав которой входят накопительный бак, взаимосвязанный посредством ветви трубопровода с вентилями с регулируемым основным насосом и ресивером, участок трубопровода для установки поверяемых расходомеров, взаимосвязанный посредством распределителя потока с динамичным распределителем потока, установленные на индивидуальных весах, по меньшей мере, две весовые емкости, отличные по объему, пульт управления, взаимосвязанный с динамическим распределителем потока и весовыми емкостями для обеспечения измерения времени наполнения соответствующей емкости и дополнительно снабженное, по меньшей мере, одним регулируемым насосом, установленным в ветви трубопровода, параллельной ветви трубопровода основного насоса и взаимосвязанным посредством трубопровода с ресивером, при этом распределитель потока выполнен в виде разветвленного по меньшей мере на две ветви трубопровода с участком для установки контрольных расходомеров, накопительный бак выполнен несущим в форме параллелепипеда с определенным соотношением внутренних размеров и снабжен настилом с размещенными на последнем участком трубопровода для установки поверяемых расходомеров, распределитель потока, динамический распределитель потока, весовые емкости, установленные на весах, пульт управления, взаимосвязанный с регулируемыми насосами и участком для установки контрольных расходомеров, при этом между накопительным баком и регулируемыми насосами установлены фильтры (RU, №2366906, МПК: G01F 25/00, опубликовано 10.09.2009 г.).

Известное устройство относится к проливным расходомерным установкам, в которых течение жидкости в трубопроводах, включая испытательные участки, обеспечивается непосредственно насосами. При этом многолетняя практика проведения сличений проливных расходомерных установок показывает невысокую сходимость характеристик мер сравнения, полученных с помощью различных приборов (журнал С.О.К. / Сантехника, отопление, кондиционирование / №9 - 2010 г. Рубрика: Сантехника и водоснабжение. А.А. Данилов. Проливные расходомерные установки.). Степень качества таких установок определяется путем сравнения метрологических характеристик со статическими расходомерными установками, считающимися в настоящее время установками высшей точности и имеющими статус национальных (государственных) эталонов. Принципиальным отличием статических расходомерных установок от других является наличие «высотного» напорного бака постоянного уровня с развитой системой желобов, обеспечивающей разрыв давления нагнетания жидкости, направляемой на измерительные линии поверяемых средств измерений, от давления нагнетания насосной станции. По степени приближения метрологических характеристик известных проливных расходомерных установок к характеристикам установок высшей точности, первым присваивают (или не присваивают) разряды по точности - 1 или 2 разряда (Межгосударственный стандарт ГОСТ 8.510 - 2002. Государственная поверочная схема для средств измерений объема и массы жидкости.).

Известны испытательные расходомерные установки, действующие в настоящее время в развитых странах (Павловский А.Н. Измерения расхода и количества жидкостей, газа и пара. М., Издательство комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР, 1967 г., с.с. 379-391), а также обобщенная типичная расходомерная установка (там же, с.с. 370-379), выбранная в качестве прототипа, содержащая по меньшей мере один мерный и один весовой бак, перекидное устройство, измеритель времени, весы, направляющее сопло, запорно-регулирующую арматуру, испытательный участок гидравлической магистрали, напорный бак постоянного уровня, напорный трубопровод, подводящий трубопровод, сливной и предельный трубопроводы, сообщенные с резервуаром для хранения рабочей жидкости, насосную станцию.

Известные установки обладают недостаточно высокой точностью проведения испытаний из-за того, что не препятствуют влиянию на поверяемые средства измерений расхода колебаний давления со стороны входа и выхода в испытательные участки.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение точности проведения испытаний (поверки, градуировки, калибровки) расходоизмерительных приборов путем снижения влияния на поверяемые средства измерений колебаний давления гидродинамической природы.

Для достижения этого технического результата в статической расходомер ной установке, состоящей из испытательного бокса и напорной башни, на вершине которой размещен напорный бак постоянного уровня, с подсоединенными трубопроводами - напорным, соединенным с насосной станцией, сливными - основным и предельным, сообщенными с резервуаром для хранения рабочей жидкости, и подводящим, сообщенным с испытательными гидравлическими магистралями, размещенными в боксе, и содержащем мерные, по меньшей мере, один объемный и один весовой баки, перекидное устройство, измеритель времени, весы, направляющее сопло, контрольно-измерительные приборы, запорно-регулирующую арматуру, испытательный участок, дополнительно снабжена, как минимум, двумя уравнительными резервуарами, выполненными в виде вертикальных труб и пространственно размещенными в напорной башне на уровне напорного бака постоянного уровня и гидравлически сообщенные по направлению движения потока жидкости один с входом в испытательный участок, другой с выходом из последнего, причем места соединения выполнены в виде кольцевых коллекторов, охватывающих гидравлические магистрали.

Длина перфорированного участка кольцевого коллектора составляет не менее одного калибра трубопровода.

Уравнительный резервуар совмещен с градуированной мерной емкостью по испытанию уровнемеров.

Отличительными признаками предлагаемой статической расходомер ной установки от прототипа является дополнительное размещение, как минимум, двух уравнительных резервуаров, выполненных в виде вертикальных труб в напорной башне на уровне напорного бака постоянного уровня и гидравлически сообщенные по направлению движения потока жидкости один с входом в испытательный участок, другой с выходом из последнего, причем места соединения выполнены в виде кольцевых коллекторов, охватывающих гидравлические магистрали.

Благодаря наличию этих признаков снижается влияние на поверяемые средства измерений колебаний давления гидродинамической природы, неизбежно возникающие в связи с необходимостью поворота потока от вертикально размещенной напорной башни на горизонтальные рабочие гидравлические магистрали, присутствия запорно-регулирующей арматуры, вибраций трубопроводов от турбулентного потока рабочего тела, механических колебаний конструкции при практически мгновенных переключениях перекидного устройства и распространяющиеся как по, так и против потока со скоростями, значительно превышающими скорость течения рабочей жидкости в трубопроводе и сопоставимыми по величине со скоростью распространения звука в жидкости.

Выполнение длины перфорированного участка кольцевого коллектора протяженностью не менее одного калибра трубопровода позволяет полнее воздействовать на флуктуации турбулентного потока рабочей жидкости.

С целью расширения функциональных возможностей, целесообразно совмещение уравнительного резервуара с градуированной мерной емкостью по испытанию уровнемеров.

Предлагаемая статическая расходомерная установка иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3.

На фиг. 1 представлен продольный разрез статической расходомерной установки; на фиг. 2 - принципиальная гидравлическая схема установки с четырьмя испытательными участками, двумя мерными и двумя весовыми емкостями на разные расходы жидкости; на фиг. 3 - вид А фиг. 1. На фигурах приняты следующие обозначения:

dP₁ - разница статических давлений между напорным баком постоянного уровня и входом в испытательный участок;

dP₂ - разница статических давлений между напорным баком постоянного уровня и выходом из испытательного участка.

Статическая расходомерная установка состоит из испытательного бокса 1 и напорной башни 2, на вершине которой размещен напорный бак 3 постоянного уровня, с подсоединенными трубопроводами - напорным 4, соединенным с насосной станцией 5, сливными - основным 6 и предельным 7, сообщенными с резервуаром 8 для хранения рабочей жидкости, и подводящим 9, сообщенным с испытательными гидравлическими магистралями 10, размещенными в боксе 1, и содержащем мерные, по меньшей мере, один объемный 11 и один весовой 12 баки, перекидное устройство 13, измеритель времени 14, весы 15, направляющее сопло 16, контрольно-измерительные приборы, запорно-регулирующую арматуру 17, испытательный участок 18. Статическая расходомерная установка снабжена, как минимум, двумя уравнительными резервуарами 19 и 20, выполненными в виде вертикальных труб и пространственно размещенными в напорной башне 2 на уровне напорного бака 3 постоянного уровня и гидравлически сообщенные по направлению движения потока жидкости один 19 с входом в испытательный участок 18, другой 20 с выходом из последнего, причем места соединения выполнены в виде кольцевых коллекторов 21 и 22, охватывающих гидравлические магистрали испытательных участков 18.

Длина перфорированного участка каждого кольцевого коллектора 21 и 22 составляет не менее одного калибра трубопровода испытательного участка 18.

Уравнительный резервуар посредством кранов 23 гидравлически сообщен со сливной магистралью. Это позволяет выполнить градуировку уравнительных резервуаров 19 и 20 и использовать в качестве градуированной мерной емкости по испытанию уровнемеров.

Статическая расходомерная установка, содержащая несколько испытательных участков, снабжена раздающим коллектором 24. Вход и выход испытательных участков сообщены с уравнительными резервуарами 19 и 20 с помощью кранов 25. Возможно снабдить каждый испытательный участок (или сгруппировать несколько участков) своими уравнительными резервуарами.

Статическая расходомерная установка работает следующим образом.

Рабочую жидкость (вода) из резервуара 8 с помощью насосной станции 5 через напорный трубопровод 4 подают в напорный бак 3 постоянного уровня в количестве, превышающем расход через испытательные участки 18. При этом избыточный расход рабочей жидкости из напорного бака 3 через развитую систему желобов удаляется через основной сливной трубопровод 6, обеспечивая разрыв давления нагнетания жидкости, направляемой на измерительные линии поверяемых средств измерений, от давления нагнетания насосной станции, соответственно, исключая колебания давления рабочей жидкости, связанные с работой насосной станции 5. Основной поток жидкости из подающего трубопровода 9 поступает через испытательные гидравлические магистрали 10, содержащие испытательные участки 18, запорно-регулирующую арматуру 17, направляющее сопло 16, перекидное устройство 13, в мерные объемный 11 или весовой 12 баки. При этом испытательный участок 18 с двух сторон (на входе и выходе), гидравлически сообщенный с двумя независимыми между собой уравнительными резервуарами 19 и 20, выполненными в виде вертикальных труб и представляющими по существу пьезометры, уровни жидкости в которых соответствуют статическим давлениям рабочей жидкости в соответствующих местах магистрали 10, огражден распространению возмущений - фронта волны перепада давления - на поверяемые средства измерений расхода. В местах сообщения уравнительных резервуаров 19 и 20 с испытательными гидравлическими магистралями 10 происходит гашение инерционного напора (местного повышенного или пониженного давления) путем диссипации энергии через перфорированные участки кольцевых коллекторов 21 и 22.

Выполнение длины перфорированных участков кольцевых коллекторов 21 и 22 протяженностью не менее одного калибра трубопровода испытательного участка 18 позволяет полнее воздействовать на флуктуации турбулентного потока жидкости, предотвращая раскачку и ускорение массы рабочей жидкости.

Возможно использование уравнительных резервуаров 19 и 20 в качестве градуированной мерной емкости по испытанию уровнемеров.

После выполнения необходимых измерений, рабочая жидкость сливается в резервуар 8.

Реализация совокупности признаков, описанных в предлагаемой статической расходомер ной установке, позволяет повысить точность проведения испытаний (поверки, градуировки, калибровки) расходоизмерительных приборов путем снижения влияния на поверяемые средства измерений колебаний давления гидродинамической природы, а также расширить функциональные возможности.

Изобретение относится к устройствам для испытания или калибровки аппаратуры для измерения объема, расхода или уровня жидкости. Статическая расходомерная установка состоит из напорного бака 3 с подсоединенными трубопроводами - напорным 4, соединенным с насосной станцией 5, сливными 6 и 7, сообщенными с резервуаром 8 для хранения рабочей жидкости, и подводящим 9, сообщенным с испытательными гидравлическими магистралями 10, размещенными в испытательном боксе 1, и содержащем мерные баки 11 и 12, перекидное устройство 13, измеритель времени 14, весы 15, направляющее сопло 16, контрольно-измерительные приборы, запорно-регулирующую арматуру 17, испытательный участок 18. Кроме этого, установка снабжена уравнительными резервуарами 19 и 20, размещенными в напорной башне 2 на уровне напорного бака 3 и гидравлически сообщенными по направлению движения потока жидкости с входом и выходом испытательного участка 18, места соединения выполнены в виде кольцевых коллекторов 21 и 22, охватывающих гидравлические магистрали 10. Технический результат - снижение влияния на результаты испытаний колебаний давления жидкости. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Статическая расходомерная установка, состоящая из испытательного бокса и напорной башни, на вершине которой размещён напорный бак постоянного уровня с подсоединенными трубопроводами – напорным, соединенным с насосной станцией, сливными – основным и предельным, сообщенными с резервуаром для хранения рабочей жидкости, и подводящим, сообщенным с испытательными гидравлическими магистралями, размещенными в боксе, и содержащем мерные, по меньшей мере один объемный и один весовой баки, перекидное устройство, измеритель времени, весы, направляющее сопло, контрольно-измерительные приборы, запорно-регулирующую арматуру, испытательный участок, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена как минимум двумя уравнительными резервуарами, выполненными в виде вертикальных труб и пространственно размещенными в напорной башне на уровне напорного бака постоянного уровня, и гидравлически сообщенные по направлению движения потока жидкости, один с входом в испытательный участок, другой с выходом из последнего, причем места соединения выполнены в виде кольцевых коллекторов, охватывающих гидравлические магистрали.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что длина перфорированного участка кольцевого коллектора составляет не менее одного калибра трубопровода.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что уравнительный резервуар совмещён с градуированной мерной ёмкостью по испытанию уровнемеров.