Установка для градуировки измерителей газосодержания Советский патент 1983 года по МПК G01N9/04 

Изобретение относится к метролотическому обеспечению аналитического приборостроения, а именно к вопросам поверки и градуировки средств измерения газосодержания газожидкостных потоков, которые используются для реализации ряда технологических процес5сов в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывсшлцей, металлургической и микробиологической отраслях промышленности,Известна вибрационная установка для градуировки измерителей газосодержания газожидкостного слоя созданного, b герметичном сосуде за счет наложения на него вибрации. Среднйя величина газосодержания газожидкостного слоя в таком сосуде с первичным преобразователем градуированного измерителя газосодержания определяется путем взвешивания сасуда, полностью заполненного жидкостью и частично газом ij , Однако распределение газа в объеме сосуда неравномерно И; неопределен но, поэтому величина газосодержания 1, измеряемая прибором,, зона действи которого меньше объема измерительного сосуда, отличается на неизвестную величину от среднего газосодер-. жания Сре . Погрешность в измерении обусловлена также вибрационным состо янием сосуда. Другим недостатком этого устройства является необходимость добавки ПАВ (поверхностноактивного вещества) в рабочую жидкость для обеспечения возможности .создания газожидкостного слоя. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является уста новка для градуировки измерителей газосодержания, содержащая измерительную кювету с расположенным в не.й барботером, патрубки подачи в кювет жидкости и газа 2 , Установка представляет собой два сообщающихся в нижней части верти кальных сосуда, один из которых име ет в нижней части барботер, а в верх ней - перелив, Газ продувается чере барботер и создает в барботйжном сосуде газожйдкостиый слой. Жидкая фаза газожидкостного слоя, поднимаю щаяся в барботажном сосуде, переливается через кромку перелива в про1точный сосуд. Разность столбов жидкости в проточном и газожидкости в барботажном сосуде является мерой количества газа, удерживаемого в га зожидкостном слое. Газосодержание определяется по формуле 0 Hft + ДНо где HQ - высота газожидкостного слоя от барботера до кромки переливаJ АНр - презышенче газожидкостного слоя над уровнем переливной кромки, Н - высота слоя монолитной жидкости в установке, равт ,ная высоте слоя жидкости в проточном сосуде. Описанная гидростатическая установка обладает относительно низкой точностью измерения вследствие неравномерности распределения по высоте газожидкостного слоя, состоящего из трех участков: начального с газосодержанием tf ц , участка установившегося пузырг кового течения с газосодержание.м (|ii, и конечного гидродинамического участка (пенно-сепарационного) с газосодержанием Cj),.. Причем (j((f,j г i|,j установка позволяет определить среднее газосодержание t. для всего газожидкостного слоя, в то время -как градуируемый измеритель измеряет газосодержание лишь в части участка установившегося пузырькового течения. Кроме того, погрешность измерения увеличивается вследствие неопределенности верхней границы газожидкостного.слоя в барботажном сосуде и невозможности точного определения величины превышения газожидкостного слояНо над кромкой перелива. Целью изобретения является создание установки для градуировки измерителей газосодержания, обеспечивающей повышение точности градуировки. Поставленная цель достигается тем, что установка для граддаровки измерителей газосодержания, содержащая измерительную кювету с расположенным в ней барботером, патрубки ,подачи в кювету жидкости и таза, снабжена весоизмерительным устрой- ством, с которым соединена измерительная кювета, промежуточным патрубком, расположенным снаружи измерительной кюветы параллельно патрубку подачи газа и соединенным с ним гибким шлангом, причем патрубок подачи газа с 6ai 6oTepoM, промежуточный Латрубок и патрубок подачи жидкости установлены в расточках кронштейнов с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном, направлении, а кронштейн патрубка подачи газа жестко закреплен на кювете. На чертеже представлен один из возможных вариантов схемы установки. Измерительная кювета 1 установлена иа левой чашке весоизмерительного устройства 2, Кювета имеет проточный 3, барботажный 4 и переливной 5 каналы. Переливной канал Снабжен сливной трубкой 6., под которой стационарно на раме (не показана) установки размещена сливная воронка 7, В барботажном каHctne размещен барботер 8, закрепленный .на патрубке 9 подачи Таза, установленном в расточке кронштейна 10, закрепленного жестко на стенке кюветы. На патрубке подачи газа имеется неподвижный верхний ограничитель Ц и передвижной нижний ограничитель 12 Патрубок подачи газа гибки шлангом ,13 соединен с параллельным промежуточным патрубком 14;- установленным снаружи кюветы 1 в расточке кронштей на 15, закрепленного на раМе установ ки. На промежуточном патрубке имеетс неподвижный верхний ограничитель 16 и передвижной нижний ограничитель 17 Промежуточный патрубок гибким шланго 18 соединен с системой подачи газа, состоящей из регулятора 19 расхода газа и индикатора 20 величины расход газа. В верхнюю часть проточного канала введен выходной конец патрубк 21 подачи жидкости, размещенного в расточке кронштейна 22, закрепленног стационарно на раме установки. На патрубке подачи жидкости имеются два передвижных ограничителя: верхний 23 и нижний 24. Входной конец патрубка шлангом 25 соединен с системой п одачи жидкости, состоящей из регулятора 26 расхода жидкости и индикатора 27 величины расхода жидкости. На левой чашке весоизмерительного устройства размещен рабочий груз 28, на правой- тарный груз 29-, Взвешивание измерительной кюветы происходит, при двух уровнях расположения барботера 8, С этой целью след ющие элементы конструкции имеют возможность йозвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлёНИИ, измерительная кювета 1 вместе с левой чашкой весов, патрубок 9 поДа;чи газа с барботером 8 в расточке кронштейна 10 между ограничителями 11 и 12,-промежуточный патрубок 14 в расточке кронштейна 15 между огран чителями 16 и 17, патрубок 21 подачи жидкости в расточке кронштейна 22 между органичителями 23 и 24, Установка работает следукяцим образом. Верхний ограничитель 23 на патруб ке 21 подачи жидкости устанавливают так, чтобы выходной конец патрубка был расположен вблизи (выше или ниже) ожидаемого уровня жидкости в про точном канале в данном измерении прИ первом взвешивании, и опускают патрубок подачи жидкости в крайнее нижнее положение до упора ограничителя 23 в верхнюю грань кронштейна 22, С помощью калибра, переставляя нижний ограничитель 24, устанавливают между последним и нижней гранью кронштейна 22 расстояние ЛН , соответствующее ожидаемой величине по(Дъе ма уровня жидкости в проточном кана;ле. при втором взвешивании. Величину . ЛЬ определяют из выражения & ha Cfo л Н , где АН- намечаемая (требуемая) величина подъема Qiapdoтёра в измерительной кювете, ср ожидаемая (настраиваемая) величина газосодержания. Регулятором 26 расхода жидкости по показаниям индикатора 27 настраивают требуемую величину расхода жидкостиQ. Жидкость заполняет измерительную кювету 1 и сливается через перелив барботажного канала 4 в переливной канал 5, а оттуда через сливную трубу 6 в сливную воронку 7 и отводится в систему сбора и сброса рабочей жидкости. На левую чашку весов устанавливается рабочий груз i8 в виде набора равновесов массой МА- йМд (30 - 50) г, гдедМд - ожидаемая разноств масс измерительной кюветы с газржидкостным слоем при двух расположениях барботера в кювете по высоте, разнящихся на величину &Н. Величину uMg определяют по формуле ьМо-Ч о-р -5.йМ, где. срр - ожидаемая (настраиваемая) . величина газосодержания; |lj - плотность рабочей жидкости, кг/м,Sc - суммарная площадь потоков (площадь свободного поперечного сечения) в проточном и барботажном каналах, & Н - намечаемая (требуемая) величина подъема барботера в кювете, м. Барботер 8 на патрубке подачи газа 9 опускают в крайнее нижнее пот ложение до упора ограничителя 11 в верхнюю грань кронштейна 10; С помощью калибра настраивается положение нижнего ограничителя 12, обеспечивающего требуемое расстояние дн меясду нижней гранью кронштейна 10 и ограничителем 12, Промежуточный патрубок 14 опускают в крайнее нижнее положение до упора ограничителя 16 в верхнюю грань кронштейна 15. ПЬи этом концы патрубков 9 и 14, соединяемые гибким шлангом 13, уста|навливаются на одном уровне. С по.мощью калибра настраивается положе1ние нижнего ограничителя 17, обеспеIчивающее требуемое расстояние д Н между нижней гранью кронштейна 15 н ограничителем 17, Регулятором 19 расхода газа по показателям индикатора 20.настраивают требуемую вели- чину расхода газа О, обеспечивающего создание в барботажном канале измерительной кюветы устойчивого газожидкостного потока с газосодержанием (f , близким к ожидаемому (тревуенюму) газосодержанию срд , При этом уровень жидкости в проточном канале, а следовательно и в кювете в целом, Понизится, На правую чашку весоизмерительного устройства накладывают тарные грузы 29 до установления положения равновесия. Затем поднимают патрубок подачи газа 9 с барботером 8 в верхнее: положение до упора ограничителя 12 в нижнюю грань кронштей на 10, Аналогично поднимают до ограничителей 17 и 24 промежуточный патрубок 14 и патрубок 21 подачи жидкости, т.е. поднимают барботер 8 в измерительной кювете на величину АН, на ту же величину поднимаю1тся оба кднца гибкс о шланга 13, т.е. расположение их в пространстве друг ртйрсительно друга остается неиэменныш а патрубок 21 подачи жидкости поднимают на д.Н, При этом, так как величины установленных расходов газа Ч жидкости Ощ, поддерживаемые регуляторами 19 и 26 соответственно, остаются неизменными, остается неизменной и средняя величина гаэосодержания в барботажном канале: уровень жидкости в кювете (в ее проточном и барботажном каналах) поднимается на величину uh, кювета становится тяжелее и нарушает положение равновесии весоизмерительного устрой ства, Производят второе уравновешивание весоизмерительного устройства, -снимая с левой чашки часть .-Л М рабочего груза Мд, которая близка по величине к массе 6М, и рассчитывают истинную величину газосодержания газожид- костного слоя высотой . &Н, распрложенного в нижней части участка установившегося пузырькового режима .газожидкрстного слоя в барботажиом канале по формуле (.AM ры5сЛН где дм - разность масс измерительной кюветы с газожидкостным слоем при двух расположениях барботера, кг{ плотность рабочей жидкости, кг/м; суммарная площадь потоков (площадь свободного поперечного сечения} в проточном -и барботажном каналах, м; лН- разность высот расположения барботера в измерительной кювете, м. Эффективность применения установки выражается в повышении точности исследования и градуировки измерите - , лей газосодержания, что в свою очередь, обеспечивает возможность создания приборов для измерения газосодержания более высокого класса, исполь-,: зование последних обеспечивает более правильное и точное отыскивание оптимумов при исследовании технологических процессов и аппаратуры Для их проведения и поддержание режима при ведении технологических процессов. Предлагаемая установка имеет основную погрешность не более 1,5%против 2,5% y известной.

УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ : ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ГАЗОСОДЕРЖАНИЯ, содержащая измерительную кювету с оасположенным в ней барботером, патрубки подачи в кювету жидкости и г.аза, отличающаяся тем, что, с целью повьппения точности градуировки, установку снабжена весоизмерительным устройством, с которым соединена измерительная кювета/ промежуточным патрубком, расположенным снаружи измерительной кюветы параллельно патрубку подачи газа и соединен.ным с ним гибким шлангом, причем патрубок подачи газа, промежуточный патрубок и патрубок для подачи жидкости установлены в расточках кронштейнов с воз)«южностью возвратно:поступательного перемещения в вертикальном направлении а кронштейн f патрубка подачи газа жестко закрепV) лен на кювете.