Устройство для исследования PVT-соотношений текучих сред Советский патент 1989 года по МПК G01N11/00 

Изобретение относится к оборудованию для исследования PVT-соотношений (Р - давление; V - объем; Т - температура) текучих сред: жидкостей, жидкостных и газожидкостных смесей.

Целью изобретения является повьше- ние наде жности раб оты устройства.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство для исследования PVT-соотношений текучих сред J об1ций вид ; на фиг. 2 - разрез А-А (сопряжение цилиндрической обоймы с поршнем).

Снабжение поршня в его нижней части полым штоком, герметично пропущенным через днище рабочей камеры, обеспечивает возможность создания

привода для подачи рабочего агента к приспособлению для перемешивания пробы текучей среды.Приспособление к дншду рабочей камеры измерительной шкалы и снабжение полого штока (герметично пропущенного через днище рабочей камеры) указателем позволяет производить непосредственные,а не косвенные измерения перемещения поршня без всяких промежуточных элементов и получить таким образом точные замеры изменения объема пробы текучей среды во время исследований. Соединение полого штока с насосом гибкой коммуникационной линией обеспечивает возможность возвратно-поступательного движения полого штока, а также возможность производить непосредственные, , а не косвенные заме ры перемещения поршня, т.е. изменения объема пробы текучей средьи

Снабжение насоса реверсивным приспособлением обеспечивает возможность изменения направления движения рабо- чего агента в гибкой коммуникационной линии и полом штоке для создания циклического (или пульсирующего) воздействия на пробу текучей среды с целью ее перемешивания. Выполне- ние в поршне со стороны верхнего торца акс.иальной расточки обеспечивает возможность создания в пределах габаритов поршня дополнительного силового циливдра для воздействия на исследуемую пробу текучей среды с целью ее перемевшвания.Установка в упомянутой расточке дополнительного уплотненного поршня в совокупности с упомянутыми признаками обеспечивает возможность создания динамического циклического (или пульсирующего) воздействия на исследуемую пробу текучей среды для ее эффективного перемешивания. Ха- рактер, интенсивность и сила динамического воздействия зависят только от выбора характеристик насоса и реверсивного приспособления. Выполнение в торце поршня радиальных пазов позволяет равномерно распределять порции пробы текучей среды по сечению рабочей камеры.

Установка над торцом поршня ци- линдрической обоймы, в которой вьшол нены наклонные разнонаправленные каналы, сообщенные через упомянутые пазы с расточкой, позволяет обеспечить эффективную динамику перемеши-

Q 5 0

5 0 Q g

5

вающего движения порций пробы текучей среды, которые под воздействием давления дополнительного поршня протягиваются через каналы, во время чего происходит интенсивное перемешивание этих порций, а учитывая то обстоятельство, что каналы выполнены наклонными и разнонаправленными, то протянутые через каналы порщш текучей среды дополнительно перемешиваются и при выходе из каналов в результате пересечения упомянутых порций, что также интенсифицирует процесс перемешивания пробы. Этот эффект еще более усиливается в связи с тем, что воздействие дополнительного поршня является циклическим (или пульсирующим), характер, интенсивность и сила которого зависят только от выбора характеристик насоса и реверсивного приспособления. Описанное выполнение пepeмeDJивaющeгo приспособления сводит практически к минимуму мертвый объем в рабочей камере устройства. .

Устройство содержит рабочую камеру 1, в которой установлен поршень 2, имеющий уплотнение 3, Поршень в его нижней части снабжен полым штоком 4, герметично пропущенным через днище рабочей камеры. К днирду присоединена измерительная шкала 5.Шток 4 снабжен указателем 6 и соединен гибкой коммуникационной линией 7 с насосом 8, имеющим реверсивное приспособление 9. В корпусе ГО рабочей камеры установлен вентиль 11 для подачи в рабочую камеру 1 рабочей (поджимной) жидкости, например, с помощью насоса 12. В верхней части корпуса 10 рабочей камеры установлен вентиль 13, через который подается в надпоршневую полость этой камеры проба исследуемой текучей среды, В корпусе 10 рабочей камеры установлен манометр 1А, сообщенный с рабочей камерой 1. Рабочая камера 1 помещена в термостатирующую рубашку 15, снабженную термометром 16. Тер- мостатирующая рубашка соединена с термостатом 17. В поршне 2 со стороны верхнего торца вьшолнена акси- альная расточка 18, гидравлически сообщенная с полостью штока А,-В расточке 18 установлен дополнительный уплотненный поршень 19. В торце поршня 2 вьтолнены радиальные пазы 20, Над упомянутым торцом установле

на цилиндрическая обойма 21, в ней выполнены наклонные разнонаправленные каналы 22, сообщенные через пазы 20 с расточкой 18.

Устройство работает следующим образом.

Через вентиль 13 подают пробу исследуемой текучей среды в надпорш невую полость рабочей камеры 1.При этом поршень 2 при открытом вентиле 11 перемещается вниз. Количество переводимой в рабочую камеру текучей среды определяют по перемещению указателя: 6 на штоке 4 вдоль измери- тельно й шкалы 5, После подачи пробы текучей среды в рабочую камеру вентиль 13 закрьшают. Поджимают пробу до заданного давления поргшем 2с помотаю насоса 12. Затем закрьгоают вентиль 1 1 , и. рабочую камеру термо- статируют с з;омощью термостата 1 при заданной температуре. Дпя приведения пробы текучей среды в равновесное состояние в случае исследова ния жидкостной или газожидкостной смеси включают насос 8 с реверсивны приспособлением 9, в результате чег рабочий агент, например трансформаторное масло, подается через гибкую коммуникационную линию 7 в .полость штока 4, а через нее в расточку 18, При этом рабочий агент воздействует на дополнительный поршень 19, который выталкивает часть пробы текучей среды из расточки 18 через радиальные пазы 20 и наклонные разнонаправленные каналы 22 в надпоршневое пространство. При этом порции пробы текучей среды протягиваются через каналы, во время чего происходит интенсивное перемешивание порций, а так как каналы выполнены наклонными и разнонаправленными, то протянутые порции пробы дополнительно перемешиваются при выходе из каналов и пересечении упомянутых порций,что еще более интенсифицирует процесс перемешивания пробы. Наличие реверсивного приспособления 9 обеспечива- ет возможность изменения направления движения рабочего агента (дополнительного поршня) для создания циклического (или пульсирующего) воядействия на пробу текучей среды. Это также способствует интенсификации процесса перемешивания пробы, причем степень интенсификации зависит только от выбора характеристик

136 .

насоса и реверсивного приспособления. В результате такой динамики движения дополнительного поршня и смеси текучей среды последняя эффективно перемешивается до равнове(;;ного состояния в надп.оршневом пространстве рабочей камеры 1, что способствует повьш1ению точности исследования при исключении необходи юсти раскачивания устройства вручную, что улучшает условия труда и технику безопасности.

Исследования пробы текучей среды производят при изменении трех параметров (в любом сочетании) : давления Р (посредством насоса 12), температуры Т (посредством термостата 17) и объема V (посредством поршня 2), т.а, при различных PVT-соот- ношениях текучей среды. Изменение давления Р измеряют манометром 14, изменение тe mepaтypы Т- термометром 16, а изменение объема V - с помощью указателя 6, соединенного со штоком 4, и измерительной шкалы 5, При этом получаются непосредственные а не косвенные измерения перемещения поршня, т.е. повышается точность замеров изменения объема пробы .теку чей ;среды при исследованиях.

Таким образом, использование изобретения обеспечивает повышение надежности работы устройства, улучшение условий труда и техники без- опасности.

Формула изобретения

Устройство для исследования PVT- соотношений текучих сред, содержащее рабочую камеру, уплотненный поршень и его привод, приспособление для перемешивания пробы текучей среды, термостатирующую рубашку и измерительный узел, отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, поршень в его нижней части снабжен полым штоком, герметично пропущенным через днище рабочей камеры, шток соединен гибкой коммуникационной линией с насосом с реверсивным приспособлением, в поршне со стороны верхнего торца выполнена аксиальная расточка, гидравлически сообщенная с полостью штока, в расточке установлен дополнительный уплотненный поршень, в торце первого поршня вьтолнены радиаль-йены наклонные разнонаправленные каные пазы, над торцом установлена ци-налы, сообщенные через упомянутые

линдрическая обойма, в которой выпол- пазы с рас.точкой.

Изобретение относится к иссле- дованиям PVT-соотношений. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. Пробу текучей среды через вентиль подают в надпоршневую полость рабочей камеры. При этом поршень при открытом вентиле перемещается вниз. Количест во пробы определяют по перемещению - указателя на штоке вдоль измерительной шкапы. После подачи пробЫ в рабочую камеру вентиль закрывают.Поджимают пробу до заданного давления порщнем с помощью насоса. атем закрывают вентиль, и рабочую камеру тер- мостатируют с помощью термостата при заданной температуре. Дпя приведения пробы в. равновесное состояние включают насос с реверсивным приспособлением, в результате рабочий агент подается через, гибкую ком- муникационную линию в полость штока, а через нее в расточку. При этом рабочий агент воздействует на допол- .нительный поршень, который выталкивает часть пробы из расточки через радиальные пазы и наклонные -разно- нап15авленные каналы в надпоршне вое пространство. Исследования пробы текучей среды производят при изменении трех параметров (в любом сочетании) : давления (посредством насоса), температуры (посредством термостата) и объема (посредством п оршня), т.е. при различных PVT-соотношениях теку-, чей среды. 2 ил. СО 4 bi U9 СО со

Гбх

Фиг.1

Составитель В.Филатова Редактор Т.Парфенова Техред М.Ходанкч .Корректор В.Гирняк

Заказ 1347/45

Тираж 788

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Физ.1

Подписное