Способ поверки дозаторов и расходомеров непрерывного действия и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК G01G11/00 

Изобретение относится к весоизмерительной и весодозирующей технике, в частности к способам и устройствам поверки дозаторов и расходомеров, используемых для дозирования и измерения расхода жидкости в непрерывных технологических процессах.

Известен способ поверки дозаторов и расходомеров, заключающийся в весовом измерении количества жидкости, прошедшей через дозатор ,с помощью образцового мерного бака и сравнении результатов измерения с показаниями поверяемого дозатора (ГОСТ 8.469-82).

Недостатком способа является недостаточная точность поверки, связанная с наличием значительной случайной составляющей погрешности, вносимой мерным баком.

Известно также устройство для поверки дозаторов и весов непрерывного действия, реализующее способ поверки, при котором измеряют массу нескольких порций жидкости, проходящей через поверяемое устройство .суммируют значения массы порций и

сравнивают результат суммирования с показаниями поверяемого устройства.

Применение данного способа позволяет повысить точность поверки за счет снижения случайной составляющей погрешности, вносимой образцовым устройством измерения массы, однако, вследствие негерметичности конструкции устройства, реализующего данный способ (бункер на весах и прерыватель), при поверке дозаторов жидкости часть жидкости испаряется, что приводит к значительной погрешности измерения фактического значения массы жидкости, прошедшей через поверяемый дозатор. Снижению точности поверки также способствует значительная динамическая погрешность взвешивания.

Известно также устройство для поверки дозаторов и расходомеров, содержащее расходный бак, узел установки поверяемого устройства и весоизмерительный блок, расположенные на кольцевой линии, причем весоизмерительный блок выполнен в виде мерной емкости с приемным и выдающим трубопроводами с управляемыми отсечными клапанами, связанной с блоком контроля и управления.

Недостатком известного устройства является невысокая точность поверки, так как оно может обеспечивать непрерывное измерение только одной порции жидкости (измерение нескольких порций в непрерывном режиме невозможно из-за необходимости технологической паузы для успокоения и коррекции результатов взвешивания с целью исключения динамической погрешности взвешивания),

Целью изобретения является увеличение точности поверки.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе поверки дозаторов и расходомеров непрерывного действия, при котором измеряют массу нескольких порций жидкости, проходящей через поверяемое устройство, суммируют значения массы порций и сравнивают результат суммирования с показаниями поверяемого устройства, согласно изобретению, измерение массы порций производят при заполнении, взвешивании и опорожнении двух или более ем- костей по разности результатов взвешивания емкостей после заполнения и после опорожнения, причем заполнение одной из емкостей начинают после окончания заполнения другой емкости, опорожнение емкостей производят быстрее, чем их заполнение.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство поверки дозаторов и расходомеров непрерывного действия, содержащее расходный бак, узел установки поверяемого устройства и первый весоизмерительный блок, расположенные по кольцевой линии, причем первый

весоизмерительный блок выполнен в виде первой мерной емкости с приемным и выдающим трубопроводами с управляемыми отсечными клапанами, связанной с первым блоком контроля и управления, согласно

0 изобретению, введены второй весоизмерительный блок, выполненный в виде второй мерной емкости с приемным и выдающим трубопроводами с отсечными клапанами, связанной со вторым блоком контроля и уп5 равления, каждый блок контроля и управления выполнен с двумя датчиками заполнения емкостей до нижнего и верхнего предельных значений массы и двумя датчиками отклонения значений массы от

0 нижнего и верхнего предельных значений массы, а управляемые отсечные клапаны первого и второго весоизмерительных блоков установлены с возможностью подключения к соответствующим датчикам

5 заполнения емкости до нижнего и верхнего предельных значений массы, причем приемные трубопроводы мерных емкостей выполнены с большим гидравлическим сопротивлением, чем гидравлическое со0 противление выдающих трубопроводов, а все весоизмерительные блоки установлены параллельно друг другу.

Схема устройства для реализации предложенного способа приведена на чертеже.

5 Устройство содержит расположенные на кольцевой линии расходный бак 1, насос 2, узел 3 установки поверяемого устройства и установленные параллельно друг другу весоизмерительные блоки (ВБ) - первый 4 и

0 второй 5. Каждый ВБ выполнен в виде мерной емкости 6, связанной через грузоприем- ное устройство 7, передаточный рычаг 8, тягу 9 с блоком контроля и управления (БКУ) 10. БКУ 10 состоит из связанных дифферен5 циальным рычагом 11 коромысла 12 нижнего предельного значения массы и коромысла 13 верхнего предельного значения массы, ограничителей 14, 15 хода коромысла, двух датчиков: 16 - заполнения

0 емкости до нижнего предельного значения массы и 17-заполнения емкости до верхнего предельного значения массы, двух датчиков: 18 - отклонения значения массы от нижнего предельного значения массы (не5 доливаили перелива)и 19-отклонения значения массы от верхнего предельного значения массы, связанных соответственно с коромыслами 12 и 13, а также установленных на коромыслах 12 и 13 подвижных гирь 20 и 21, с помощью которых регулируются

предельные значения массы в зависимости от расхода жидкости через поверяемое устройство и массы выдаваемой дозы при поверке. Каждая мерная емкость 6 снабжена приемным 22 и выдающим 23 трубопрово- дами с установленными на них отсечными клапанами 24, 25, подключенными к соответствующим датчикам 16, 17 заполнения емкости до нижнего и верхнего предельных значений массы соответствующего В Б 4 или 5.

Приемные трубопроводы 22 мерных емкостей 6 выполнены с большим гидравлическим сопротивлением, чем гидравлическое сопротивление выдающих трубопроводов 23, а ВБ 4, 5 установлены параллельно друг

другу.

Для обеспечения заданного значения температуры жидкости предусмотрен теплообменник 26, а для измерения температу- ры жидкости - датчик 27, Для регулирования и перекрытия расхода жидкости предусмотрены вентили 28-30 и клапан 31.

Создание давления в емкостях устрой- ства для обеспечения необходимого расхода выдачи жидкости обеспечивается с помощью источника газа 32, пневмоколлек- тора 33 и вентилей 34 - 36.

Общее управление устройством осуще- ствляется от связанной с БКУ 10 ВБ 4 и 5 системы управления (СУ), не показана.

Устройство работает следующим образом.

Сначала жидкость насосом 2 п рокачива- ется через установленное в узле 3 поверяемое устройство по кольцу через открытые вентили 28, 30 и клапан 31. С помощью теплообменника 26 жидкость термостатиру- ется до заданного значения температуры, а с помощью вентилей 28 и 29 устанавливается заданный расход. После этого открываются клапаны 24 на приемных трубопроводах 22 емкостей 6 ВБ 4 и 5, жидкость поступает в емкости 6. По сигналу датчика 16ВКУ10ВБ4в момент достижения коромыслом 12 ВБ 4 положения равновесия закрывается клапан 24 ВБ 4, а по сигналу датчика 17 БКУ 10 ВБ 5 в момент достижения коромыслом 13 ВБ 5 положе- ния равновесия закрывается клапан 24 ВБ 5. Путем открывания вентилей 34-36 емкости 6 обоих ВБ 4 и 5 наддуваются до заданного расчетного давления, после чего вентили 34 и 35 закрываются. Таким обра- зом, оба ВБ оказываются в исходном состоянии перед началом поверки, при котором емкость ВБ 4 заполнена до нижнего предельного значения массы, а емкость ВБ 5 - до верхнего предельного значения массы.

Производится коррекция нижнего значения массы жидкости в емкости 6 ВБ 4 (величина отклонения массы жидкости от нижнего предельного номинального значения, заданного с помощью гири 20, измеряется датчиком 18 БКУ 10 ВБ 4 после успокоения колебаний коромысла 12, передается в виде электрического сигнала и заносится в память СУ). В зависимости от номинальных предельных значений массы, заданных положением гирь 20, 21, и значения массы дозы, выдаваемой поверяемым устройством при поверке, с помощью СУ задается количество порций п.

По команде СУ о начале поверки закрывается клапан 31, одновременно с закрытием клапана 31 открывается клапан 24 ВБ 4, и поверяемое устройство (дозатор) начинает отсчет прошедшего через него количества жидкости, которая начинает поступать в емкость 6 ВБ 4, сжимая газ в ее наджидкост- ном объеме (при поверке расходомера начинается отсчет времени). В это время проводится коррекция верхнего значения массы жидкости в емкости 6 ВБ 5 (величина отклонения массы от верхнего предельного номинального значения, заданного с помощью гири 21, измеряется датчиком 19 БКУ 10 ВБ 5, передается в виде электрического сигнала и заносится в память СУ). После коррекции открывается клапан 25 ВБ 5 и происходит выдача жидкости из емкости 6 ВБ 5 путем вытеснения сжатым в ее наджид- костном объеме газом до срабатывания датчика 16 БКУ 10 ВБ 5 и коррекции нижнего значения массы жидкости в емкости ВБ 5 а течение паузы, обеспечиваемой превышением времени заполнения емкости ВБ 4 над временем опорожнения емкости ВБ 5 за счет превышения гидравлического сопротивления приемных трубопроводов 24 над гидравлическим сопротивлением выдающих трубопроводов 25. По окончании заполнения емкости ВБ 4 (набора 1-ой порции) по сигналу датчика 17 БКУ 10 ВБ 4 закрывается клапан 24 ВБ 4. Одновременно с закрытием клапана 24 ВБ 4 открывается клапан 24 ВБ 5, происходит заполнение емкости ВБ 5 и коррекция верхнего значения массы в емкости ВБ 4. После коррекции открывается клапан 25 ВБ 4 и происходит выдача жидкости из емкости ВБ 4 и коррекция нижнего значения массы жидкости в емкости ВБ 4 в течение паузы, обеспечиваемой превышением времени заполнения емкости ВБ 5 над временем опорожнения емкости ВБ 4. По окончании заполнения емкости ВБ 5 (набора второй порции) по сигналу датчика 17 БКУ 10 ВБ 5 закрывается клапан 24 ВБ 5, одновременно с закрытием клапана 24 ВБ 5

открывается клапан 24 В Б 4, происходит заполнение емкости ВБ 4 и коррекция верхнего значения массы в емкости ВБ 5 и т.д. После того, как закончится набор последней, n-ой порции, СУ выдает сигнал на отсечку, по которому закрывается клапан 24 ВБ 4 или В Б 5, выключается насос 2 и производится коррекция набора n-ой порции.

Погрешность дозирования при поверке дозатора определяется по формуле

Сдоз G

100%,

а погрешность измерения расхода при поверке расходомера - по формуле:

1) 100%,

где Сдоз - значение массы жидкости по показаниям отсчетного устройства поверяемого дозатора;

П, i.

G п(Сд - Go) + ЈДкю + 2)W - Дей

I. II

ствительное значение выданной массы жидкости, определенное с помощью устройства поверки;

Go и Сд - номинальные значения нижнего и верхнего предельных значений массы в емкости устройства;

АкюиДки - значения величины коррекции нижнего и верхнего значений массы для i-ой порции с учетом знака (плюс при недоливе и минус при переливе);

QP -.значение объемного расхода жидкости по показаниям поверяемого расходомера;

р- плотность жидкости пои температуре в процессе поверки; г- время поверки.

Таким образом, в процессе поверки осуществляется измерение массы нескольких (п) порций жидкости, проходящей через поверяемое устройство, суммирование значений массы порций и сравнение результата суммирования с показаниями поверяемого устройства. Измерение массы порций производится при попеременном заполнении, взвешивании и опорожнении емкостей 6 ВБ 4 и 5 по разности результатов взвешивания емкостей после заполнения и после опорожнения, причем заполнение одной из емкостей начинается после окончания заполнения другой емкости, а опорожнение емкостей осуществляется быстрее, чем их заполнение. Во время паузы от конца опорожнения одной емкости до начала опорожнения другой емкости осуществляется коррекция результатов взвешивания, позволяющая исключить динамическую погрешность.

Применение предложенных способа и устройства позволяет существенно повысить точность поверки за счет снижения погрешности измерения массы жидкости,

прошедшей через поверяемое устройство, образцовым устройством поверки. Применение способа снижает погрешность измерения за счет исключения потерь жидкости при взвешивании вследствие ее испарения,

0 и учета динамической погрешности взвешивания. Применение устройства при выдаче через поверяемое устройство дозы жидкости, разделенной на п порций, снижает погрешность измерения за счет снижения в fn

5 раз случайной составляющей погрешности, вносимой образцовым устройством поверки. При этом с увеличением количества весоизмерительных блоков в устройстве поверки точность измерения увеличивается

0 за счет увеличения времени паузы и возможности более точного взвешивания массы жидкости в мерной емкости. Формула изобретения

1.Способ поверки дозаторов и расходо- 5 меров непрерывного действия, при котором

измеряют массу нескольких порций жидкости, проходящей через поверяемое устройство, суммируют значения массы порций и сравнивают результат суммирования с по0 казаниями поверяемого устройства, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности, измерение массы порций производят при попеременном заполнении, взвешивании и опорожнении двух или более

5 емкостей по разности результатов взвешивания емкостей после заполнения и после опорожнения, причем заполнение одной из емкостей начинают после окончания заполнения другой емкости, опорожнение емко0 стей производят быстрее, чем их заполнение,

2.Устройство поверки дозаторов и расходомеров непрерывного действия, содержащее расходный бак, узел установки

5 поверяемого устройства, и первый весоизмерительный блок, расположенные по кольцевой линии, причем первый весоизмерительный блок выполнен в виде первой мерной емкости с приемным и выда0 ющим трубопроводами с управляемыми отсечными клапанами, связанной с первым блоком контроля и управления, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности, в него введены второй весоизме5 рительный блок, выполненный в виде второй мерной емкости с приемным и выдающим трубопроводами с отсечными клапанами, связанной с вторым блоком контроля и управления, каждый блок контроля и управления выполнен с двумя датчиками

заполнения емкостей до нижнего и верхнего предельных значений массы и двумя датчиками отклонения значений массы от нижнего и верхнего предельных значений массы, а управляемые отсечные клапаны первого и второго весоизмерительных блоков установлены с возможностью подключения к соответствующим датчикам

заполнения емкости до нижнего и верхнего предельных значений массы, причем приемные трубопроводы мерных емкостей выполнены с большим гидравлическим сопротивлением, чем гидравлическое сопротивление выдающих трубопроводов, а все весоизмерительные блоки установлены параллельно друг другу.

Использование: в весоизмерительной и весодозирующей технике, в частности к способам и устройствам поверки расходомеров и дозаторов, используемых для дозирования и измерения расхода жидкости в непре- рывных технологических процессах. Сущность изобретения: в процессе поверки осуществляется весовое измерение n-го количества порций жидкости, проходящей через дозатор, суммирование значений массы этих порций и сравнение результата суммирования с показаниями дозатора. Измерение массы порций осуществляется в процессе попеременного заполнения взвешивания и опорожнения емкостей ВС по разности результатов взвешивания емкостей после заполнения и после опорожнения. Во время паузы от конца опорожнения одной емкости до начала опорожнения другой емкости, обеспечиваемой тем, что опорожнение емкостей осуществляется быстрее, чем их заполнение, осуществляется коррекция результатов взвешивания, позволяющая исключить динамическую погрешность дозирования. Заполнение одной из емкостей начинают в момент окончания заполнения другой емкости за счет совмещения времени открытия клапана на приемном трубопроводе одного весоизмерительного блока и закрытия клапана на приемном трубопроводе другого весоизмерительного блока. 1 ил. VJ О О СО О

,& 9Й