Весовое расходное устройство Советский патент 1979 года по МПК G01G17/04 G01F25/00 

Изобретение относится к оборудованию поверочных и испытательных установок, предназначенных для поверки измерителей количества расхода и массы, и .может быть использовано в измерительной технике в качестве расходомера и дозатора заправки емкостей, а также в качестве силоизмерительного устройства. Известно силоизмернтельное устройство, сог держащее уравновешенную балку, подвешенную иа. гибких элементах, систему определения поло жения, шединенную с названной балкой, для выработки сигнала положения, который характеризует отклонение уравновешенной балки от положения равновесия, систему для возвращения бал ки в какое-либо положение в зависимости от сигнала положения, которая вырабатывает уравновешивающую силу 1. Ншболее близким к изобретению по технической сущности является весовой расходный ре зервуар,- содержащий упругие отводящие и подводящие трубопроводы, с одной сто{Х)Ны закре№ пенные на стойке неподвижного основания и ограниченные с другой стороны траверсой с рычагами, на одном из которых расположен весовой расходный резервуар, а другой рычаг электрически связан с датчиком склы, и градуировочное приспособление 2. Траверса с рычагами может смещаться вдоль оси трубопроводов из-за изменения линейных размеров трубопроводов под действием температуры, давления и т.п., а в вертикальной плоскости из-за разной величины иэменения линейных размеров каждого трубопровода под действием соответственно разных давлений и температур, а также вследствие различного напряженного состояния трубопроводов, при котором трубопроводы, расположенные выше центра траверсы, растянуты, а трубопроводы, расположенные ниже центра траверсь, сжаты под действием пары сил и вертикальной силы, пропорциональных силе тяжести массы расходного резервуара и жидкости в нем. Наличие смешений траверсы с рычагами под дшствием перечисленных факторов приводит к изменению положения рычага и, следовательно. к изменению выходного сигнала с датчика силы, что уменьшает точность измерений. Колебания системы также являются источником ошибок, искажающих сигнал с датчика силы. Целью изобретения является повышение точности измерений. Это достигается тем, что весовое расходное устройство дополнительно снабжено стойкой на негюдвижном основагши с упругими отводящими и подводящилви трубощтоводами, закрегстенными на траверсе симметрично основным трубопроводам, а рычаг траверсы с весовым расходным резервуаром снабжен оротивовесом к демпфером. На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства, вид сбоку, на фиг.2 то же, вид сверху. Весовое расходное устройство содержит упругие подаодяище и отводящие трубопроводы 1, 2 и 3, с одной стороны закрепленные на стой ке 4 неподвижного основания 5 и ограниченные с другой стороны траверсой 6, снабженной рычагами 7 и 8. Рычаг 7 атектрически связан с датчиком: 9 силы. Траверса 6 со стороны, противоположной имеющимся трубопроводам 1, 2 и 3, снабжена равными по жесткости и соосно расположенными с ними упругими подводящими и отводящими трубопроводаАта 10, П и 12, концы которьк с осевым катяжеш«ем в пределах упругой деформации трубопроводов 1-3 и 1О12 закреплены та стойке 13 с противоположной стороны негюдаижного основания 5. Рычаг 8 снаб жен переходш ком 14 дяя монтажа в ориентированном 5юложенин весового расходного резервузра 15 и прогивошложным относительно оси рас положения упругих трубопроводов 1-3 и 10-12 uie4O w 16 с яодвиж И м противовесом 17. Рычаг 8 своим клечом 16, кинематически взаимодействует с гадфавяическим демпфером 18 и градуировочным приспособлением 19. Концы трубогфоводов 1-3 и трубопроводов 10-12 снабжены штуцерами ш стойках 4 и 13 станины S дня яодсоедаяенйя стевдовых магястрйлей, запразо ных и с швньяс емкостей ( на чертеже не гюказаны), а на траверсе 6 дан 1Н деоедш{еЕЖя коннов раз15одаи5йх трубопроводов 20-25, другие конць icoTopbDi подсоединеиы без тре1«ш о неподвижные элементы устройства к соответствуюгдим входным я выходным штуцерам весового расход й)го резервуара 15. Жесткое крегшение грубопроводов 1-3 и 1&-12 к стойкам 4 и 13 crasftfHbf 5 и ipfeqjce б производя, натфимер, посредсгаом сваркм. Градукровочйое прнсиособяегше 19 монтируют так(см образом, чтобы его плечо на рычаге 6 бы равно расстоянию от оси вращения траверсы до проекш : центра тяжести весового расходного резервуара на рычте 8. Пер«ход1шк 14 обеспечивает opieHTawio весового расходаого резервуара на {шяагв 8. Разводящие трубояроаоды 20-25 ssoryr быта жесткими н гибкими, 8 такж любой |юрми1, так как силы реаюдни, возт катхще а эпос трубопроводах при их деформавдах от монтажа, внутреннего давления (бурдоновского эффекта), температурных изменений и пр., компенсируются, замыкаясь на абсолютно жестком рычаге 8, и на точность измерения влияния не оказывают. В качестве датчика 9 силы может быть использован индуктивный датчик перемещения, магнитно взаимодействующий с рычагом 7, выполненным из магнитомягкой стали. Возможно применение другого преобразователя силы, например вибрацношю-частотного датчика силы, механически взаимодействующего с рычагом 7. Осевое натяжение упругих трубопроводов 1-3 и 10-12 способствует созданию одинакового напряженного -СОСТОЯНИЯ трубопроводов, а также компенсиру- ет их удлинения под действием внутренних давлений и положительных температур. Предельные значе1шя величины дaвлe шя и температуры определяют расчетным или экспериментальным путем так, чтобы приращение ддииы трубопроводов от их действия не превышали приращения длины от осевого натяжения трубопроводов. Уменьшение длины трубопроводов вод дейстаием низких температур либо частично компенсируется кк удлинением под действием внутреннего давления, либо способствует большему осевому натяжению трубо|фоводов. Гидравлический демпфер J8 устанавливают ш максимально во можком расстояний от оси расположе}шя трубопроводов. Площадь демпфера подбирают зксперйментально так, чтобы выходной сигийл датчика 9 не имел амплитудных колебаний и чтобы при этом не увеличить инерциойность подвижных зкементов устройства. Весовое расходное устройство работает следующим образом. До монтажа весового расходного резервуара 15 ispoTKBosec 17 сдвигают в правое гюложение, при котором его центр тяжести проходят через ось расположе1Шя трубопроводов. С помощью град5 ровочного приспособления 19 производят кредаа жтельное нагружение гшеча 16 гйрялта, создающими момент относительгш оси рас1юложения трубопроводов, например 1фотяв часовой стрелки, на 10-20% больший момента от силы тяжесш известной массы собственно весового расходного резервуара 15. Выходной сигнал с датчика силы 9 компенсируют с помощью вторй шой аппаратуры, после чего снимают нагруз- . ку с плеча 16. Производят мотаж весового расходаого резервуара 15 и присоединение к нему р ЖОДЯ{Ш1х трубопроводов 20-25. Подают яощкосгь на гермостатирование весового расходного резервуара и его агрегатов из стендовых магистршжй в сливную емкость, например, по трубогфоводам 1, 20, 23 и 10 и трубопроводам 3, 21, 24 и 12. Термостатироваше источника силы и его агрегатов производят датя поддержания задан1гемперату ры жидкости в расходном резервуаре. Заполняют полости трубопроводов 2 и 22 и трубопроводов 11 и 25 из заправочных емкостей до входа в весовой расходный резервуар жид костью, массовый расход которой определяют. При этом Весовой расходный резервуар снабжен пуско-отсечными клапанами (на чертеже не по-, казаны). При необходамости трубопроводы, например 3, 21 и 12, 24 используют для зотравки весового расходного резервуара 15 рабочей жидкостью. В этом случае полости этих трубопроводов заполняют рабочей жидкостью до пуско- отсечных клапанов, расположеннь х в весовом расходном резервуаре. После этого вновь устанавли вают выходной сигнал с датчика 9 силы на О с помощью противовеса 17 путем его перемещеЛИЯ влево от оси pacпoлoжe шя трубопроводов. Этим достигается сохранение постоянной ггринятой велишны момента относительно оси расположения трубопроводов независимо от массы весового расходного резервуара. После проведения подготовки весового расходного устройства производ.чт градуировку дат чика 9 силы. Для этого на плечо 16 устанавливают гири извест юй массы с помощью градуировочиого приспособления 19. При этом рабочяе участки трубопроводов 1-3 и трубопроводов 10-12 упруго деформируются. Велишна это деформаадш пропорциональна веянчкие силы тяжести массы гирь, дейстеующих на шечо 16. Ры чаг электрически ил механически азаимодействует с датчиком 9 силы, который вырабатывает соответствующие выходные сигналы, Для поверки расходомеров испытательнь й участок с поверяемым расходомером и сливной емкостью {на чертеже не показаны) монтируют, например, к штуцеру трубопровода 2 на стойке 4 станины 5. Производят подготовку к испытаниям и градуировку устройства по изложенной выше методике. После этого нагружают плечо 16 гирями градуировоч юго прискособлення 19 и регистрируют значе {ие выходного сигнала с датчика 9 силы. Заполняют емкость расходного резервуара вытесияю щим газом при рабочем дав лении от стендовых магистралей, например, по трубопроводам 11 и 25 и регистрируют значение выходного сигнала с датчика 9 силы, тем самым определяют конечную массу 51ли подъемную силу (в случае 1}рименейия легких газов при низких давлениях) вытесняющего газа при полном опорожнении жидкости расходьюго резерруара. Сбрасывают давление вьпесняющего газа из расходного резервуара. Производят заправку расходного резервуара рабочей жидкость из заправочной емкости {на чертеже не показана), например, по трубопроводам 3, 21 и 12, 24 55 до значения выходного сигнала с датчика 9 силы, принятого за ноль. Подают рабочее давление вытесняющего газа в расходный резервуар, напр1ь мер, по трубопроводам 11, 25 и при необходимости определяют начальную массу или подъемную силу вытесняющего газа в расходном резервуаре. Дополнительным перемещением противовеса 17 восстанавливают выход ой сигнал с датчика 9 силы до значения, принятого за ноль. В результате этого начальную массу или подьемную силу вытесняющего газа принимают равной нулю. Открьшают вентиль на испытательном участке и рабочая жидкость из расходного резервуара, например, по трубопрюводам 22 и 2 через поверяемый расходомер протекает в сливную емкость. При этом сила тяжести массы рабочей жидкости в расходном резервуаре уменьшается пропорционально массовому расходу и уменьщается создаваемый этой силой относительно оси расположения тру&зпроводов момент, действу.ющий по часовой стрелке. Сила тяжести массы гирь градуировочного приспособления и соответственно создаваемый ею относительно оси расположения тр бопроводов момент, действующий против часовой стрелки, остаются постоянными. Рабочие участки трубопроводов 1-3 и трубопроводов 10-12 упруго деформируются под действием разности названных моментов. По изменению выходного сигнала с датчика 9 силы за фиксированный промежуток времени определяют массовь Й расход рабочей жидкости с учетом поправки т изменение массы вытесняющего газа и сравнивают с показанием выходного сигнала поверяе.ч-юго расходомера. Поправку на изменение массь вытесняющего газа определя)от по значеШ ям начальной массы (например, равной нулю) и конечной массы вытесняющего газа и распределению ее при испытании по линейному закону. В случае использования устройства в качестве массового расходомера испытательный участок oicjTCTByeT, а трубопровод 2 подсоединяют к потребителю рабочей среды. Аналогично устройство используют также для дозированной заправки различных емкостей. Формула изобретения Весовое расходное устройство, содержащее упругие отводящие и подводящие трубопроводы, с одной стороны закрепленные на стойке неподвижного основания и ограниченные с другой стороны траверсой с рычагами, на одном из которых расположен весовой расходный резервуар, а другой рьмаг электрически связан с датчиком силы, и градумровочное приспособление, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения, оно дополнительно снабжено стойкой на неподанжном основании с упругими отводящими и подводящими трубопроводами, закрегше1шь ми на траверсе симметрично основным трубопроводам, а рычаг траверсы с весовым рао