Устройство для измерения расхода газа в кольцовом канале между стенками калиброванного участка измерительного трубопровода и поршневым разделителем поршней расходомерной установки Советский патент 1980 года по МПК G01F25/00 

781590 рованного участка измерительного тру бопровода. Это .устройство компактно и позволяет с достаточной точностью измерять расход газа в кольцевом кан ле поршневых расходоизмерйСёлЁнШГ б тановок с неограниченным объемом калиброванного участка измерительного трубопровода, работающих при HHISKHX статических давлениях pj. Однако применение такого устройг ства затруднено для высокопроизводительных расходоизмерительных установок, работающих при высоких сТйтйческих давлениях, поскольку перекрытие крана накопительной емкости в определенный момент времени в среде высокого статического давления, где невозможен доступ человека, обеспечить технически сложно. Кроме того, изъятие накопительной е костй из измерительного трубопровода после каждого рабочего хода ПР является трудоемким и длительным процессом в , установках на высокие статические давленТия, поскольку при этом необхо димо понижать давление в них до нормального. Наконец, невозможно применение в таких установках эластичных накопительных емкостей, а также слбж ным является применение электродвигателя, связанного с ПР тросиком. Цель изобретения заключается в применении его для измерения расхода газа через кольцевой канал в высокопроизводительных расходоизмерительны установках, работающих при высоких статических давлениях, без изъятия накопительной емкости из измерительного трубопровода.. Указанная цель дс с::тйгаётс;ятёмГ что HaKpjiHтельная емкость выполнена в виде ; герметично укрепленного в диске соосно с ним кал И брова нного по объему цилиндра, с:ШбженнЬго npogeзями, сообщающими полость накопитель ной е1мкости с полостью измерительног труб опровода, и размещенным внутри уплотненным мерным поряпнем; устройство снабжено -средством измерения пе ремещ ния мерного поршня в цилиндре накопительной емкости, а средство измерения перемещения мерного Поршня накопительной емкости вМП ойТИёй( дёТконтактного преобразователя, установленного на тeлecкoпJич.ecкpJ JMHp госёкциоНном штоке мёрнбй линейки с индикаторами положения уп;г ртненно го диска, расположенной на стёнкё измерительного трубопровода, и элек рической схемы регистрации и ййТцйк ции, подключенной к контактному пре разователю и индикаторам положенй дисйат -- На чертеже представлена схема пр лагаёмОго устройства. Установка содержит калиброванный по объему измерительный трубопровод 1 с поршневым разделителем 2 и двум яегектОрами его положения 3 и 4, а также два пускоприемных устройства 5 и 6, каждое из которых, например левое, содержит две соосные цилиндричеркие емкрсти - внешнюю 7 и внутренH oio 8, которые соединены между собой с одной стороны с помощью трубы 9 с задвижкой 10 и дросселирующего устройства 11, а с другой - через продольные прорези 12. Устройство для измерения расхода в кольцевом канале (на чертеже показано дважды) состоит из дополнительного уплотненного диска 13 с центральньам отверстием, в которое герметично вмонтирован калиброванный цилиндр 14 с прорезями 15 и уплотненным мерным поршнем 16. Цилиндр жестко укреплен на крайнем диске многосекциЪнного ПР 2. Для предотвращения движения мерного порлня 16 вр время запусЛса ПР из пускоприемного устройства 5 предусмотрен механический фиксатор поршня 17 в его нача:льном (нулевом) положении. Перед первым по направлению движений ПР детектором его положения 3 на внутренней стенке измерительного трубопровода вмонтирован упор 18, освобождающий мерный поршень 16 от фиксации и переводящий его в режим измерения расхода газа через кольцевой канал. На противоположном от начала движения ПР. кбнцё измерительного трубопровода за калиброванным его участком на внутренней поверхности трубы уртановлена линейка 19 с индикаторами положения уплотненного диска 13, причем расстояние между крайними индикаторами равно полному ходу мерного поршня 16 в калиброванном цилиндре 14. Кроме того, по оси измерительного трубопровода 1 в фиксированном Н ачальном положении ус тановлен многосекционный шток 20 с контактным преобразователем на конце 21. Преобразователь, через формирователь 22 импульсов подключен на первые входы логичерких элементов 23 И, а также на входы управления электронных ключей 24, каждый из которых, с судной стороны через один фop виpoвaтель 25 импульсов подсоединен к крайнему левому индикатору на линейке 19, а с другой - на второй вход одного логического элемента 23, выход которого подключен в цепь управления включением индикаторной лампочки на шкале прибора 26. , Аналогично подсоединены к соответствующим индикаторам, формирователям импульсов, элементам И и индикаторным лампрчкам остальные ключи. Для возврата многосекционнрго штока 20 в начальное фиксированное положение во внутреннюю его полость с помощью йбШрёссора 27 подается сжатый воздух. Работа устройства во время запуска ПР из пу коприемного устройства..

В начальном положении ПР с подсоединенным к нему устройством для измерения расхода газа в кольцевом канале находится во внутренней емкости 8 левого пускоприемного устройства 5. Задвижка 10 закрыта, поэтому газ из магистрального газопровода, проходя через дросселирующее устройство 11, поступает во внешнюю емкость 7 пускоприемного устройства и даЛьше в измерительный трубопровод 1 через продольные прорези 12, обтекая при этом ПР. По достижении в установке установившегося режима движения потока открывается задвижка 10. Часть недросселированного устройством 11 потока поступает во внутреннюю емкость 8 и вследствие возникшего на ПР перепада давления последний выводится из пускоприемного устройства в измерительный трубопровод 1, где увлекается основным потоком и переметается вдоль измерительного трубопровода .

Мерный по яиень 16 зафиксирован в начальном (левом) положении с помощью фиксирующего устройства 17 и во время выхода ПР из пускоприемного устройства остается неподвижным. При прохождении фиксирукадего устройства 17 через упор 18 мерный поршень освобождается от фиксацииIкак показано на левом рисунке ПР) и включается в режим измерения расхода газа через крльцеврй канал. Уплотнение мерного поршня 16 выполняется аналогичнш уплотнению дополнительного диска 13, причём уплотнения изготовлены из Материала, трение скольжения которого не зависит от скорости перемещения трущихся поверхностей (нгшример фторопластовые уплотнения). Вследствие этого перепад давления, создаваекюй дополнительным уплотненным диском 13 используется на преодоление сил трения мерного поршня 16, а перето-. ки газа через кольцевой канал между ПР и измерительным трубопроводом, поступая через прорези 15 в калибро ванный цилиндр 14, перемещают мерный поряиень.

Работа устройства в режиме отсчета значения расхода газа через кольцевой канал.

Перемещаясь вдоль измерительного трубопровода, ПР проходит мимо второгЬ детектора его положения 4. Мерный поршень 16 перемещается в калиброванном цилиндре 14 на некоторое расстояние, соответствующее количеству газа, прошедшего через кольцевой зазор между ПР и стенкой измерительного трубопровода Для измерения этого количества достаточно измерить величину перемещения мерного поршня 16 в калиброванном цилиндре, поскольку объем газа, приходящийся на единицу перемещения поршня, определен за-. ранее во время калибровки цилиндра.

Устройство для измерения величины перемещения мерного поряиня работает следующим образом.

Многрсекционный шток 20 устанавливается в трубопроводе в таком фикси- рованном положении, что в случае ну левого перемещения мерного поршня последний коснется штока одновременно с прохождением уплотненного диска 13 мимо правого крайнего (нулевого) . индикатора его положения на линейке 19. В момент касания поршнем 16 преобразователя 21 сигнал от последнего (электрический или пневматический) посылается на формирователь 22 импульсов, который переводит электронные 15 ключи 24 в Зс1мкнутое положение (положение I ), а также подает импульс на первый вход всех логических элементов 23 И. Правый крайний индикатор на линейке 19 при прохождении в этот 20 же момент времени мимо него уплотненного диска 13 посылает сигнал на соответствующий формирователь импульсов, который через соответствующий открытый электронный ключ .пода-. «с ет импульс на второй вход соответствующего логического элемента И. Последний срабатывает и пропускает управляющий импульс в схему включения индикаторной Лампочки .на шкале прибора 26, соответствующей нулевому 0 значению расхода газа через кольцевой Канал.

В случае перемещения мерного поршня 16 на некоторое расстряние однрвременнр с касанием -мерным поршнем 5 преобразователя, устанрвленного на штоке (или же первым после касания) уплотненный диск пройдет мимо соответствующего индикатора на линейке левее от нулевого. Тогда по аналогии 0 2 описанным выше засветится индикаторная лампочка, соответствующая величине перемещения мерного поршня а значит и расходу, в схеме легко предусмотреть, йозможность включения лишь одной лампочки, соответствующей значению расхода через кольцевой канал.

Определив таким образом величину перемещения поршня 16 и умножив на известную площгихь сечения калибро0 .: ванного цилиндра 14, получают объем газа, прошедшего через кольцевой канал за время движения ПР через калиброванный участок измерительного трубопровода.

5 Улавливание ПР в правом пускоприемном устройстве производится следующим образом. Мерный юршень 16 под действием штока 20 переводится в начгшьное (нулевое) положение, где 0 фиксируется устройством 17. Воздействуя на мнргос,Ькционный шток 20, перемещающийся ПР задвигает его разные по диаметру секции друг в друга, .проходя при этом во внутреннюю емt кость правого пус.коприемного устройства, которая при закрытой задвижке 28 является пневмосопротивлением его движению. Полная остановка ПР достигается с помощью амортизатора 29. После вывода ПР из пускоприемного устройства б многосекционный шток 20 устанавливается в исходное фиксированое положение под действием сжатого воздуха, вырабатываемого подсоединенным к его внутренней полости компрессором 27.

Аналогично работает устройство в случае измерения расхода газа через кольцевой Канал при рёверсирова1йий потока с той лишь разницей, что в этом дополнительный уплотнённый диск крепится к прртивополсжному крайнему диску ПР, а также упор TiB, линейка 19 и шток 20 устанавливаются на противоположных концах измерительного трубопровода.

Таким об зазом, предлагаемое уйт, ройство позволяет.с достаточной точностью (i3%) измерять расход газа через кольцевой канал в высокопрои.зводйтёльной поршневой расходойзмерительной установке, работающей при высоких статических давлениях, без изъятия мерной емкости из измерительного трубопровода после каждого измерительного цикла. Точность ОТ счета опрёделйётся в основном по-; грешностью дискретности, уменьшение которой достигается путем увеличения количества индикаторов, установленных на ллнейке 19.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения расхода газа в кольцевом канале между стенками калиброванного участка измерительного трубопровода и поршневым разделителем поршневой расходомерной установки, содержащее изме-:рйтёль времени и измеритель объёма, выполненный в виде установленного

перед поршневым разделителем по направлению движения потока диска, уплотненного в трубопроводе, жестко соединенного с поранёвым разделителе и снабженного накопительной емкостью отличающеес я тем, -что, с целью обеспечения точного измерения расхода, а также уменьшения затрат и времени на Ъроцесс измерения в высокопроизводительных установках, работающих при высоких статических давлениях, накопительная емкость выполнена в виде герметично укрепленного в диске соосно с ним калиброванного по объему цилиндра, снабженного прорезями, сообщающими полость накопительной емкости с полостью измерительного трубопровода, и размещенным внутри уплотненным мерным поршнем; устройство снабжено средством измерения перемещения мерного поршня в цилиндре накопительной емкости.

2. Устройство по п.1, отличаю щ е е с я тем, что средство измерения перемещения мерного поршня накопительной емкости выполнено в виде контактного преобразователя, ус,тановленного на телескопическом многосекционном щтоке, мерной линейки с индикаторами положения уплотненного диска,расположенной на стенке измерительного трубопровода, и электрической схемы регистрации и индикаций, подключенной к контактному преобразователю и индикаторам положения диска. .

Источники информации, принятые во внима:ние при экспертизе

1.Бродин И.С. и др. Метрологические исследования поршневой расходомерной установки газа. Труды метрологических институтов СССР, 1972, вып.135 (195), с. 258-262.

2.Авторское свидетельство СССР 575495, кл.б 01 F 25/00, 1975 (прототип).