Устройство для количественного учета перекачиваемой жидкости Советский патент 1982 года по МПК G01G17/04 

Изобретение относится к количест венному учету жидкости, например нефтепродуктов, и может быть исполь зовано в любой отрасли промьшшенности и сельского хозяйства для количественного учета перекачиваемых жи костей. Известны устройства для отпуска определенного количества доз жидкостей, например молока, содержащее два поочередно заполняемых и опорожняемых мерных сосуда, оборудован ных наборной (всасывающей) трубкой l. Однако эти устройства имеют недостаточную точность и область их использования ограничена физикохимическими свойствами жидкостей. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее не менее двух мерных резервуаров с датчиками нижнего и верхнего уровней, связанных с клапанами закачки и откачки жидкости и силоизмерительными преобразователями 2 . Однако известное устройство не позволяет обеспечить надежный количественный учет непрерьшного проходящехо через него продукта. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства при одновременном повышении точности учета и производительности перекачки. Поставленная цель достигается тем, что датчики уровня соединены с клапанами закачки и откачки жидкости через блок управления и формирования команд, к выходам которого подключены соответствуюцие каждому резервуару цифровые пересчетные схемы, вторые входы каждой из которых соединены с соответствующим сипоизмерительным преобразователем а выходы каждой цифровой пересчетной схемы соединены с блоком суммирования, связанным по- входу 3 с блоком управления и формирования команд. При этом силойзмерительные преобразователи могут быть выполнены в виде преобразователей усилия в период электрических импульсов, а цифровые пересчетные схемы могут быть вьтолнены в виде двоичного вычитающего счетчика, выходы которого поразрядно соединены со входами схемы поразрядной перезаписи, общая шина которой соединена с выходом управляемого коммутатора а выходы которой поразрядно соединены со входами двоичного суммирующего счетчика, счетный вход которой соединен с выходом управляемого коммутатора, а инверсный выход последнего разряда со входом схемы фиксации переполнения, выход которо соединен со входом управляемого ком мутатора, один из выходов которого соединен со входом счетчика выборки периодов, выход которого соединен со входом управляемого коммутатора один из входов которого соединен с выходом блока управления и формиров ния команд, а один из выходов соеди нен со входом блока суммирования, п этом счетный вход двоичного вычитающего счетчика соединен с одним из выходов управляемого коммутатора, один из входов которого связан с вы ходом силоизмерительного преобразователя. На фиг. 1 представлена общая сх ма устройства для количественного учета жидкостей, например нефтепродуктов J на фиг, 2 - цифровая пересчетная схема. Устройство содержит два резервуара 1 и 2, поплавки 3, постоянные магниты 4, сливо-наливные патрубки 5 и 6, клапаны 7 и 8 закачки, регул руемый дроссель 9 закачки, насос 10 закачки, клапаны 11 и 12 откачки, регулируемый дроссель 13 откач ки, насос 14 откачки, силоизмерител ные датчики 15, преобразователи 16 выходных сигналов силоизмерител ных датчиков в длительность периода электрических импульсов, цифро вые пересчетные схемы 17, блок 18 суммирования, блок 19 управления и формирования команд, стойки 20, датчики 21 и 22 верхнего уровня, датчики 23 и 24 нижнего уровня. Цифровая пересчетная схема 17 соде жит управляемый коммутатор 25, с.че 4 чик 26 выборки периодов, двоичный вычитающий счетчик 27, схему 28 поразрядной перезаписи, двоичный суммирующий счетчик 29, схему 30 фик-. сации переполнения с, Устройство работает следующим образом. В процессе закачки жидкости в резервуар 1 насосом 10 через сливно-наливной патрубок 3 клапаны закачки и откачки находятся в следующих состояниях: клапан 7 закачки открыт, клапан 11 откачки закрыт, клапан 8 закачки закрыт, а клапан 12 откачки открыт. При этом происходит одновременная откачка жидкости из резервуара 2 насосом 14. Уровень жидкости в резервуаре 1 повышается , Один из поплавков 3, с расположенным на нем постоянным магнитом 4, находящийся в резервуаре 1, поднимается вверх. При достижении поплавком 3 положения, в котором его постоянный магнит 4 находится против датчика 21 верхнего уровня, расположенного на стойке 20, в блок 19 управления и формирования команд поступает сигнал с датчика 21 верхнего уровня. Блок 19 управления и формирования команд формирует сигнал на закрытие клапана 7 закачки и с определенным временем задержки вырабатывает сигнал, поступакядий в цифровую пересчетную схему 17, обслуживающую весоизмерительный ка-нал А. Весоизмерительный канал А включает в себя резервуар 1, силоизмерительный датчик 15, преобразователь 16 выходного сигнала силоизмерительного датчика в- длительность периода электрических импульсов, цифровую пересчетную схему 17. Время задержки прихода управляющего сигнала в цифровую пересчетную схему 17 из блока 19 управления и формирования команд определяется временем срабатыва -шя клапана 7 плюс время успокоения резервуара 1 с налитой в нем жидкостью. Последнее .необходимо во избежание динамической погрешности при взвешивании. По приходу управляющего сигнала в цифровую пересчетную схему 17 весоизмерительного канала А, осуществляется взвешивание резервуара 1 с налитой жидкостью и результат взвешивания запоминается в цифровой перес.четной схеме 17 весоизмерительного канала А. Во время откачки ЖИДКОСТИ из резервуара 2 через сли во-наливной патрубок 6 уровень жид кости в резервуаре 2 понижается, а вместе с уровнем жидкости опускается поплавок 3 с постоянным маг нитом 4, находящийся в резервуаре 2. При достижении поплавком 3 поло жения, в котором его постоянный ма нит 4 окажется против датчика 24 нижнего уровня, на вход блока 19 уп равления и формирования команд с датчика 24 поступает сигнал. Блок 19 управления и формирования команд формирует управляющие сигналы на закрытие клапана 12 откачки и от крытие клапана 11 откачки, и с опр деленным временем задержки управляющий сигнал на вход цифровой пере- счетной схемы 17 весоизмерительного канала В, включакяцего в себя: резервуар 2, силоизмерительный датчик 15J преобразователь 16 выходного сигнала силоизмерительного датчи ка в длительность периода электрических импульсов и цифровую пересчетную схему 17. В момент открывания клапана 1I откачки начинается откачка жидкости из резервуара 1. При этом понижается уровень жидкости в резервуаре 1 и поплавок 3 с постоянным магнитом 4 идет вниз. Пр достижении поплавком 3 положения, в котором его постоянный магнит 4 находится против датчика 23 нижнего уровня, в блок 19 управления и формирования команд поступает сигнал с датчика 23. Блок 19 управления и формирования команд формирует управ ляющие сигналы на закрытие клапана 11 откачки и открытие клапана 12 откачки и -через определенное время задержки выдает управлякщий сигнал на вход цифровой пересчетной схемы 17 весоизмерительного канала А. С приходом управляющего сигнала на вх пересчетной схемы 17 весоизмеритель ного канала А происходит взвепшвание резервуара 1 с оставшейся в нем жидкостью, после чего в цифровой, пересчетной схеме 17 весоизмерительного канала А определяется разность весов резервуара , наполненного жидкостью, и веса резервуара 1 со слитой жидкостью, а результат вычисления записывается в блок 18 суммирования в единицах веса. После взвешивания резервуара 1 блок, 19 управления и формирования команд вырабатывает управляющий сигнал на 386 открывание клапана 7 закачки и начинается закачка жидкости в резервуар 1. Во время откачки из резервуара I, резервуар 2, с оставшейся и нем жидкостью/взвешивают, разность весов резервуара 2 вычисляют в цифровом блоке 17 измерения весоизмерительного канала В и записывается в блок 18 суммирования, после чего по сигналу из блока 19 управления и формирования команд открывают клдпан 8 закачки, в резервуар 2 закачивают жидкость, по приходу сигнала в блок 19 управления и формирования команд с датчика 22 верхнего уровня, клапан 8 закачки закрывак5т, резервуар 2 с закаченной в него жидкостью через определенное время задержки взвешивают и результат взве шивания заполняют в цифровой пересчетной схеме 17 весоизмерительного канала В. Таким.образом, к моменту окончания откачки жидкости из.резервуара 1, резервуар 2 подготовлен к откачке, и в момент закрывания кла пана 1 откачки и открывания клапана 12 откачки начинается откачка жидкости из резервуара 2, Время открывания и закрывания клапанов одинаково. Таким образом, во время переключения клапанов 11 и 12 производительность откачки из одного резервуара уменьшается, а из другого возрастает, чем обеспечивается непрерывность струи на выходе устройства и постоянство расхода жидкости. Результаты количественного учета жидкости весовым способом накапливаются в блоке 18 суммирования и выдаются на любое внешнее регистрирукяцее устройство, в случае поступления внешш х сигналов на вход блока 19 управления и формировахшя команд. Датчики 23 и 24 нижнего уровня расположены таким образом, что по окончании откачки из резервуара 1 или 2 концы сливр-наливных патрубков 5 и 6 находятся под уровнем жидкости. Для обеспечения непрерывности потока жидкости на входе устройства производится nepeperyjmpOBKa дросселей 9 и 13,. а выходы датчиков верхнего 21 и 22 и нижнего уровней 23 и 24, соединенные со входами лока 19 управления и формирования оманд, меняются местами. Определенные соотношения скоростей заполнения опорожнения резервуаров, необходиые для обеспечения необходимого ре-7йшма перекачки, выбираются с помощью регулируемых дросселей 9 и 13, Опорожнение и заполнение резервуаров осуществляется всегда из-под уровня жидкости, на поверхности которой находится поплавок, позволяющий сократить поверхность испарения для легкоиспаряющихся жидкостей и снимать остатки вязких жидкостей со сливо-наливных патрубков в процессе протекания жидкостей через резервуары. Поплавок вьшолняет также функции демпфера гашения колебаний взвешиваемой системы. В момент получения результатов статического взвеишва1ШЯ для непрерывно сливаемых или наливаемых жидкостей поплавок не имеет механической связи со сливогналивным патрубком, опущенным в резервуар, механически не связанным со сливо-наливным патрубком, что позволяет повысить точность количественного учета весовым способом. Цифровая пересчетная схема работает следуклдим образом. С приходом управляющего сигнала с блока 19 на вход управляемого ком мутатора 25 на вход счетчика выборки периодов 26 начинают поступать импульсы с преобразователя 16 с перио дом, пропорциональным выходному сиг налу силоизмерительного датчика, од новременно на счетный вход двоичного вычитающего счетчика 27 поступают метки с частотой f с выхода управляемого коммутатора 25. С поступлением импульса переполнения счет чика 26 выборки периодов на вход уп равляемого коммутатора 25 прекращается поступление импульсов на вход счетчика 26 выборки периодов и мето с частотой на вход двоичного вычи тающего счетчика 27, после чего на общую шину схемы 28 поразрядной перезаписи поступает импульс перезаписи содержимого счетчика 27 в двои ный суммирующий счетчик 29. Число, записанное в двоичном вычитакацем счетчике 27 с учетом того, что в ис ходном состоянии 27 и 29 были установлены в О, будет равно М-(2 -1) () , где к - число двоичных разрядов в счетчике 27; N/ - число мепоступивших на вход счетчика 27 f (где п - число импульсов, , прошедших на вход счетчика 26 до его переполнения, Т - длительность периода импульсов, пропорциональная выходному сигналу силоизмерительно8го датчика, получаемому, когда резервуар заполнен жидкостью). Таким образом, в счетчик 29 перепишется число М. С приходом следующего управляющего импульса с блока 19 на вход управляемого коммутатора 25 на вход счетчика 26 начинают поступать импульсы с преобразователя 16 с периодом T2(T,Tj) , пропорциональным выходному сигналу силоизмерительного. датчика при слитой из резервуара жидкости. Одновременно на вход двоичного суммирующего счетчика 29 поступают метки с частотой . Импульс переполнения счетчика 26, поступая на вход управляемого коммутатора 25, прекращает поступление импульсов на вход счетчика 26 и разрешает поступление .меток с частотой f на вход блока 18 суммирования с выхода управляемого коммутатора 25. К этому моменту на вход .счетчика 29 поступает N,nT, импульсов, меньшее чем N на величину, равную весу самой жидкости. По переполнению счетчика 29 схема 30 фиксации переполнения передает импульс на вход управляемого коммутатора 25, который прекращает поступление меток с частотой f по всем выходам управляемого коммутатора 25. Таким образом, в цифровом блоке измерения произведена операция определения разности , равная весу перекаченной жидкости. Применение предлагаемого устройства для количественного учета жидкостей, например нефтепродуктов, позволяет сократить общее время проведения сливо-наливных операций с получением результатов количественного учета жидкостей с высокой точностью в весовых единицах. Кроме того, устройство позволяет осуществлять количественный учет любой жидкости весовым способом. Формула изобретения 1. Устройство для количественного учета перекачиваемой жидкости, содержащее не менее двух мерных резервуаров с датчиками нижнего и верхнего уровней, увязанными с клапанами закачки и откачки жидкости, и силоизмерительными преобразователями, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при одновременном повышеНИИ точности учета и производительности прокачки, датчики уровня соединены с клапанами закачки и откачки жидкости через блок управления и формирования команд, к выходам которого подключены соответствуюпще каждому резервуару цифровые пересчетныв схемы, вторые входы казедой из которых соединены с соответствующим силоизмерительным преобразователем, а выходы каждой цифровой пересчетной схемы соединены с блоком суммирования, связанным по входу с блоком управления и формирования команд 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что силоизмерительные преобразователи выполнены в виде преобразователей усилия в период электрических импульсов, а цифровая пересчетная схема выполнена в виде двоичного вычитающего счетчика, выходы которого поразрядно соединены со входами схемы поразрядной перезаписи, общая шина которой соединена с выходом управляемого коммутатора, а выходы которой поразр.ядно соединены со входами двоичного суммирующего счетчика.

счетный вход которого соединен с выходом управляемого коммутатора, а инверсный выход последнего разряда со входом схемы фиксации переполнения, выход которой соединен со входом управляемого коммутатора, один из выходов которого соединен со входом счетчика выборки периодов, выход которого соединен со входом управляемого коммутатора, од из входов которого соединен с выходом блока управлеш1Я и формирования команд, а один из выходов соединен со входом блока суммирования., при этом счетный вход двоичного вычитающего счетчика соединен-с одним из выходов управляемого коммутатора, один из входов которого СБЯГзан с выходом силойзмерительного преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 113019, кл. G 01 F 11/32, 1957.

2.Авторское свидетельство СССР

по заявке № 2378465/18-10, (прототип).

11

/

25

23

1

30

uf. Z