Установка для градуировки измерителей газосодержания

 

УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ : ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ГАЗОСОДЕРЖАНИЯ, содержащая измерительную кювету с оасположенным в ней барботером, патрубки подачи в кювету жидкости и г.аза, отличающаяся тем, что, с целью повьппения точности градуировки , установку снабжена весоизмерительным устройством, с которым соединена измерительная кювета/ промежуточным патрубком, расположенным снаружи измерительной кюветы параллельно патрубку подачи газа и соединен.ным с ним гибким шлангом, причем патрубок подачи газа, промежуточный патрубок и патрубок для подачи жидкости установлены в расточках кронштейнов с воз)«южностью возвратно:поступательного перемещения в вертикальном направлении а кронштейн f патрубка подачи газа жестко закрепV ) лен на кювете.

(19) (11i, СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) 0 01 М 9 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

k k

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ:

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

> (21) 3376495/18-25 (22) 04.01.82 (46) 23.11.83, Вюл, Ю 43 (72) З.A.Øèøêèí В.А,Сабанин, >В,Г. Усенко, Д,М. Кальма, B.Â. Сам-.

::сонов, К.И. Попов и И.А.Йовоселова (53) 541.12.012. 6(088 ° 8) (56) 1. Сабанин В.А. и др. Установка для градуировки преобразователей газодержания. - "Измерительная техника", 1976, Р 12, с. 33.

2. Сабанин В.A. и др. Установка для градуировки преобразователей .газосодержания; - "Измерительная техника", 1976, М 12, с.34 (прототип)..(54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ .ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ГАЗОСОДЕРЖАНИЯ, содержащая измерительную кювету с оасположенным в йей барботером, патрубки подачи в кювету жидкости и газа, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности градуировки, установка снабжена весоиэмерительным устройством, с которым соединена измерительная кювета промежуточным патрубком, расположенным снаружи измерительной кюветы параллельно патрубку подачи газа и соединен.ным с ним-гибким шлангом, причем патрубок подачи газа, промежуточный патрубок и патрубок для подачи жидкости установлены в расточках кронштейнов с возМожностью возвратнопоступательного перемещения в вертикальном направлении1 а кронштейн Я патрубка подачи газа жестко закреплен на кювете.

1055992

60 где Но - высота газожидкостного слоя от барботера до

1 кромки перелива, 65

Изобретение относится к метроло гическому обеспечению аналитического приборостроения, а именно к вопросам поверки и градуировки средств измерения газосодержания газожидкостных потоков, которые используются для реализации ряда технологических процессов в. химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей, металлургической и микробиологической отраслях промышленности.. 19

Известна вибрационная. установка для градуировки измерителей газосодержания гаэожидкостного слоя созданного в герметичном сосуде за счет наложения на него вибрации. Средняя 15 величина гаэосодержания гаэожидкостного слоя в таком сосуде. с первичным преобразователем градуированного измерителя газосодержания определяется путем взвешивания сосуда, полностью заполненного жидкостью и частично газом (1) .

Однако распределение газа в объеме сосуда неравномерно и.неопределенно, поэтому величина газосодержания измеряемая прибором,. эона действия

:, которого меньше объема измеритель ного сосуда, отличается на неизвестную величину от среднего газосодер-. жания ф,. Погрешность в измеренИи обусловлена также вибрационным состо-ЗО янием сосуда ° другим недостатком этого устройства является необходимость добавки ПАВ (поверхностноактивного вещества) в рабочую жидкость для обеспечения возможности . создания газожидкостного слоя °

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является установка для градуировки измерителей газосодержания, содержащая измери- 40 тельную кювету с расположенным в ней барботером, патрубки подачи в кювету жидкости и газа (2) .

Установка представляет собой два сообщающихся в нижней части верти- 45 кальных сосуда, один иэ которых имеет в нижней части барботер, а в верхней — перелив. Газ продувается через барботер и создает в барботежном сосуде газожидкостный слой, Жидкая фаза газожидкостного слоя, поднимающаяся в барботажном сосуде, переливается через кромку перелива в про-! точный сосуд. Разность столбов жидкости в проточном .и газожидкости в барботажном.сосуде является мерой количества газа, удерживаемого в гаэожидкостном слое, Газосодержание определяется по формуле

Но +ЬНΠ— Н

НЬ + ЬНО

ЬН вЂ” превышение гаэожидкостного о слоя над уровнем перелив. ной кромки, Н вЂ” высота слоя монолитной жидкости в установке, рав-. .ная высоте слоя жидкости в проточном сосуде.

Описанная гидростатическая установка обладает относительно низкой точностью измерения вследствие неравномерности распределения по высоте газожидкостного слоя, состоящего из трех участков: начального с гаэосодержанием ()z, участка установившегося пузырькового течения с газосодержанием (и конечного гидродинаЧ мического участка (пенно-сепарационного) с гаэосодержанием „ . Причем

Щ (Ч (Ц установка позволяет определйть среднее газ осодержание уд. для всего гаэожидкостного слоя, в то время как градуируемый измеритель измеряет газосодержание лишь в части участка установившегося пузырькового течения. Кроме того, погрешность измерения увеличивается вследствие неопределенности верхней границы газожидкостного слоя в барботажном сосуде и невозможности точного определения величины превышения газожидкостного слоя Н о над кромкой перелива.

Целью изобретения является создание установки для градуировки измерителей гаэосодержания, обеспечивающей повышение точности градуировки.

Поставленная цель достигается тем, что установКа для градуировки измерителей гаэосодержания, содержащая измерительную кювету с расположенным в ней барботером, патрубки подачи в кювету жидкости и газа, снабжена весоиэмерительным устройством, с которым соединена измерительная кювета, промежуточным патруб- ком, расположенным снаружи измерительной кюветы параллельно патрубку подачи газа и соедиценным с ним гибким шлангом, причем патрубок подачи газа с барботером, промежуточный патрубок и патрубок подачи жидкости установлены в расточках кронштейнов с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном. направлении, а кронштейн патрубка подачи газа жестко закреплен на кювете, На чертеже представлен один из возможных вариантов схемы установки.

Измерительная кювета 1 установлена на левой чашке весоиэмерительного устройства 2. Кювета имеет проточный

3, барботажный 4 и переливной 5 каналы. Переливной канал снабжен сливной трубкой б., под которой стационарно на раме (не показана) установки размещена сливная воронка 7. В барботажном канале размещен барботер 8, закрепленный на патрубке 9 подачи газа, установленном в расточке кронштейна 10, 1055992 закрепленного жестко на стенке кюветы. На патрубке подачи газа имеется .неподвижный верхний ограничитель 11 и передвижной нижний ограничитель 12.

Патрубок подачи газа гибким шлангом . 13 соединен с параллельным промежуточным патрубком 14, установленным снаружи кюветы 1 в расточке кронштейна 15, закрепленного на раме установки, На промежуточном патрубке имеется неподвижный верхний. ограничитель 18 10 и передвижной нижний ограничитель 17, Промежуточный патрубок гибким шлангом

18 соединен с системой подачи газа, состоящей из регулятора 19 расхода газа и индикатора 20 величины расхода 1 газа. В верхнюю часть проточного канала введен выходной конец патрубка.

21 подачи жидкости, размещенного в расточке кронштейна 22, закрепленного . стационарно на раме установки. На патрубке подачи жидкости имеются два передвижных ограничителя: верхний 23 и нижний 24. Входной конец патрубка шлангом 25 соединен с системой пода-. чи жидкости, состоящей из регулятора

26 расхода жидкости и индикатора 27 величины расхода жидкости, На левой чашке весоиэмерительного устройства размещен рабочий груз 28, на правойтарный груз 29-.

Взвешивание измерительной кюветы ЗО происходит при двух уровнях расположения барботера 8. С этой целью следующие элементы конструкции имеют возможность возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направле- 35 нии„ измерительная кювета 1 вместе с левой чашкой весов, патрубок 9 пода, чи газа с барботером 8 в расточке кронштейна 10 между ограничителями

11 и 12,-промежуточный патрубок 14 4О в расточке кронштейна 15 между ограничителями 16 и 17, патрубок 21 подачи жидкости в расточке кронштейна 22 между органичителями 23 и 24 ° установка работает следующим образом.

Верхний ограничитель 23 на патрубке 21 подачи жидкости устанавливают . так, чтобы выходной конец патрубка был расположен вблизи (выше или ниже) ожидаемого уровня .,и, 50 проточном канале в данном измерении при первом взвешивании, и бпускают патрубок подачи жидкости в крайнее нижнее положение до упора ограничителя 23 в верхнюю грань кронштейна

22, С помощью калибра, переставляя нижний ограничитель 24, устанавливают между последним и нижней гранью кронштейна 22 расстояние hb соответствующее ожидаемой величине подъе-60 ма уровня жидкости s проточном кана:ле.при втором взвешивании. Величину цЬ определяют из выражения аh

= Q ° AH где .а Н - намечаемая (требуемая ) величина подъема фербо- бц тера в измерительной кювете, q„ ожидаемая (настраиваемая) велйчина гаэосодержания.

Регулятором 26 расхода жидкости по показаниям индикатора 27 настраивают требуемую величину расхода жидкости 0 . Жидкость заполняет измерительную кювету 1 и сливается через перелив барботажного канала 4 в переливной канал 5, а оттуда через сливную трубу 6 в сливную воронку 7 и отводится в систему сбора и сброса рабочей жидкости. На левую чашку весов устанавливается рабочий груз 28 в виде набора равновесов массой

Мл. = М, (30 — 50) г, гдеАМΠ— ожидаемая разность масс измерительной кюветы с газожидкостным слоем при двух расположениях барботера в кювете по высоте, разнящихся на величину . ЬН °

Величину ЬМ, определяют по формуле где, ц» — ожидаемая (настраиваемая) величина гаэосодержания, — плотность рабочей жидкости, кг/м р

By - суммарная площадь потоков (плошадь свободного поперечного сечения) в проточном и барботажном каналах, м ь" — намечаемая (требуемая) величина подъема барботера в кювете, м.

Барботер 8 на патрубке подачи газа 9 опускают в крайнее нижнее по-. ложение .до упора ограничителя 11 в верхнюю грань кронштейна 10. С помощью калибра настраивается. положение нижнего ограничителя 12, обеспечивающего требуемое расстояние дН между нижней гранью кронштейна 10 и ограничителем 12. Промежуточный патрубок 14 опускают в крайнее нижнее положение до упора ограничителя

16 в верхнюю грань кронштейна 15.

П(и этом концы патрубков 9 и 14, соединяемые гибким шлангом 13, устанавливаются на одном уровне. С по,мощью калибра настраивается положе we нижнего ограничителя 17, обеспеI чивающее требуемое расстояние g Н между нижней гранью кронштейна 15 и ограничителем 17, Регулятором 19 расхода газа по показателям индикатора 20 настраивают требуемую величину расхода газа g, обеспечивакщего создание в барботажном канале измерительной кюветы устойчивого газожидкостного потока с газосодержанием Щ, близким к ожидаемому (требуемому) газосодержанию ф . При этом уровень жидкости в цроточном канале, а следовательно и в кювете в целом, ;понизится. На правую чашку весоизмерительного устройства накладывают

1055992

Составитель В, Екаев

Редактор H. Лазаренко Техред М.Костик Корректор А. Тяско

Заказ 9289/33 Тираж 873. Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", Г. УжгороК, ул. Проектная, 4 тарные грузы 29 до установления положения равновесия. Затем поднимают патрубок подачи rasa 9 с барботером

8 в верхнее,положение до упора ограничителя 12 в нижнюю грань кронштейна 10. Аналогично поднимают до ограничителей 17 и 24 промежуточный патрубок 14 и патрубок 21 подачи жидкости, т.е. поднимают барботер 8 в измерительной кювете на величину 5 Н на ту же величину поднимаются оба $0 крнца гибкого шланга 13, т.е, расположение их s пространстве друг отйрсительно друга остается неиэменныьф а патрубок 21 подачи жидкости поднимают на величину h.Н, При этом так как величины! установленных расходов газа Ц,1 и жидкости 0, поддерживаемые регуляторами 19 и 26 соответственно, остаются неизменными, остается неизменной и средняя величина газосодержания в барботажном канале: уровень жидкости в кювете (в ее проточном и барботажном каналах) подни мается на величину лй, кювета становится тяжелее и нарушает положение равновесия весоизмерительного устрой.-25 ства, 3

Производят второе уравновешивание несоиэмерительного устройства, снимая с левой чашки часть .Ь М рабочего груза М, которая близка по величине 30 к массе ЬМ, и рассчитынают истинную величину газосодержания Q газожидкостного слоя высотой дН, расположенного s нижней части участка установиншегося пузырькового режима ,гаэожидкостного слоя в барботажном канале по формуле

hM

Ч е

Р> с 4 где g И - разность масс измерительной кюветы с гаэожндкостным слоем при двух расположениях барботера, кг, - плотность рабочей жид кости, кг/м, бс - суммарная площадь потоков (площадь свободного поперечного сечения) в проточном и барботажном каналах, м, b,Й вЂ” разность высот расположения барботера в измерительной кювете, м, Эффективность применении установки выражается в повышении точности исследования и градуировки измерителей газосодержания, что н свою очередь, обеспечивает воэможность создания приборов для измерения гаэосодер- жания более нысокого класса, исполЬ-,, зование последних обеспечивает болеЕ правильное и точное отыскивание оптимумов при исследовании технологических процессов и аппаратуры для их проведения и поддержание режима при ведении технологических процессов.

Предлагаемая установка имеет основную погрешность не более 1,5% протин 2,5% у известной.