Способ определения содержания свободного газа в жидкости и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для оперативного контроля в технологии испытания электрогидромеханических систем и их агрегатов. Предложенный способ предусматривает вакуумирование пробы исследуемой жидкости, перемещение газа через газопроницаемую мембрану в газосборную полость с последующим измерением его объема и давления. Устройство определения содержания свободного газа в жидкости представляет собой систему двух взаимосвязанных полостей, разделенных газопроницаемой мембраной. Изменение объемов полостей достигается взаимоувязанным движением поршней. Расчет содержания свободного газа в жидкости производится по известным зависимостям. Технический результат - снижение трудоемкости процесса контроля пробы, технического обслуживания устройства, а также исключение применения дополнительных реагентов в процессе контроля. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оперативного контроля в технологии испытания электрогидромеханических систем и их агрегатов, например объемного гидропривода, агрегатов масляных систем газотурбинных двигателей и др., при испытании которых производится измерение функциональных параметров (расход, гидравлическое сопротивление и др.), зависящих от содержания свободного газа в рабочей жидкости с вязкостью 0,5-200 сСт.

Известен способ и устройство определения газосодержания жидкости прибором «Иркут» (госреестр средств измерений №20375-00, ТУ 4215-028-00202904-99). Принцип действия прибора основан на использовании для контроля дополнительного газообразного гелия и термокондуктометрического детектора. Контроль газосодержания производится по изменению параметров гелия, который продувается через жидкость.

Недостатки данного способа и устройства для его реализации заключаются в следующем. Для барботажа исследуемой жидкости используется сухой газ (гелий), требуется обеспечить его постоянный расход, требуется термостатирование четырех одинаковых терморезисторов, два из которых установлены в одной полости, два других - в другой полости, требуется отделение воды от смеси газов после барботирования в клонометрическом осушителе. Высокая стоимость прибора.

Известен способ определения содержания свободного газа в жидкости путем растворения его сжатием тарированного объема пробы подвижным плунжером в прессовом узле с контролем изменения объема пробы жидкости. Одно из устройств, реализующее этот способ, - прибор УОСГ-100СКП (Рекомендации РМГ 104-2010 Нефть. Остаточное газосодержание. Методика измерений).

Недостаток данного способа и устройства для его реализации следующие: требуется высокое давление (8 МПа и более), требуются дополнительные меры соблюдения безопасности, требуется длительная выдержка пробы жидкости под давлением.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу и устройству является способ применения устройства определения концентрации газа в жидкости (патент RU №2181882, МПК G01N 7/14 опубликован 27.04.2002 г.).

Данный способ предусматривает ввод пробы исследуемой жидкости через запорную арматуру в тарированную по объему рабочую полость с поршнем и определение концентрации газа в жидкости методом вакуумирования жидкости, с последующим пропуском газа через индикаторную трубку, оснащенную химическим индикатором.

Устройство для реализации данного способа содержит аспиратор, индикатор, камеру с тарированной по объему полостью для содержания, замера объема, разбавления и дегазации жидкости, также в полости расположен подвижный поршень. Указанные элементы устройства соединены гидролиниями с запорными элементами.

Недостатки данного способа и устройства для его реализации заключаются в следующем. Для определения концентрации газа в жидкости используется химический индикатор, искомый газ может полностью или частично не прореагировать с химическим веществом, необходима специальная подготовка технического персонала.

Применение данного способа и устройства для определения содержания свободного газа в жидкости приводит к существенному повышению трудоемкости процесса контроля пробы, технического обслуживания и ремонта устройства, а также необходимости применения дополнительных реагентов.

В основу изобретения поставлена задача - снизить трудоемкость процесса контроля пробы, технического обслуживания и ремонта устройства, исключить применение дополнительных реагентов в процессе контроля.

Технический результат достигается тем, что способ определения содержания свободного газа в жидкости заключается в следующем. Осуществляется ввод пробы исследуемой жидкости через открытую запорную арматуру в тарированную по объему рабочую полость с поршнем, установленным в среднем положении рабочей полости, закрывание запорной арматуры, измерение объема и давления пробы, дегазация пробы и определение содержания свободного газа в пробе. При этом увеличивают объем рабочей полости путем перемещения поршня, вытесняют из рабочей полости выделившийся в результате дегазации пробы газ через газопроницаемую мембрану в газосборную полость с поршнем, установленным в крайнем ближайшем к мембране положении, путем одновременного перемещения поршней рабочей и газосборных полостей, причем объем и давление газа в газосборной полости измеряют после достижения уровня жидкости в рабочей полости газопроницаемой мембраны.

Устройство для реализации указанного способа содержит тарированную по объему рабочую полость с поршнем, тарированную по объему газосборную полость, соединенные между собой, мано-вакуумметрический измеритель давления газа, подсоединенный трубопроводом к газосборной полости, и запорную арматуру. При этом между рабочей полостью и газосборной полостью установлена газопроницаемая мембрана, причем газосборная полость снабжена дополнительным поршнем, а само устройство - приводом перемещения поршней рабочей и газосборной полостей, причем оба поршня установлены с возможностью движения как отдельно, так и совместно, привод перемещения снабжен предохранительным устройством, установленным с возможностью блокировки движения поршня рабочей полости при достижении уровня жидкости пробы газопроницаемой мембраны.

Сущность изобретения поясняется принципиальной схемой устройства для определения содержания свободного газа в жидкости, представленной на чертеже.

Устройство содержит рабочую полость 1, газосборную полость 2, газопроницаемую мембрану 3, поршень 4, дополнительный поршень 5; мано-вакуумметрический измеритель давления 6, привод перемещения поршней 7; предохранительное устройство 8, запорную арматуру 9. Рабочая полость 1 формируется газопроницаемой мембраной 3 и поршнем 4. Газосборная полость 2 формируется газопроницаемой мембраной 3 и дополнительным поршнем 5.

Способ определения содержания свободного газа в жидкости заключается в следующем. Поршень 4 устанавливается в среднее положение рабочей полости 1, дополнительный поршень 5 устанавливается в крайнее ближайшее к газопроницаемой мембране положение газосборной полости 2. Проба исследуемой жидкости через запорную арматуру 9 вводится в тарированную по объему рабочую полость 1 с поршнем 4. Измеряется объем пробы исследуемой жидкости, давление по мано-вакуумметрическому измерителю давления 6, объем газа в рабочей полости 1 и газосборной полости 2. Закрывается запорная арматура 9. Приводом 7 поршень 4 перемещается со среднего положения в сторону увеличения объема рабочей полости 1. Полость 1 вакуумируется. Происходит процесс дегазации пробы исследуемой жидкости с выделением свободного газа из нее в течение нескольких минут. После вакуумной дегазации пробы поршень 4 и дополнительный поршень 5 приводом 7 смещаются, при этом объем рабочей полости 1 уменьшается, а объем газосборной полости 2 увеличивается. Под действием перепада на газопроницаемой мембране 3 газ из рабочей полости 1 перемещается в газосборную полость 2. Движение поршней 4 и 5 осуществляется до максимального вытеснения газа из рабочей полости 2, что соответствует резкому возрастания усилия на перемещение поршней 4 и 5 и срабатыванию предохранительного устройства 8. Измеряют полученный объем газосборной полости 2 и давление газа в этой полости. По известным зависимостям определяют содержание свободного газа в жидкости.

Работа устройства заключается в следующем. Устройство устанавливается вертикально, причем рабочая полость 1 находится внизу, а газосборная полость 2 находится вверху. Запорная арматура 9 открыта. Поршень 4 находится в среднем положении рабочей полости 1, дополнительный поршень 5 находится в крайнем ближайшем к газопроницаемой мембране 3 положении газосборной полости 2. После ввода пробы исследуемой жидкости через открытую запорную арматуру 9 в тарированную по объему рабочую полость 1 измеряется ее объем и давление мано-вакуумметрическим измерителем давления 6. После чего запорная арматура 9 закрывается. Приводом 7 поршень 4 перемещается вниз, при этом рабочая полость 1 вакуумируется. Проба рабочей жидкости дегазируется. После дегазации приводом 7 поршни 4 и 5 перемещаются вверх, при этом объем рабочей полости 1 уменьшается, а объем газосборной полости 2 увеличивается. Газ из рабочей полости 1 перемещается через газопроницаемую мембрану 3 в газосборную полость 2. При резком увеличении усилия перемещения поршней 4 и 5, что соответствует полному вытеснению газа из рабочей полости 1, срабатывает предохранительное устройство 8. После чего измеряется объем газосборной полости 2 и давление в ней.

Технико-экономическая эффективность использования данного способа определения содержания свободного газа в жидкости и устройства для его реализации заключается в снижении трудоемкости процесса контроля пробы, технического обслуживания и ремонта устройства, исключения применения дополнительных реагентов в процессе контроля, возможности использования данного способа и устройства для его реализации для оперативного контроля при испытаниях узлов и агрегатов электрогидромеханических систем.

1. Способ определения содержания свободного газа в жидкости, включающий ввод пробы исследуемой жидкости через открытую запорную арматуру в тарированную по объему рабочую полость с поршнем, установленным в среднем положении рабочей полости, закрывание запорной арматуры, измерение объема и давления пробы, дегазацию пробы и определение содержания свободного газа в пробе, отличающийся тем, что увеличивают объем рабочей полости путем перемещения поршня, вытесняют из рабочей полости выделившийся в результате дегазации пробы газ через газопроницаемую мембрану в газосборную полость с поршнем, установленным в крайнем ближайшем к мембране положении, путем одновременного перемещения поршней рабочей и газосборных полостей, причем объем и давление газа в газосборной полости измеряют после достижения уровня жидкости в рабочей полости газопроницаемой мембраны.

2. Устройство для определения содержания свободного газа в жидкости, содержащее тарированную по объему рабочую полость с поршнем, тарированную по объему газосборную полость, соединенные между собой, мано-вакуумметрический измеритель давления газа, подсоединенный трубопроводом к газосборной полости, и запорную арматуру, отличающееся тем, что между рабочей полостью и газосборной полостью установлена газопроницаемая мембрана, при этом газосборная полость снабжена дополнительным поршнем, а само устройство - приводом перемещения поршней рабочей и газосборной полостей, причем оба поршня установлены с возможностью движения как отдельно, так и совместно, привод перемещения снабжен предохранительным устройством, установленным с возможностью блокировки движения поршня рабочей полости при достижении уровня жидкости пробы газопроницаемой мембраны.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений может быть использована в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности, в которых процесс протекает при высоком давлении и высокой температуре.

Изобретение относится к способам измерения количественного содержания растворенного газа, в частности сероводорода, в нефтепромысловой жидкости, находящейся под давлением в выкидной линии скважины, нефтесборном трубопроводе, емкостном оборудовании или водоводе.

Изобретение направлено на создание возможности определения скорости межфазного обмена кислорода и скоростей трех типов обмена кислорода с оксидными материалами.

Изобретение относится к физической химии и электрохимии твердых электролитов и может быть использовано для определения концентрации протонов в протон-проводящих оксидных материалах в атмосфере сухого водорода.

Изобретение относится к физической химии и электрохимии твердых электролитов и может быть использовано для определения химического коэффициента обмена и химического коэффициента диффузии кислорода в оксидных материалах со смешанной электронной и кислород-ионной проводимостью.

Изобретение относится к методам определения свойств микросфер и может быть использовано для измерения газосодержания в индивидуальных микросферах, изучения динамики истечения газа из микросфер и определения разброса давления в партии микросфер.

Изобретение относится к устройствам для определения количества газов в жидкости, которые, в частности, используются при прямых геохимических методах поисков нефти и газа.

Изобретение относится к способам измерения количественного содержания растворенного газа в нефтепромысловой жидкости и может быть использовано при поиске, добыче, подготовке и транспортировке нефти и воды.

Изобретение относится к лабораторной измерительной технике, более конкретно - к приборам и методам контроля природной среды, веществ, материалов и изделий, и может использоваться в пищевой промышленности.

Изобретение относится к области испытания материалов в условиях вакуума применительно к определению скорости обезгаживания испытуемых материалов. .

Изобретение относится к области методов и средств регулирования и контроля газовой среды и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. Предложен способ регулирования газовой среды в контейнере, содержащем горючее или токсичное газообразное вещество, включающий создание инертной атмосферы с использованием инертного газа, согласно изобретению в контейнере с газовой средой, снабженном вентилем для заполнения и опустошения. Согласно заявленному способу проводят измерение концентрации горючего или токсичного газообразного вещества. При установлении факта превышения концентрации горючего или токсичного газообразного вещества над его безопасным значением создают избыточное давление путем подачи через вентиль инертного газа. Закрывают вентиль, выдерживают контейнер с газовой средой в течение времени, достаточного для выравнивания концентраций газообразных веществ внутри контейнера, открывают вентиль и выпускают газовую смесь до момента выравнивания давления внутри контейнера и давления окружающей среды. Затем циклы создания избыточного давления газовой среды в контейнере, выдержки для выравнивания концентраций газообразных веществ внутри контейнера, выравнивания давления внутри контейнера и давления окружающей среды повторяют с кратностью, определяемой по следующей формуле: где n - количество повторений операции заполнения контейнера инертным газом; [св] - допустимая (безопасная) концентрация горючего или токсичного газа в контейнере; - концентрация горючего или токсичного газа в контейнере; ΔР - создаваемое в контейнере избыточное давление инертного газа; Р0 - начальное давление в контейнере. Технический результат - обеспечение максимально достоверного установления состояния исследуемой газовой среды и своевременное и оперативное предупреждение или предотвращение возникновения опасной ситуации. 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для оперативного контроля в технологии испытания электрогидромеханических систем и их агрегатов. Предложенный способ предусматривает вакуумирование пробы исследуемой жидкости, перемещение газа через газопроницаемую мембрану в газосборную полость с последующим измерением его объема и давления. Устройство определения содержания свободного газа в жидкости представляет собой систему двух взаимосвязанных полостей, разделенных газопроницаемой мембраной. Изменение объемов полостей достигается взаимоувязанным движением поршней. Расчет содержания свободного газа в жидкости производится по известным зависимостям. Технический результат - снижение трудоемкости процесса контроля пробы, технического обслуживания устройства, а также исключение применения дополнительных реагентов в процессе контроля. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх