Весовое расходное устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ

@0403 Сюветсеа

Соцналистннесни» республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 04. 04. 77 (21) 2470784/18 — 10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Я (511 М. Кл.

G 01 G 17/04

G 0I F 25/ОО

Гащдвретавваый ивмитвт

СССР пе дамам изабрвттиа1 а втарытмй

0публиковано 25. 06. 79. Бюллетень №23

Бата опубликования описания 25. 06. 79 (53) УДК 681. 269 (088.8) (72) Автор изобретения

Г. М. Козлов

P3) Заявитель (54) ВЕСОВОЕ РАСХОДНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к оборудоваяпо 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 силоизмерительное устройство, со-. держащее уравновешенную балку, подвешенную на гибких элементах, систему определения положения, соединенную с названной балкой, для выработки сигнала положения, который характеризует отклонение уравновеа ениой балки от положения равновесия, систему для возвращения балки в какое — либо положение в зависимости от сигнала положения, которая вырабатывает уравновешивающую силу (1).

На более близким к изобретению по технической сущности является весовой расходный резервуар,: содержащий упругие отводящие и подводящие трубопроводы, с одной стороны закрепленные иа стойке неподвижного основания и ограничеиные с другой стороны траверсой с рычагами, на одном иэ которых расположен весовой расходный резервуар, а другой рычаг электрически связан с датчиком силы, и градуировочное приспособление (2). Траверса с рычагами может смещаться вдоль оси трубопроводов из — эа изменения линейных размеров трубопроводов лод действием температуры, давления и т.п., а в вертикальной плоскости нэ — за разной величины и . менения 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 киже центра траверсы, сжаты лод действием пары сил и вертикальной -èëû,,прот% порциональных силе тяжести массы расходного резервуара и жидкости в нем.

Наличие смещений траверсы с рьяагами под действием перечисленных факторов приводит к изменению положения рычага и, следовательно, 20 к изменению выходного сигнала с датчика силы, что уменьшает точность измерений. Колебания системы также являются источником ошибок, искажающих сигнал с датчика силы.

669208

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Это достигается тем, что весовое расходное устройство дополнительно снабжено стойкой на нетюдвижном основании с упругнмн отводящими и подводящими трубопроводами, закрепленными на траверсе симметрично основным трубопроводам, а рычаг траверсы с весовым расходным резервуаром снабжен противовесом н демпфером.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства, вид сбоку, на фиг.2— то же, вид сверху.

Весовое .расходное устройство содержит упругие подводящие и отводящие трубопроводы

1, 2 и 3, с одной стороны закрепленные на стойке 4 неподвижного основания 5 и ограниченные с другой стороны траверсой 6, снабженной рычагами 7 и 8. Рычаг 7 электрически связан с датчиком. 9 силы. Траверса 6 со стороны, противоположной имеющимся трубопроводам 1, 2 и 3, снабжена равными по жесткости и соосио расположенными с ними упругими подводящими и отводящими трубопроводами 10, 11 и 12, концы которых с осевым натяжением и пределах упругой деформации трубопроводов 1 — 3 и 10—

12 закреплены на стойке 13 с противоположной стороны ненодвижного основания 5. Рычаг 8 снаб. жен переходником 14 для монтажа в ориентированном положении весового расходного резервуара 15 и противоположным относительно.оси рас- -"О положения упругих трубопроводов 1 — 3 и 10 — 12 плечом 16 с подвижным противовесом 17. Рычаг

8 своим плечом 16, кинематически взаимодействует с гидравлическим демпфером 18 и градуировочиым приспособлением 19. Концы трубо- 35 проводов 1 — 3 и трубопроводов 10 -12 снабжены штуцерами на стойках 4 и 13 станины 5 дли подсоединения стендовых магистралей, заправоч" ных и сливных емкостей (на чертеже не пока33HM), а BR траверсе 6 дпя подсоедтшенни КоН- "О цов разводящих трубопроводов 20-25, другие концы которых подсоединены без трения о неподвижные элементы устройства к соответствующим входным и выходным штуцерам весового расходного резервуара 15. Жесткое крепление трубопроводов 1 — 3 и 10 — 12 к стойкам 4 и 13 станины 5 и траверсе,б прОизвОдят, например, посредством сварки. Градуировочное приснособление 19 монтируют хаким Образом, чтобы его плечо на рычаге 16 было бы равно расстоянию от оси вращении траверсы дь проекции центра тяжести весового расходного резервуара на рычаге 8. Переходник 14 Обеспечивает ориентацию весОНОгО расходногО резервуара на рычаге 8.

Разводящие трубопроаоды 29-25 могут бып жесткими и гибкими, а также любой формы, так как сипы реакции, возникакицие в этих трубопроводах нри их дефОрмациях 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 перемещении, магнитно взаимодействующий с рычагом 7, выполненным нэ магнитомягкой стали. Возможно применение другого преобразователя силы, например вибрационио — частотного датчика силы, механически взаимодействующего с рычагом 7. Осевое натяжение упругих трубопроводов 1-3 и 10 — 12 способствует созданию одинакового напряженного .состоянии трубопроводов, а также компенсиру-. ет нх удлинения под действием внутренних давлений и положительных температур. Предельные значения величины давления и температуры определяют расчетным или экспериментальным путем так, чтобы приращение длины трубопроводов от их действии не превышали приращения длины от осевого натяжения трубопроводов.

Уменьшение длины трубопроводов под действием низких темпаратур либо частично компенсируется их удлинением под действием внутреннего давления, либо способствует большему осевому натяжению трубопроводов. Гидравлический демпфер 18 устанавливают иа макснмалыв воэ можном расстоянии от оси расположения трубопроводов. Площадь демпфера подбирают экспериментально так, чтобы выходной сигнал датчика

9 не имел амплитудных колебаний и чтобы при этом не увеличить инерционность подвижных элементов устройства.

Весовое расходное устройство работает сле-. дующим образом. ,Цо монтажа весового расходного резервуара

15 противовес 17 сдвигают s правое положение, прп котором его центр тяжести проходит .через ось расположении трубопроводов. С помощью градуировочного приспособления 19 нроиэводит предварительное нагружение плеча 16 гирями, создающими момент относительно оси расположения трубопроводов, например против часовой стрелки, на 10 — 20% больший момента от силы тяжести известной массы собственно весового расходного резервуара 15. Выходной сигнал с датчика силы 9 компенсируют с помощью вторичной аппаратуры, после чего снимают нагрузку с плеча 16. Производят монтаж весового расходного резервуара 15 и присоединение к нему

1изводящих трубопроводов 20 — 25, Подают жидкость на термостатирование весового расходного резервуара и аго агрегатов из стендовых магистралей и ативную емкость, например„но трубопроводам 1, 20, 23 и 10 и трубопроводам 3, 21, 24 и 12. Хермостатирование источника силы и его агрегатов производят дли поддержания заданной температуры жидкости в расходном резервубб92ОЗ

5 аре. Заполняют полости трубопроводов 2 н 22 н трубопроводов 11 и 25 из заправочных емкостей до входа в весовой расходный резервуар жидкостью, массовый расход которой определяют.

При этом весовой расходный резервуар снабжен пуско — отсечными клапанами (на чертеже не по-. казаны}. При необходимости трубопроводы, па- пример 3, 21 и !2, 24 используют для заправки весового расходного резервуара 15 рабочей жидкостью. В этом случае полости этих трубопроводов заполняют рабочей жидкостью до пуско--отсечных клапанов, расположенных в весовом расходном резервуаре. После этого вновь устанавливают выходной сигнал с датчика 9 силы на "0" с помощью противовеса 17 путем его перемеще. ,ння влево от осн расположения трубопроводов..

Этим достигается сохранение постоянной принятой величины момента относительно оси расположения трубопроводов независимо от массы весового расходного резервуара. 20

После проведения подготовки весового расходного устройства производят градуировку датчика 9 силы. Для этого на плечо 16 устанавливают гири извест юй массы с помощью градуировочного приспособления 19, При этом рабочие участки трубопроводов 1 — 3 и трубопроводов 1Π— 12 упруго деформируются. Величина этой деформами пропорциональна величине силы тяжести массы гирь, действующих на плечо 16. Рычаг 7 электрически илн механически взаимодействует с датчиком 9 силы, который вырабатыв"-: ет соответствующие выходные сигналы, Для поверки расходомеров испытательный участок с поверяемым расходомером н сливной емкостью (на чертеже не ноказаны) монтируют, 3S например, к штуцеру трубопровода 2 на стойке

4 станины 5. Производят подготовку к испытаниям и градуировку устройства по изложенной вьппе методике. После этого нагружают плеча

16 гирями градуировочного приспособления 19 40 и регистрируют значение выходного сигнала с датчика 9 силы. Заполняют емкость расходного резервуара вытесняющим газом при рабочем давлении от стендовых магистралей, например, по трубопроводам 11 и 25 и регистрируют значе- л5 ние выходного сигнала с датчика 9 силы, тем самым определяют конечную массу или подьемную силу (в случае црименения легких газов при низких давлениях) вытесняющего газа при полном опорожнении жидкости расходного ре- 5О зервуара. Сбрасывают давление вытесняющего газа из расходного резерву.ра. Производят заправку расходного резервуара рабочей жидкостью нэ заправочной емкости (на чертеже не показана), например, по трубопроводам 3, 21 и 12, 24. s5 до значения выходного сигнала с датчика 9 силы, принятого за ноль. Подают рабочее давление вытесняющего газа в расходный резервуар, иаприб мер, по трубопроводам 11, 25 и при необходимости определяют начальную массу или подъемную силу вытесняющего газа в расходном резервуаре. Дополнительным перемещением противовеса 17 восстанавливают выходной сигнал с датчика 9 силы до значения, принятого за ноль.

В результате этого начальную массу или подъемную силу вытесняющего газа принимают равной нулю. Открьаают вентиль на испытательном участке н рабочая жидкость нз расходного резервуара, например, по трубопроводам 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 уменьша.ется создаваемый этой силой относительно осн расположения трубопроводов момент, действующий по часовой стрелке. Сила тяжести массы гирь градуировочного приспособления н соответственно создаваемый ею относительно оси расположения трубопроводов момент, действующий против часовой стрелки, остаются постоянными.

Рабочие участки трубопроводов 1 — 3 н трубопроводов 10 — 12 упруго деформируются под действием разности названных моментов. По изменению выходного сигнала с датчика 9 силы за фиксированный промежуток времени определяют массовый расход рабочей жидкости с учетом поправки на изменение массы вытесняющего газа н сравнивают с показанием выходного сигнала поверяемого расходомера. Поправку на изменение массы вытесняющего газа определяют по значепияг начальной массы (например, равной нулю} и конечной массы вытесняняцего газа и распределению ее при нспьпании по линейному закону.

В случае использования устройства в качестве массового расходомера испытательный участок отсутствует, а трубопровод 2 подсоединяют к потребителю рабочей среды. Аналогично устройство используют также для дозированной заправки разли шых емкостей, Формула изобретения

Весовое расходное устройство, содержащее упругие отводящие и подводяшие трубопроводы, с одной стороны закрепленные на стойке неподвижного основания и ограниченные с другой стороны граверсой с рычагами, на одном нз которых расположен весовой расходный резервуар, а другой рычаг электрически связан с датчиком силы, и градуировочное приспособление, отличающееся тем, что, с целью повышения точнос ти измерения, оно дополнительно снабжено стойкой на неподвижном основании с упругими отводящими и подводящими трубопроводами, закрепленными на траверсе симметрично основным трубопроводам, а рычаг траверсы с весовым рас669208

Составитель Л. Карпухина

Техред О.Андрейко Корректор Г. Базарова

Редактор Т. Клюкина

Тираж 765 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3646/32

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7.. ходным резервуаром снабжен противовесом и демпфером.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США и 3599480, кл. 73 — !17, 1971. б

2. Авторское свидетельство СССР М 524080, кл. 6 01 F 25/ОО, 1975. д