Способ отбраковки бытовых баллонов перед их заполнением сжиженным газом

 

Способ относится к технике заполнения сосудов сжиженным газом, а именно к контролю количества жидкого остатка в сосудах перед их заполнением . Цель изобретения - снижение трудоемкости , повышение, производительности труда при контроле количества жидкого остатка. Способ отбраковки бытовых баллонов с недопустимым количеством жидкого остатка перед их заполнением сжиженным газом включает взвешивание баллона с остатком и пропускание на заполнение баллонов с допустимым остатком. Предварительно в баллоне создают колебания жидкости, одновременно со взвешиванием баллона с остатком измеряют перераспределение нагрузок на весовые измерительные средства, вычисляют наибольшее динамическое изменение этих нагрузок.и, если о.но превышает допустимое, запрещают заполнение баллона. Колебания жидкости в баллоне создают либо надвижением баллона на платформу весов с последующей резкой остановкой его, либо установкой баллона на платформу весов с поворотом в вертикальной плоскости. Наибольшее динамическое изменение нагрузки определяют по формуле ддкн, где /SQ taxci наибольшее и наименьшее значения разности нагрузок на весовые измерительные элементы. Связанные с различными точками платформы. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл. (Л со СП о 4;; NU О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ю °

ЬЮ

° Ф

ЪЮ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3947297/23-26 (22) 28.08.85 (46) 07.11.87. Бюл. N- 41 (72) В.А.Любарский (53) 621.59 {088.8) (56) Сборник руководящих указаний по использованию сжиженных углеводородных газов. — N.: Недра, 1984. (54) СПОСОБ ОТБРАКОВКИ БЫТОВЫХ БАЛЛОНОВ ПЕРЕД ИХ ЗАПОЛНЕНИЕМ СЖИЖЕННЫК

ГАЗОМ (57) Способ относится к технике за-. полнения сосудов сжиженным газом, а именно к контролю количества жидкого остатка в сосудах перед их заполнением. Цель изобретения — снижение трудоемкости, повышение.. производительности труда при контроле количества жидкого остатка. Способ отбраковки бытовых баллонов с недопустимым количеством жидкого остатка перед их заполнением сжиженным газом включает взвешивание баллона с остатком и про„„Я0„„1350446 А1 (д) 4 F 17 С 5/02, 7/02 пускание на заполнение баллонов с допустимым остатком. Предварительно в баллоне создают колебания жидкости, одновременно со взвешиванием баллона с остатком измеряют перераспределение нагрузок на весовые измерительные средства, вычисляют наибольшее динамическое изменение этих нагрузок.и, если оно превышает допустимое, запре- щают заполнение баллона. Колебания жидкости в баллоне создают либо надвижением баллона на платформу весов с последующей резкой остановкой его, либо установкой баллона на платформу весов с поворотом в вертикальной плоскости. Наибольшее динамическое изменение нагрузки определяют по формуле Р= макс („„, где Яма„с,.

٠— наибольшее и наименьшее знамиН чения разности нагрузок Q -Q на весовые измерительные элементы, связанные с различньпя точками платформы.

2 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.

1350446

Изобретение относится к технике заполнения баллонов сжиженным газом, а точнее к контролю количества жидкого остатка в баллонах с вертикальной осью и сферическим днищем по ГОСТ

18560-84 для бытового применения на

5,25 и 50 л перед их заполнением (далее — бытовые).

Целью изобретения является повыше- 10 ние производительности и снижение трудоемкости за счет исключения операции считывания значения массы баллона оператором.

Определение количества жидкого ос- 18 татка без считывания массы баллона позволяет высвободить оператора установки от неквалифицированного труда, а также благодаря одновременности взвешивания баллона и нахождения коли-20 честна жидкого остатка повысить производительность установки.

На фиг.1 — 3 изображены положения жидкости н баллоне в различные моменты времени; на фиг.4 — 6 — временные зависимости перемещения центра тяжести остатка, нагрузок на весовые измерительные элементы Q, и Ц соответственно.

По предлагаемому способу для отбраковки баллонов с недопустимым количеством жидкого остатка выполняют следующие операции. Подают баллон 1 (фиг.1) в вертикальном положении на платформу 2, и в баллоне 1 (фиг.1 — 3) перед измерением создают колебания жидкости 3 надвижением баллона на. платформу 2 весов по направлению стрелки А (фиг.1) с резкой остановкой 40 баллона за счет силы трения о платформу 2. При этих колебаниях свободная поверхность жидкости 3 (фиг,1 — 3) в некоторые моменты времени занимает крайние положения, изображенные на фиг.1 и 3, вызывая своим перемещением перераспределение нагрузок Q, и Q „ на весовые измерительные средства 4 и 5 соответственно, соединенные с различными точками платформы ?, а так- 50 же перемещение центра тяжести жидкости (ЦТж, фиг.1 — 3) на расстояние С„ и С от оси симметрии баллона. Зависимость этого перемещения от времени изображена на фиг.4, где по оси орди- 55 нат отложено перемещение С, а по абсцисс, — время t. Опытным путем установлено, что перемещение центра тяжести С,-Сг с достаточной степенью точности прямо пропорционально зависит от массы жидкого остатка.

Зависимость нагрузки на весовые измерительные средства от времени показана на фиг.5 и 6, где но оси ординат отложены нагрузки Q „ и Q, а по оси абсцисс — нремя t, Для определения массы баллона с остатком находят сумму нагрузок О +Q которая не за° 1 У висит от положения центра тяжести системы баллон — жидкость на платформе 2 весов, Одновременно с этим находят разность нагрузок до=Я,-, где и Я вЂ” нагрузки на весовые измериг тельные средства 4 и 5 (фиг.1) соответственно, Из полученного в ходе измерений множества значений д находят максимальное 3Q „ „, и минчмапьное

dQ и наибольшее изменение нагрузмин рав"ое П=0мн, Ч„„„, .которое прямо пропорционально зависит от перемещения центра тяжести С,-Сг (фиг,4).

Если D не превышает наибольшей допустимой величины D4 „, то баллон отправляют на заполнение, иначе его отправляют на слив. Величину Dz«определяют опытным путем для каждого вида баллонов и типа газовой смеси. Например, для баллонов типа БСЖГ 5-16 емкостью 5 л на макетном образце установки определено, что D,„=0,50 Н.

Примеры числовых значений для бытовых газовых баллонов на 5,27, 50 л по ГОСТУ, на которых проводят измерения, приведены в табл.1.

Ь

Расчеты проводят следующим обра- зом.

Баллон надвигается на платформу весов со скоростью 1=0,6 м/с, остананливается под действием трения о платформу. При таких условиях жидкий остаток поднимается на высоту R = г

=V / =0,018 м, чему соответствует смещение, определяемое профилем дна баллона. Не учитывая потерь на трение, получают величины dQ „,и М соответственно. Находят D и, сравнивая с D pa,, принимают решение, куда направить баллон. Значения примеров 7 и 8, приведенные в табл.1, определяют с помощью установки реализующей предлагаемый способ. В случае, когда н баллоне находится 40 г остатка (табл.1), нагрузки Q, и Яг равны l5,63 Ни 13,78 Н со. ответственно, в противоположном крайнем положении нагрузки равны 15 86 Н и

13,62 Н. Тогда gQ»„, =2,24 Н и zQ „,,,р

1350446

=13,62 Н. Так как 0,49 с 0,50, то баллон можно заполнять °

Величину D „,р можно определить как теоретически, так и прямым измерением. Покажем сначала теоретическое оп5 ределение D„„„

Пусть баллон находится на платформе весов, и в данный момент времени жидкость занимает крайнее положение 1 (фиг.2). Так как баллон покоится, то записывают следующие уравнения моментов сил, действующих в системе, В системе действуют сила тяжести тп8, приложенная к центру тяжести жидкости; масса m жидкого остатка; сила тяжести Mg, приложенная к центру тяжести баллона;. масса M баллона; силы реакции Q,,Q, приложенные к весовым измерительным элементам 5 и 6 соответственно. Запишем уравнения моментов относительно точек приложения силQ иQ2 о носительно (E

Z5

Q1<=m(— 2 -4)+MgР относительно (, отсюда

0,„=4тщ-, С (21=шК(+C) +Ng 7 2 с

30 где 1 — расстояние между весовыми измерительными элементами;

С вЂ” смещение центра тяжести жид-. кости;

1„,2 — расстояние от центра тяжести

35 баллона до весовых измерительных элементов 5 и 6 соответственно; — ускорение свободного падения.

Тогда

45

55 Для пояснения множества значений и Q2, которые замеряются, процесс изменейия нагрузок Q u Q при пустом баллоне и при наличии в нем жидкого остатка следующий.

 — -С

2 0, Q =m — — + а — р Э

2 С У

Ð

Q а 2 — -+Mg

2 Р

Находит разность DQ:

-2I Г 8-Р, >>Q=Q,-Q,2.==а — У- + Ng—

В другом крайнем положении (фиг,4, f обозначено пунктиром) нагрузки Q, и 02 равны (если не учитывать потерь энергии):

Р

2 Д, Q =mg — —. - + Ng2

Q =mg — — + Mg-

2С Р,-К йЯ =тпд-- + Mg

Р P

Если указанные положения жидкости — максимальные отклонения от оси симметрии баллона, то gQ =dQ „, „, дЯ=йЧ„,„, а отсюда получаем, что D=

С

4тп8

Таким образом, величина D не зависит от положения баллона на платформе, что подтверждается и измеренпями на установке.

Так как в баллон налито максимально допустимое количество остатка, то полученное D равно Р „ для данного типа баллонов. Следовательно, величину DA „ оценивают по формуле где ш — максимально допустимая масса остатка, кг; — ускорение свободного падения, м/с2 3

С вЂ” смещение центра тяжести жидкости м — расстояние между весовыми измерительными элементами, Для баллонов БСЖГ-5-16 m=0,042 кг, С=0,065 м, расстояние между весовыми средствами 1=0,16 м, g=9,81 м/с, тогда получаем D,, ==0,52 Н. Однако эта оценка несколько завьппена из-за того, что при выводе формулы не учитываются потери энергии на трение в жидкости и между стенками и жидкостью.

В реальных условиях нет необходимости в теоретическом определении

В „, поэтому его.определяют экспериментально.

В баллон наливают наибольшее допустимое количество остатка (2X от массы сжиженного газа в заполненном баллоне) и по показаниям установки определяют значение

Däù . Для баллонов типа БСЖГ-5-16 наибольший допустимый остаток 42 г, D öä=

=0,50 Н.

Теоретические и практические значения D „и для разных баллонов приведены в табл.2, 1350446

При надвижении на платформу 2 баллая 1 (фиг,1), двигаясь по стрелке А, проходит вначале над весовым измерительным средством 5, при этом нагрузка Ц возрастает, достигая веса баллона, затем нагрузка Я уменьшается, а Q увеличивается. К моменту оста1 новки баллона его вес примерно поровну распределяется между весовыми средствами 4 и 5. Остановка баллона сопровождается некоторым дребезгом (вибрацией), искажающим показания весовых средств, поэтому измерения проводят через 0,5-1 с, после остановки баллона, когда вибрации платформы 2 и баллона 1 затухнут. Если баллон пуст, то после прекращения вибраций устанавливается статическое распределение веса баллона между весовыми средствами 5 и 6 (фиг,3), и их выходные сигналы Q и Я г при существующей технике заполнения баллонов суммируются для определения веса баллона

Если баллон содержит жидкий остаток, то после затухания вибраций продолжаются возникшие при остановке баллона свободные колебания жидкости, вызывающие динамические изменения нагрузок Q u Q (фиг,4).

Время измерения этих нагрузок ограничено интервалом и -1 „,когда вибрации конструкции эатухлй, а колебания сохраняют еще достаточную амплитуду. Для баллонов типа БСЖГР5-16

2с. По наблюдениям наиболее удобным является второй период колебаний, в течение которого нагрузки

Q „ и Я принимают наибол;ьшее и наименьшее значения, причеьь Q " " соотМuН

1 ветствует Я и наоборот.

Измеряемйй параметр — динамическое изменение нагрузки, характеризуется величиной D = Щ -A Q «<„°

Эта величина (D) может быть измерена различными методами, например многократным (8-10 раз за период колебаний) и равномерно распределенным.по времени (квантованным) измерениям и Q, выбором среди них наибольших и йаименьших и получением значения Э по указанной формуле. Тот же е результат можно получить путем квантования по уровням и фиксации максимальных и минимальных значений. Та5 ким образом, выбор числа измерений определяется не описываемым способом, а применяемой аппаратурой., Важно лишь, чтобы погрешность определения не была меньше точности, установленной ГОСТом для измерений масс пятилитровых баллонов 20 r. формулаизобретения

1. Способ отбраковки бьгговых баллонов перед их заполнением сжиженным газом, включающий взвешивание баллона с жидким остатком и определение его соответствия норме с последующей подачей на заполнение или запрещением

его отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения трудоемкости за счет исключения операции считывания значения массы баллона оператором, предварительно в баллоне создают колебания жидкого остатка, при взвешивании осуществляют измерение нагрузки на весовые измерительные ..средства и

Зб.находят их наибольшее изменение, определение соответствия количества жидкого остатка норме проводят путем сравнения найденного наибольшего изменения нагрузки с допустимым.

2 ° Способ по п.1, о т л и ч а ю—

35 щ и и с я тем, что колебания жидкого остатка создают путем надвижения баллона на платформу весовых измерительных средств вдоль горизонтальной линии с последующей остановкой баллона или поворотом баллона на платформе весовых измерительных средств в вертикальной плоскости, 3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и—

45 ч а ю шийся тем, что находят д = 1- г, rpe Q, и Q - нагрузки н весовые измерительные средства в различных точках платформы, выбирают иэ них максимальное dQ „ „и минимальное

„ значения и определяют наибольшее изменение нагрузки, равное

"Q мыка - Ч мин °

1350446

I х

0 и

ccl

С4 с6

cd !

С

О Х

I

1 х х

Э

Н й

° I х о о

СГ л ь с»с

Щ л

iО f00

iО ICh н л

afn

О!О ам

° В о!о

СЧ1

C01н л О!л

Ch1л б 1 О н л

ofo

° I а

Ю ух . о 7 а !00

M I c»f

° I »I с Ъ10

С !СЧ

00 I c»f

° 4 ° I

- I c»f

СО !СО

С 1 М1

В! A

- 1 со

» — 1

Л1< л!н

- I cV л1сч

С»! 1

° л

С 1О

» !»

W IM

О1Е н в О!С»! !»» lC0 lp

С"Ъ Л C»f! Л

Н а е! в

c»f Ic»f c»f 1сч

0.х

6 ю»»

Т" с

Щ о

Ю о м о л о

° I о л о!

С . х о хи .

Х I cd X

Э &

OcdV хесе

cd" I

1- о у

Б Э О са х сСО о л о

СО о л о

СО о л ь

l cd Е» и ь

1 и Е

cd V

Х о

О1Е

W IW ою н ою о ь

° I ь л

И 4

cd .Х -!С» IW н юю

cv I<

С 1СЧ н л

ofo

»л сл

P lcV o!

ofo

° 4 в о!о

1 Э

1 Ef

1 Э Э

1 Е о о л

Ю с01Л о1ою н в ою

О!О с !»о!о н о!о ф 94 х 1 х О

° I о О

СЧ

° I ь О л о

v л

° \

С»! с и

° I л 1» о

LC I

С4 с»)

OO

1 cd

1 а!О л 1 со

С ) 1 3 г ! х

Ц

Э 1 -

l I 1

Э 1-О I cd ц < f. "x f- o

cD Э Е A Х Е

ZyVcdООХ х

Э

Р !С

0 V

Э Э

Э! х

cdl P!

Х1 g

С1 Х оl o.

Ll

cd!

Crl I

Э!

gI э1х х! х

Ц1 g

01ц

И1

cd f

Сс) 1

Эl х! х!

Эl Х

ХI Х

Ц1 g о!о

1!

cd I

С11

Э! х! х1 э1 х

L I Х

fl Ц

0fO

LI

cd I

C0 I

1 х х!

1

1

1

I !

1350446

Таблица2

0,50

0,52

О, 042

3,,81

0,23 б,97

0,42

Составитель Г. Ольшанская

Техред И.Попович

Корректор О.Кравцова

Редактор Н.Гунько

Заказ 524б/37 Тираж 453

ВНИИПИ Государственного ком тета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

С

Емкость баллона, л

Допустимый остаток, кг

D„ теоретическое, Н

Паол практическое, Н