Аппарат для определения температуры вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле

Изобретение относится к измерительной технике. Аппарат для определения температуры вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле содержит установленные на основании аппарата съемный тигель с электронагревателем, выполненный с возможностью закрытия его крышкой, а также многофункциональную головку, включающую приводы мешалки и поворотной заслонки. Многофункциональная головка закреплена на поворотном кронштейне, шарнирно соединенном с основанием аппарата, и на этом же кронштейне в составе головки закреплена крышка тигля вместе с датчиками и устройством зажигания. Технический результат - повышение точности измерений. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области физико-химических измерений и может быть использовано при испытаниях нефтепродуктов на температуру вспышки в закрытом тигле в местах их производства, хранения и сбыта.

Метод определения температуры вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле регламентирован стандартом [1]. Известен аппарат ТВЗ (ТВ-1) [2], разработанный на основе этого стандарта. Это механический аппарат с ручным управлением, содержащий тигель с крышкой и шторкой, электронагреватель тигля с ручным управлением и мешалку с электродвигателем, а также фитильную горелку для воспламенения паров испытуемого нефтепродукта. Температура вспышки измеряется ртутным термометром, находящимся в испытуемом образце нефтепродукта внутри тигля.

Образец нефтепродукта во время испытаний перемешивается мешалкой, вращаемой электродвигателем со скоростью 120 об/мин [1] для его равномерного прогрева. Скорость нагрева образца регулируется оператором увеличением мощности нагревателя тигля по заданному закону [1]. При достижении определенной температуры [1] оператор открывает шторку поворотом ручки, механически связанной со шторкой и с фитильной горелкой, предварительно зажженной, которая оказывается в контакте с парами нефтепродукта. Если в тигле над поверхностью испытуемого нефтепродукта создались условия возгорания паров от открытого пламени фитильной горелки (достигнута концентрация свободных радикалов в парах при определенных значениях температуры и давления), то происходит вспышка, зрительно фиксируемая оператором. При этом оператором отмечается значение температуры по показанию термометра.

Недостатком этого аппарата является ручное управление, длительность измерительного цикла и низкая точность определения температуры вспышки из-за субъективности ее оценки.

Наиболее близким прототипом заявляемому аппарату является устройство для автоматизированного испытания температуры вспышки [3]. Это устройство содержит съемный тигель с электронагревателем, выполненный с возможностью закрытия его крышкой, имеющей окно с поворотной заслонкой. Кроме того, тигель выполнен с возможностью оборудования его мешалкой, температурным датчиком и индикатором температуры вспышки, а также он выполнен с возможностью взаимодействия его с многофункциональной головкой, включающей приводы мешалки и поворотной заслонки, а также устройство зажигания.

Недостатком этого устройства является громоздкость электрических приводов, сопровождаемых сложными механическими связями и электрическими схемами, последние, в свою очередь, требуют защиты полезных сигналов от помех.

Основной проблемой, решаемой в предлагаемом изобретении, является упрощение механических связей и электрического привода.

Техническим результатом, достигаемым при решении этой задачи, является упрощение кинематических и электрических схем, повышение помехоустойчивости и, в конечном итоге, повышение точности измерений при значительном сокращении длительности измерительного цикла.

Этот технический результат достигается тем, что аппарат для определения температуры вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле содержит установленный на основании аппарата съемный тигель с электронагревателем, выполненный с возможностью закрытия его крышкой, которая имеет окно с поворотной заслонкой и оборудована мешалкой, датчиками температуры нефтепродукта и температуры вспышки, а также установленную на этом же основании многофункциональную головку, включающую приводы мешалки и поворотной заслонки, а также устройство зажигания. При этом многофункциональная головка закреплена на поворотном кронштейне, шарнирно соединенном с основанием аппарата, и на этом же кронштейне в составе головки закреплена крышка тигля вместе с датчиками и устройством зажигания.

Кроме того, привод мешалки на многофункциональной головке совмещен с приводом поворотной заслонки посредством одного шагового реверсивного электродвигателя, вал которого с закрепленной на нем мешалкой связан при помощи обгонной муфты с поворотной заслонкой на крышке тигля.

Причем устройство зажигания выполнено в виде бензиновой горелки, содержащей поворотное сопло, установленное шарнирно на крышке тигля, взаимодействующее посредством рычажной передачи с поворотной заслонкой и соединенное шлангом с испарителем, закрепленным на основании и снабженным электрокомпрессором.

Кроме того, электронагреватель закреплен на внешней поверхности съемного тигля, под которым на основании установлен поворотный электроразъем и вентилятор.

Предлагаемая конструкция аппарата для определения температуры вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле позволяет устранить отмеченные недостатки, освободиться от громоздких механических и электрических разъемов, в большей степени автоматизировать измерительный процесс и исключить субъективное влияние оператора в определении температуры вспышки.

Устройство аппарата показано на чертеже.

На основании 1 аппарата установлен съемный тигель 2 с электронагревателем 3 и вентилятором 4, связанными с электропитанием поворотным электроразъемом 5. Многофункциональная головка 6 смонтирована на поворотном кронштейне 7, установленном посредством шарнира 8 на основании 1. Многофункциональная головка 6 включает установленные на кронштейне 7 крышку 9 с окном 10 и с поворотной заслонкой 11, а также шаговый реверсивный электродвигатель 12, на валу 13 которого закреплены мешалки 14. Вал 13 посредством обгонной муфты 15 связан с поворотной заслонкой 11. На крышке 9 закреплены датчики электронного термометра 16, регистратора вспышки 17, и установлено на шарнире 18 поворотное сопло 19 устройства зажигания, связанное шлангом 20 с испарителем бензина 21, который установлен на основании 1 и соединен с компрессором 22. Сопло 19 связано посредством рычажной передачи с заслонкой 11 и взаимодействует с электронакальным элементом 23, закрепленным на кронштейне 7. На основании 1 установлен блок управления 24 с буквенно-цифровым индикатором 25 и клавиатурой 26.

Аппарат работает следующим образом.

При включении шагового электродвигателя 12 в режиме перемешивания образца нефтепродукта в тигле 2 из блока управления 24 в двигатель поступают сигналы с определенной частотой для обеспечения вращения мешалки 14 с заданной скоростью 120 об/мин (обусловленной стандартом [1]) и включается электронагреватель 3 тигля 2. При достижении температуры испытуемого образца нефтепродукта примерно на 17 град. ниже ожидаемой температуры вспышки из блока управления 24 поступает через каждые 1-2 градуса повышения температуры команда на реверсивное вращение электродвигателя 12. При этом в начале поворота вала 13 в обратном направлении включается обгонная муфта 15 и начинается поворот заслонки 11, которая открывает окно 10. Одновременно с поворотом заслонки 11 включается компрессор 22 и электронакальный элемент 23. Пары бензина из испарителя 21 поступают по шлангу 20 в сопло 19 и вспыхивают при выходе из сопла под воздействием электронакального элемента 23. В конце поворота заслонки 11 в открывшееся окно 10 при помощи рычажной передачи (на чертеже не показаной) опускается при повороте вокруг шарнира 18 сопло 19 с пламенем на конце.

Если в это время в тигле 2 над поверхностью испытуемого нефтепродукта создаются условия для воспламенения его паров открытым пламенем на конце сопла 19, то произойдет вспышка этих паров, которая зафиксируется датчиком вспышки 16 в блоке управления 24. Текущее значение температуры образца нефтепродукта регистрируется с помощью датчика температуры 15 электронным термометром измерительной схемы в блоке 24. Нагрев образца нефтепродукта в тигле 5 осуществляется электронагревателем 3, расположенным на наружной поверхности тигля 2. Скоростью нагрева тигля 2 и самого нефтепродукта управляет процессор блока управления 24 посредством снижения или увеличения тока через электронагреватель и включением и выключением вентилятора 4.

Если после контакта с открытым пламенем в тигле 2 вспышки не произошло, блок управления 24 вновь реверсирует двигатель 12 для работы в режиме мешалки и выключает компрессор 22, при этом гаснет пламя на кончике сопла, заслонка 11 под действием пружины (на чертеже не показанной) поворачивается, закрывает окно 10 и возвращает сопло в исходное положение, а электронагреватель 3 повышает температуру нефтепродукта в тигле 2 до температуры следующего шага измерений.

Установка многофункциональной головки 6 на поворотном кронштейне 7 и включение в ее состав крышки 9 тигля с заслонкой 11 и датчиками 15, 16 позволяет соединить все эти элементы с тиглем 2 и блоком управления 24 без применения механических и электрических разъемов, что повышает надежность всей конструкции в целом.

Совмещение функций привода мешалки 14 и поворотной заслонки 11 с использованием обгонной муфты 15 при помощи одного шагового реверсивного двигателя 12 позволяет повысить надежность работы этого узла, упростить его конструкцию и обеспечить синхронизацию измерительного процесса в автоматическом режиме.

Устройство зажигания в виде бензиновой горелки не противоречит требованиям стандарта [1], но по сравнению с газовым, фитильным или электроискровым устройством позволяет полностью автоматизировать процессы зажигания и тушения открытого пламени без использования сложной газовой аппаратуры или высоких напряжений. Последнее избавляет измерительную схему и процессор блока управления от помех и сбоев, что повышает надежность аппарата и точность измерений.

Совместная работа нагревателя 3 и вентилятора 4, управляемая процессором блока управления 24, позволяет в автоматическом режиме выходить на требуемый [1] режим скорости нагрева нефтепродукта, что приводит к повышению скорости испытаний и точности определения температуры вспышки.

Источники информации

1. ГОСТ 6356-75 Нефтепродукты. Метод определения температуры вспышки в закрытом тигле.

2. Аппарат для определения температуры вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле. Руководство по эксплуатации аппарата ТВЗ. Белгород.: НПО "Нефтехимавтоматика". Белгородский опытный завод, 1993 г.

3. Патент РФ №2166189, М.кл. 7 G 01 N 25/52, 1997 г. (прототип).

1. Аппарат для определения температуры вспышки нефтепродуктов в закрытом тигле, содержащий установленные на основании аппарата съемный тигель с электронагревателем, выполненный с возможностью закрытия его крышкой, имеющей окно с поворотной заслонкой и оборудованной мешалкой, датчиками температуры нефтепродукта и температуры вспышки, а также многофункциональную головку, включающую приводы мешалки и поворотной заслонки, а также устройство зажигания, отличающийся тем, что многофункциональная головка закреплена на поворотном кронштейне, шарнирно соединенном с основанием аппарата, и на этом же кронштейне в составе головки закреплена крышка тигля вместе с датчиками и устройством зажигания.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что привод мешалки на многофункциональной головке совмещен с приводом поворотной заслонки посредством одного шагового реверсивного электродвигателя, вал которого с закрепленной на нем мешалкой связан при помощи обгонной муфты с поворотной заслонкой, дополнительно связанной с крышкой тигля упругой связью.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что устройство зажигания выполнено в виде бензиновой горелки, содержащей поворотное сопло, установленное шарнирно на крышке тигля, взаимодействующее посредством рычажной передачи с поворотной заслонкой и соединенное шлангом с испарителем, закрепленным на основании и снабженным электрокомпрессором.

4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что электронагреватель закреплен на внешней поверхности съемного тигля, под которым на основании установлен поворотный электроразъем и вентилятор.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к противопожарной технике летательных аппаратов и может быть использовано в космической технике, в частности для проведения исследования предельной для горения скорости газового потока с целью построения систем пожарной безопасности в замкнутых объемах.

Изобретение относится к устройствам для исследования органических жидкостей. .

Изобретение относится к противопожарной технике летательных аппаратов и может быть использовано в космической технике. .

Изобретение относится к технике измерения температур и может быть использовано при создании устройств для сжигания газов. .

Изобретение относится к противопожарной технике летательных аппаратов и может быть использовано в космической технике, в частности, для исследования предельной для горения скорости газового потока с целью построения систем пожарной безопасности в замкнутых объемах.

Изобретение относится к области противопожарной техники летательных аппаратов и может быть использовано в космической технике, в частности для исследования предельной для горения скорости газового потока с целью построения систем пожарной безопасности в замкнутых объемах.

Изобретение относится к области испытания материалов

Изобретение относится к области испытания материалов

Изобретение относится к области контроля свойств углеводородов и касается способа определения температуры вспышки в закрытом тигле нефтяных масляных фракций. Способ включает в себя определения цветовой характеристики координаты красного цвета, линейно коррелирующей с температурой вспышки в закрытом тигле. Координата красного цвета RsRGB определяется в колориметрической системе sRGB в растровом графическом редакторе по фотоизображению нефтяной масляной фракции, помещенной в прозрачную кювету и освещенной люминесцентной лампой. Температура определяется по формуле Т=278-0,6678⋅RsRGB, где Т - температура вспышки в закрытом тигле, °С; RsRGB - координата красного цвета в колориметрической системе sRGB, определяемая по фотоизображению нефтяной масляной фракции; 278 - постоянный коэффициент, равный 278°С; 0,6678 - постоянный коэффициент, равный 0,6678°С. Технический результат заключается в упрощении способа измерений. 1 табл.

Изобретение относится к области испытания материалов с помощью нагрева, в частности к технологии определения температуры вспышки смазочных масел без применения поджога паров, и может быть использовано при оценке эксплуатационных характеристик товарных и работающих смазочных масел. Согласно заявленному решению пробы смазочного масла постоянной массы термостатируют при атмосферном давлении без перемешивания, минимум при двух температурах ниже температуры вспышки в течение времени, обеспечивающего испарение установленной минимальной массы смазочного масла. При этом через равные промежутки времени испытания термостатированную пробу взвешивают и определяют массу испарившегося смазочного масла. Термостатирование продолжают до установленной массы испарившегося смазочного масла при каждой температуре. Строят графические зависимости массы испарившегося смазочного масла от времени и температуры термостатирования, по которым определяют время достижения установленного значения массы испарившегося смазочного масла при двух температурах. Расчетным методом определяют время достижения установленного значения массы испарившегося смазочного масла при температурах выше принятых. Определяют десятичные логарифмы времени достижения принятых значений массы испарившегося смазочного масла, строят графическую зависимость десятичных логарифмов времени достижения установленной массы испарившегося смазочного масла от температурного диапазона термостатирования, а температуры вспышки определяют по пересечению вышеуказанной зависимости с осью абсцисс. Технический результат - повышение точности определения температуры вспышки. 3 ил., 2 табл.
Наверх