Устройство для измерения расхода газа в кольцевом канале между стенками калиброванного участка трубопровода и поршнем поршневой расходомерной установки

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублии

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

"1773443 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

3)M „э (22) Заявлено 30. 03. 79 (21) 2745946/18

G 01 F 25/00 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет—

Государстаеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 2 31 08 О. Бюллетень М

Дата опубликования описания 231 Q8Q

3) УДК 53.089.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Билоус, И.С. Бродин и Г. С. Винничук (71) Заявитель

Ивано-Франковский институт нефти и газа (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА

ГАЗА В КОЛЬЦЕВОМ КАНАЛЕ МЕЖДУ CTEHKAMH

КАЛИБРОВАННОГО УЧАСТКА ТРУБОПРОВОДА

И ПОРШНЕМ ПОРШНЕВОЙ РАСХОДОМЕРНОЙ

УСТАНОВКИ

Изобретение относится к измери тельной технике и может быть применено в качестве устройства для метрологической аттестации поршневых рас- ходомерных установок на большие рас- 5 ходы и высокие статические давления, работающих на природном газе.

Погрешность от перетоков газа в кольцевом канале между стенками калиброванного участка трубопровода и поршнем в поршневых расходомерных установках является важной составной частью их общей погрешности.

Известны устройства для измерения расхода газа в кольцевом канале, со- 5 стоящие из колокольного газового меринка второго разряда, объем которого несколько больше объема калиброванного участка измерительного трубопровода (1 . Газ иэ образцового колоколь- 20 ного мерника пропускается через поршневую расходомерную установку и в моменты прохождения поршня мимо детекторов его положения на линейке искровым методом наносятся две метки. 5

Расход газа, прошедшего через кольцевой канал, определяется по разности между объемом калиброванного участка трубопровода и объемом мерника, заключенным между искровыми метками.. 30

Применение такого устройства для измерения расхода газа в кольцевом канале в высокопроизводительных расходомерных установках с большим объемом калиброванного участка трубопровода затруднительно ввиду громоздкости конструкции. Кроме того, сложным является .измерение с достаточной точностью малой разности больших объемов газа. Применение колокольного газового мерника в установках, работающих при высоких статических давлениях, практически невозможно.

Известно также устройство для измерения расхода газа в кольцевом канале поршневой расходомерной установки, содержащее измеритель объема,выполненный в виде установленного перед поршнем ;î направлению потока диска с накопительной емкостью, уплотненного в трубопроводе и жестко соединенного с поршнем, а также двигатель с регулируемым числом Оборотов, связанный с поршнем тросиком, и дифманометр, подключенный к входу и выходу калиброванного участка измерительного трубопровода (2) . Это устройство компактно и позволяет с достаточной точностью измерять расход газа в кольцевом канале поршневых расходо773443

50 жрных устанонок с неограниченным объемом калиброванного участка трубопронода, работающих на низких статических давлениях воздуха.

Однако применение такого устройства н расходомерных установках, работающих при высоких статических да-, .влениях на природном газе, затруднительно, поскольку технически сложно обеспечить перекрытие крана накопительной емкости в определенный момент. времени в среде высокого давления. Кроме того, изъятие накопительной емкости иэ измерительного трубопронода после одного рабочего хода поршня является трудоемким и длительным процессом, поскольку при этом необходимо понижать давление газа в установке до атмосферного.Невозможно применение в таких установках эластичной накопительной емкости, а также электродвигателя но взрывоопасной среде.

Цель изобретения — повышение точности измерения, уменьшение затрат и времени на процесс измерения в установках на большие расходы и высокие статические давления, работающих на природном газе.

Указанная цель достигается тем, что диск выполнен неуплотненным в трубопроводе, сквозное отверстие выполнено в центре диска, в отверстии установлен малоинерционный крыльчатый анемометр, снабженный частотно-импульсным преобразователем числа оборотов его вала и схемой передачи результатов измерения на регистрирующую аппаратуру.. Схема передачи результатов измерения на регистрирующую аппаратуру выполнена н виде радиопередающего и радиоприемного устройств, передающая антенна которых установлена на диске измерителя объема, а приемная антенна в конце калиброванного участка трубопровода.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Установка содержит калиброванный по объему измерительный трубопровод

1, поршень 2 и два детектора 3 и 4 положения поршня, два пускоприемные устройства 5 и 6, каждое из которых содержит две соосные цилиндрические емкости (ннешнюю7 и внутреннюю 8), соединенные между собой с одной стороны с помощью трубы 9 и задвижкой

10, и дросселирующее устройство 11, а с другой через продольные прорези

12.

Устройство для измерения расхода

Газа в кольцевом канале состоит иэ легкого неуплотненного диска 13, в центральное отверстие которого установлен малоинерционный крыльчатый анемометр 14 с частотно-импульсным преобразонателем числа оборотов его вала 15, на выход которого подключено радиопередающее устройство 16 с

65 кольцевой антенной 17, закрепленной на передней стенке диска 13. На противоположном от начала движения поршня конце калиброванного участка трубопровода установлена связанная радиоканалом с антенной 17 антенна

1 8 радиоприемного устройства 19,выход которого через детектор 20 и формирователь 21 импульсов подключен к счетному входу электронного счетчика 22 импульсов. Управление работой электронного счетчика осущестнляется с помощью подключенных к его входам управления детекторов 3 и 4 положения поршня.

Устройство работает следующим образом.

В начальном положении поршень 2 с подсоединенным к нему измерителем объема находится во внутренней емкости 8 левого пускоприемного устройства 5. Задвижка 10 закрыта и поток газа из магистрального газопровода, проходя через дросселирующее устройство 11, поступает во внешнюю емкость 7 пускоприемного устройства и затем в трубопровод 1 через продольные прорези 12, обтекая при этом находящийся в емкости 8 поршень. По достижении в установке установившегося режима движения потока открывается задвижка 10. Часть недросселированного устройством 11 .потока поступает во внутреннюю емкость. 8, и вследствие.возникающего на поршне перепада давления последний выводится из пускоприемного устройства в трубопровод

1, где увлекается оснонным потоком и перемещается вдоль трубопровода. С целью минимального увеличения перепада давления на поршне диск 13 экспериментально подбирают. таким образом, что перепад давления на нем во время движения поршня в дна раза меньше перепада на каждой секции поршня, а значит в шесть раз меньше перепада давления на поршне без диска. Кроме того, сопротивление движению потока, создаваемое малоинерционным анемометром, мало и близко к нулю, режим движения поршня меняется незначительно лишь за счет небольших сил трения, возникающих в зазоре между диском

13 и стенкой калиброванного участка трубопровода.

Возникающие вследствие перемещения поршня вдоль трубопровода перетоки через кольцевой канал поступают в емкость, заключенную между диском

13 и крайней ближайшей к нему секцией поршня и вследствие малости сопротивления их движению по сравнению с сопротивлением между диском и стенКой трубопровода направляются в центральное отверстие диска, приводя но вращение крыльчатку анемометра 14.

Количество оборотов крыльчатки,пропорциональное. расходу газа через анемометр, преобразуется н частотный

773443 формула изобретения

Составитель T. Звенигородская

Редактор A.Ìoòûëü Техред М.Табакович Корректор Г.Назарова

Заказ 7486/52 Тираж 801 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 сигнал с помощью частотно-импульсно-. го преобразователя, поступает на вход радиопередающего устройства 16 и модулирует его несущую высокочастотную составляющую. Антенна 17 радиопередающего устройства, закрепленная на диске 13, по радиоканалу связи транслирует промодулированный сигнал на антенну 18 радиоприемного устройства

19. Усиленный сигнал поступает на детектор 20, являющийся фильтром низкой частоты. Выделенный таким образом час-1О тотный сигнал, пропорциональный расходу газа через анемометр, преобразуется с помощью формирователя импульсов в пилообразный и поступает на счетный вход электронного счетчика 22 )5 импульсов.

1. Устройство для измерения расхода газа в кольцевом канале между стен- О ками калиброванного участка трубопровода и поршнем поршневой расходомерной установки, содержащее измеритель времени и измеритель объема, включающий в себя установленный перед порш- 25 нем по направлению движения потока диск, жестко соединенный с поршнем и снабженный сквозным отверстием, о т л и ч а ю щ е е с ÿ тем, что, с целью .повышения точности измерения, gg уменьшения затрат и времени на процесс измерения в установках на большие расходы и высокие статические давления, работающих на природном газе, диск выполнен неуплотненным в трубопроводе, сквозное отверстие выполнено в центре диска, в отверстии установлен малоинерционный крыльчатый анемометр, снабженный частотноимпульсным преобразователем числа оборотов его эала и схемой передачи результатов измерения на регистрирующую аппаратуру.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а е щ е е с я тем, что схема передачи результатов измерения на ре-, гистрирующую аппаратуру выполнена в виде радиопередающего и радиоприемного устройств, передающая антенна которых установлена на диске измерителя объема, а приемная антенна в конце калиброванного участка трубопровода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бродин И,С. и др. Метрологические исследования поршневой расходомерной установки газа. Сборник "Метрологические исследования в области измерения расхода и количества веществ". Труды метрологических институтов СССР. N. — Êàçàíü, вып.135/195, 1972, с.258.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 575495, кл.С 01 F 25/00, 1975 (прототип).