Устройство для количественного учета перекачиваемой жидкости

 

В.М.Чижиков, Л.А.Мацкин, М.Н.Фокин, Б.П.Тимофеев, М.Н.Токарь, P.Ä.Áàëàÿí, Г.А.Трубии, А.М.Мелик-Шахназаров, Д.А.Барабашов, В.А.Дмитриев и С.В.В (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторское бюро "Т

Главного управления по транспорту и и нефтепродуктами при Совете Министр (7l) Заявитель

РСФСР ьйа.ща rag g (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО УЧЕТА

ПЕРЕКАЧИВАЕМОЙ ЖИДКОСТИ кой (1).

Изобретение относится к количественному учету жидкости, например нефтепродуктов, и может быть использовано в любой отрасли промьппленности и сельского хозяйства для количественного учета перекачиваемых жидкостей.

Известны устройства для отпуска определенного количества доз жидкостей, например молока, содержащее два поочередно заполняемых и опорожняемых мерных сосуда, оборудованных наборной (всасывающей) труб1

Однако эти устройства имеют не-. достаточную точность и область их использования ограничена физикохимическими свойствами жидкостей.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее не менее двух мерных резервуаров с датчиками нижнего и верхнего уровней, связанных с клапанами закачки и откачки жидкости и силоизмерительными преобразователями (2 ).

Однако известное устройство не позволяет обеспечить надежный количественный учет непрерывного проходящего через него продукта.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства при одновременном повьвпении точности учета и производительности перекачки.

Поставленная цель достигается тем, что датчики уровня соединены с клапанами закачки и откачки жидкости через блок управления и формирования команд, к выходам которого подключены соответствующие каждому резервуару цифровые пересчетные схемы, вторые входы каждой из которых соединены с соответствующим силоизмерительным преобразователем, а выходы каждой цифровой пересчетной схемы соединены с блоком суммирования, связанным по входу с блоком управления и формирования команд.

При этом силоизмерительные преобразователи могут быть выполнены в виде преобразователей усилия в 5 период электрических импульсов, а цифровые пересчетные схемы могут быть выполнены в виде двоичного вычитающего счетчика, выходы которого поразрядно соединены со вхо- 1О дами схемы поразрядной перезаписи, общая шина которой соединена с выходом управляемого коммутатора, а выходы которой поразрядно соединены со входами двоичного суммирующего счетчика, счетный вход которой соединен с выходом управляемого коммутатора, а инверсный выход последнего разряда со входом схемы фиксации переполнения, выход которой щ соединен со входом управляемого коммутатора, один из выходов которого соединен со входом счетчика выборки периодов, выход которого соединен со входом управляемого коммутатора, 2S один из входов которого соединен с выходам блока управления и формирования команд, а один из выходов соединен со входом блока суммирования, при этом счетный вход двоичного вычита- З ющего счетчика соединен с одним из выходов управляемого коммутатора, один из входов которого связан с выходом силоизмерительного преобразователя.

На фиг. 1 представлена общая схема устройства для количественного учета жидкостей, например нефтепродуктов, на фиг. 2 — цифровая пересчетная схема. 46

Устройство содержит два резервуара 1 и 2, поплавки 3, постоянные магниты 4, слива-наливные патрубки

5 и 6, клапаны 7 и 8 закачки, регулируемый дроссель 9 закачки, насос

10 закачки, клапаны 11 и 12 откачки, регулируемый дроссель 13 откачки, насос 14 откачки, силоизмерительные датчики 15, преобразователи

16 выходных сигналов силоизмерительных датчиков в длительность периода электрических импульсов, цифровые пересчетные схемы !7, блок 18 суммирования, блок 19 управления и формирования команд, стойки 20, датчики 21 и 22 верхнего уровня, датчики 23 и 24 нижнего уровня.

Цифровая пересчетная схема 17 содержит управляемый коммутатор 25, счет901838 4 чик 26 выборки периодов, двоичный вычитающий счетчик 27, схему 28 поразрядной перезаписи, двоичный суммирующий счетчик 29, схему 30 фиксации переполнения.

Устройство работает следующим образом.

В процессе закачки жидкости в резервуар 1 насосом 10 через слив" но-наливной патрубак 5 клапаны закачки и откачки находятся в следующих состояниях: клапан 7 закачки открыт, клапан 11 откачки закрыт, клапан 8 закачки закрыт, а клапан

12 откачки открыт. При этом происходит одновременная откачка жидкости из резервуара 2 насосом 14. Уровень жидкости в резервуаре 1 повышается Один из поплавков 3, с расположенным на нем постоянным магнитом 4, находящийся в резервуаре l поднимается вверх. При достижении поплавком 3 положения, в котором его постоянный магнит 4 находится против датчика 21 верхнего уровня, расположенного на стойке 20, в блок

19 управления и формирования команд поступает сигнал с датчика 21 верхнего уровня. Блок 19 управления и формирования команд формирует сигнал на закрытие клапана 7 закачки и с апределечным временем задержки вырабатывает сигнал, поступающий в цифровую пересчетную схему 17, обслуживающую весаизмерительный ка-нал А. Весаизмерительный канал А включает в себя резервуар 1, силоизмерительный датчик 15 преобразователь 16 выходного сигнала силоизмерительного датчика в длительность периода электрических импульсов, цифровую пересчетную схему 17. Время задержки прихода управляющего сигнала в цифровую пересчетную схему 17 из блока 19 управления и формирования команд определяется временем срабатывания клапана 7 плюс время успокоения резервуара 1 с налитой в нем жидкостью. Последнее .необходимо во избежание динамической погрешности при взвешивании. По приходу управляющего сигнала в цифровую пересчетную схему 17 весоизмерительного канала А, осуществляется взвешивание резервуара 1 с налитой жидкостью и результат взвешивания запоминается в цифровой пересчетной схеме 17 весоизмерительного канала А. Вс время откачки открывание клапана 7 закачки и начинается закачка жидкости в резервуар I, Во время откачки из резервуара

I резервуар 2, с оставшейся в нем жидкостью, взвешивают, разность весов резервуара 2 вычисляют в цифровом блоке 17 измерения весоизмерительного канава В и записывается в блок 18 суммирования, после чего по сигналу из блока 19 управления и формирования команд открывают клапан 8 закачки, в резервуар 2 закачивают жидкость„ по приходу сигнала в блок 19 управления и формирования команд с датчика 22 верхнего уров" ня, клапан 8 закачки закрывают, резервуар 2 с закаченной в него лщдкостью через определенное время задержки взвешивают и результат взвешивания заполняют в цифровой пересчетной схеме 17 весоизмерительного канала В. Таким. образом, к моменту окончания откачки жидкости из,резервуара 1, резервуар 2 подготовлен к откачке, и в момент закрывания клапана 11 откачки и открывания клапана 12 откачки начинается откачка ющкости иэ резервуара 2. Время от" крывания и закрывания клапанов одинаково. Таким образом, во время пе" реключения клапанов 11 и 12 производительность откачки нз одного резервуара уменьшается, а иэ другого возрастает, чем обеспечивается непрерывность струи на выходе уетройства и постоянство расхода жидкости.

Результаты количественного учета жидкости весовым способом накапливаются в блоке 18 суммирования и вы" даются на любое внешнее регистрирующее устройство, в случае поступления внешнлх сигналов на вход блока

19 управления и формирования команд.

Датчики 23 и 24 нижнего уровня рас.— положены таким образом, что по окон чании откачки из резервуара 1 или

2 концы сливо-наливных патрубков

5 и б находятся под уровнем жидкости. Для обеспечения непрерывности потока жидкости на входе устрой" ства производится перерегулировка дросселей 9 и 13,, а выходы датчиков верхнего 21 и 22 и нижнего уровней

23 и 24, соединенные со входами блока 19 управления и формирования команд, меняются местами. Определенные сортношения скоростей заполнения и опорожнения резервуаров, необходимые для обеспечения необходимого ре".

5 901838 жидкости из резервуара 2 через сливо-наливной патрубок 6 уровень жидкости в резервуаре 2 понижается, а вместе с уровнем жидкости опускается поплавок 3 с постоянным маг- 5 нитом 4, находящийся в резервуаре

2. При достижении поплавком 3 положения, в котором его постоянный магнит 4 окажется против датчика 24 нижнего уровня,на вход блока 19 управления и формирования команд с датчика 24 поступает сигнал. Блок

19 управления и формирования команд формирует управляющие сигналы на закрытие клапана 12 откачки и открытие клапана ll откачки, и с определенным временем задержки управляющий сигнал на вход цифровой пересчетной схемы 17 весоизмерительного канала В, включающего в себя: 20 резервуар 2, силоизмерительный датчик 15, преобразователь 16 выходного сигнала силоизмерительного датчика в длительность периода электрических импульсов и цифровую пересчетную схему 17. В момент открывания клапана 11 откачки начинается откачка жидкости из резервуара 1.

При этом понижается уровень жидкости в резервуаре 1 и поплавок 3 с 30 постоянным магнитом 4 идет вниз. При достижении поплавком 3 положения, в котором его постоянный магнит 4 находится против датчика 23 нижнего уровня, в блок 19 управления и формирования комацц поступает сигнал с датчика 23. Блок 19 управления и формирования команд формирует управляющие сигналы на закрытие клапана

11 откачки и открытие клапана !2 40 откачки и .через определенное время задержки выдает управляющий сигнал на вход цифровой пересчетной схемы

17 весоизмерительного канала А. С приходом управляющего сигнала на вход 5 пересчетной схемы 17 весоизмерительного канала А происходит взвешивание резервуара 1 с оставшейся в нем жидкостью, после чего в цифровой пересчетной схеме 17 весоизмеритель- g0 ного канала А определяется разность весов резервуара 1, наполненного жидкостью, и веса резервуара 1 со слитой жидкостью, а результат вычи-, сления записывается в блок 18 суммирования в единицах веса. После взвешивания резервуара i блок 19 управления и формирования команд вырабатывает управляющий сигнал на

901838

Формула изобретения жима перекачки, выбираются с помощью регулируемых дросселей 9 и 13.

Опорожнение и заполнение резервуаров осуществляется всегда иэ-под уровня жидкости, на поверхности которой находится поплавок, позволяющий сократить поверхность испарения для легкоиспарякяцихся жидкостей и снимать остатки вязких жидкостей со сливо-наливных патрубков в процессе протекания жидкостей через резервуары. Поплавок выполняет также функции демпфера гашения колебаний взвешиваемой системы. В момент получения результатов статического взвешивания для непрерывно сливаемых или наливаемых жидкостей поплавок не имеет механической связи со сливо-,наливным патрубком, опущенным в резервуар, механически не связанным со

20 сливо-наливным патрубком, что позволяет повысить точность количественного учета весовым способом.

Цифровая пересчетная схема работает следукицим образом.

С приходом управляющего сигнала с блока 19 на вход управляемого коммутатора 25 на вход счетчика выборки периодов 26 начинают поступать импульсы с преобразователя 16 с перно- 50 дом, пропорциональным выходнбму сигналу силонзмерительного датчика, одновременно на счетный вход двоичного вычитающего счетчика 27 поступают метки с частотой f с выхода уп- 35 равляемого коммутатора 25. С поступлением импульса переполнения счетчика 26 выборки периодов на вход управляемого коммутатора 25 прекращается поступление импульсов на вход 40 счетчика 26 выборки периодов и меток с частотой на вход двоичного вычитакзцего счетчика 27, после чего на общую шину схемы 28 поразрядной перезаписи поступает импульс переза- 45 писи содержимого счетчика 27 в двоичный суммирующий счетчик 29. Число, записанное в двоичном вычитающем счетчике 27 с учетом того, что в исходном состоянии 27 и 29 были уста- 50 новлены в "0", будет равно 11-(2 -1)(N -1) где к — число двоичных раз" ю рядов в счетчике 27; и — число меток, поступивших на вход счетчика 27, И4 =иТ4 1 (где п — число импульсов, прошедших на вход счетчика 26 до его переполнения, Т вЂ” длительность периода импульсов, пропорциональная выходному сигналу снлоизмерительного датчика, получаемому, когда резервуар з апол нен жидкос тью) .

Таким образом, в счетчик 29 перепишется число M.

С приходом следующего управляющего импульса с блока 19 на вход управляемого коммутатора 25 на вход счетчика 26 начинают поступать импульсы с преобразователя 16 с периодом Т (Т <Т ), пропорциональным выходному сигналу силоиэмерительного ° датчика при слитой из резервуара жидкости. Одновременно на вход двоичного суммирующего счетчика 29 поступают метки с частотой f . .Импульс переполнения счетчика 26, поступая на вход управляемого коммутатора 25, прекращает поступление импульсов на вход счетчика 26 и разрешает поступление .меток с частотой - на вход блока 18 суммирования с выхода управляемого коммутатора 25. К этому моменту на вход .счетчика 29 поступает М =иТ Е импульсов, меньшее чем

N< на величину, равную весу самой жидкости. По переполнению счетчика

29 схема 30 фиксации переполнения передает импульс на вход управляемого коммутатора 25, который прекращает поступление меток с частотой

f по всем выходам управляемого коммутатора 25. Таким образом, в цифровом блоке измерения произведена операция определения разности 11 -N, равная весу перекаченной жидкости.

Применение предлагаемого устройства для количественного учета жидкостей, например нефтепродуктов, позволяет сократить общее время проведения сливо-наливных операций с получением результатов количественного учета жидкостей с высокой точностью в весовых единицах. Кроме того, устройство позволяет осуществлять количественный учет любой жидкости весовым способом.

l . Устройство для количественного учета перекачиваемой жидкости, содержащее не менее двух мерных резервуаров с датчиками нижнего н верхнего уровней, связанными с клапанами закачки и откачки жидкости, и снлоизмерительными преобразователями, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при одновременном повыше9

901838

20 нии точности учета и производительности прокачки, датчики уровня соединены с клапанами закачки и откачки жидкости через блок управления и формирования команд, к выходам которого подключены соответствующие каждому резервуару цифровые пересчетные схемы, вторые входы каждой из которых соединены с соответствующим силоизмерительным преобразователем, а выходы каждой цифровой пересчетной схемы соединены с блоком суммирования, связанным по входу с блоком управления и формирования команд.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что силоизмерительные преобразователи выполнены в виде преобразователей усилия в период электрических импульсов, а цифровая пересчетная схема выполнена в виде двоичного вычитающего счетчика, выходы которого поразрядно соединены со входами схемы поразрядной перезаписи, общая шина которой соединена с выходом управляемого коммутатора, а выходы которой поразрядно соединены со входа" ми двоичного суммирующего счетчика, ачетный вход которого соединен с выходом управляемого коммутатора, а инверсный выход последнего разряда со входом схемы фиксации переполнения, выход которой соединен со входом управляемого коммутатора, один из выходов которого соединен со входом счетчика выборки периодов, выход которого соединен-со входом управляемого коммутатора, один из входов которого соединен с выходом блока управления и формирования команд, а один из выходов соединен со входом блока суммирования, при этом счетный вход двоичного вычитающего счетчика соединен с одним из выходов управляемого коммутатора, один из входов которого связан с выходом силоизмерительного преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 113019, кл. G 01 F 11/32, 1957 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2378465/18-10, (прототип).

901838

Составитель Л. Карпухина

Редактор Е.Дичинская Техред М.Тепер Корректор С,Шекмар

Заказ 12357/50 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. 11роектная, 4