ОДНОНАПРАВЛЕННАЯ ТРУБОПОРШНЕВАЯ ПОВЕРОЧНАЯ УСТАНОВКА

Однонаправленная трубопоршневая  поверочная установка
Полезная модель относится к образцовым средствам измерения расхода жидкостей - трубопоршневым поверочным установкам (ТПУ), и может быть использована для измерения расхода и поверки средств измерения расхода жидкости на нефтегазодобывающих, нефтегазоперерабатывающих и нефтетранспортных или иных предприятиях.
Известна поверочная установка для контрольно-поверочных испытаний жидкостных расходомеров, включающая трубопоршневую установку (компакт-прувер), манометр, термометр, преобразователь плотности, систему кранов, систему трубопроводов, и размещенная в термостатированном контейнере, оснащенном системой контроля и сигнализации загазованности и пожарной сигнализацией (патент RU на полезную модель №116631, МПК G01F 25/00, опубл. 27.05.2012 г.) [1].
Недостатками данного устройства являются сложная конструкция и высокая стоимость компакт-прувера, необходимость размещения оборудования в термостатированном контейнере, оснащенном системой контроля и сигнализации загазованности, пожарной сигнализацией.
Известна однонаправленная трубопоршневая установка, содержащая калиброванный участок трубопровода, шаровой поршень, тройник, сигнализаторы положения шарового поршня в калиброванном участке трубопровода, кран-манипулятор с поворотным рычагом, выполненным в виде кольца, снабженный верхним люком закладки и выемки шарового поршня, расширитель с наклонной направляющей шарового поршня и патрубком, отводящим поток жидкости перед краном-манипулятором (патент RU на полезную модель №64361, МПК G01F 25/00, опубл. 27.06.2009 г.) [2], (прототип устройства).
Недостатком данного устройства является то, что кран-манипулятор с поворотным рычагом, выполненным в виде кольца, усложняет его конструкцию, отсутствуют средства контроля состояния среды - температуры, давления и плотности, отсутствуют средства измерения, обработки и архивирования информации, получаемой в процессе поверки, установка не позволяет проводить поверку преобразователей расхода жидкости, основанных на прямом методе динамических измерений массы.
Техническим результатом данной полезной модели является упрощение конструкции ТПУ с обеспечением достоверности измерения объема продукта и достоверности поверки средств измерения расхода жидкости.
Техническая задача решается однонаправленной трубопоршневой поверочной установкой для контрольно-поверочных испытаний жидкостных расходомеров, содержащей шаровой поршень, систему трубопроводов, включающую входной трубопровод с тройником, выходной трубопровод с расширителем и калиброванный участок трубопровода с сигнализатором входа шарового поршня в калиброванный участок и сигнализатором выхода шарового поршня из калиброванного участка, кран-манипулятор ввода шарового поршня в калиброванный участок трубопровода и приема шарового поршня из калиброванного участка трубопровода, в которой упомянутая система трубопроводов и кран-манипулятор закреплены на платформе, при этом кран-манипулятор выполнен в виде трехходового шарового крана с корпусным патрубком, входным патрубком и выпускным патрубком, с уплотнениями, герметизирующими шаровую пробку, а шаровая пробка выполнена с цилиндрической полостью, на упомянутой платформе установлен шкаф с блоком измерительно-вычислительного комплекса.
Кроме того, технический результат достигается тем, что на входном трубопроводе и на выходном трубопроводе установлены преобразователи температуры и преобразователи давления.
Кроме того, технический результат достигается тем, что на входном трубопроводе или на выходном трубопроводе установлено устройство контроля плотности, корпусной патрубок крана-манипулятора снабжен крышкой
Сущность полезной модели заключается в том, что, в отличие от прототипа, система трубопроводов с калиброванным участком, краном-манипулятором, выполненным в виде трехходового шарового крана с корпусным патрубком, входным патрубком и выпускным патрубком, с цилиндрической полостью в шаровой пробке, с уплотнениями, герметизирующими шаровую пробку в кране-манипуляторе при прохождении шарового поршня по калиброванному участку трубопровода, и шкаф с блоком измерительно-вычислительного комплекса закреплены на платформе, что упрощает изготовление поверочной установки, обеспечивает возможность изготовления поверочной установки в условиях машиностроительного предприятия и доставку ее на объект эксплуатации в собранном виде, сокращает стоимость изготовления поверочной установки, а установленные на входном и выходном трубопроводах преобразователи температуры, преобразователи давления и устройство контроля плотности обеспечивают достоверность измерения объема продукта и поверки средств измерения расхода жидкости, блок измерительно-вычислительного комплекса обеспечивает обработку и архивирование показаний поверяемого преобразователя расхода и показаний средств контроля ТПУ.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема однонаправленной трубопоршневой поверочной установки; на фиг. 2 - общий вид установки; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 3 (повернуто); на фиг. 7 - крышка корпусного патрубка крана-манипулятора с быстро открывающимся герметичным затвором.
Однонаправленная трубопоршневая поверочная установка содержит платформу 1, на которой закреплены система трубопроводов 2, кран-манипулятор 3, выполненный в виде трехходового шарового крана, и шкаф 4 с блоком измерительно-вычислительного комплекса 5. Система трубопроводов 2 включает входной трубопровод 6 с тройником 7, выходной трубопровод 8 с расширителем 9 и калиброванный участок 10. На входном трубопроводе 6 установлены преобразователь температуры 11 и преобразователь давления 12. На выходном трубопроводе 8 установлены преобразователь температуры 13, преобразователь давления 14 и устройство контроля плотности 15, включающее обводной трубопровод 16, преобразователь плотности 17, указатель расхода 18, поворотную дисковую заслонку 19 с электроприводом 20. На калиброванном участке 10 установлены сигнализатор входа 21 шарового поршня 22 и сигнализатор выхода 23 шарового поршня 22. Кран-манипулятор 3 выполнен в виде трехходового шарового крана с входным патрубком 24, выпускным патрубком 25 и корпусным патрубком 26, с уплотнениями 27 и 28, герметизирующими шаровую пробку 29 в кране-манипуляторе 3, при этом шаровая пробка 29 выполнена с цилиндрической полостью 30 для размещения шарового поршня 22, с возможностью поворота электроприводом 31 или ручным приводом 32 и с фиксацией шаровой пробки 29 в кране-манипуляторе 3 в положениях «Загрузка» шарового поршня 22 в поверочную установку, «Прием» шарового поршня 22 из калиброванного участка трубопровода 10 и «Ввод» шарового поршня 22 в калиброванный участок трубопровода 10. Кран-манипулятор 3 содержит устройство 33 для контроля герметичности шаровой пробки 29 уплотнениями 27 и 28 в полости 34 крана-манипулятора 3. Устройство 33 для контроля герметичности выполнено в виде трубки с вводом 35 в полость 34 крана-манипулятора 3 и включает прибор для измерения давления - манометр 36 и кран 37. Корпусной патрубок 26 снабжен крышкой 38 с быстро открывающимся герметичным затвором 39 для загрузки поверочной установки шаровым поршнем 22.
Герметичный затвор 39 содержит диск 40 с уплотнительным кольцом 41, резьбовой втулкой 42, рычагом 43 и захватом 44. Диск 40 шарнирно соединен с крышкой 38 корпусного патрубка 26 осью 45. На крышке 38 установлен поворотный рычаг 46, в котором выполнен паз 47 для размещения оси 48 маховика 49, на свободном конце оси 48 выполнена резьба 50. На крышке 38 подвижно установлен фиксатор 51, взаимодействующий с захватом 44 диска 40. При вводе шарового поршня 22 в поверочную установку откидывают поворотный рычаг 46 на опорные выступы 52, отвернув маховик 49, и, отодвинув фиксатор 51, придерживая диск 40 за захват 44 тягой (не показана), опускают диск 40 в полость 53 корпусного патрубка 26, укладывают шаровой поршень 22 в цилиндрическую полость 30 шаровой пробки 29. После укладки шарового поршня 22 диск 40 устанавливают на место.
Измерительно-вычислительный комплекс 5 установлен в шкафу 4, выполненном в виде взрывонепроницаемой оболочки, закрепленной на стойке 54. Стойка 54 установлена на платформе 1. Система трубопроводов 2 закреплена на платформе 1 на опорах 55 и 56, кран-манипулятор 3 - на подставке 57.
Однонаправленная трубопоршневая поверочная установка работает следующим образом. Перед запуском поверочной установки в систему трубопроводов 2 вводят шаровой поршень 22 через быстро открывающийся герметичный затвор 39, установленный на крышке 38 корпусного патрубка 26 крана-манипулятора 3, шаровую пробку 29 цилиндрической полостью 30 разворачивают в положение «Загрузка» - цилиндрическую полость 30 шаровой пробки 29 устанавливают против корпусного патрубка 26. Шаровой поршень 22 вводят в кран-манипулятор 3 и устанавливают в цилиндрической полости 30 шаровой пробки 29. Шаровую пробку 29 с шаровым поршнем 22 разворачивают в положение «Прием», быстро открывающийся герметичный затвор 39 закрывают. ТПУ к работе готова.
При подключении ТПУ к основной магистрали с поверяемым преобразователем расхода (не показан) открывают кран 58 на входном трубопроводе 6 и кран 59 на выходном трубопроводе 8. Входящий в ТПУ поток среды заполняет систему трубопроводов 2. На выходном трубопроводе 8 поворотной дисковой заслонкой 19 обеспечивают подачу текучей среды в обводной трубопровод 16 на преобразователь плотности 17 с указателем расхода 18 для контроля плотности текучей среды. При развороте шаровой пробки 29 крана-манипулятора 3 в положение «Пуск» шаровой поршень 22 входит в тройник 7 и по направляющей 60 потоком среды вводится в калиброванный участок трубопровода 10, текучая среда заполняет полость 34 крана-манипулятора 3. Шаровой поршень 22 проходит калиброванный участок трубопровода 10 и решеткой 61 отводится в кран-манипулятор 3. Шаровую пробку 29 разворачивают в положение «Прием», и шаровой поршень 22 потоком среды устанавливается в цилиндрической полости 30 шаровой пробки 29. ТПУ готова к следующему циклу поверки.
При прохождении шарового поршня 22 по калиброванному участку трубопровода 10 сигнализатор входа 21 шарового поршня 22 выдает сигнал о начале отсчета импульсов счетчика количества среды, сигнализатор выхода 22 - о прекращении отсчета импульсов. При прохождении шарового поршня 22 по калиброванному участку трубопровода 10 контролируют протечку шаровой пробки 29 в кране-манипуляторе 3. Протечку контролируют манометром 36, протечка не допускается. Значения показаний поверяемого преобразователя расхода и показаний средств контроля ТПУ автоматически обрабатываются и регистрируются измерительно-вычислительным комплексом 5.
Предлагаемая полезная модель упрощает конструкцию ТПУ, упрощает изготовление и обслуживание ТПУ, снижает стоимость изготовления. Предлагаемое устройство обеспечивает достоверность измерений и может быть использовано для поверки средств измерения расхода жидкости на нефтегазодобывающих, нефтегазоперерабатывающих и нефтетранспортных, или иных, предприятиях.