Эталонный мерник
REFERENCE MEASURING ELEMENT

Изобретение относится к эталонным средствам измерений и может быть использовано для поверки средств измерений объема или массы жидкости.
Известен мерник для жидкости, содержащий резервуар, пеногаситель, горловину, заливной патрубок, выносные металлические трубки с вырезом, соединяющие резервуар с пеногасителем, стеклянные трубки, установленные в выносные металлические трубки, трубчатые с воздушной полостью в их стенках поплавки со шкалой допуска на внешней поверхности с центральной меткой, верхней меткой и нижней меткой, которые помещены с возможностью вертикального перемещения внутрь стеклянных трубок, пластины с вырезом, на которых нанесена разметка шкал вместимости, с левой стороны - шкала для бензина на плотности 0,710, 0,720, 0,730, 0,740, 0,750 и 0,760 при температуре +20°С, с правой стороны - шкала для бензина на плотности 0,800, 0,810, 0,820, 0,830, 0,840 и 0,850 при температуре +20°С, на шкалы вместимости нанесены метки для бензина при температуре +20°С, метки для дизельного топлива при температуре +20°С и метки, по которым определяют фактический объем, приходящийся на +1°С в зависимости от измеряемой плотности, вызванной температурой топлива в пределах от +40°С до -40°С, сливной кран, уровень, градусник, стойки, домкраты и ручку. (Патент RU 2534377, МПК G01F 19/00, 2014).
Наиболее близким по технической сути является образцовый мерник для проведения поверки мер объема, топливораздаточных колонок, дозаторов и счетчиков жидкости, содержащий измерительный резервуар, прозрачную измерительную горловину с нанесенными на ней оцифрованными отметками, наливное и сливное устройства, при этом с целью повышения точности измерения, наливное устройство выполнено в виде воронки закрытого типа, расположенной концентрично внутри измерительной горловины. (Авторское свидетельство 494617, МПК G01F 25/00, G01F 19/00, 1975).
В настоящее время применяют два наиболее распространенных способа налива рабочей жидкости в мерный резервуар:
1) верхний налив через измерительную горловину с помощью наливной трубы
2) налив через сливной трубопровод мерника
Приведенные способы налива имеют ряд недостатков.
При верхнем наливе жидкости, например, нефтепродуктов, через измерительную горловину в емкость мерника велика вероятность возникновения зарядов статического электричества, что может привести к возгоранию. При начальном моменте налива и вынимании наливной трубы из мерника по его окончании происходит разбрызгивание и разлив рабочей жидкости, что влияет на точность измерений. Оператор во время налива должен находиться на площадке обслуживания достаточно длительное время, при этом неизбежно вдыхая токсичные пары, что требует строгого соблюдения правил техники безопасности во избежание несчастных случаев.
При наливе через сливной трубопровод количество соединений и разъединений подводящих трубопроводов увеличивается в два раза, что приводит к увеличению трудозатрат и количеству разливов. При наливе через сливной трубопровод отсутствует возможность точно определить уровень рабочей жидкости при начале налива и по его окончанию, определить начало обратного оттока рабочей жидкости из мерника при отключении подающего насоса и своевременно перекрыть наливное запорное устройство. Данные обстоятельства способствуют возникновению погрешностей измерений, значительно превышающих допустимые. Также при наливе через сливной трубопровод рабочая жидкость под напором подается вертикально снизу вверх, вследствие чего образуются взрывоопасные концентрации паровоздушной смеси и заряды статического электричества, приводящие к возгоранию.
Задачей настоящего изобретения является создание эталонного средства измерения, безопасного при эксплуатации, конструктивное исполнение которого обеспечивает точность измерений, соответствующую нормам законодательства в сфере технического регулирования и достижение экономического эффекта от снижения трудоемкости.
Поставленная задача достигается тем, что эталонный мерник включает резервуар, измерительную горловину, пеногаситель, подводящее рабочую жидкость на днище резервуара наливное устройство и сливное устройство, измерительная горловина снабжена оптическим датчиком предельного уровня и фланцевым патрубком с крышкой, предохраняющие от перелива рабочей жидкости, наливное устройство содержит патрубок с запорным устройством и горизонтальный участок трубопровода с краном для забора проб, расположенные ниже вершины нижнего конуса резервуара, жестко прикрепленный к боковой поверхности резервуара через нижнее и верхнее его кольца усиления вертикальный восходящий участок трубопровода, содержащий на уровне верхней части измерительной горловины смотровой глазок (диоптр), нисходящий участок трубопровода с краном для калибровки шкалы вместимости, проходящий через верхний конус внутрь резервуара мерника вдоль его внутренней боковой поверхности и далее параллельно внутренней поверхности нижнего конуса, на конце нисходящего участка установленный коаксиально сливному отверстию резервуара выходной раструб, жестко прикрепленный к внутренней поверхности нижнего конуса резервуара, при этом восходящий и нисходящий участки трубопровода соединены отводом под углом 180°, который сообщен с полостью закрепленного на измерительной горловине пеногасителя с помощью трубки, переливную трубку, один конец которой имеет срез под углом, обеспечивающим максимально возможную площадь его сечения, и врезан в вертикальный восходящий участок трубопровода так, что кромка среза является указателем отметки начала и конца налива, другой конец переливной трубки врезан в вертикальный нисходящий участок ниже уровня смотрового глазка (диоптра), сливное устройство установлено в вершине нижнего конуса резервуара и включает патрубок с запорным устройством и трубопровод, снабженный смотровым глазком (диоптром) и краном для контроля полноты слива рабочей жидкости, эталонный мерник дополнительно содержит пластину, расположенную внутри резервуара между нисходящим участком трубопровода и поверхностью нижнего конуса резервуара таким образом, что при сливе рабочей жидкости она препятствует образованию воронки, и две выносные уровнемерные трубки, одна из которых снабжена шкалой вместимости, позволяющие осуществлять непрерывное наблюдение за наполнением резервуара от средней его части до номинального значения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 и Фиг. 2 представлен общий вид эталонного мерника, на Фиг. 3 показан кран для калибровки шкалы вместимости, на Фиг. 4 изображено сливное устройство.
Эталонный мерник включает резервуар (1) объемом 100 л и более с выносной уровнемерной трубкой (2), площадку обслуживания и укладки поверочных грузов (3), измерительную горловину (4), на которой закреплен пеногаситель (5) с крышкой, наливное и сливное устройства.
Измерительная горловина (4) снабжена выносной уровнемерной трубкой (6) со шкалой вместимости, оптическим датчиком предельного уровня (7) и фланцевым патрубком (8) с крышкой. Наливное устройство, подводящее рабочую жидкость на днище резервуара (1), выполнено следующим образом. К входному патрубку (9) с запорным устройством, например, краном или клапаном, присоединен горизонтальный участок трубопровода, расположенные ниже вершины нижнего конуса резервуара (1). На горизонтальном участке трубопровода установлен кран (10) для забора проб рабочей жидкости. Вертикальный восходящий участок наливного трубопровода соединен с горизонтальным участком отводом и жестко прикреплен к наружной боковой поверхности резервуара (1) через нижнее и верхнее его кольца усиления. На уровне верхней части измерительной горловины (4) восходящий участок трубопровода содержит смотровой глазок (диоптр) (11). Восходящий участок с помощью отвода под углом 180° соединен с нисходящим участком трубопровода, который проходит через верхний конус внутрь резервуара (1) вдоль его внутренней боковой поверхности, затем параллельно внутренней поверхности нижнего конуса резервуара (1). На конце нисходящего участка трубопровода установлен коаксиально сливному отверстию выходной раструб (12), жестко прикрепленный к нижнему конусу резервуара. Нисходящий участок трубопровода между площадкой обслуживания и укладки поверочных грузов (3) и верхним конусом резервуара мерника оснащен краном (13) для калибровки шкалы вместимости (Фиг. 3). Отвод под углом 180° сообщен с полостью пеногасителя (5) с помощью трубки (14). Восходящий и нисходящий участки наливного трубопровода соединены переливной трубкой (15). Один конец переливной трубки (15) имеет срез под углом, обеспечивающим максимально возможную площадь его сечения, и врезан в восходящий участок так, что кромка среза совпадает с диаметром смотрового глазка (диоптра) (11), перпендикулярным потоку рабочей жидкости, и является указателем отметки начала и конца налива. Другой конец переливной трубки (15) врезан в нисходящий участок трубопровода ниже уровня смотрового глазка (диоптра) (11). Между внутренней поверхностью нижнего конуса, нисходящим участком трубопровода и выходным раструбом (12) установлена повторяющая их геометрию пластина (16) таким образом, что при сливе рабочей жидкости она препятствует образованию воронки. Установленное в вершине нижнего конуса резервуара мерника сливное устройство (Фиг. 4) включает патрубок (17) с запорным устройством, например, краном или клапаном, и трубопровод. Трубопровод сливного устройства снабжен смотровым глазком (диоптром) (18) и краном (19) для контроля полноты слива рабочей жидкости. В средней части и в верхней трети боковой поверхности резервуара врезаны гильзы (20) для установки термометров.
Перед началом работ подсоединить головку поверяемого комплекса к запорному устройству трубопровода наливного устройства и открыть его с помощью рукоятки. На клавиатуре пульта дистанционного управления или с помощью АРМ оператора поверяемого средства измерения задать дозу, соответствующую номинальному объему резервуара мерника и заполнить его. Налив осуществляется по горизонтальному участку трубопровода, расположенному с наружной нижней части мерника, далее через восходящий участок трубопровода в центральную нижнюю часть внутренней полости мерника по нисходящему трубопроводу с выходным раструбом (12), который обеспечивают необходимое снижение скорости выхода потока жидкости из трубопровода. Запорное устройство (9) для подачи рабочей жидкости будет закрыто до тех пор, пока присоединительная муфта поверяемого средства измерения не будет правильно закреплена к наливному запорному устройству. Аналогично и по окончании процесса налива муфта не может быть отсоединена, пока открыто запорное устройство. Это исключает разлив рабочей жидкости. В процессе наполнения резервуара мерника ведут непрерывное наблюдение за наполнением резервуара с помощью выносных уровнемерных трубок (2, 6). В случае угрозы переливов рабочей жидкости срабатывает оптический датчик предельного уровня (7), и излишки рабочей жидкости отводятся через переливной трубопровод, присоединенный с помощью фланцевого патрубка (8) к измерительной горловине (4). По окончании налива рабочая жидкость полностью стекает во внутреннюю часть резервуара мерника следующим образом: с помощью трубки отсечения потока (14) в отводе под углом 180° наливного трубопровода происходит разрыв рабочей жидкости, часть которой стекает по нисходящему участку, а другая часть потока - вниз по восходящему участку до смотрового глазка (диоптра) (11), затем через переливную трубку (15) так же стекает по нисходящему участку в резервуар. Поверку средства измерения массы или объема проводят в соответствии с методикой поверки данного средства измерений. Слив рабочей жидкости из резервуара мерника осуществляют через сливное устройство. Во внутренней части резервуара мерника установлена пластина (16), которая препятствует образованию воронки при сливе рабочей жидкости, что значительно сокращает время ее откачки и увеличивает срок эксплуатации насоса. Контроль за слившейся жидкостью осуществляют через смотровой глазок (диоптр) (18). После слива рабочей жидкости открывают кран (19) для контроля за полнотой слива.
Таким образом, заявляемое конструктивное исполнение эталонного мерника обеспечивает нормативную точность измерений, эксплуатационную безопасность, позволяет снизить трудоемкость при поверке средств измерений.