АРЕОМЕТР ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ КОМПАКТНЫЙ

Заявляемая полезная модель относится к устройствам для измерения плотности жидкости в промысловых условиях и может использоваться в нефтедобывающей промышленности как экспресс-технология.
Известен жидкостной манометр в виде U-образной трубки, с помощью которого измеряют давление в сосуде по разнице высот жидкости в коленах устройства (Элементарный учебник физики: Учеб. пособие / Под ред. Г.С. Ландсберга: Т.1. - 11 изд. - М.: Наука, Физматлит, 1995. - С. 295-296). Данное устройство не приспособлено для измерения плотности технологической жидкости в промысловых условиях. В этом же источнике информации на странице 295 указывается то, что в сообщающихся сосудах высоты столбов жидкостей над уровнем раздела обратно пропорциональны плотностям жидкостей. В этом учебнике не предложено использовать известное положение для определения плотности неизвестной жидкости. Конструктивно в таком U-м устройстве можно определять только плотность жидкости, которая бы не смешивалась с жидкостью известной плотности. Это - второй недостаток известного устройства.
Известен ареометр для измерения плотности жидкой среды, состоящий из цилиндрического тела погружения, U образной измерительной части и измерительных шкал (патент РФ на ПМ №142684, опубл. 27.06.2014, бюл. 18). Измерительное устройство имеет три недостатка. Для фиксации устройства в вертикальном положении необходим тяжелый и объемный штатив. Во-вторых, для измерений необходим значительный объем исследуемой жидкости, так как эта жидкость наливается в стакан определенного диаметра и высоты. В-третьих, при отсутствии прозрачности исследуемой жидкости невозможно замерить перепад уровней этой жидкости.
Технической задачей по полезной модели является создание изделия, которое не будет иметь перечисленных недостатков, то есть измерительное изделие будет более компактным и универсальным по отношению к свойствам исследуемой жидкости. С его помощью можно будет измерять и плотность непрозрачной жидкости, например нефти или бурового раствора.
В ареометре новой конструкции техническая задача выполняется тем, что ареометр гидростатический компактный, содержащий входную часть для исследуемой жидкости, измерительную U образную часть и эталонную жидкость выполнен так, что входная часть выполнена также U образной, обе U образные части находятся напротив друг друга внутри общего прозрачного корпуса, а разделительная перегородка между ними выполнена в форме прямоугольника в матовом - непрозрачном исполнении.
Описанная конструкция ареометра представляет собой одно изделие (один общий прозрачный корпус) и тем самым обладает свойством компактности. В прототипе (патент РФ на ПМ№142684, опубл. 27.06.2014, бюл. 18) измерительное устройство состоит из нескольких частей: тяжелого штатива для фиксации собственно ареометра и самого ареометра. Дополнительно к этому необходим стакан для налива измеряемой жидкости.
Универсальность заявляемого ареометра заключается в том, что в обеих U-образных трубках уровни и эталонной и исследуемой жидкости хорошо визуально видны какой бы не была по степени прозрачности исследуемая жидкость. С тем, чтобы четыре уровня не мешали друг другу при снятии показаний, между трубками расположена матовая перегородка.
В прототипе измерить разность уровней непрозрачной жидкости, находящейся в измерительной части ареометра и в дополнительном стакане уже невозможно, ведь исследователь будет видеть только уровень жидкости в стакане.
Измерительное устройство приведено на чертеже, где 1 - корпус, 2 - отверстие для заливки исследуемой жидкости в U образную входную часть, 3 - окно в нижней зоне U образной входной части, 4 - окно, соединяющее две U образные части ареометра, 5- окно в нижней части U образной части с эталонной жидкостью, 6 - отверстие для заливки эталонной жидкости в измерительную часть устройства, 7 - подставка для устойчивости ареометра, 8 - измерительная шкала для исследуемой жидкости, 9 - измерительная шкала для эталонной жидкости, 10 - матовая перегородка между входной и измерительными частями ареометра.
На фиг. 2 показан поперечный разрез ареометра, где 11 - две половинки U образной входной части, 12 - две половинки U образной измерительной части.
На фиг. 3 изображены виды с дух разных сторон ареометра (виды А и Б), причем ареометр находится в эксплуатации и содержит в U образных частях исследуемую и эталонную жидкости.
Ареометр гидростатический компактный используется следующим образом.
1. В измерительную часть 12 через отверстие 6 помещают эталонную жидкость в таком объеме, чтобы жидкость в сообщающихся половинках (коленах) не превышала половину общей высоты ареометра.
2. Во входную часть 11 через отверстие 2 осторожно помещают технологическую или иную жидкость с неизвестной плотностью, наблюдая при этом за поведением эталонной жидкости в измерительной части с тем, чтобы эталонная жидкость не достигла открытого верха и не переливалась за ее пределы.
3. Воздух в верхней части колен ареометра, соединенные окном 4, будет находиться между двумя жидкостями под определенным давлением. Жидкости в двух U образных коленах будут иметь разные уровни в частях колен в соответствии с их плотностями.
4. Искомую плотность жидкости находят по известной формуле:
ж
где: ρ - плотность исследуемой жидкости;
эт.ж
ρ - плотность эталонной жидкости;
1
h - перепад уровней в коленах с исследуемой жидкостью;
2
h - перепад уровней в коленах с эталонной жидкостью
1
2
1
2
Величины h и h определяют с помощью измерительных шкал 8 и 9. Матовая перегородка 10 разделяет разные жидкости не только физически, но и в информационном плане, а именно: при взгляде со стороны А (фиг. 1 и 3) исследователь увидит только жидкость с неизвестной жидкостью и ее перепад уровней h. При взгляде со стороны Б исследователь увидит только жидкость эталонную и ее перепад уровней h.
В ареометре новой конструкции решается поставленная техническая задача - в промысловых условиях оцениваются плотности жидкостей в широком диапазоне их свойств, в том числе и непрозрачных по составу. Ареометр становится компактным и надежным по своему устройству и не требует при эксплуатации дополнительных предметов. Если ареометр изготовить в прямоугольной форме по сечению, то устройство приобретет, по мнению авторов, определенный дизайн и промышленную эстетику в стиле «хай-тек».