АНАЛИЗАТОР ПЛОТНОСТИ ДЛЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к средствам измерений плотности жидкостей и средствам метрологического обеспечения средств измерений плотности жидкостей.
Уровень техники
Анализатор плотности предназначен для эксплуатации в составе эталонной установки для воспроизведения, хранения и передачи единицы объема жидкости при прецизионных измерениях плотности жидкости в условиях транспортирования по технологическим трубопроводам, а также для проведения поверки, калибровки и градуировки преобразователей плотности и каналов измерений плотности счетчиков-расходомеров массовых в условиях эксплуатации и лаборатории.
Принцип измерений плотности с использованием анализатора плотности основан на определении массы пробы жидкости, отобранной в анализатор плотности известной вместимости при температуре и давлении в трубопроводе. Плотность жидкости находят как частное от деления разности значений массы заполненного и пустого анализатора на значение вместимости анализатора при условиях отбора пробы жидкости. Давление, температуру жидкости и температуру тела анализатора определяют в момент отбора пробы жидкости при помощи средств измерений из комплекта эталонной установки.
Из уровня техники известен прибор для определения плотности жидкости под давлением, состоящий из цилиндрического резервуара, выполненного из нескольких свариваемых частей из нержавеющей стали, и двух запорных игл, расположенных на одной оси (см. [1] авторское свидетельство SU 142798 А1, МПК G01N 9/02, И.Л. Мархасин, И.А. Фахреев, Г.П. Мейнцер, опубл. в 1961 году).
3
Недостатком указанного прибора является невозможность обеспечения погрешности измерений плотности жидкости менее 0,4 кг/м.
Из уровня техники известен пикнометр металлический для эталона единицы плотности (см. [2] патент RU 205581 U1, МПК G01N 9/04, опубл. 22.07.2021), включающий верхнюю и нижнюю части, соединенные между собой сварным круговым швом, каждая из которых снабжена запорным краном, которые расположены соосно с пикнометром, а нижняя часть дополнительно оснащена аварийной предохранительной мембраной, при этом пикнометр выполнен из сплава нержавеющей стали с титаном.
Недостатком указанного пикнометра является отсутствие информации о возможности разборки и сборки пользователем запорных кранов. Между тем, возможность полной разборки пикнометра с тщательной промывкой и дальнейшим просушиванием всех деталей пикнометра чрезвычайно важна при измерениях плотности жидкости, так как оказывает прямое влияние на результаты измерений плотности. Поскольку плотность жидкости находят как частное от деления разности значений массы заполненного и пустого пикнометра на значение вместимости пикнометра, то любые загрязнения или остатки жидкости на элементах пикнометра (например, на запорных кранах) оказывают влияния на результаты измерений разности масс заполненного и пустого пикнометра, а, следовательно, и на результаты измерений плотности жидкости. Таким образом, заявленные метрологические характеристики пикнометра могут быть не обеспечены на практике.
В качестве наиболее близкого аналога, взятым за прототип, принимаем пикнометр металлический для эталона единицы плотности (см. [3] патент RU206662U1, МПК G01N 9/04, опубл. 21.09.2021), включающий верхнюю и нижнюю части, соединенные между собой сварным круговым швом, каждая из которых снабжена запорным краном, которые расположены соосно с пикнометром, а нижняя часть дополнительно оснащена аварийной предохранительной мембраной, при этом кромки верхней и нижней частей пикнометра выполнены со ступенчатым скосом для сварки.
Недостатком наиболее близкого аналога также является отсутствие информации о возможности разборки и сборки пользователем запорных кранов в результате чего заявленные метрологические характеристики пикнометра могут быть не обеспечены на практике.
Сущность полезной модели
Задачей заявленной полезной модели является создание анализатора плотности для прецизионных измерений плотности жидкости и метрологического обеспечения средств измерений плотности жидкостей, обладающего высокими метрологическими характеристиками, у которого конструкция запорных кранов не будет оказывать влияния на результаты измерений плотности жидкости.
Техническим результатом является повышение достоверности результатов измерений анализатором плотности (соответствие метрологических характеристик заявленным значениям) на протяжении всего периода его службы.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет анализатора плотности для прецизионных измерений плотности жидкостей, включающий цилиндрический корпус в виде цельнометаллического сосуда с двумя горловинами, расположенными на одной оси, двумя запорными кранами, расположенными на горловинах и предохранительный клапаном сброса давления, при этом запорные краны представляют собой быстроразборные краны пробкового типа. Быстроразборные краны пробкового типа включают пробку, установленную в седельном уплотнении, две фторопластовых шайбы, две стальные шайбы и две запорные гайки.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - общий вид анализатора плотности для прецизионных измерений плотности жидкостей.
Фиг. 2 - представлен поперечный разрез горловины 2 (или 3) анализатора плотности по оси запорного крана 4 (или 5).
На фигуре обозначены следующие позиции: 1 - корпус; 2, 3 - горловина; 4, 5 - запорный кран; 6 - предохранительный клапан сброса давления; 7 - пробка; 8 - седельное уплотнение; 9, 10 - фторопластовая шайба; 11, 12 - стальная шайба; 13, 14 - запорная гайка.
Осуществление полезной модели
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет заявленного анализатора плотности для прецизионных измерений плотности жидкостей. Конструктивно анализатор состоит из цилиндрического корпуса (1) в виде цельнометаллического сосуда с двумя горловинами (2, 3), расположенными друг напротив друга на одной оси. На каждой горловине (2) и (3) установлен запорный кран (4) и (5), соответственно (см. фиг. 1). На корпусе (1) установлен предохранительный клапан сброса давления (6). Каждый из запорных кранов (4) и (5) состоит из пробки (7), установленной в седельном уплотнении (8), фторопластовых шайб (9) и (10), стальных шайб (11) и (12) и запорных гаек (13) и (14). Конусовидное седло крана выточено в горловине (2) и (3) анализатора. Запорные гайки (13) и (14) соединяют между собой элементы крана, а сам кран - с корпусом анализатора.
Отличительной особенностью заявляемой полезной модели является применение в качестве запорных элементов быстроразборных кранов пробкового типа.
Применение быстроразборных кранов пробкового типа позволяет обеспечить большую достоверность измерений плотности жидкости анализатором по сравнению с анализаторами, оснащенными кранами неразборной конструкции, за счет возможности быстрой и полной разборки, промывки и просушки конструкции крана и, как следствие, достоверного измерения массы анализатора и плотности жидкости.
3
Заявляемый анализатор обеспечивает пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений плотности жидкости ±0,10 кг/м.
Заявляемый анализатор плотности для прецизионных измерений плотности жидкостей функционирует следующим образом:
анализатор плотности эксплуатируется в составе эталонной установки для метрологического обеспечения средств измерений плотности жидкостей, в которую кроме одного или нескольких анализаторов плотности также входят средства измерений температуры и давления, весовое устройство (весы или компаратор массы), индикатор расхода, технологическая оснастка;
перед началом измерений промывают и сушат анализатор плотности с полным разбором запорных кранов 4 и 5;
собирают и взвешивают пустой анализатор плотности;
установку для метрологического обеспечения средств измерений плотности жидкостей подсоединяют к трубопроводу с анализируемой жидкостью;
открывают запорные краны 4 и 5;
выдерживают время, необходимое для стабилизации температуры жидкости;
закрывают запорные краны 4 и 5 и регистрируют температуру и давление анализируемой жидкости;
промывают и сушат снаружи анализатор плотности;
взвешивают заполненный жидкостью анализатор плотности;
определяют плотность жидкости как частное от деления разности значений массы заполненного и пустого анализатора на значение вместимости анализатора при условиях отбора пробы жидкости.