Установка поверки резервуаров горизонтальных стальных и мер вместимости (КПР-100)
INSTALLATION FOR VERIFICATION OF HORIZONTAL STEEL TANKS AND CAPACITY MEASURES (KPR-100)

Область техники:
[0001] Изобретение относится к области измерительной техники, в частности, к установкам для поверки (градуировки, калибровки) резервуаров горизонтальных стальных и цистерн.
Уровень техники:
[0002] В настоящее время существует множество систем для поверочных испытаний резервуаров. Одним из примеров таких систем является система калибровки накопительного бака, описанная в US 5665895 A. Известная система включает в себя датчик, расположенный внутри резервуара, для измерения уровней жидкости в резервуаре и одно или несколько дозирующих устройств для измерения количества жидкости, распределенной в резервуар или из резервуара. Также предусмотрен процессор, который способен определять объем в резервуаре, а также количество жидкости, выдаваемой в резервуар или из него, на основе измерений уровня жидкости, полученных в периоды простоя после периодов раздачи. Процессор запрограммирован с помощью алгоритма, который использует математическую функцию, которая связывает либо объем жидкости, либо изменение объема жидкости на единицу соответствующего изменения высоты жидкости в резервуаре в зависимости от высоты жидкости в резервуаре и ряда параметров калибровки, которые включают длину, диаметр, форму боковины и наклон резервуара, а также смещение датчика от дна резервуара. Процедура калибровки включает поиск параметров калибровки, которые минимизируют сумму квадратов остатков между первым набором уточненных значений данных, полученных с использованием измеренных объемов (или объемов на единицу изменения высоты), выдаваемых измерительными устройствами, и вторым набором оценочных объемов (или объемов на единицу изменения высоты), которые вычисляются с использованием математического выражения.
[0003] Однако, известному решению присущи недостатки. Недостаток известного решения заключается в низкой точности поверки резервуара с одновременно высоким показателем временных затрат, необходимых для поверки резервуара РГС или цистерн. Данное обстоятельство обусловлено тем, что в известной системе не предусмотрено определение вместимости резервуара путем непрерывного наполнения его поверочной жидкостью и одновременного измерения уровня, температуры, объема, давления и расхода поверочной жидкости для каждого изменения уровня поверочной жидкости для дальнейшего автоматизированного управления процессом поверки с применением датчиков давления, датчиков температуры, счетчика-расходомера, бесконтактного радарного уровнемера, вибрационного сигнализатора уровня, преобразователя частоты вращения вала насоса, дискового затвора с электроприводом и трехходового шарового крана.
Раскрытие изобретения:
[0004] Задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков.
[0005] Техническим результатом при этом является повышение точности и сокращения времени поверки резервуаров горизонтальных стальных (РГС) и цистерн в части определения вместимости резервуара путем непрерывного наполнения его поверочной жидкостью и одновременного измерения уровня, температуры, объема, давления и расхода поверочной жидкости для каждого изменения уровня поверочной жидкости для дальнейшего автоматизированного управления процессом поверки с применением датчиков давления, датчиков температуры, счетчика-расходомера, бесконтактного радарного уровнемера, вибрационного сигнализатора уровня, насоса и преобразователя частоты вращения вала насоса, дискового затвора с электроприводом и трехходового шарового крана.
[0006] Для достижения технического результата предложена установка поверки резервуаров горизонтальных стальных (РГС) и цистерн, и передачи результатов поверки вычислительному устройству с последующим управлением процессом поверки, содержащая: воронкогаситель, выполненный с возможностью предотвращения образования воронки в ее пределах и соединенный с первым шаровым краном с помощью гибкого рукава, первый шаровой кран, соединенный с фильтром и выполненный с возможностью открытия или закрытия подачи поверочной жидкости к фильтру; фильтр, соединенный с центробежным насосом и выполненный с возможностью фильтрации и подачи отфильтрованной поверочной жидкости к центробежному насосу; центробежный насос, соединенный с вторым шаровым краном, выполненным с возможностью отсечения и подачи поверочной жидкости в пределах системы поверки, и с преобразователем частоты; преобразователь частоты, выполненный с возможностью управления частотой вращения центробежного насоса в ответ на управляющие инструкции, принятые от вычислительного устройства пользователя; второй шаровой кран, выполненный с возможностью отсечения и подачи поверочной жидкости и соединенный с третьим шаровым краном, предназначенным для открытия или закрытия подачи поверочной жидкости, с помощью гибкого рукава, а также с последовательно соединенными первым датчиком давления, предназначенным для измерения давления поверочной жидкости до счетчика-расходомера, предназначенным для измерения объема и объёмного расхода поверочной жидкости, проходящей через него, вторым датчиком давления, предназначенным для измерения давления поверочной жидкости после счетчика-расходомера, первым датчиком температуры, предназначенным для измерения температуры поверочной жидкости после счетчика-расходомера, при этом первый датчик давления, счетчик-расходомер, второй датчик давления и первый датчик температуры соединены с дисковым затвором с электроприводом, предназначенным для регулирования расхода потока поверочной жидкости в пределах системы поверки в ответ на управляющие инструкции, принятые от вычислительного устройства пользователя и соединенный с четвертым шаровым краном, предназначенным для отсечения и/или подачи поверочной жидкости; четвертый шаровой кран, соединенный с помощью гибкого рукава с трехходовым краном, предназначенным для переключения направления потока поверочной жидкости из режима «циркуляция» в режим «поверка» и обратно в ответ на управляющие инструкции, полученные от вычислительного устройства пользователя,  при этом трехходовой кран  соединен с поверяемым РГС или цистерной и расширителем струи,  предназначенным для расширения диаметра потока поверочной жидкости, подаваемой в поверяемый РГС или цистерну; при этом на горловине поверяемого РГС или цистерны закрепляются радарный уровнемер, предназначенный для бесконтактного измерения уровня налива поверочной жидкости, второй датчик температуры, предназначенный для измерения температуры поверочной жидкости в пределах поверяемого РГС или цистерны и вибрационный сигнализатор ограничения уровня налива поверочной жидкости, предназначенный для исключения возможности перелива поверочной жидкости в поверяемом РГС или цистерне; первый датчик давления, счетчик-расходомер, второй датчик давления, первый датчик температуры, дисковый затвор с электроприводом, трехходовой кран, радарный уровнемер, второй датчик температуры, вибрационный сигнализатор ограничения уровня налива поверочной жидкости и преобразователь частоты соединены с вычислительным устройством пользователя для обеспечения приема данных упомянутым вычислительным устройством и автоматизированного управления процессом поверки.
[0007] Дополнительно в качестве уровнемера применяется бесконтактный радарный уровнемер.
[0008] Дополнительно вычислительное устройство пользователя предназначено для генерирования и передачи управляющих инструкций дисковому затвору с электроприводом для обеспечения установленной скорости наполнения поверяемого РГС или цистерны.
[0009] Дополнительно сигнализатор ограничения уровня налива жидкости выполнен в виде вибрационного сигнализатора уровня.
[00010] Дополнительно вычислительное устройство пользователя, предназначенное для генерирования и передачи управляющих инструкций трехходовому крану, в соответствии с которыми трехходовой кран обеспечивает подачу поверочной жидкости в поверяемый РГС или цистерну.
[0011] Дополнительно вычислительное устройство пользователя предназначено для генерирования и передачи управляющих инструкций трехходовому крану в соответствии с данными, полученными от вибрационного сигнализатора ограничения уровня налива жидкости и радарного уровнемера, которые указывают на превышение допустимого уровня поверочной жидкости в поверяемом РГС или цистерне.
[0012] Дополнительно вычислительное устройство пользователя предназначено для генерирования и передачи управляющих инструкций дисковому затвору с электроприводом, преобразователю частоты и трехходовому крану, в соответствии с данными, полученными от первого датчика давления, счетчика-расходомера, радарного уровнемера и вибрационного сигнализатора уровня.
[0013] Дополнительно вычислительное устройство формирует протокол поверки РГС или цистерны в соответствии с данными, полученными от первого датчика давления, счетчика-расходомера, второго датчика давления, первого датчика температуры, радарного уровнемера, второго датчика температуры.
[0014] Дополнительно цистерна является железнодорожной цистерной или автомобильной цистерной.
[0015] Очевидно, что как предыдущее общее описание, так и последующее подробное описание даны лишь для примера и пояснения и не являются ограничениями данного изобретения.
Краткое описание чертежей:
[0016] Фиг. 1 - схематичное изображение установки поверки РГС и цистерн.
Осуществление изобретения:
[0017] Схематическое изображение установки КПР-100 для поверки РГС и цистерн показано на фиг. 1. Установка КПР-100 содержит воронкогаситель 2, первый шаровой кран 3a, второй шаровой кран 3b, третий шаровой кран 3c, четвертый шаровой кран 3d, фильтр 4, центробежный насос 5, преобразователь частоты 6, первый датчик температуры 9a, второй датчик температуры 9b, первый датчик давления 10a, второй датчик давления 10b, счетчик-расходомер 11, дисковый затвор с электроприводом 12, трехходовой кран 13, воздушный компрессор 17, вибрационный сигнализатор ограничения уровня налива поверочной жидкости 14, радарный уровнемер 15, расширитель струи 7, для осуществления поверки РГС или цистерны 8. В качестве альтернативы цистерна 8 может являться железнодорожной или автомобильной цистерной.
[0018] Расходная емкость 1 выполнена с возможностью подачи принятой поверочной жидкости на первый шаровой кран 3а. Воронкогаситель 2 выполнен с возможностью предотвращения образования воронки в ее пределах и соединен с первым шаровым краном 3a с помощью гибкого рукава.
[0019] В рамках настоящего решения вычислительное устройство пользователя (не показано на фиг.) может быть выполнено в виде ноутбука, ПК, планшета и любого другого вычислительного устройства, содержащего процессор электрически соединенный с памятью. Следует принимать во внимание, что память, входящая в состав вычислительного устройства пользователя в данном документе, может быть энергозависимым запоминающим устройством или энергонезависимыми запоминающими устройствами, либо может включать в себя и энергозависимое, и энергонезависимое запоминающее устройство. В качестве иллюстрации, но не ограничения, память может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ROM), программируемое ROM (PROM), электрически программируемое ROM (EPROM), электрически стираемое PROM (EEPROM), флэш-память (SSD), жесткий диск (HDD), компакт-диск (CD), DVD-диск. Энергозависимое запоминающее устройство может включать в себя синхронное RAM (SRAM), динамическое RAM (DRAM), синхронное DRAM (SDRAM), SDRAM с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM), улучшенное SDRAM (ESDRAM), Synchlink DRAM (SLDRAM) и direct Rambus RAM (DRRAM). Память хранит инструкции, побуждающие вычислительное устройство пользователя регулировать расход потока поверочной жидкости в пределах системы поверки путем отправки управляющих инструкций дисковому затвору с электроприводом 12, преобразователю частоты 6, трехходовому крану 13.
[0020] Альтернативно, вычислительное устройство пользователя может выполнять генерирование и передачу управляющих инструкций дисковому затвору с электроприводом 12 для того, чтобы обеспечить установленную скорость наполнения поверяемого РГС или цистерны. Также в качестве альтернативы вычислительное устройство пользователя может быть выполнено с возможностью генерирования и передачи управляющих инструкций трехходовому крану 13, в соответствии с которыми трехходовой кран 13 обеспечивает подачу поверочной жидкости в РГС или цистерну 8, или расходную емкость 1 в зависимости от режима работы. При этом, для переключения трехходового крана используется воздушный компрессор 17. В качестве еще одной альтернативы, вычислительное устройство пользователя может быть предназначено для генерирования и передачи управляющих инструкций трехходовому крану 13 в соответствии с данными, полученными от вибрационного сигнализатора ограничения уровня налива жидкости 14 и радарного уровнемера 15, которые указывают на превышение допустимого уровня жидкости в поверяемом РГС или цистерне 8. В качестве еще одной альтернативы вычислительное устройство пользователя может быть выполнено с возможностью генерирования и передачи управляющих инструкций дисковому затвору с электроприводом 12, преобразователю частоты 6 и трехходовому крану 13 в соответствии с данными, полученными от первого датчика давления 10a, счетчика-расходомера 11, радарного уровнемера 15 и вибрационного сигнализатора 14. В качестве еще одной альтернативы вычислительное устройство выполнено с возможностью формирования протокола поверки РГС или цистерны 8 в соответствии с данными, полученными от первого датчика давления 10a, счетчика-расходомера 11, второго датчика давления 10b, первого датчика температуры 9a, радарного уровнемера 15 и второго датчика температуры 9b.
[0021] Первый шаровой кран 3a соединен с фильтром 4 и выполнен с возможностью открытия или закрытия подачи поверочной жидкости к фильтру 4.
[0022] Фильтр 4 соединен с центробежным насосом 5 и выполнен с возможностью фильтрации и подачи отфильтрованной поверочной жидкости к центробежному насосу 5.
[0023] Центробежный насос 5 соединен со вторым шаровым краном 3b и с преобразователем частоты 6. Второй шаровой кран 3b выполнен с возможностью отсечения и подачи поверочной жидкости в пределах системы  поверки. Центробежный насос 5 выполнен с возможностью создания напора и расхода поверочной жидкости в пределах системы поверки.
[0024] Преобразователь частоты 6 выполнен с возможностью управления частотой вращения центробежного насоса 5 в ответ на управляющие инструкции, принятые от вычислительного устройства пользователя.
[0025] Третий шаровой кран 3c и четвертый шаровой кран 3d выполнены с возможностью отсечения и подачи  поверочной жидкости к дисковому затвору с электроприводом 12. Упомянутая подача поверочной жидкости выполняется через последовательно соединенные: первый датчик температуры 9a, первый датчик давления 10a, счетчик-расходомер 11, второй датчик давления 10b. Первый датчик давления 10a предназначен для измерения давления поверочной жидкости до счетчика-расходомера 11. Счетчик-расходомер 11 предназначен для измерения объема и объёмного расхода поверочной жидкости, проходящей через него. Второй датчик давления 10b предназначен для измерения давления поверочной жидкости после счетчика-расходомера 11. Первый датчик температуры 9a предназначен для измерения температуры поверочной жидкости после счетчика-расходомера 11. Первый датчик давления 10a, счетчик-расходомер 11, второй датчик давления 10b и первый датчик температуры 9a соединены с дисковым затвором с электроприводом 12.
[0026] Дисковый затвор с электроприводом 12 предназначен для регулирования расхода потока поверочной жидкости в пределах системы поверки в ответ на управляющие инструкции, принятые от вычислительного устройства пользователя и соединен с четвертым шаровым краном  3d.
[0027] Четвертый шаровой кран 3d предназначен для отсечения и/или подачи поверочной жидкости. Четвертый шаровой кран 3d соединен с помощью гибкого рукава с трехходовым краном 13. Трехходовой кран 13 предназначен для переключения направления потока поверочной жидкости из режима «циркуляция» в режим «поверка» и обратно в ответ на управляющие инструкции, полученные от вычислительного устройства пользователя.  Трехходовой кран 13 соединен с поверяемым РГС или цистерной 8 и расширителем струи 7. Расширитель струи 7  предназначен для расширения диаметра потока поверочной жидкости, подаваемого в поверяемый РГС или цистерну 8, для предотвращения волнообразования на поверхности поверочной жидкости в поверяемом резервуаре.
[0028] На горловине поверяемого РГС или цистерны 8 закрепляются  радарный уровнемер 15, второй датчик температуры 9b и вибрационный сигнализатор ограничения уровня налива поверочной жидкости 14. Радарный уровнемер 15 предназначен для бесконтактного измерения уровня налива поверочной жидкости. Второй датчик температуры 9b предназначен для измерения температуры поверочной жидкости в пределах поверяемого РГС или цистерны. Вибрационный сигнализатор ограничения уровня налива поверочной жидкости 14 предназначен для исключения возможности перелива поверочной жидкости в поверяемом РГС или цистерне 8.
[0029] В рамках настоящего решения, первый датчик давления 10a, счетчик-расходомер 11, второй датчик давления 10b, первый датчик температуры 9a, дисковый затвор с электроприводом 12, трехходовой кран 13, радарный уровнемер 15, второй датчик температуры 9b, вибрационный сигнализатор ограничения уровня налива поверочной жидкости 14 и преобразователь частоты 6 соединены с вычислительным устройством 16 пользователя для обеспечения приема данных упомянутым вычислительным устройством и автоматизированным управлением процессом поверки.
[0030] Хотя данное изобретение было показано и описано со ссылкой на определенные варианты его осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные изменения и модификации могут быть сделаны в нем, не покидая фактический объем изобретения. Следовательно, описанные варианты осуществления имеют намерение охватывать все подобные преобразования, модификации и разновидности, которые попадают под сущность и объем прилагаемой формулы изобретения.