Мерник
BATCHER

Изобретение относится к средствам измерения количества жидкости и может быть использовано для поверки средств измерения количества жидкости или учета оборота жидкостей.
Известен мерник, содержащий резервуар с фланцем, горловину с фланцем, пеногаситель с фланцем и патрубком для отвода газа из полости пеногасителя в атмосферу, опорную раму с тремя установочными винтами, первый кран для слива рабочей жидкости из резервуара, емкость для сбора розлива рабочей жидкости, уровень, измерительную емкость для измерения плотности и температуры рабочей жидкости, второй кран для заполнения измерительной емкости рабочей жидкости, первую металлическую трубку, соединяющую второй кран с тройником, третий сливной кран со штуцером, ручки на резервуаре, вторую металлическую трубку с просветом и четырьмя шкалами вместимости, внутри которой установлена стеклянная трубка напротив просвета, рамку со шкалами погрешности топливораздаточной колонки, направляющую до дна резервуара с участками перфорации, посредством которых происходит дополнительное растекание рабочей жидкости в горловину мерника и полость пеногасителя при снижении напора на последнем литре отпуска жидкости потребителю (Патент RU 2631027, МПК G01F 19/00, G01F 25/00 2017). Измерительная емкость для измерения плотности и температуры рабочей жидкости расположена вне измерительного резервуара мерника, что не позволяет достоверно измерить температуру рабочей жидкости. Шкалы измерительной горловины и рамка со шкалами температурной погрешности не предназначены для рабочих жидкостей с физико-химическими показателями в широком диапазоне, по меньшей мере, без предварительной калибровки мерника перед проведением измерений. Конструкция мерника не обеспечивает метрологическую точность измерений и на практике не может быть использована в качестве средства измерения объема жидкостей.
Известен образцовый мерник для поверки устройств дозирования объема жидкости, содержащий мерную емкость с горловиной, шкалу допуска вместимости, шкалу температурной поправки вместимости, установленную неподвижно на мерной емкости, прозрачную трубку и плунжер, установленный на мерной емкости с возможностью перемещения вовнутрь ее относительно шкалы температурной поправки вместимости, которая установлена параллельно оси плунжера, а шкала допуска вместимости закреплена неподвижно на горловине относительно прозрачной трубки (Патент на полезную модель RU 13424, МПК G01F 19/00, 2000). В соответствии с законодательством в области метрологии при эксплуатации средства измерения количества жидкости не допускается изменения вместимости мерной емкости. Для обеспечения точности и достоверности измерения количества (объема) жидкости с помощью мерника необходимо измерить температуру рабочей жидкости, влияющую на коэффициент расширения металла, в точке объема, равноудаленной от стенок накопительного резервуара. На практике измерения проводят через пеногаситель и измерительную горловину термометрами со щупами. Щупы термометров имеют длину 300-400 мм, при этом измерительные горловины имеют высоту в пределах от 500 до 1500 мм. Также на измерительной горловине может быть установлен пеногаситель, высота которого составляет от 150 до 500 мм. Рабочая жидкость в измерительной горловине находится близко к стенкам горловины и от температуры окружающей среды быстро нагревается или охлаждается. Иногда применяют щупы, имеющие длинный зонд, который погружают через пеногаситель, измерительную горловину в накопительный резервуар мерника. В этом случае невозможно определить реальное положение зонда относительно стенок накопительного резервуара, сложно удерживать зонд необходимое время, исключая его перемещение, при вынимании зонда из мерника по окончании измерения не исключены разливы рабочей жидкости. Данный способ трудоемкий, небезопасный для обслуживающего персонала, не обеспечивает точность и достоверность измерений. Для приведения вместимости мерника к номинальной (при тарировке) изменяют высоту обечайки цилиндра накопительного резервуара мерника. Уровень номинальной вместимости изготовленного мерника должен находится в середине измерительной горловины. После сборки и сварки конструкции мерника, а также при ремонте вместимость изменяется на разную величину в зависимости от материала мерника, параметров и режимов сварочных работ, повреждений при эксплуатации. Таким образом, необходима возможность точной настройки номинальной вместимости с пределами допустимой погрешности (при калибровке). Точность мерника как средства измерения в большей степени зависит от параметров измерительной горловины, представляющей собой трубу постоянного сечения. Чаще всего шкалу с отметками вместимости мерника устанавливают на измерительную горловину, в которой фрезеруют два овальных отверстия (смотровые окна), диаметрально расположенные друг против друга для наблюдения за уровнем рабочей жидкости на просвет. В результате происходит деформация трубы измерительной горловины, возникает непостоянность сечения по всей высоте горловины (нарушение цилиндричности), вследствие чего, на всей высоте горловина имеет разную вместимость. Описанное исполнение измерительной горловины значительно повышает погрешность измерений.
Задачей настоящего изобретения является создание средства измерения количества жидкости для учета оборота жидкостей или поверки средств измерения количества жидкости, соответствующего метрологическим нормам, обеспечивающего достоверность и точность измерений, соответствующего нормам законодательства в сфере технического регулирования, применение которого обеспечит безопасность и снижение трудоемкости. Поставленная задача достигается тем, что мерник, содержащий накопительный резервуар, выносную шкалу вместимости, установленную неподвижно на измерительной горловине, с прозрачной трубкой, компенсатор вместимости, установленный в накопительном резервуаре, дополнительно содержит термометрическую гильзу, выполненную в виде тонкостенной металлической трубки с наружной резьбой на внешнем конце, погружной конец которой имеет дно, и установленную в накопительном резервуаре с помощью резьбового соединения таким образом, что дно термометрической гильзы равноудалено от стенок накопительного резервуара, компенсатор вместимости выполнен в виде полого цилиндра с крышкой на нижнем торце и установлен в накопительном резервуаре через патрубок с опорным кольцом, снабженным герметизирующей прокладкой, выносная шкала вместимости выполнена в виде трубы прямоугольного сечения со сквозным овальным отверстием, снабженной шкальной пластиной с числовыми отметками вместимости, внутри которой установлена уровнемерная прозрачная трубка, образующая с измерительной горловиной систему сообщающихся сосудов. На Фиг. 1 представлен общий вид мерника, на Фиг. 2 изображен вариант исполнения мерника с пеногасителем.
Мерник содержит накопительный резервуар (1), измерительную горловину (2), выносную шкалу вместимости, выполненную в виде трубы (3) прямоугольного сечения со сквозным овальным отверстием, внутри которой установлена уровнемерная прозрачная трубка (4), устройства налива и слива, ампулу уровня (5) для вертикальной установки измерительной горловины при проведении измерений, компенсатор вместимости (6), термометрическую гильзу (7), площадку обслуживания (8).
Выносная шкала вместимости выполнена в виде трубы (3) прямоугольного сечения со сквозным овальным отверстием, неподвижно прикрепленной к измерительной горловине (2), параллельно ее оси. Труба (3) снабжена шкальной пластиной с числовыми отметками номинальной вместимости, начального и конечного значений вместимости. Внутри трубы (3) установлена уровнемерная прозрачная трубка (4), изготовленная из бесцветного материала и не имеющая дефектов, препятствующих наблюдению за уровнем жидкости. Уровнемерная прозрачная трубка (4) одним концом герметично соединена с накопительным резервуаром (1), образуя с измерительной горловиной (2) сообщающиеся сосуды. Второй конец прозрачной трубки (4) сообщен с атмосферой в случае, если рабочей жидкостью является вода, или сообщен с мерником (например, через пеногаситель (9), установленным на измерительной горловине (2)) в случае, если рабочей жидкостью является любая химически неагрессивная жидкость, кроме воды. В накопительном резервуаре (1) через патрубок с опорным кольцом, снабженным герметизирующей прокладкой, установлен компенсатор вместимости (6), который выполнен в виде полого цилиндра, нижний торец которого заглушен крышкой, верхний торец (наружный) закрыт крышкой с помощью резьбового или фланцевого соединения в зависимости от вместимости мерника так, чтобы ее положение не могло быть изменено без нарушения поверительного клейма (пломбы). Для применения настройки вместимости мерника с помощью компенсатора вместимости (6) мерник изготавливают таким образом, чтобы отметка номинальной вместимости находилась ниже середины высоты измерительной горловины (2) на величину, равную 0,3-0,4% от объема мерника. После изготовления или ремонтных работ определяют вместимость мерника и отметку номинальной вместимости. По результатам калибровки определяют объем жидкости, который необходимо вытеснить компенсатором вместимости (6) из мерника, чтобы отметка номинальной вместимости установилась в середине высоты измерительной горловины (2), по формуле:
2
3
V=π⋅r⋅h, где V - объем жидкости, который необходимо вытеснить для доведение мерной емкости до номинального объема, равный объему компенсатора вместимости, мм; π - математическая постоянная, равная 3,14159; r - внутренний радиус измерительной горловины, равный наружному радиусу компенсатора вместимости, мм; h - высота столба жидкости до номинальной отметки, определяемая по шкале на измерительной горловине, равная высоте цилиндра компенсатора вместимости, мм.
Пример расчета.
В результате калибровки мерника по шкале измерительной горловины установлено, что высота столба жидкости на 100 мм ниже номинальной отметки. Внутренний радиус измерительной горловины мерника равен 28,5 мм. Рассчитывают объем жидкости, который необходимо вытеснить для доведения мерной емкости до номинального объема:
2
3
3
V=3,14159⋅28,5⋅100=255176 мм. Таким образом, объем компенсатора вместимости равен 255176 мм, наружный радиус компенсатора вместимости равен 28,5 мм, высота цилиндра компенсатора вместимости равна 100 мм. После установки компенсатора вместимости (6) проводят определение уровня номинальной вместимости и в случае несоответствия изменяют длину полого цилиндра компенсатора вместимости (6). Конструкции компенсатора вместимости обеспечивает герметичность мерника и отсутствие воздушных карманов во внутренней полости мерника, влияющих на достоверность метрологических измерений, обеспечивает возможность точной настройки вместимости при изготовлении или при ремонте в случае повреждений мерника в процессе эксплуатации или выявленного несоответствия вместимости при поверке. Термометрическая гильза (7) выполнена в виде тонкостенной металлической трубки с наружной резьбой на внешнем конце, погружной конец которой имеет дно. Термометрическая гильза (7) установлена в накопительном резервуаре (1) с помощью резьбового соединения таким образом, что ее дно равноудалено от стенок накопительного резервуара. Термометрическую гильзу (7) заполняют рабочей жидкостью или жидким маслом не более 2/3 ее внутреннего объема, устанавливают в мерник, который затем заполняют рабочей жидкостью. Термометр со щупом погружают в гильзу на полную ее глубину с монтажным зазором. Для достоверности определения температуры рабочей жидкости в случае проведения метрологических измерений с помощью мерников вместимостью более 500 дм накопительный резервуар снабжен двумя термометрическими гильзами, при этом за результат измерения принимают среднее арифметическое значение показаний термометров. Применение заявленного конструктивного исполнения средства измерения количества жидкости для учета оборота жидкостей или для поверки средств измерения количества жидкости обеспечивает достоверность и точность измерений при длительной эксплуатации, соответствующую метрологическим нормам и нормам законодательства в сфере технического регулирования, эксплуатационную безопасность, позволяет снизить трудоемкость и повысить экономическую эффективность.