УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ, ПОВЕРКИ И НАСТРОЙКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ РАСХОДА ЖИДКОСТИ
INSTALLATION FOR TESTING, INSPECTION AND SETTING OF MEASUREMENT MEASURES OF FLOW CONSUMPTION

Изобретение относится к области теплотехники и гидравлики, предназначено для метрологических испытаний приборов и может быть использовано для испытаний, поверки, настройки средств измерений расхода и объема жидкости, таких как расходомеры, преобразователи расхода и счетчики жидкости.
Известна установка ВПУ-05 для поверки и испытаний расходомеров, содержащая накопительный бак-резервуар для хранения и деаэрации рабочей жидкости, насос с регулируемым электроприводом, ресивер для обеспечения стабильности расхода жидкости, распределитель потока, включающий рабочий стол с испытательными участками для поверяемых приборов, эталонные расходомеры, переключатели потока, накопительные емкости для поверки весовым методом, весоизмерительные устройства («Автоматизированные расходомерные установки - общие требования и практическая реализация». В.П. Каргапольцев, А.А. Мицкевич. Автоматизация 2012, №2, с. 3).
Недостатком данного технического решения является то, что поверяемые расходомеры (преобразователи расхода) устанавливают на измерительный участок рабочего стола последовательно друг за другом, при этом можно производить поверку и испытания приборов одновременно только одного диаметра и желательно одного типа.
Одновременная поверка расходомеров разного диаметра невозможна.
Известна автоматизированная установка для калибровки, поверки и испытания теплосчетчиков и расходомеров (РФ №2234689, G01F 25/00), содержащая бак-накопитель, соединенный трубопроводами с подогревателем воды, насосной группой из 4-х параллельно включенных насосов различной производительности, регуляторов расхода на байпасной линии, включенных параллельно друг другу на трубопроводах различного диаметра. На рабочей линии установлены компенсатор и гребенка, состоящая из трех трубопроводов различного диаметра, на которых расположены эталонные приборы, обеспечивающие различные диапазоны расхода. На этой же линии за эталонными приборами следует испытательный блок с испытуемым прибором, за которым следует система основных регуляторов расхода, включенных параллельно друг другу на трубопроводах различного диаметра. Кроме того, в испытательный блок входит имитатор и информационно-измерительная и управляющая система на базе персонального компьютера. Принцип действия предложенной установки основан на циркуляции жидкости по замкнутому контуру.
Недостатком данного технического решения является то, что при таком подключении одновременно задействован только один эталонный прибор, один поверяемый расходомер, причем поверяемые расходомеры устанавливают на испытательный блок рабочего стола последовательно друг за другом. При этом возможно производить поверку приборов одновременно только одного диаметра и, желательно, одного типа. Одновременная поверка расходомеров разного диаметра невозможна.
Известна установка для калибровки, поверки и испытаний счетчиков и расходомеров (РФ №134637, G01F 25/00, прототип), состоящая из байпасной и рабочей линий. Рабочая линия содержит последовательно установленные бак-накопитель воды, насосную станцию, ресивер, эталонные приборы, испытательный стол и регуляторы расхода в байпасной и рабочей линиях. Кроме того, рабочая линия установки содержит весоизмерительное устройство с переключателем потока. Выход ресивера выполнен в виде нескольких тангенциально установленных патрубков разного диаметра, соединяющих ресивер с соответствующими эталонными приборами и расположенных на разной высоте так, что патрубок с наибольшим диаметром выполнен на одной прямой с эталонным прибором и линейкой испытуемых приборов на испытательном столе. С помощью насоса вода подается из накопительного бака в ресивер, сглаживающий возникающие из-за работы насоса пульсации водного потока, и направляющий поток к эталонному расходомеру блока через соответствующий патрубок. Патрубки перед неиспользуемыми расходомерами перекрываются кранами (запорными или отсечными). При работе в диапазоне минимальных расходов регулировочным краном устанавливается определенный расход через байпас. На входном трубопроводе испытательного стола установлен вентиль для стравливания воздуха при заполнении трубопровода водой. После испытательного стола установлен блок регулировки, состоящий из системы отсечных и регулировочных кранов, устанавливающий заданный расход рабочей жидкости. Прием информации от испытываемых и эталонных приборов и дальнейшую обработку ее по заданному алгоритму обеспечивает информационно-измерительная система.
Недостатком данного технического решения является то, что поверяемые расходомеры устанавливают на испытательный участок рабочего стола последовательно друг за другом, при этом можно производить поверку приборов одновременно только одного диаметра и желательно одного типа. Устройство содержит только один рабочий стол, поэтому одновременная поверка расходомеров и водосчетчиков разного диаметра невозможна.
Задачей предлагаемого технического решения и техническим результатом является повышение производительности работы устройства за счет одновременного испытания, поверки или настройки нескольких испытуемых приборов расхода жидкости различных диаметров, работающих на разных диапазонах расхода жидкости.
Указанный результат достигается тем, что установка для испытания, поверки и настройки средств измерений расхода жидкости, содержащая бак рабочей жидкости, насос, ресивер, эталонные приборы, испытательный стол, подающие и возвратные гидравлические линии и информационно-измерительную и управляющую систему на базе персонального компьютера, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ снабжена дополнительными испытательными столами, количество которых определяется количеством одновременно испытуемых, поверяемых или настраиваемых приборов разного диаметра, и, соответственно, дополнительными подающими гидравлическими линиями с ресиверами и насосами, а также распределителем потока жидкости, выполненным в виде труб, соединенных между собой запорными устройствами, образуя замкнутый гидравлический канал, к которому через патрубки, врезанные в каждую трубу, и запорные устройства присоединены испытательные столы с испытуемыми приборами и измерительные линии с эталонными средствами измерения расхода жидкости и своими возвратными гидравлическими линиями, причем каждый испытательный стол гидравлически соединен с необходимыми измерительными линиями, а именно испытательный стол с испытуемыми приборами меньшего диаметра установлен рядом с измерительными линиями с эталонными средствами измерения меньшего диапазона расхода жидкости, а испытательный стол с испытуемыми приборами больших диаметров установлен рядом с измерительными линиями с эталонными средствами измерения большего диапазона расхода жидкости.
Изобретение поясняется чертежом.
Распределитель потока жидкости состоит из труб 1-6, соединенных друг с другом через запорные устройства 7-12, образуя замкнутый гидравлический канал. В трубы 1-6 врезаны трубные патрубки 13-18 для запорных устройств 19-24, к которым подключены испытательные столы 25, 26 и измерительные линии 27, 28, 29, 30 установки для испытания, поверки и настройки средств измерений расхода жидкости.
Распределителем потока рабочей жидкости испытательные столы 25, 26 и измерительные линии 27, 28, 29, 30 гидравлически связаны друг с другом.
Так, например, к трубному патрубку 13 подключено первым входом запорное устройство 19, ко второму входу которого подключена измерительная линия 27, к трубному патрубку 14 подключено первым входом запорное устройство 20, ко второму входу которого подключена измерительная линия 28. К трубному патрубку 15 подключено первым входом запорное устройство 21, ко второму входу которого подключен испытательный стол 26, и так далее.
Посредством распределителя потока рабочей жидкости каждый испытательный стол (25, 26) гидравлически может быть соединен с необходимой измерительной линией (27, 28, 29, 30) через трубы, трубные патрубки и запорные устройства, входящие в его состав.
Так, например, испытательный стол 26 и измерительная линия 28 могут быть гидравлически соединены между собой, при этом гидравлическое сообщение между испытательным столом 26 и измерительной линией 28 осуществляется через открытое запорное устройство 21, трубный патрубок 15, трубу 3, открытое запорное устройство 8, трубу 2, трубный патрубок 14 и далее через открытое запорное устройство 20 в измерительную линию 28, при этом запорные устройства 7 и 9 закрыты для потока жидкости. Аналогично гидравлическое соединение осуществляется и с другими измерительными линиями.
На каждой измерительной линии 27, 28, 29, 30 расположено эталонное средство измерений расхода жидкости 31, 32, 33, 34. Эталонное средство измерений расхода жидкости 31-34 представляет собой, например, эталонный расходомер, эталонные весы, эталонные объемные мерники. В случае использования в качестве эталонного средства измерений эталонного расходомера его располагают на заданном расстоянии от запорных устройств 19, 20, 21, 23, расположенных на измерительных линиях 27, 28, 29, 30, что стабилизирует поток рабочей жидкости и уменьшает влияние возмущений потока рабочей жидкости на работу эталонных средств. Каждая измерительная линия представляет из себя трубную конструкцию и включает в себя прямой участок трубы от входного запорного устройства до эталонного средства измерений, эталонное средство измерений расхода и, при необходимости, прямой участок трубы после эталонного средства измерений. Прямые участки, входящие в состав измерительных линий 27, 28, 29, 30, снижают влияние возмущения потока рабочей жидкости, вызванные прохождением рабочей жидкости через замкнутый гидравлический канал, трубные патрубки и запорные устройства, на показания эталонных приборов 31-34. Дополнительно к этому в состав измерительной линии 27, 28, 29, 30 может быть включено средство успокоения потока, например, струевыпрямитель (на чертеже не показан).
Испытательные столы 25 и 26 представляют собой трубную конструкцию и включают в себя прямые участки до испытуемых приборов (для испытательного стола 26 это будет прямой участок от запорного устройства 38 до первого по потоку жидкости испытуемого прибора 37), между испытуемыми приборами 37, и прямой участок после испытуемых приборов по потоку жидкости (от последнего по потоку жидкости испытуемого прибора 27 до запорного устройства 21). На испытательном столе 25 установлен испытуемый прибор 35 с запорными устройствами 36, 24 на испытательном столе 26 - испытуемый прибор 37 с запорными устройствами 38, 21. Благодаря сборно-разборной конструкции испытательного стола есть возможность разборки его и сборки из труб другого диаметра, что позволяет устанавливать в нем приборы разного диаметра. Количество испытательных столов может быть различным, но не менее двух, оно определяется количеством одновременно испытуемых, поверяемых или настраиваемых приборов разного диаметра.
Количество измерительных линий определяют, исходя из учета требуемых проверочных расходов жидкости и допустимых диапазонов расходов жидкости через эталонные средства, в них установленные. При этом предпочтительнее измерительную линию с установленным в ней эталонным средством с меньшим диапазоном расхода жидкости устанавливать рядом с испытательным столом, на котором установлен прибор с меньшим диаметром, имеющий меньшие расходы жидкости. При таком подключении испытательного стола к измерительным линиям через распределитель потока жидкости будет задействован наименьший его участок с подключенными измерительными линиями, а, значит, остальные незадействованные измерительные линии окажутся свободными и доступными к использованию для другого испытательного стола. Аналогично, измерительную линию, с установленным в ней эталонным средством с большим диапазоном расхода жидкости, необходимо устанавливать рядом с испытательным столом, на котором установлен прибор с большим диаметром, имеющий большие расходы жидкости.
Установка для испытания, поверки и настройки средств измерений расхода жидкости также включает в себя:
- бак рабочей жидкости 39, рабочая жидкость представляет собой, например, воду, керосин, минеральное масло,
- регулируемые насосы 40, 41,
- ресиверы-успокоители для гашения пульсаций потока жидкости 42, 43,
- регулировочные краны 44, 45,
- подающие гидравлические линии 46 и 47 для подачи жидкости от насосов 40 и 41 к испытательным столам 25, 26,
- возвратные гидравлические линии 48, 49, 50, 51 для возврата рабочей жидкости в бак 39,
- персональный компьютер или блок управления 52,
- информационные каналы 53 и 54, соединяющие испытуемые приборы расхода 35 и 37 с персональным компьютером или блоком управления 52,
- информационные каналы 55, 56, 57, 58, соединяющие эталонные средства измерений 31-34, расположенные на измерительных линиях 27, 28, 29,30, с персональным компьютером 52,
- каналы передачи управляющих сигналов 59, 60 от персонального компьютера или блока управления 52 к регулируемым насосам 40, 41.
Регулировочные краны 44, 45 могут управляться оператором как вручную, так и от персонального компьютера и блока управления 52. Поэтому в установке могут присутствовать каналы передачи управляющих сигналов от персонального компьютера и блока управления 52 к регулировочным кранам 44, 45.
Каждая измерительная линия 27, 28, 29, 30 подключена к своей возвратной гидравлической линии 48, 49, 50, 51. Рабочая жидкость по возвратной гидравлической линии сливается в бак для рабочей жидкости 39. Установка работает следующим образом.
Испытуемые приборы 35 и 37 устанавливают на одном из испытательных столов 25 или 26 или одновременно на обоих испытательных столах 25 и 26.
Эталонные средства измерений расхода жидкости 31-34 расположены на измерительных линиях 27, 28, 29, 30 и обеспечивают необходимую точность измерения в заданном диапазоне расходов. Оператор задает на персональном компьютере 52 режим работы насосов 40 и 41 через каналы управления 59, 60. Величина расхода жидкости, необходимая для проведения испытаний, устанавливается через каналы управления насосами 59, 60 и регулировочные краны 44, 45, которые управляются вручную или от персонального компьютера и блока управления 52 через свои каналы передачи управляющих сигналов (на чертеже не указаны).
Поток рабочей жидкости из бака 39, создаваемый, например, насосом 40, поступает через ресивер 42 в подающую гидравлическую линию 46 и далее через регулировочный кран 44, открытое запорное устройство 36 в испытательный стол 25, проходит через испытуемые приборы 35. После чего через открытое запорное устройство 24 и трубный патрубок 18 поступает в замкнутый гидравлический канал, в трубу 6, из которой через открытое запорное устройство 12 поступает в трубу 1, а затем через трубный патрубок 13 и запорное устройство 19 в измерительную линию 27 с эталонным средством измерения расхода 32. Запорные устройства 11 и 7 при этом закрыты. Далее рабочая жидкость по возвратной гидравлической линии 48 возвращается в бак рабочей жидкости 39.
В случае использования эталонного средства измерения расхода в виде весов рабочая жидкость из измерительной линии 27 поступает не в бак рабочей жидкости 39, а в бак, расположенный на весах (на чертеже не показано).
Данные поверяемых приборов 35 через информационные каналы 53 поступают в персональный компьютер или блок управления 52, где они сравниваются с показаниями эталонного средства измерения расхода 32, поступающего в персональный компьютер или блок управления 52 через информационный канал 56. Оператор установки для испытания, поверки и настройки средств измерений расхода жидкости на основании показаний испытуемых приборов 35 и эталонного средства измерений расхода 32 делает вывод о годности испытуемых приборов 35 или необходимости их настройки.
Одновременно с этим можно производить испытания приборов 37, установленных на испытательном столе 26.
Поток рабочей жидкости из бака 39, создаваемый насосом 41, поступает через ресивер 43 в подающую гидравлическую линию 47, регулировочный кран 45, открытое запорное устройство 38 в испытательный стол 26, проходит через испытуемые приборы 37, после чего через открытое запорное устройство 21 и трубный патрубок 15 поступает в замкнутый гидравлический канал, в трубу 3, из которой, например, через открытое запорное устройство 8 попадает в трубу 2 и далее в трубный патрубок 14 и через открытое запорное устройство 20 попадает в измерительную линию 28 с эталонным средством измерения расхода 33. Запорные устройства 9 и 7 при этом закрыты. Данные испытуемых приборов 37 через информационный канал 54 поступают в персональный компьютер или блок управления 52, где они сравниваются с показанием эталонного средства измерения расхода 33, поступающего в персональный компьютер или блок управления 52 через информационный канал 57. Оператор установки для испытания, поверки и настройки средств измерения расхода жидкости на основании показаний испытуемых приборов 37 и эталонного средства измерений расхода 33 делает вывод о годности испытуемых приборов 37 или необходимости их настройки.
Информацию о расходе жидкости, поступившую в персональный компьютер или блок управления 52, обрабатывают по заданному алгоритму известными способами и средствами, например, поверку осуществляют методом сличения полученных характеристик испытуемых приборов с характеристиками эталонных приборов и определяют, соответствует ли испытуемые приборы заявленным характеристикам.
Пример работы установки для испытания, поверки и настройки средств измерений расхода жидкости.
3
Пусть измерительная линия 27 с установленным на ней эталонным средством измерения расхода 32 обеспечивает измерение расхода жидкости в диапазоне 2,0-22,0 м/час.
3
Измерительная линия 28 с установленным на ней эталонным средством измерения расхода 33 обеспечивает измерение расхода жидкости в диапазоне 0,2-2,20 м/час.
3
Измерительная линия 29 с установленным на ней эталонным средством измерения расхода 34 обеспечивает измерение расхода жидкости в диапазоне 0,02-0,22 м/час.
3
Измерительная линия 30 с установленным на ней эталонным средством измерения расхода 31 обеспечивает измерение расхода жидкости в диапазоне 20,0-220,0 м/час.
Испытательный стол 26 служит для поверки приборов учета расхода жидкости 37 меньших диаметров (с условным диаметром ду (мм) 15, 20, 25, 32, 40).
В этом случае испытательный стол 26 можно собрать из труб диаметром 15, 20, 25, 32, 40, 50 мм, это позволит установить и производить испытания приборов учета расхода жидкости 37 с соответствующим условным диаметром.
Испытательный стол 25 служит для поверки приборов учета расхода жидкости 35 больших диаметров, например, с ду 50, 65, 80, 100. Соответственно испытательный стол 25 необходимо собрать из труб больших диаметров, например, 50, 65, 80, 100 мм
Поверку, испытания или настройку двух групп приборов учета 35 и 37 разных диаметров можно производить одновременно, используя сразу два испытательных стола 25 и 26, причем каждую группу приборов устанавливают на соответствующем ему по диаметру испытательном столе.
3
3
3
3
Для испытания приборов учета расхода с меньшим условным диаметром, например, ду 15 с диапазоном расходов жидкости 0,07-1,5 м/час, их устанавливают на испытательном столе 26. В этом случае к испытательному столу 26 предпочтительнее ближе располагать измерительные линии с меньшими расходами. Действительно для испытания расходомеров 37 с диапазоном расходов 0,07-1,5 м/час достаточно двух измерительных линий: измерительной линии 29, обеспечивающей диапазон расходов 0,02-0,22 м/час, и измерительной линии 28, обеспечивающей диапазон расходов 0,2-2,2 м/час. При таком подключении измерительные линии 30, 27 остаются доступными для работы с другим испытательным столом.
3
3
При испытании расходомеров 37 с ду 32 с диапазоном расходов 0,2-15 м/час необходимо использовать три измерительные линии 29, 28, 27 с расходами 0,02-0,22; 0,2-2,20 и 2-22,0 м/час, такое подключение возможно. При этом в случае подключения к испытательному столу 26 измерительной линии 27 запорное устройство 20 необходимо закрыть, и измерительная линия 28 станет недоступной для работы с другим испытательным столом.
3
3
3
Расходомеры с ду 80 с диапазоном расходов 3,0-120 м/час устанавливают на испытательном столе 25, и для их поверки достаточно двух измерительных линий: измерительной линии 27, обеспечивающей диапазон расходов 2,0-22,0 м/час, и измерительной линии 30, обеспечивающей диапазон расходов 20-220 м/час.
В случае если на испытательном столе 26 установлен прибор учета расхода жидкости с ду 32 и проводится его испытание в наибольшем диапазоне расходов, измерительная линия 27 будет использоваться для проведения этих испытаний и, значит, окажется недоступной для испытаний прибора с ду 80, установленного на испытательном столе 25. Тогда испытания прибора, установленного на испытательном столе 25, можно будет проводить в верхнем диапазоне расходов, используя для этого доступную измерительную линию 30.
Предлагаемое устройство, в отличие от аналогов и прототипа, позволяет использовать для испытаний, поверки или настройки приборов измерения расхода оба испытательных стола одновременно. При этом производительность работы установки повышается, а стоимость фактически остается прежней.