Устройство задания расхода газа

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в составе испытательных расходомерных установок при испытании и поверке расходомеров-счетчиков газа, а также в технологических процессах.

Известен генератор исходного расхода газа (патент RU № 2640454, опубл. 09.01.2018 г.). Генератор содержит резервуар, мерник, электропривод, поверяемый счетчик газа, соединительные газопроводы, газовые краны. Генератор исходного расхода газа выполнен двухстенным кольцевым резервуаром, заполненным жидкостью, с колокольным мерником, совершающим двунаправленные движения с помощью регулируемого электропривода, размещенного в резервуаре.

Такой генератор позволяет регулировать задаваемый расход с помощью электропривода.

Основными недостатками такого генератора являются технические сложности изготовления колокольных мерников большого объема со строго постоянным внутренним сечением, а использование электропривода для перемещения мерника приводит к неизбежным вибрациям и неравномерности хода мерника. К тому же в процессе заполнения газом мерник поднимается из резервуара с жидкостью, при этом его внутренние стенки оказываются увлажнены. Это приводит к повышению влажности расходуемого газа, что изменяет условия поверки и градуировки счетчиков.

Наиболее близкой по технической сущности к предполагаемому изобретению является нагружаемый эластичный резервуар, входящий в состав испытательной установки для расходомеров-счетчиков газа (патент RU № 2571303, опубл. 20.12.2015 г.).

Установка содержит компрессор, нагружаемый эластичный резервуар для хранения расходуемой среды, входную и выходную испытательные магистрали, испытательный коллектор с четырьмя трубами различных диаметров условного прохода для монтажа поверяемых расходомеров-счетчиков, фильтр расходуемой среды, эталонный расходомер, устройство задания расхода, датчики давления и температуры. На эластичный резервуар помещается плоская плита, не превышающая своими размерами эластичный резервуар. На эту плиту устанавливаются грузы заданной массы для получения необходимого значения давления.

К недостаткам данной конструкции устройства задания расхода газа можно отнести крен плиты, помещаемой на эластичный резервуар, в процессе проведения поверочных работ. По мере истечения газа из эластичного резервуара пластина начинает крениться, а высокое расположение центра тяжести нагрузки над плитой приводит к дальнейшему увеличению крена, смещению пластины с нагрузкой и возникновению риска повреждения эластичного резервуара. С увеличением массы нагрузки данный эффект усиливается. Это отрицательно сказывается на стабильности давления, создаваемого эластичным резервуаром, и приводит к колебаниям значения задаваемого расхода.

Технической задачей является повышение стабильности давления расходуемого газа и снижение риска повреждения эластичного резервуара из-за крена пластины.

Это достигается путем применения нагружаемой пластины с системой подвеса нагрузки, позволяющей поместить нагрузку под эластичным резервуаром так, что центр тяжести пластины с нагрузкой оказывается под резервуаром, при этом исключается крен и сдвиг пластины по мере истечения газа из нагружаемого эластичного резервуара, возникавшие из-за того, что центра тяжести нагрузки располагался выше нагружаемой пластины.

Устройство задания расхода газа представляет собой нагружаемый эластичный резервуар, размещаемый на верхней поверхности опорной рамы. Специальная пластина опускается на эластичный резервуар, при этом к пластине боковыми выступами крепится свободно перемещающаяся во внутреннем пространстве опорной рамы система подвеса нагрузки. Система подвеса нагрузки состоит из верхней рамы, жестко прикрепляемой к пластине, нижней рамы, в центр которой помещается нагрузка, и гибких тросов, соединяющих верхнюю и нижнюю рамы. Таким образом, центр тяжести пластины с системой подвеса нагрузки располагается под геометрическим центром нагружаемого эластичного резервуара, а гибкие тросы обеспечат автоматическую центровку нижней рамы с нагрузкой. Это стабилизирует положение пластины по мере истечения расходуемого газа, исключает ее крен и смещение, что в свою очередь стабилизирует давление газа в нагружаемом эластичном резервуаре и задаваемый расход.

Сущность изобретения поясняется структурной схемой установки на фиг. 1.

Установка задания исходного расхода газа содержит специальную опорную раму 1, на которой располагается нагружаемый эластичный резервуар 2. На эластичный резервуар помещается пластина с системой подвески нагрузки 3. Опорные площадки системы подвески нагрузки 3 жестко крепятся к пластине. Система подвески нагрузки состоит из двух жестких рам, соединяемых гибкими тросами 5. Нагрузка 4 заданной массы размещается в нижнюю раму системы подвески нагрузки 3.

Выход эластичного резервуара 2 соединяется через систему трубопроводов, имеющей запорную арматуру, с компрессором (воздуходувкой) для нагнетания расходуемого газа в эластичный резервуар 2 и входной испытательной магистралью. Эти элементы на чертеже не обозначены, так как могут иметь разные варианты исполнения и подключения.

Устройство работает следующим образом. Воздух или специальный газ нагнетается в эластичный резервуар 2 в количестве, не допускающем сильное растяжение материала оболочки резервуара. После заполнения эластичного резервуара 2 его выходы переключаются на входную испытательную магистраль испытательной расходомерной установки. В центр системы подвески нагрузки 3 помещается нагрузка 4 заданной массы. Пластина с системой подвески нагрузки 3 свободно перемещается в вертикальной плоскости внутри опорной рамы 1. Гибкие тросы 5 стабилизируют положение нагрузки 4 под нагружаемым резервуаром 2. Поэтому при истечении газа из эластичного резервуара 2 пластина с системой подвески нагрузки 3 беспрепятственно опускается вниз без значительных кренов и смещений, обеспечивая постоянное давление на эластичный резервуар 2.