Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Граменицкий В.Н. Грузопоршневые измерительные приборы

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

23.10.2023

Размер:

6.02 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 1511 12 13 14 15 > Следующая >>>

П о в е р ка весов осуществляется в метрологических институтах по методике, изложенной в методических у к а з а н и я х [54], градуировка шкалы отсчетного устройства — по методике, аналогичной методи ке, применяемой при градуировке шкал манометров МП-2,5 (п) .

Т а б л и ц а 2

Характеристика образцовых грузопоршневых весов типа ОГВ (п) (с автоматизи рованным отсчетным устройством)

	ОГВ-5000	ОГВ-2000	ОГВ-2000	ОГВ-1000	ОГВ-200
		(п) (мо	(п) (мо
Параметры	(п) (модель			(модель	(п) (модель
		дель	дель
	1971 г.)	1У71 г.)	1969 г.)	1969 г.)	1970 г.)

Верхний		предел		измерения				1000
весов M m » s , кг				измерения	5000	2000	2000		200
Нижний		предел
весов	Mmin, кг, с нормирован
ной	относительной погрешно				1000	400	400	200	40
стью
Масса комплекта грузов, кг					20	20	20	20	20
Постоянная			весов	kt	250	100	100	50	10
Приведенная			площадь сило			100
вого поршня, см2					100		40	40	40
Приведенная			площадь ниж
ней	части	манометрического			0,4	0,1	0,4	0,8	4
поршня, см2

ПРИБОР ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ ЖИДКОСТИ В ВЕРТИКАЛЬНЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СТАЦИОНАРНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ

Метод определения количества нефтепродуктов и других жидко стей, хранящихся в вертикальных или горизонтальных резервуа рах, широко применяемый в практике работы нефтебаз и нефте хранилищ, сложен, требует большой затрат ы рабочего времени и не обеспечивает необходимой точности измерения. Этот метод, как известно, заключается в измерении уровня жидкости в резервуаре, определении ее объема по калибровочным таблицам и в измерении плотности жидкости. Калибровочные таблицы составляются на ос нове измерений диаметров резервуаров по методике, изложенной в иструкции [55] и в методических указаниях [56], или при калиб

ровке небольших резервуаров — с помощью образцовых				мерников.
Масса /7г,к жидкости	в резервуаре	определяется	по	формуле
	тж=Ѵр,			(IX . 12)
где V — объем жидкости	в резервуаре;	Q — средняя	плотность жид

кости.

Такой метод определения количества жидкости требует приме нения ряда приборов (рулетка с лотом, пеногаситель, пробоотбор-

100

ник, ареометр или нефтеденсиметр, термометр,	арифмометр и т . д . ) ,
а погрешность определения массы жидкости	в резервуарах, зави

с я щ а я только от погрешности калибровки резервуара, погрешности

измерения высоты наполнения и погрешности	определения средней
плотности жидкости, д а ж е при строгом соблюдении всех		необходи
мых требований может достигать 1,0—1,5%.
Кроме описанного метода, известен манометрический		метод	из
мерения массы жидкостей в резервуарах. В его основе		л е ж и т	за
висимость
т . ж = ^ ,		(IX . 13)
g
где Р — давление жидкости в резервуаре на	нулевом уровне; Fv		—

средняя площадь горизонтального сечения резервуара при данной высоте его наполнения; g — ускорение свободного падения.

Установки, основанные на манометрическом методе измерения массы жидкости, пока не получили широкого распространения на практике и применяются лишь в отдельных случаях, когда не тре буется высокая точность измерения.

Причина заключается в трудности обеспечения в условиях неф тебаз, складов и других подобных учреждений высокой точности измерения давления Р и площади Fv. Ртутные манометры, приме няемые обычно в таких установках для измерения давления, обес печивают в лабораторных условиях достаточно высокую точность измерения. В указанных условиях погрешность измерения маномет ров в лучшем случае составляет величину порядка 1 мм рт. ст., что соответствует ошибке в измерении уровня жидкости на 10—15 мм.

Если резервуар вертикальный и площадь сечения Fv по всей высоте постоянна, то ее легко определить с требуемой точностью. Однако практически площадь сечения резервуаров изменяется по высоте и д л я точного измерения массы жидкости, необходимой для учетных операций, следует определить величины Fv д л я различных высот наполнения, соответствующих полученным значениям Р.

Несмотря на это манометрический метод определения массы жидкости в резервуарах имеет ряд принципиальных преимуществ перед другими методами и при выполнении определенных условий, обеспечивающих необходимую точность измерения давления Р и площади Fp, может обеспечить необходимую д л я учетных операций точность измерения массы жидкости в резервуарах и значительно упростить процесс измерения.

Достаточно отметить, что манометрический метод допускает возможность дистанционных измерений, при которых все измери

тельные	операции по определению массы жидкости в резервуаре	и
д а ж е в	группе резервуаров осуществляются централизованно	из

одного помещения, расположенного вне резервуарного парка, а вре мя измерений сокращается во много раз.

Во В Н Р І И Г К в течение ряда лет проводились работы по созда нию аппаратуры, позволяющей применить манометрический метод

101

д ля измерения массы жидкостей в резервуарах с точностью, необ

ходимой для учетных операций.
В	результате	для указанных	целей был применен грузопоршне-
вой манометр с поршнем, уравновешенным					столбом	жидкости
[15, 57], выпускаемый в настоящее				время (в несколько		измененном
виде)	под заводским обозначением			МП-2,5. М о ж н о пользоваться и
грузопоршневым		манометром с	уравновешенным поршнем, пост
роенным по любой из описанных			выше схем		(см. рис. 6, 8, 9 и 22).
Особенно удобно		в подобных установках использовать				манометры

с автоматизированным отсчетным устройством, так как это еще бо лее упрощает процесс определения массы жидкости в резервуаре.

Рис. 43. Схема установки с грузопоршневым прибором для дистанционного измере ния массы жидкости в вертикальных резервуарах для нефтепродуктов:

1 — датчик; 2—манометр; 3 — распределительный щит; 4— источник сжатого Боздуха


Н а рис. 43 показана схема установки				для дистанционного			изме
рения массы жидкости в вертикальном				резервуаре.	Распредели
тельный щит и манометр МП-2,5 устанавливают в помещении							(вне
резервуарного п а р к а ) .		Воздухопровод,		соединяющий		манометр
с датчиком,	прокладывают		по территории базы ( с к л а д а ) .			Д а т ч и к
представляет	собой цилиндр		диаметром	140 мм, имеющий		горизон
тальную щель шириной 1 мм.
Высота участка трубопровода, соединяющего манометр с дат
чиком и расположенного		над крышей		резервуара,	д о л ж н а		быть

такой, чтобы жидкость из резервуара не могла попасть в трубо провод при повышении давления паров жидкости в пространстве над ней.

Второй воздухопровод соединяет распределительный щит с про странством над жидкостью в резервуаре. Воздухопровод подводит ся только к герметически закрытым резервуарам, в которых дав ление воздуха над жидкостью может быть выше атмосферного.

102

Если резервуар заполнен горючей или взрывоопасной жид костью, то при монтаже соединительного трубопровода соблюда ются все меры, предусмотренные техникой безопасности, в частно

сти на	соединительном трубопроводе		устанавливаются		огневые
предохранители. С той ж е целью допускается непрерывная					подача
воздуха	(от	компрессора, баллона и	т. п.)	в трубопровод,	но при
очень малом		и по возможности постоянном		расходе.

Поршень манометра МП-2,5 устанавливается в нулевое положе

ние	при сообщении резервуара манометра с атмосферой или в слу
чае	герметизированного резервуара — при соединении его со вто
рым	трубопроводом.

Рис. 44. Схема установки с грузопоршневым прибором для дистанцион ного измерения массы жидкости в горизонтальных резервуарах

Д л я передачи давления столба	жидкости к	манометру	в возду
хопровод, соединяющий манометр	с датчиком,	нагнетается	воздух
от любого источника сжатого воздуха. Момент заполнения			системы
воздухом определяется по индикатору уровня,		представляющему

собой	пружинный технический манометр, стрелка которого в этот
момент д о л ж н а		остановиться. Прибор	обслуживается одним чело
веком	и может	быть использован для	определения массы жидкости

внескольких резервуарах .

На рис. 44 показана схема установки с грузопоршневым прибо

ром д л я дистанционного измерения массы жидкости в горизонталь ных резервуарах, заполненных ж и д к и м пищевым продуктом. Осо бенность схемы заключается в том, что датчик монтируется на

103

внешнем (сливном)			патрубке	и это облегчает его регулярную про
мывку.
При использовании манометрического метода д л я учетных опе
раций д о л ж н ы быть			известны	значения площади	горизонтального
сечения резервуара		Fp	д л я к а ж д о й высоты наполнения			резервуара .
Эти значения могут быть вычислены с помощью					калибровочных
таблиц на	данный	резервуар,		содержащих зависимость		объема V
от высоты	Н:
			F	v = ~ .		(IX.14)

В вертикальных резервуарах изменения площади горизонталь ного сечения резервуара Fp при изменении высоты налива H незна чительны, поэтому для их определения в формулу (IX . 14) могут подставляться весьма приближенные значения H без ущерба для точности измерения массы жидкости в резервуаре. П р и н и м а я во внимание, что при данном давлении Р жидкости в резервуаре высо та H и плотность g удовлетворяют условию

P = H9g,

(IX . 15)

измерение высоты наполнения можно заменить приближенным оп ределением плотности Q.

Если принять для расчета приближенное			значение	плотности g,
и соответствующее значение	высоты	Я ь то	согласно	в ы р а ж е н и ю
(IX.15)
HP==JL	=	Нр,		(IX . 16)

где H и д — действительные значения соответственно высоты и плотности жидкости в резервуаре при давлении Р и ускорении g.

Если действительное значение массы жидкости в резервуаре определяется формулой

				rnx	= FpHp,			(IX . 17)
то	значение массы,		найденное		с помощью		приближенных значений
Я ,	II Qu
			< =	^ і	Р і	= « ж ^ ,		(IX . 18)
где Fv' — значение			площади	сечения		резервуара,		вычисленное по
формуле		(IX . 14) с	использованием			приближенного значения
и соответствующего ему значения объема .
	Погрешность определения массы жидкости, в ы з ы в а е м а я исполь
зованием		приближенных значений плотности,
		S„ = —		* = • - П — - ! L =			3 / , .	(IX . 19)

104

Ее величина зависит от формы резервуара .

При практическом применении манометрического метода с ис

пользованием грузопоршневого манометра МП-2,5					нет	необходимо
сти при к а ж д о м		определении	массы жидкости	в	резервуаре		опре
делять	величины	Р по манометру, вычислять Нх		(по известным зна
чениям	Р и Qi),	определять	объем V (по калибровочным				табли
ц а м ) , вычислять		значения Fp	для различных высот и			проводить
вычисления (на		арифмометре)	произведений	PFP.

Масса жидкости в резервуаре может быть легко определена по заранее составленным таблицам (основной и дополнительной) зна чении массы тт жидкости в резервуаре, соответствующих массе m грузов и гирь, наложенных в момент измерения на грузоприемный диск манометра . Эти таблицы составляются с помощью калибровоч ных таблиц на данный резервуар и уравнения, определяющего за висимость высоты наполнения Н\ от параметров прибора и изме ряемой среды:

			m			(IX.20)

где Н\ — приближенное		значение	высоты		наполнения	резервуара,
соответствующее приближенному значению					плотности жидкости qi
и точным значениям m		массы грузов		и	приведенной	площади
поршня Рмаи; Qb — плотность воздуха, соответствующая						атмосфер
ному давлению	В0; Q M — плотность		материала грузов;			Н0 — рас
стояние между	уровнями	расположения		щели датчика и уравнове

шивающей жидкости в бачке манометра; g — ускорение свободного

падения.
Таблицы	составляются	в следующем	порядке. Выписываются
значения m	через к а ж д ы е	10 г от нуля до величины,		соответствую
щей давлению жидкости в наполненном			резервуаре.	З а т е м вычис
ляются соответствующие им значения # і			по формуле	(IX.20). П о

калибровочной таблице на данный резервуар определяются значе

ния объема V, соответствующие вычисленным значениям Hi.									После
этого вычисляются значения тт					массы	жидкости		в резервуаре, со
ответствующие значениям т,				по	формуле
			тк	= ( V + 1/0)		Р і ,			(IX.21)
где	Ѵо — объем жидкости в резервуаре,					расположенный ниже уров
ня	отсчета, м 3 ;	QI	— приближенное значение				плотности жидкости,
кг/м 3 .								тт, соответствую
	Вычисленные по формуле (IX.21) значения
щие значениям		m	(через к а ж д ы е		10 г), сводятся			в таблицу	(основ
ную) . Д л я составления дополнительной						таблицы		среднее значение
разностей соседних значений тт					из основной таблицы делится на
100 равных частей. В 1-й графе дополнительной								таблицы	указы
ваются значения m от 0 до 9 г (через 1 г), а в							1-й	строке — значения

105

m от 0,0 до 0,9 г (через 0,1 г) . Результат измерения определяется суммой двух чисел, найденных по обеим таблицам .

Результаты проведенного исследования показали, что дистанци онный прибор д л я измерения массы жидкости в резервуарах позво ляет упростить процесс измерения, уменьшить трудоемкость изме рительных операций и повысить точность измерения.

Применение описанного прибора позволяет уменьшить погреш

ность определения массы	жидкостей	в	резервуарах	(включая по
грешность калибровки резервуара) до			0,3—0,5% от	измеряемого
количества, а время измерения до 2—3			мин.
ОБРАЗЦОВЫЕ ГРУЗОПОРШНЕВЫЕ СТАЦИОНАРНЫЕ
ДИНАМОМЕТРЫ (СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ)
Д л я поверки образцовых	пружинных		динамометров	3-го разряда
класса 0,5 применяются	образцовые	стационарные		динамометры
2-го разряда класса 0,2.

V///////,

Рис. 45. Принципиальная схема грузопоршневого
	динамометра				(сжатия) :
/ — поверяемым		динамометр;			2 — цилиндр силовой пары;
3 — неподвижный		(направляющий) поршень;					4 — рабочая
жидкость;	5 — силовоЛ поршень;					6 — грузы;	7 — маномет
рический	поршень;		S — цилиндр			манометрический порш-
			невой		пары
Стационариые динамометры				по		принципу	действия	делятся на
две группы.
Р ы ч а ж н ы е , построенные по принципу непосредственной									нагруз
ки с применением простого			рычага,			и грузопоршневые		(с	неуплот
ненными п о р ш н я м и ) , построенные					по схеме гидравлического муль
типликатора . Верхние пределы				измерения			выпускаемых		в С С С Р

106

•стационарных р ы ч а ж н ы х динамометров	5 и 100 т с * . Они громоздки
и имеют ряд других недостатков.
Значительным преимуществом перед	рычажными динамометра

ми обладают грузопоршневые динамометры, применяемые в метро

логических институтах и Л Г Н , а т а к ж е			на некоторых	предприятиях
других	ведомств. Габаритные	размеры	и вес этих приборов		значи
тельно	меньше, чем рычажных	динамометров . Кроме		того,	они де

шевле в изготовлении, точность их превосходит точность рычажных динамометров и они значительно удобнее в работе. В частности, при поверке пружинного динамометра прибор обслуживается од ним оператором.

В основу грузопоршневых динамометров положены схемы, раз

работанные		во В Н И И Г К		[44, 45, 46 и 58].
Д и н а м о м е т р			(рис. 45)	состоит		из силовой			поршневой	группы,
соединенной		с	манометрической			поршневой		парой маслопроводом .
Силовую	группу составляют				неподвижный			(направляющий) пор
шень, жестко соединенный со станиной, и							в р а щ а ю щ и й с я			(разгру
женный)	цилиндр. Манометрическая пара						состоит из в р а щ а ю щ е г о
ся поршня		с грузоприемный			устройством			и	неподвижного ци
линдра .
Давление,			создаваемое		манометрическим				поршнем	и грузом,

действуя на силовой поршень, создает силу, во столько раз большую


веса поршня	и грузов, во сколько площадь						силового		поршня боль
ше площади манометрического поршня.
В настоящее время			в поверочных			учреждениях			нашей	страны
применяются	образцовые грузопоршневые						стационарные			динамо
метры 2-го разряда		с диапазоном			измеряемых усилий 0—600 тс.
Образцовый грузопоршневой				стационарный
динамометр ДСГ-50 ** 2-го разряда
с неуравновешенным поршнем
Д и н а м о м е т р ы	ДГС - 50		разработаны		во	В Н И И Г К		в 1949—1950 гг.
[44]. Они предназначены дл я градуировки и поверки								переносных ди
намометров	3-го	р а з р я д а		с верхними			пределами измерения

10—50 тс, работающих	на растяжение и сжатие, а т а к ж е для повер
ки других переносных	силоизмерительных устройств, предел допу

скаемой погрешности		которых не		менее 0,5%		от измеряемой ве-
.личины.
Д и н а м о м е т р	ДСГ - 50		(рис. 46)	относится к			группе	приборов
с неуравновешенными		поршнями . М и н и м а л ь н а я					сила, воспроизво
д и м а я и измеряемая		динамометром,			определяется весом			силового
поршня и связанных с ним деталей.
Д и н а м о м е т р	состоит		из станины,		силовой	и	манометрической
поршневых групп и вспомогательных					узлов.

*1 тс = 9,80665 • 103 Н.

**В связи с распространением термина «образцовые силоизмернтельные ма шины», динамометры ДСГ-50 и ДОГ-10 иногда называют ОСМ-50 и ОСМ-10.

107

М а н о м е т р и ч е с к ую группу				составляют	поршень,		расположенный
в цилиндре, установленном на прозрачной						разделительной камере
(на схеме		не п о к а з а н а ) ,	механический		нагрузчик и			комплект
грузов.
Силовая		группа состоит		из направляющего			(неподвижного)
поршня,	закрепленного		на	траверсе н	«силового»		(подвижного)
поршня,	расположенного		во	в р а щ а ю щ е м с я		цилиндре.		Реверсор,
		Ю	И	12


Рис. 46.		Схема грузопоршисвого					динамометра ДСГ-50:
/ — основание;		2—	домкрат:	3—	скоба	с	роликом;	4 — силовой поршень;
5 — направляющий			поршень;	6,	12 — траверса; 7,			/ / — катковая	опора;
6' — поверяемый динамометр				сжатия; 9 — поверяемый динамометр					растя
жения;	10 — гриб;		13 — стойка;		14 — захваты; /5 — реверсор; 16, IS,					21 —
вентили;	17 — манометрическая				группа	(механический нагрузчик);				19 —
	насос;		20 — цилиндр силовой				пары; 22 — бачок

предназначенный для передачи создаваемой прибором силы пове ряемым динамометрам, соединяется с силовым поршнем с по мощью шарового шарнира, находящегося в центре поршня. Дина


мометр смонтирован на основании, стойках		и траверсах .		Д л я под
д е р ж а н и я силового поршня (при отсутствии		поверяемого		дифмано -
метра) служит домкрат . Д а в л е н и е в поршневых			парах	создается
с помощью насоса. Д л я слива жидкости	служит		бачок.	Силовой
поршень удерживается от вращения тягой	со скобой, упирающейся
с помощью ролика в стойку. Поверяемый	динамометр растяжения

108

с помощью гриба и захвата устанавливается в верхней части при бора, динамометр с ж а т и я — м е ж д у нижней траверсой и реверсом.

Поверяемые динамометры сжатия с целью их самоцентрирова ния устанавливаются на катковую опору. К а т к о в а я опора состоит из трех плит со шлифованными поверхностями, между которыми расположены две обоймы с роликами . Оси вращения роликов в обоих обоймах располагаются взаимно перпендикулярно, что обе спечивает свободное перемещение динамометра в горизонтальной плоскости в любом направлении. Аналогичная по принципу дейст вия катковая опора расположена между траверсой и грибом, чем обеспечивается самоцентровка динамометра растяжения .

Катковые

опоры,

разработанные

в М Г И М И П

[44] и

примененные

ДСГ - 50 и в

других

отечественных

грузопоршневых

динамометрах,

обеспечивают

передачу

измеряемой

силы поверяемому

динамометру

направлении,

совпадающем

его

осью симметрии,

независимо

от

по

л о ж е н и я поверяемого

динамометра

на опорной плите и от точности ус

тановки опорной

плиты

по отноше

нию к оси поршня [45].

Механический

нагрузчик *

состо

ит из грузодержателя,

выполненно

го в виде двух колец, кольца

соеди

нены между собой тремя вертикаль

ными планками с отверстиями, шаг

Рис. 47.

Схема

цилиндра

с ради

которых соответствует

высоте

к а ж

альным противодавлением

(первый

дого груза.

Грузы

располагаются

вариант)

на неподвижной подставке и подве

шиваются

в нужном

количестве

планкам

грузодержателя с по

мощью штырей.

Грузодержатель

соединяется

грузоприемным

диском поршня с помощью байонетного

з а м к а .

Вес поршня с закрепленным на нем диском

соответствует

(с уче

том веса силового поршня и реверсора)

силе

1 тс, создаваемой ди

намометром .

Вес г р у з о д е р ж а т е л я

равен

весу одного груза,

соответствующего

измеряемой силе 4 тс.

М а л ы е

грузы

н а к л а д ы в а ю т с я вручную на

грузоприемный диск поршня (сверху) .

В силовой паре динамометра использован цилиндр с противо

давлением

(рис. 47),

что

обеспечивает

постоянство ширины з а з о р а

м е ж д у силовым поршнем

и цилиндром

при

повышении

давления,

и в результате лишь

незначательное

увеличение

расхода

жидкости

через зазоры при создании усилий, близких к верхнему пределу из мерения.

* Конструкция разработана К. И. Перчихиным н И. К. Плявенек (ВНИИГК).

109

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 1511 12 13 14 15 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ