Стенд повірки сопел критичного витоку

Реферат: Винахід належить до метрології, а саме до приладів повірки сопел критичного витоку. Стенд повірки сопел критичного витоку містить механізм кріплення сопла критичного витоку, ємність, яка з′єднана зі зважувальним механізмом, та клапани. Згідно з винаходом, він містить послідовно встановлені теплообмінник, запобіжно-відсічний клапан, регулятор тиску газу, який входить до складу вузла редукування, ресивер, перший кульовий кран, перший швидкоспрацьовуючий клапан, механізм кріплення сопла критичного витоку, ємність об'ємом 17 3 м , що з′єднана з засобами вимірювання тиску та температури газу, другий швидкоспрацьовуючий клапан та другий кульовий кран. Винахід забезпечує швидку стабілізацію потоку природного газу по параметрах тиску і температури, відсутність пульсацій газу в трубопроводі, вищу точність вимірювань. UA 101034 C2 (12) UA 101034 C2 UA 101034 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до метрології, а саме до приладів повірки сопел критичного витоку. Відомий стенд для повірки критичних сопел Вентурі французької компанії Gaz de France який складається з послідовно змонтованих системи контролю та регулювання параметрів газу, 3 пристрою з соплом Вентурі, відключаючих клапанів та стальної посудини об'ємом 2 м яка з однієї сторони звужується і закривається кришкою на фланцевому з'єднанні. Посудина з системою трубопроводів занурена у воду для стабілізації температури природного газу який заходить в неї. Посудина проходить регулярну повірку для визначення об'єму посудини 3 номінальним об'ємом 2 м з системою трубопроводів. Недоліком цього стенду є те, що система підігріву природного газу для редукування є дуже інертною в зв'язку з тим що температура природного газу регулюється температурою теплоносія (вода або інша рідина), наявність пульсацій природного газу після регулятора тиску, неможливо точно визначити кількість природного газу в ємності при калібруванні сопел критичного витоку, низька точність вимірювань та відтворення результатів калібрування. В основу винаходу поставлена задача розробки стенда, в якому би більш швидко стабілізувався потік природного газу по параметрах тиску та температури, були б відсутні пульсації газу в трубопроводі, прямий спосіб визначення кількості газу в ємності, вища точність вимірювань. Ця задача вирішується тим, що на лінії подачі природного газу послідовно монтується теплообмінник для підігріву природного газу, обладнаний обвідною лінією подачі газу і на лінії теплообмінника та обвідній лінії встановлюються регулюючі клапани, запобіжний клапан і регулятор тиску обладнаний обвідною лінією подачі газу і на лінії регулятора та обвідній лінії встановлюються відключаючі крани, після регулятора тиску встановлюється ресивер для згладжування пульсацій природного газу після редукування (об'єм ресивера визначається розрахунком), відключаючий кульовий кран, перед входом в ємність та на виході з неї трубопровід має гнучкі вставки з мінімальною жорсткістю, ємність заповнювана природним 3 газом має об'єм 17 м і обладнана на вхідному трубопроводі швидкодіючим клапаном з встановленим після нього механізмом кріплення сопел критичного виходу і на вихідному трубопроводі швидкодіючим клапаном. Сама ємність підвішена у водяній ванні через спеціальні зважувальні механізми. В ємності розташовані на різних рівнях датчики тиску (РТ) і температури (ТТ). Сама ємність поміщена у ванну з водою, яка перемішується по об'єму. Суть винаходу пояснюється кресленням. Стенд підключається до системи магістральних газопроводів під тиском природного газу 40.. .75 бар. По ходу газу послідовно змонтовані теплообмінник 1, в якому він підігрівається, а температура газу на виході регулюється змішуванням гарячого газу з теплообмінника 1 та холодного газу з обвідної лінії регулюючими клапанами 2 і 3. Контроль параметрів здійснюється датчиками тиску (РТ), температури (ТТ) і хроматографом. Після теплообмінника змонтовано вузол редукування, де тиск може понижуватись до заданої величини регулятором 5 або без пониження проходити через обвідну лінію і кран 6. Перед регулятором встановлено запобіжно-відсічний клапан 4. Після вузла редукування змонтовано ресивер 7, де гасяться пульсації газу і через кран 8 та швидкодіючий клапан 10 подається на сопло критичного витоку, яке закріплене в пристрої 11, ємність 12, яка поміщена в водяну ванну, швидкодіючий клапан 13, кран 14. Вихід стенда підключений до газопроводів, в одному з яких тиск газу 3-12 бар, а в другому – 12-23 бар. Працює стенд наступним чином. Газ з магістрального газопроводу проходить через теплообмінник 1, де задається необхідна температура газу, через регулятор тиску 5, ресивер 7 і проходить через сопло критичного витоку. Після сопла підтримується тиск газу нижчий, ніж перед соплом на необхідну величину за рахунок підключення виходу стенда до газопроводів з нижчим тиском. Після стабілізації режиму протікання газу (P=const, T=const) через систему трубопроводів з ємністю закривається швидкодіючий клапан 13 і починається заповнення ємності 12 та підвищення в ній тиску газу. При досягненні тиску газу в ємності заданої величини, закривається клапан 10. При цьому контролюються такі параметри: час заповнення ємності 12 t, температура газу -Т, тиск газу - Р, вага ємності до і після заповнення газом. Зважувальні пристрої 15 визначають масу природного газу, який заповнив ємність 12. Конструкція стенда дає можливість розрахувати пропускну здатність сопла критичного витоку двома методами - методом зважування ємності до і після заповнення та методом PVTt, який полягає у розрахунку об'єму ємності 12 з системою трубопроводів між клапанами 10 і 13 із врахуванням температури тиску та складу газу в ємності 12. Конструкція стенда дає можливість застосувати два методи розрахунку пропускної здатності сопла критичного витоку - прямий метод (гравіметричний - зважування кількості газу разом з ємністю) та непрямий (PVTt-метод - розрахунок кількості газу через його фізичні параметри 1 UA 101034 C2 тиск, температуру, об'єм, склад газу та час заповнення ємності) і підвищити точність калібрування сопел критичного витоку. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 1. Стенд повірки сопел критичного витоку, який містить механізм кріплення сопла критичного витоку, ємність, яка з′єднана зі зважувальним механізмом, та клапани, який відрізняється тим, що він містить послідовно встановлені теплообмінник, запобіжно-відсічний клапан, регулятор тиску газу, який входить до складу вузла редукування, ресивер, перший кульовий кран, перший швидкоспрацьовуючий клапан, механізм кріплення сопла критичного витоку, ємність об'ємом 17 3 м , що з′єднана з засобами вимірювання тиску та температури газу, другий швидкоспрацьовуючий клапан та другий кульовий кран. 2. Стенд повірки сопел критичного витоку за п. 1, який відрізняється тим, що теплообмінник має обвідну лінію і на лінії теплообмінника та обвідній лінії встановлені регулюючі клапани для регулювання температури газу. 3. Стенд повірки сопел критичного витоку за п. 1, який відрізняється тим, що запобіжновідсічний клапан з регулятором тиску газу мають обвідну лінію і на лінії регулятора тиску та обвідній лінії встановлені відключаючі крани. 4. Стенд повірки сопел критичного витоку за п. 1, який відрізняється тим , що після вузла редукування є ресивер для згладжування пульсацій природного газу. 5. Стенд повірки сопел критичного витоку за п. 1, який відрізняється тим, що ємність, яка заповнюється газом, підвішена у водяній ванні через зважувальні механізми. 6. Стенд повірки сопел критичного витоку за п. 1, який відрізняється тим, що ємність, для заповнення газом разом з швидкодіючими клапанами і механізмом кріплення сопла критичного витоку з'єднані з вхідним і вихідним трубопроводами гнучкими вставками мінімальної жорсткості. 7. Стенд повірки сопел критичного витоку за п. 1, який відрізняється тим, що він виконаний з можливістю подачі газу на калібрування сопел критичного витоку з системи магістральних газопроводів під тиском 40-75 бар. 8. Стенд повірки сопел критичного витоку за п. 1, який відрізняється тим, що він виконаний з можливістю виходу газу після калібрування сопел критичного витоку в системи мереж газопостачання під тиском 3-12 бар. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2