Комплексний пристрій для бездемонтажного діагностування та перевірки побутових лічильників газу

Реферат: Комплексний пристрій для бездемонтажного діагностування та перевірки побутових лічильників газу містить попередньо проградуйовані разом з приєднувальними трубопроводами спеціальні звужувальні пристрої з давачами параметрів тиску і температури природного газу у прилеглій ділянці приєднувального трубопроводу перед звужувальним пристроєм. Пристрій додатково містить щонайменше один технологічний вузол відбору природного газу з давачами тиску, температури і густини природного газу, який вмонтований в один із запірних кранів експлуатаційного газоспоживного обладнання, і містить проградуйований разом з приєднувальним трубопроводом експлуатаційного газоспоживного обладнання звужувальний пристрій, який вмонтований щонайменше в один із пальників експлуатаційного газоспоживного обладнання. Конструктивне під'єднання спеціального звужувального пристрою виконано взаємозамінним з конструктивним під'єднанням комплектного звужувального пристрою пальника експлуатаційного газоспоживного обладнання. Давачі технологічного вузла відбору природного газу через відповідні узгоджувальні пристрої під'єднані до ПЕОМ для розрахунку похибки побутового лічильника газу. UA 93805 U (12) UA 93805 U UA 93805 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до витратовимірювальної техніки та метрології і може бути використана для діагностування та метрологічної перевірки побутових лічильників газу (ПЛГ). Відомий спосіб бездемонтажного діагностування побутових лічильників природного та зрідженого газу в експлуатації, який здійснюють без втручання в будинкову газову мережу шляхом порівняння попередньо розрахованої величини об'єму газу, який спалюється застосуванням визначеної комбінації пальників газоспоживного обладнання, з об'ємом газу, відрахованого побутовим лічильником природного або зрідженого газу за період проведення контролю [Спосіб бездемонтажного діагностування побутових лічильників природного та зрідженого газу в експлуатації, деклараційний патент на корисну модель, Україна, № 67329 U, G01F 25/00, Бюл. №3,2012 p.]. Цей спосіб хоча і дозволяє діагностувати метрологічні характеристики лічильників газу без їх демонтажу з лінії газопостачання при наявності відомого значення найнижчої теплоти згоряння природного газу, яка попередньо визначається за результатами досліджень вимірювальної лабораторії газозбутових організацій і значення надлишкового тиску і температури природного газу у будинковому газопроводі після лічильника газу, однак характеризується недостатньою точністю, оскільки розрахована теплота згоряння газу у споживача, яку визначають з достатньо великою методичною похибкою (не менше 1 %), також може суттєво відрізнятися від експериментально визначених якісних параметрів газу внаслідок наявності транспортної затримки газу до споживачів від місця проведення його контролю. Крім того, реалізація вимірювання тиску газу на виході побутового лічильника потребує здійснення конструктивних змін у ньому, що суттєво ускладнює технічну реалізацію цього способу, а відсутність конкретизації у технічній документації споживачів потужності пальників від робочого тиску перед ними призводить до виникнення додаткової похибки, і, як наслідок, зменшення точності діагностування ПЛГ. Поряд з цим наявність можливих забруднень в отворах звужувальних пристроїв пальників газоспоживного обладнання від неякісного природного газу також може суттєво змінити їх технічні характеристики і знижує точність діагностування ПЛГ. Найбільш близьким за технічною суттю до комплексного пристрою, що заявляється, є пристрій, за допомогою якого реалізують спосіб діагностування та перевірки побутових лічильників газу за зміною фактичних метрологічних характеристик побутових лічильників газу безпосередньо на діючій лінії газопостачання шляхом порівняння величини об'єму газу, відміряного побутовим лічильником, з об'ємом газу, який розрахований за результатами вимірювань проградуйованого спеціального звужувального пристрою [Спосіб діагностування та перевірки побутових лічильників газу, деклараційний патент на корисну модель, Україна, № 64070 U, G01F 25/00, Бюл. № 20, 2011 p.]. Конструктивно цей пристрій містить попередньо проградуйовані разом з приєднувальними трубопроводами спеціальні звужувальні пристрої з давачами параметрів тиску і температури природного газу у прилеглій ділянці приєднувального трубопроводу перед звужувальним пристроєм. При конструктивній реалізації цього способу значення параметрів тиску і температури газу на побутовому лічильнику розраховують шляхом їх вимірювання у прилеглій ділянці приєднувального трубопроводу перед звужувальним пристроєм з наступним приведенням до умов побутового лічильника газу, згідно з заданою витратою і технологічними параметрами з'єднувальних трубопроводів між побутовим лічильником газу і звужувальним пристроєм. Однак конструктивна реалізація даного способу характеризується складністю, оскільки вимірювання тиску і температури робочого середовища, наприклад природного газу, у прилеглій ділянці приєднувального трубопроводу перед звужувальним пристроєм без конструктивного втручання у експлуатаційне газоспоживне обладнання передбачає застосування додаткового спеціального пристрою, який під'єднується на період випробувань побутового лічильника замість існуючого експлуатаційного газоспоживного обладнання. Цей спеціальний пристрій конструктивно повинен містити один або декілька пальників із змонтованими звужувальними пристроями із прилеглими ділянками та засобами вимірювальної техніки для визначення тиску, температури і густини природного газу. Це також приводить до зростання вартості і технологічної складності проведення діагностування внаслідок необхідності виготовлення спеціального пристрою, який би забезпечував вимірювання параметрів природного газу і його спалювання при діагностуванні чи перевірці побутових лічильників газу. В основу корисної моделі - Комплексний пристрій для бездемонтажного діагностування та перевірки побутових лічильників газу - поставлена задача розроблення нового пристрою для діагностування та перевірки побутових лічильників газу за зміною фактичних метрологічних характеристик побутових лічильників газу безпосередньо на діючій лінії газопостачання шляхом внесення конструктивних змін і порівняння величини об'єму газу, відміряного побутовим 1 UA 93805 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лічильником газу, з об'ємом газу, який розрахований за результатами вимірювань проградуйованого спеціального звужувального пристрою з можливістю виявляти несправності приладу в експлуатаційних умовах і одночасно забезпечити можливість перевірки їх метрологічних характеристик безпосередньо у газоспоживача. Поставлена задача вирішується тим, що комплексний пристрій для бездемонтажного діагностування та перевірки побутових лічильників газу додатково містить щонайменше один технологічний вузол відбору природного газу з давачами тиску, температури і густини природного газу, який вмонтований в один із запірних кранів експлуатаційного газоспоживного обладнання, і містить проградуйований разом з приєднувальним трубопроводом експлуатаційного газоспоживного обладнання звужувальний пристрій, який вмонтований щонайменше в один із пальників експлуатаційного газоспоживного обладнання, при цьому конструктивне під'єднання спеціального звужувального пристрою виконано взаємозамінним з конструктивним під'єднанням комплектного звужувального пристрою пальника експлуатаційного газоспоживного обладнання, а давачі технологічного вузла відбору природного газу через відповідні узгоджувальні пристрої під'єднані до ПЕОМ для розрахунку похибки побутового лічильника газу. Застосування у запропонованому комплексному пристрої технологічного вузла відбору природного газу з давачами вимірювання тиску, температури і густини природного газу, який вмонтовують в один із запірних кранів експлуатаційного газоспоживного обладнання з підключенням до ПЕОМ дає можливість підвищити точність вимірювання об'єму газу спеціальними звужувальними пристроями завдяки можливості точного визначення і врахування параметрів природного газу в алгоритмі розрахунку об'єму газу спеціальними звужувальними пристроями, оскільки ці значення параметрів природного газу практично є змінними функціями від джерела газопостачання, режиму роботи і кількості функціонуючих експлуатаційних газоспоживачів на виході газорегуляторної станції. Конструктивне застосування технологічного вузла з давачами, яким обладнаний один із запірних кранів експлуатаційного газоспоживного обладнання, не приводить до зміни умов функціонування останнього, завдяки чому не потрібне застосування у будинковій газовій мережі або у технологічній мережі експлуатаційного газоспоживного обладнання спеціальних допоміжних засобів вимірювання параметрів природного газу, чим досягається спрощення конструкції комплексного пристрою для бездемонтажного діагностування та перевірки ПЛГ. Виконання конструктивного під'єднання спеціального звужувального пристрою взаємозамінним з конструктивним під'єднанням комплектного звужувального пристрою пальника експлуатаційного газоспоживного обладнання забезпечує можливість монтування на період контролю метрологічних характеристик побутових лічильників попередньо градуйованих спеціальних звужувальних пристроїв замість наявних комплектних звужувальних пристроїв, які використовуються в пальниках існуючого експлуатаційного газоспоживного обладнання. Завдяки цьому також спрощується конструктивна реалізація пропонованого комплексного пристрою, оскільки при цьому не потрібне виготовлення додаткового спеціального пристрою укомплектованого одним або декількома пальниками із проградуйованими спеціальними звужувальними пристроями із прилеглими ділянками та відповідними засобами вимірювальної техніки для визначення тиску, температури і густини природного газу, яке необхідно під'єднувати замість існуючого експлуатаційного газоспоживного обладнання при діагностуванні чи перевірці ПЛГ. Застосування у запропонованому комплексному пристрої проградуйованих спеціальних звужувальних пристроїв, які вмонтовують щонайменше в один із пальників експлуатаційного газоспоживного обладнання, дозволяє розширити діапазон відтворюваних витрат газу при одночасному функціонуванні декількох звужувальних пристроїв, за якими контролюють метрологічні характеристики ПЛГ. При цьому за найменших витрат можна визначати поріг чутливості ПЛГ за робочих умов (режим діагностування), а при досягненні максимально необхідних паспортних значень контрольованих витрат газу через ПЛГ здійснювати не тільки перевірку метрологічних характеристик ПЛГ, але і повірку ПЛГ на реальному робочому середовищі. Таким чином сукупністю відомих і пропонованих суттєвих ознак щодо комплексного пристрою для бездемонтажного діагностування та перевірки ПЛГ маємо комплексне технічне рішення, достатнє для вирішення поставленої задачі корисної моделі. Суть корисної моделі пояснюється кресленням. На кресленні наведено блок-схему комплексного пристрою для бездемонтажного діагностування та перевірки побутових лічильників газу. 2 UA 93805 U 5 10 15 20 25 30 Схема містить технологічний вузол 1 відбору природного газу, який вмонтований в запірний кран 2 внутрішнього технологічного трубопроводу 3 експлуатаційного газоспоживного обладнання 4. Технологічний вузол (1) обладнаний давачами тиску 5, температури 6 і густини 7 природного газу, які через відповідні узгоджувальні пристрої (на кресленні не вказані) під'єднані до ПЕОМ 8. Вихідний патрубок запірного крана (2) експлуатаційного газоспоживного обладнання (4) під'єднаний до приєднувального трубопроводу 9, обладнаного комплекcним звужувальним пристроєм 10 і пальником 11. Схема містить побутовий лічильник газу 12, який змонтований у будинковому газопроводі 13 з перекривним вентилем 14 і з'єднувальний трубопровід 15 між побутовим лічильником (12) і експлуатаційним газоспоживним обладнанням (4). Внутрішній технологічний трубопровід (3) експлуатаційного газоспоживного обладнання (4) під'єднаний до запірних кранів (2), 16 та з'єднувального трубопроводу (15). На схемі також вказана інформаційна лінія 17 від побутового лічильника газу (12) до ПЕОМ (8) і відповідні комплектні вузли експлуатаційного газоспоживного обладнання (4): запірний кран (16) без технологічного вузла відбору природного газу, приєднувальний трубопровід 18 до другого комплектного звужувального пристрою 19, пальник 20. Комплексний пристрій працює наступним чином. Спочатку при закритому перекривному вентилі 14 до одного із запірних кранів, наприклад 2, під'єднують технологічний вузол 1 із давачами 5-7 параметрів газу. Потім замість комплектного звужувального пристрою 10 пальника 11 в залежності від вибраного значення досліджуваної витрати, наприклад мінімальної, монтують необхідний попередньо проградуйований у відповідності до конструкції прилеглого приєднувального трубопроводу 9 спеціальний звужувальний пристрій із їх набору для відтворення різних значень витрат газу. Далі відкривають вентиль 14 і кран 2 подачі газу до пальника 11 і запалюють його. При цьому газ протікає через побутовий лічильник 12, з'єднувальний трубопровід 15, внутрішній технологічний трубопровід 3 експлуатаційного газоспоживного обладнання 4, відкритий кран 2 і приєднувальний трубопровід 9 до спеціального звужувального пристрою 10. Наступною операцією є проведення візуального або за допомогою спеціального пристрою відліків моменту початку і кінця пропускання контрольного об'єму газу і вимірювання при цьому тиску, температури і густини природного газу. Вказана інформація надходить на ПЕОМ 8 по лінії 17 і від давачів 5-7 відповідно. Похибка ПЛГ під час його діагностування або перевірки обчислюється за наступною формулою:  V p 0    V p   1 100 % ,   0 0  35 де V і V0 - об'єми газу, виміряні досліджуваним ПЛГ і розраховані опосередкованим методом з використанням градуйованого звужувального пристрою відповідно; р, р0, Т, Т0 - значення абсолютних тисків і абсолютних температур на досліджуваному ПЛГ і перед звужувальним пристроєм відповідно. Об'єм природного газу, що проходить через звужувальний пристрій, розраховується за формулою: V0  F0  40 45 50 55 (1) 2p , 0 (2) де  - коефіцієнт витрати спеціального звужувального пристрою, який визначений при градуюванні разом з прилеглим приєднувальним трубопроводом;  - поправний множник на розширення газу; F0 - площа отвору звужувального пристрою; р - перепад тиску на звужувальному пристрої; 0 - густина природного газу в робочих умовах звужувального пристрою;  - тривалість пропуску контрольного об'єму газу через ПЛГ. Далі для відтворення іншої витрати газу проводять заміну спеціального звужувального пристрою або частково перекривають кран подачі газу до пальника експлуатаційного газоспоживного обладнання, або монтують одночасно декілька спеціальних звужувальних пристроїв в декількох пальниках експлуатаційного газоспоживного обладнання і повторюють визначення похибки ПЛГ за іншої витрати газу. Отримані значення похибок, які розраховані згідно алгоритму (1) дають можливість зробити висновок про результати діагностування чи перевірки ПЛГ. Враховуючи, що дослідження ПЛГ проводять у газоспоживача і за умови застосування реального робочого середовища (природний газ) стає можливим проведення бездемонтажного діагностування ПЛГ безпосередньо за реальних умов його функціонування на витратах, які відповідають її мінімальному значенню чи порогу чутливості ПЛГ. При отриманні негативних результатів діагностування чи перевірки стає можливим формулювання висновку щодо 3 UA 93805 U 5 10 15 20 необхідності проведення позачергової перевірки метрологічних характеристик чи повірки ПЛГ, а при отриманні позитивних результатів - формулювання висновку щодо продовження терміну експлуатації ПЛГ до чергової періодичної повірки. За рахунок одночасного застосування декількох спеціальних звужувальних пристроїв у пальниках експлуатаційного газоспоживного обладнання, яке реалізує комплексний пристрій, що заявляється, стає можливим визначення метрологічних характеристик на всьому діапазоні вимірюваних витрат ПЛГ. Тому запропонований комплексний пристрій забезпечує проведення не тільки діагностування, але і перевірку ПЛГ, тобто визначення метрологічних характеристик для всього робочого діапазону ПЛГ. Використання вимірювання параметрів природного газу в технологічному вузлі запірного крана експлуатаційного газоспоживного обладнання в комплексному пристрої, що заявляється, дає можливість вилучити необхідність виконання операцій, пов'язаних з втручання у технологічну схему під'єднання ПЛГ до газової мережі у споживача. Таким чином не тільки спрощується операція визначення метрологічних характеристик ПЛГ, але і підвищується достовірність отриманих результатів досліджень. Запропонований комплексний пристрій завдяки своїй реалізації на реальному робочому середовищі (природний газ) значно підвищує точність і достовірність діагностування і визначення метрологічних характеристик ПЛГ, а можливість його реалізації безпосередньо у газоспоживачів сприяє суттєвій економії затрат на проведення цих операцій, оскільки зникає необхідність проведення матеріально затратних операцій монтажу-демонтажу ПЛГ і їх транспортування до відповідних організацій по проведенню державного метрологічного нагляду за ПЛГ. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Комплексний пристрій для бездемонтажного діагностування та перевірки побутових лічильників газу, що містить попередньо проградуйовані разом з приєднувальними трубопроводами спеціальні звужувальні пристрої з давачами параметрів тиску і температури природного газу у прилеглій ділянці приєднувального трубопроводу перед звужувальним пристроєм, який відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один технологічний вузол відбору природного газу з давачами тиску, температури і густини природного газу, який вмонтований в один із запірних кранів експлуатаційного газоспоживного обладнання, і містить проградуйований разом з приєднувальним трубопроводом експлуатаційного газоспоживного обладнання звужувальний пристрій, який вмонтований щонайменше в один із пальників експлуатаційного газоспоживного обладнання, при цьому конструктивне під'єднання спеціального звужувального пристрою виконано взаємозамінним з конструктивним під'єднанням комплектного звужувального пристрою пальника експлуатаційного газоспоживного обладнання, а давачі технологічного вузла відбору природного газу через відповідні узгоджувальні пристрої під'єднані до ПЕОМ для розрахунку похибки побутового лічильника газу. 4 UA 93805 U Комп’ютерна верстка С. Чулій 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 5