Принципиальная схема испытательной установки для поверки газосчетчиков показана на рис. 121. Установка состоит из колокольного газового мерника 2-го разряда, компрессора, регулировочного устройства, указателя расхода, а также ряда устройств и элементов (отмеченных на схеме), необходимых как для нормальной работы установки, так и для полной и качественной поверки счетчиков.
Газовый мерник (рис. 122) предназначен для вытеснения строго определенных объемных порций газа, подаваемых на поверяемый счетчик, при определенном давлении и расходе. Мерник состоит из измери-
Рис. 121. Схема установки для поверки газосчетчиков:
1 — колокол мерника; 2 — клапан автоматического останова; 3 — микроманометр; 4 — переключатель микроманометра; 5 — регулировочный кран; б — поверяемый газосчетчик; 7 — указатель расхода; 8 — обходной кран; 9 — проходной кран; 10 — кран для приема воздуха из помешения; 11 — кран для подсоединения манометра; 12,- приемный кран; 13 — пробка; \4 — компрессор; 15 — кран для слива воды из мерника
тельного колокола 2, рейки со шкалой 3, указателя 4, резервуара с водой 5, зажимного устройства 6 и приспособления для поддержания постоянного давления под колоколом при его погружении в резервуар. Измерительный колокол представляет собой полый цилиндр с верхним сферическим днищем. Колокол подвешен на цепи или тросе 1 и частично уравновешен противовесом 8 с дополнительными грузами 7. При работе установки колокол под действием собственного веса погружается в воду, находящуюся в резервуаре 5. При этом из пространства под колоколом вытесняется объем воздуха, пропорциональный площади внутреннего (пустотелого) сечения колокола и его перемещению по вертикали. Вертикальное перемещение колокола обеспечивается направляющими штангами и роликами. Кроме того, применение направляющих штанг и роликов обеспечивает постоянный зазор между стенками колокола и резервуара с водой, а также между рейкой со шкалой, укрепленной на колоколе, и указателем, укрепленным на резервуаре. Равномерность шкалы мерника обусловливается соответствующими технологическими допусками на конусность и овальность сечения колокола, которые не должны превышать 0,1 %.
Точность отсчета положения колокола по шкале рейки, характеризующая точность определения объема воздуха, вытесненного из-под колокола, должна лежать в пределах ±0,5 мм.
Для увеличения точности отсчета указатель, обычно представляющий собой ножевую стрелку, может быть снабжен нониусом или оптическим визирным приспособлением.
Рабочий объем колокола выбирают равным объемному количеству воздуха, протекающему через поверяемый счетчик при наибольшем поверочном расходе заЗ мин.
Газосчетчики поверяют, как правило, при рабочих (эксплуатационных)’ давлениях газа. На большинстве промышленных газопроводов рабочее избыточное давление составляет 40—80 мм" вод. ст. Это давление и принято за нормальное при поверке газосчетчиков.
Давление под колоколом со
здается его весом и регулируется
сменой грузов противовеса. Если
не принять никаких специальных
мер, то при погружении колокола
в воду вес его за счет изменения
выталкивающей „архимедовой"
силы также будет изменяться, а
следовательно, будет меняться и
Рис 122. Газовый мерник испытательной давление газа под колоколом,
установки Для обеспечения постоянст-
ва давления под колоколом при работе установки мерники сняб-
жаются весовыми, рычажными или объемными устройствами, автоматически поддерживающими постоянным вес колокола при его погружении в воду.
Весовое устройство, показанное на рис. 122, основано на изменении длины цепи со стороны колокола и со стороны подвески противовеса. При опускании колокола длина цепи противовеса уменьшается, а длина цепи колокола растет. Вызванное этими изменениями длины различных участков цепи перераспределение их вебов компенсирует потерю в весе колокола.
Если ДС — вес воды, вытесненной при опускании колокола на единицу длины (например, на 1 м), то естественно, что для компенсации изменения давления под колоколом вес единицы длины цепи должен быть равен g-ЛО/2.
Рычажное устройство (рис. 123) основано на добавочном утяжелении колокола моментом от веса гирьки, укрепленной на переменном плече а улитки.
При расчете рычажного устройства определяют профиль улитки, т. е. определяют зависимость г = f(tp), где г — текущий радиус улитки, \р — угол поворота улитки, закрепленной на ролике противовеса.
Рис. 123. Рычажное компенсирующее устройство
Рис. 124. Объемное компенсирующее устройство
При опускании колокола на величину Дй момент веса колокола на плече R ролика противовеса за счет выталкивающей силы изменится на
AM=AhFKyR. (12.1)
где FK — площадь кольцевого сечения колокола, у — объемный вес во-ДЬ1, заполняющей мерник.
Для компенсации изменения веса колокола необходимо, чтобы
(12.2)
где gT — масса гирьки рычажного устройства.
Из формул (12.1) и (12.2), приняв во внимание, что Ыг = R<p, получим расчетную зависимость для определения необходимого профиля улитки
*к 1
г = ф& — -. (12.3)
Объемное компенсирующее устройство (рис. 124) состоит из цилиндрического сосуда с донышком, прикрепленным к колоколу, и сифонной трубки, один конец которой опущен в цилиндрический сосуд, а дру-
гой в резервуар мерника. При опускании колокола вытесняемая им жидкость по сифонной трубке переливается в цилиндрический сосуд. Для компенсации изменения давления под колоколом сечение цилиндрического сосуда Fc (с учетом сечения сифонной трубки) должно быть таким, чтобы вес воды, переливающейся в сосуд из резервуара мерника, был равен весу воды, вытесненной колоколом, т. е.
AhFKl=(Ah+Ahy)Fc% (12.4)
где Ah у — возрастание уровня жидкости в резервуаре при опускании колокола на величину Ah.
Приняв во внимание, что Ahy = AhFK/Fp, rp<eFp — площадь свободной поверхности жидкости в резервуаре мерника, на основании формулы (12.4) получим искомую площадь сосуда
Сифонное устройство в отличие от весового и рычажного не только компенсирует потерю веса колокола, но и поддерживает постоянство уровня воды в резервуаре мерника.
Колебания давления воздуха под колоколом могут быть вызваны также и трением при движении роликов по направляющим штангам и перемещении цепи противовеса по подпятникам. Для уменьшения трения ролики свободно насаживаются на оси, которые крепятся к стенкам колокола с помощью упругих пластин. Между направляющими штангами и роликами должен быть небольшой зазор, а штанги смазываться вазелином. Подпятники для цепи или троса противовеса имеют шариковые подшипники с хорошей смазкой. Звенья цепи или трос выбирают достаточно гибкими.
Выполнение всех указанных конструктивных и технологических требований обеспечивает постоянство давления под колоколом при работе установки ±5 мм вод. ст. Для измерения и контроля давления применяют стеклянные микроманометры с наклонной трубкой.
Существенно на работу газового мерника влияет нестабильность температуры окружающего воздуха во времени и непостоянство температуры по высоте колокола. Изменение температуры влечет за собой изменение объема вытекающего из-под колокола воздуха. Вследствие этого при работе установки не допускаются колебания температуры воды, заполняющей резервуар мерника, и температуры окружающего воздуха более чем на ±0,1° С во время проведения опыта и по высоте колокола. Кроме того, температуры воды и воздуха не должны отличаться более чем на 0,5° С. Столь высокие требования к температурному режиму работы мерника обусловливают необходкмость тщательного термостати-рования лабораторных помещений для поверки газосчетчиков с помощью колокольных испытательных установок.
Конструкция и методы расчета устройств для регулирования расхода (регулировочных насадок с указателями расхода) на газомерных испы-
тательных установках не отличаются от регулировочных устройств испытательных установок для счетчиков жидкостей.
Для автоматического прекращения подачи воздуха из-под колокола в поверяемый счетчик применяют пружинные клапаны, срабатывающие от контактных устройств, сблокированных с перемещающимся колоколом.
Для поверки газосчетчиков большой производительности (более 40 м3^) находят применение автоматизированные газомерные установки с двумя колоколообразными мерниками, работающими в непрерывном режиме. Пока один колокол опускается и вытесняет воздух, другой, поднимаясь, заполняется воздухом от непрерывно действующей воздуходувки.
В последние годы существенное развитие в отечественной и зарубежной практике получают газомерные трубопоршневые установки, установки с жидкостным вытеснением газа и другие.
Обратите внимание: