Устройство для определения объемного содержания нерастворенного газа в исследуемой жидкости

 

Изобретение относится к неорганической химии, может быть использовано для определения объемного содержания нерастворенного газа в гидросистемах и позво11 33 ляет повысить точность определения. Повышение точности достигается за счет введения в устройство поршня (П) 27, размещенного в расточке корпуса, соединенной с камерой сжатия и каналом, поршня 28 с односторонним штоком и пружиной 31. Перед проведением измерения П 27 зафиксирован в исходном положении штоком поршня 28. После отсечения пробы жидкости в камере П 27 освобождается от фиксации пружиной 31 при переключении распределителя 29. При проведении к атмосферному давления в канале давление в камере также становится атмосферным за счет перемещения П 27. Это позволяет исключить изменения величины газосодержания в пробе при ее подготовке к измерению и повысить точность, 3 ил. А-А 27 V Ё С со 00 Os О ю Фиг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 N 7/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,72

70 (21) 4624099/26 (22) 22.12.88 (46) 30.03.91. Бюл. М 12 (71) Ковровский филиал Владимирского политехнического института и МГТУ им. Н.Э.Баумана (72) М.Ю.Тимофеев и И.А.Абаринова (53) 542.76 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1355911, кл. G 01 N 7/14, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ОБЪЕМНОГО СОДЕРЖАНИЯ НЕРАСТВОРЕННОГО ГАЗА В ИССЛЕДУЕМОЙ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к неорганической химии, может быть использовано для определения объемного содержания нерастворенного газа в гидросистемах и позво„„SLY„„1638609 А1 ляет повысить точность определения. Повышение точности достигается за счет введения в устройство поршня (П) 27, размещенного в расточке корпуса, соединенной с камерой сжатия и каналом, поршня 28 с односторонним штоком и пружиной

31. Перед проведением измерения П 27 зафиксирован в исходном положении штоком поршня 28. После отсечения пробы жидкости в камере П 27 освобождается от фиксации пружиной 31 при переключении распределителя 29. При проведении к атмосферному давления в канале давление в камере также становится атмосферным за счет перемещения П 27. Это позволяет исключить изменения величины газосодержания в пробе при ее подготовке к измерению и повысить точность. 3 ил. ,4-А

1638609

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано для определения объемного содержания нерастворенного газа, содержащегося в рабочей жидкости гидроп ри водо в.

Целью изобретения является повышение точности определения.

На фиг,1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 — разрез А — А на фиг,1; на фиг.3 — разрез Б — Б на фиг.1.

Устройство содержит корпус 1 с основным каналом 2, диаметр которого равен диаметру гидролинии 3. Центральная часть канала 2, расположенная между параллельными плунжерами 4 и 5, является одновременно камерой 6 сжатия.

В корпусе 1 выполнены первый и второй обводные каналы 7 и 8 и вспомогательный канал 9. Каналы 7 и 8 предназначены для движения потока рабочей жидкости параллельно камере 6 сжатия соответственно при отборе пробы и во время проведения замера. Каналы 7 и 9 совместно с участками канала 2 между плунжерами 4, 10 и 5, 11 образуют замкнутую герметизирующую камеру, предназначенную для предотвращения утечек из камеры 6 сжатия во время проведения замера. В плунжере 11 выполнен продольный пэз 12, служащий для приведения к атмосферному давлению давления в герметизирующей камере. Для перемещения в вертикальной плоскости плунжеров 4 и 5 служит ручка 13 с пазами, шарнирно закрепленная на корпусе 1. Поршень 14 с двухсторонним штоком и поршень 15 с односторонним штоком, расположенные в расточках корпуса 1 и имеющие одинаковые размеры соответствующих диаметров, служат для создания давлений соответственно в камере 6 сжатия и герметизирующей камере с помощью насоса 16. Для подвода жидкости от насоса 16 под поршни 14 и 15 в корпусе 1 выполнены каналы 17 и 18. Полости расточек под поршни 14 и 15 со стороны камеры 6 сжатия и герметиэирующей камеры соединены каналом 19. Втулки 20 и 21 ограничивают ход поршней 14 и 15 при их установке в начальное положение. На корпусе 1 закреплен регистрирующий прибор 22, соединенный со штоком поршня 14. В корпус 1 встроены фиксаторы 23, 24 и 25 положения плунжеров 4, 10 и 11 и газоспускная пробка 26, соединенная с рэсточкой поршня 14. Разделительный поршень 27, расположенный в расточке корпуса 1, соединенный с одной стороны с камерой 6 сжатия, а с другой — с каналом 7, служит для приведения перед замером к атмосферному давлению давление в камере 6 сжатия, Дополнительный

45

55 поршень 28 с односторонним штоком, размещенный в расточке корпуса 1 и установленный с возможностью при его перемещении разрывного контакта с разделительным поршнем 27, служит для фиксации последнего в начальном положении.

Штоковая полость расточки под поршень 28 соединена с атмосферой, а бесштоковая через распределитель 29 — либо с насосом 16, либо с гидробаком 20. В штоковой полости расточки под поршень 28 между корпусом 1 и поршнем 28 установлена пружина 31, служащая для освобождения поршня 27 от фиксации.

Переливной клапан 32 служит для поддержания постоянного давления на выходе насоса 16. К напорной линии насоса подключен манометр 33, а к камере 6 сжатия— датчик давления (не показан).

Измерение объемного содержания нерастворенного газа в жидкости производится предлагаемым устройством следующим образом..

Устройство устанавливается последова5 тельно в гидролинию 3, и движущаяся по ней исследуемая жидкость протекает через устройство по каналу 2 в направлении от плунжера 10 к плунжеру 11. Каналы 7 и 9 перекрыты плунжером 5, а канал 8 — плунжером 10. Перед проведением измерения газоспускную пробку 26 отвинчивают на один оборот, удаляя из полостей расточек под поршни 14 и 15 газовые пробки, после чего пробку 26 затягивают, а также снимают показание датчика давления в камере 6 сжатия. При перемещении ручки 13 вниз плунжеры 4 и 5 перемещаются в нижнее фиксированное положение, перекрывая канал 2 и одновременно открывая первый обводной канал 7. При этом между плунжерами 4 и 5 образуется камера 6 сжатия, заполненная пробой исследуемой жидкости, находящейся под давлением, равным давлению в потоке жидкости в гидролинии

3. Одновременно на электромагнит распределителя 29 подается сигнал электроуправления и происходит переключение распределителя 29 в положение, соединяющее поршень 28 с гидробаком 30, при этом под действием пружины 31 поршень 28 освобождает поршень 27 от фиксации, Затем последовательно перемещаются в нижние фиксированные положения плунжеры 10 и

11, При этом жидкость движется через устройство по каналу 8, а жидкость в каналах 7 и 9 отсекается от гидролинии 3 и ее давление равно атмосферному, так как при перемещении плунжера. 11 она посредством продольного паза 12 в нем кратковременно соединяется с атмосферой. Одновременно с

1638609 этим давление в камере 6 сжатия также становится равным атмосферному за счет перемещения разделительного поршня 27 под действием перепада давлений на его торцах. После этого производится сжатие жидкости в камере 6 сжатия и герметизирующей камере путем подачи жидкости из бака 30 насосом 16 через распределитель 29 и каналы 17 и 18 под поршни 14 и 15, вызывая их перемещение в корпусе 1, причем за счет равенства диаметров поршней 14 и 15 и их штоков на эти поршни действуют одинаковые усилия сжатия, а за счет соединения поршня 14 со стороны камеры 6 сжатия с поршнем 15 со стороны герметиэирующей камеры в этих камерах развиваются равные давления, Это обеспечивает отсутствие утечек из камеры 6 сжатия и перетечек в нее . жидкости по зазорам плунжерных пар, формирующих эту камеру, во время проведения замера. Давление, определяющее усилие сжатия, контролируется по манометру 33 и выдерживается постоянным благодаря работе насоса 16 и переливнаго клапана 32, Время выдержки пробы под давлением, необходимое для полного растворения газа е жидкости, выбирается согласно результатам существующих исследований по растворению газов е жидкостях. После полного растворения газа в жидкости поршень 14 останавливается и с регистрирующего прибора 22 снимаются показания а ходе штока поршня.

По величине хода штока поршня определяется объем газа, растворившегося при сжатии пробы, приведенный к атмосферному давлению 2 г =

4 где d — диаметр штока поршня:

h — ход штока поршня.

Этот объем является искомым объемом нерастворенного газа, содержащегося в исследуемой жидкости в момент отбора пробы. По величине этого объема и снятым показаниям датчика давления определяют коэффициент газосодержания исследуемой жидкости » + г

Е . Р

Š— Р Р+Р где V» объем камеры сжатия при расположении разделительного поршня в начальном положении;

Š— модуль объемной упругости жидкости;

Р— показание датчика давления перед проведением отсечки пробы.

При отведении из пробы чистой жидкости содержание газа в пробе завышается по сравнению с действительным в Kz pa3:

Снабжение устройства разделительным поршнем, размещенным в выполненной в корпусе расточке, соединенной с одной стороны с камерой сжатия, а с другой — с первым обводным каналом, позволяет при кратковременном соединении первого обводного канала с атмосферой привести давление газожидкостной смеси в отсеченной камере сжатия к атмосферному путем увеличения объема камеры сжатия за счет перемещения разделительного поршня под действием перепада давлений на его торцах. Снабжение устройства дополнительным поршнем с односторонним штоком, установленным е расточке корпуса соосно разделительному поршню, и упругим элементом, установленным между корпусом и дополнительным поршнем со стороны штока, а также соединение штокоеой полости расточки под дополнительный поршень с атмосферой, а бесштоковой — либо с источником избыточного давления, либо с атмосферой обеспечивает автоматическую фиксацию разделительного поршня в начальном положении при соединении бесштоковой полости с источником избыточного давления и автоматическое освобождение разделительного поршня от фиксации при соединении этой полости с атмосферой, Все вместе взятое позволяет приводить перед измерением пробу к атмосферному давлению без отведения части газожидкост ай смеси из пробы, а следовательно, и без изменения газосодержания в ней.

Приведение пробы к атмосферному давлению путем отведения части пробы из камеры сжа ия при кратковременном соединении пробы с атмосферой, имеющее места в прототипе, вносит дополнительную погрешность в результат определения. Величина и знак этой погрешности зависят от того, в какой пропорции находятся газовая и жидкая составляющие той части пробы, которая отводится из камеры сжатия, по сравнению с действительным соотношением этих составляющих в пробе при ее отсечении, При отведении из пробы чистого газа содержание газа в пробе занижается по сравнению с действительным в К1 раз:

V, (1 + ð )

Р

K3—

V» + — h—

Xd P

4 Рam

1638609

К2 =1+—

Kd h P

4 Ч„ Pam

При этом конкретная величина искажения гаэосодержания в пробе неизвестна и ее можно лишь оценивать значениями К1 и

К2. Так, при Р/Рот = 2 и действительном значении газосодержания в исследуемой жидкости m = 0,030 величина искажения газосодержания в отсеченной пробе находится в пределах от К1 = 2,94 до К = 1,02, т.е. величина газосодержания в пробе после приведения ее .к атмосферному давлению находится в пределах 0,0102 — 0,0306.

Формула изобретения

Устройство для определения объемного содержания нерастворенного газа в исследуемой жидкости, включающее корпус с основным, двумя обводными и вспомогательным каналами, два основных и два вспомогательных плунжера с поперечными отверстиями, установленных с возможностью перекрытия каналов при их перемещении с образованием между основными плунжерами камеры сжатия, поршень с двухсторонним штоком, подсоединенный к регистрирующему прибору, поршень с односторонним штоком, при этом первый вспомогательный плунжер размещен между входами, второй — между выходами первого

5 и второго обводных каналов, во втором вспомогательном плунжере выполнен канал в виде продольного паза на его поверхности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения, устрой10. ство снабжено разделительным поршнем, размещенным в выполненной в корпусе расточке, дополнительным поршнем с односторонним штоком и упругим элементом, размещенными соосно в камере, подсоеди15 ненной к корпусу, причем упругий элемент размещен между корпусом и дополнительным поршнем, а односторонний шток размещен в расточке корпуса вместе с разделительным поршнем, расточка подсо20 единена торцом к камере сжатия, а боковой поверхностью — к первому обводному каналу, при этом штоковая область камеры для дополнительного поршня соединена с атмосферой, а бесштоковая — с источником

25 избыточного. давления.

1638609

Составитель А. Кубасов

Техред М.Моргентал Корректор С Шекмар

Редактор А.Лежнина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ,923 Тираж 375 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5