устройство для измерения плотности жидкости

Формула изобретения

Устройство для измерения плотности жидкости, содержащее цилиндрический сосуд с штуцерами и кранами на входе и выходе, отличающееся тем, что внутри цилиндрического сосуда, снабженного в нижней части иглой для отбора контролируемой жидкости, размещен первый поршень с аксиальным отверстием внутри, соединенный с полым штоком, имеющим в верхней части отверстие, перпендикулярное оси штока, соединенное при помощи трубки и крана с штуцером для отвода отбираемой из трубопровода жидкости, а во внутренней полости штока размещен второй поршень, снабженный ограничителем хода поршня, выполненным в виде стопорного кольца из немагнитного материала с крышкой, на наружной поверхности которого размещен магнитный диск.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения плотности жидкости, преимущественно нефти и нефтепродуктов, и может быть использовано в системах автоматизации процессов добычи и переработки нефти, а также при контроле качества нефти и нефтепродуктов при учетно-расчетных операциях.

В известных устройствах для измерения плотности жидкости -ареометрах - чувствительным элементом является поплавок - полое продолговатое вертикальное тело, соединенное вверху с узким трубчатым стержнем, снабженным шкалой (Кивилис С.С. Плотномеры. - М.: Энергия, 1980, стр. 25 - 34). Для измерения плотности при помощи ареометра используется связь между плотностью контролируемой жидкости и глубиной погружения, при которой ареометр приходит в равновесное состояние. Недостатком ареометра является возникновение больших погрешностей, обусловленных испарением легких фракций из нефти.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является напорный пикнометр английской фирмы "Станхоуп сета лимитед" (Беляков В. Л. Автоматический контроль параметров нефтяных эмульсий. - М.: Недра, 1992 г., стр. 187 - 189), представляющий собой металлический калиброванный сосуд, выполненный в виде цилиндра с кранами. В этот сосуд отбирается проба нефти из трубопровода, а затем сосуд взвешивается на прецизионных весах. Делением массы нефти на объем получают значение плотности нефти. Напорный пикнометр представляет очень сложное для изготовления и дорогостоящее устройство. Стоимость комплекта напорного пикнометра составляет около 30000 фунтов стерлингов.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение конструкции.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве для измерения плотности жидкости, содержащем цилиндрический сосуд, краны, иглу для заполнения цилиндрического сосуда жидкостью, в отличие от прототипа внутри цилиндрического сосуда размещен первый поршень с аксиальным отверстием внутри, соединенный с полым штоком, внутри которого размещен второй поршень, имеющий на наружной поверхности магнитный диск, а на конце штока имеется ограничитель хода второго поршня, выполненный, например, в виде кольца из немагнитного материала, причем в верхней части полого штока имеется отверстие, перпендикулярное оси штока, соединенное при помощи трубки с краном и штуцером для отвода отбираемой из трубопровода жидкости.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство, изображенное на чертеже, содержит цилиндрический сосуд 1, внутри которого размещен первый поршень 2 с аксиальным отверстием внутри и ограничителем 3 хода второго поршня, выполненным, например, в виде стопорного кольца, нижнюю крышку 4, соединенную с краном 5 с штуцером 6, к которому присоединяется игла 7 для отбора контролируемой жидкости, верхнюю крышку 8 с прорезью, полый шток 9 с ограничителем 10 хода второго поршня, закрепленного при помощи крышки 11 и выполненного, например, в виде кольца из немагнитного материала, причем полый шток 9 имеет в верхней части отверстие, перпендикулярное оси штока, соединенное при помощи трубки 12 и крана 13 с штуцером 14 для отвода отбираемой из трубопровода жидкости, второй поршень 15, имеющий на наружной части магнитный диск 16. Магнитный диск 16 предназначен для подсоединения к нему штока, также снабженного магнитным диском. С помощью штока (на чертеже не показан) осуществляется воздействие на поршень 15 с тем, чтобы освободиться от жидкости, находящейся внутри цилиндрического сосуда и полого штока.

Описанное устройство работает следующим образом.

В исходном положении первый поршень находится в нижней части цилиндрического сосуда 1, а второй поршень в нижней части полого штока 9. Краны 5, 13 находятся в открытом положении. Перед началом работы устройство тщательно протирают, сушат и взвешивают на прецизионных электронных весах с цифровым отсчетом. Записывают калиброванное значение объема. Для отбора пробы жидкости игла 7 вводится путем прокалывания резиновой прокладки в трубопровод с контролируемой жидкостью. Резиновая прокладка размещается внутри штуцера, приваренного к трубопроводу, и фиксируется при помощи крышки с отверстием.

После того, как игла введена в поток жидкости под действием давления, жидкость последовательно перемещает вверх вначале первый поршень, а затем второй поршень. В результате жидкость заполняет цилиндрический сосуд 1 и полый шток 9 и через кран 13 отводится. После того как жидкость, заполнившая сосуд и полый шток, примет ту же температуру, что и жидкость в трубопроводе, закрывают краны 5, 13, вынимают иглу из потока жидкости, отсоединяют иглу, переносят устройство в помещение и взвешивают его на электронных прецизионных весах. Определяют разность между массами устройства с жидкостью и без жидкости. Полученную разность масс делят на калиброванное значение объема и получают таким образом искомое значение плотности жидкости.

Поставленная цель изобретения достигается за счет более простой и менее сложной конструкции устройства.

Для проверки устройства в лабораторных условиях приготавливали нефти с заданной плотностью. Приготовленные нефти заливали в размещенный в термостате сосуд и далее работали по вышеописанной методике. Производили до 11 измерений в точках 750, 770, 790, 810, 830 кг/м³ и температуре 20 ^oС. Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения не превышал 0,3 кг/м. Это значение сопоставимо с погрешностью выбранного в качестве базового комплекта напорного металлического пикнометра английской фирмы "Станхоуп сета лимитед. " Преимущества предлагаемого устройства - простота конструкции, низкая стоимость.

Предлагаемое устройство может найти применение в разных отраслях промышленности.