мерник для измерения объема сжиженного углеводородного газа

Формула изобретения

Мерник для измерения объема сжиженного углеводородного газа (СУГ), содержащий герметичный корпус, снабженный: указателем уровня со шкалой, нижней горловиной с краном для слива и налива СУГ, верхней горловиной с краном для стравливания воздуха из мерника и создания наддува в мернике инертным газом при сливе СУГ из мерника; а также манометром и термометром, отличающийся тем, что мерник оснащен дополнительным указателем уровня со шкалой, установленным в нижней горловине, и регулируемым предохранительно-сбросным клапаном, предназначенным для поддержания постоянного давления в мернике, равного упругости насыщенных паров, при наливе СУГ в мерник.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам измерений объема жидкостей. Оно может быть использовано при измерении объема сжиженных углеводородных газов (СУГ) и других жидкостей, находящихся под давлением и изменяющих свое агрегатное состояние при изменении температуры или давления.

Известны "Мерники металлические 2-го разряда для сжиженных углеводородных газов ММСГ-1", выпускаемые по ТУ 1390-007-24137198-2001, "Мерник МПШ-13" информация о мернике размещена на сайте www.rus-reshenie.narod.ru и "Мерник М2рСГ-20ЮТ", выпускаемый по ТУ У 33.2-23296730-2001, информация размещена на сайте htth://rus.reshenie.narod.ru.

Мерник ММСГ-1 представляет собой герметичный металлический сосуд, являющийся корпусом мерника, который имеет нижнюю и верхнюю горловины. Нижняя горловина предназначена для налива и слива СУГ из мерника. Верхняя - для стравливания воздуха из мерника при подготовке его к наполнению и для создания наддува в мернике парами СУГ или инертным газом при сливе жидкой фазы СУГ из мерника.

На корпусе мерника установлены: указатель уровня, снабженный шкалой, приборы для контроля параметров СУГ и предохранительный клапан.

Все перечисленные устройства и приборы, за исключением предохранительного клапана, входят в состав предлагаемого изобретения.

Недостатком мерника является то, что он не адаптирован к составу измеряемых СУГ, и поэтому непригоден для измерения объема СУГ. При измерении объема СУГ данным мерником измерителем не учитываются количество газа в мернике перед его наполнением и количество газа, содержащегося в насыщенном паре, находящемся над жидкой фазой СУГ в наполненном мернике. Это приводит к погрешности измерения объема, превосходящей допустимую погрешность в разрешенном диапазоне температур.

Мерником ММСГ-1 можно измерять объем жидкостей, не способных изменять свое агрегатное состояние при изменении давления или температуры.

Мерник МПШ-13 по составу конструктивных элементов аналогичен мернику ММСГ-1. Мерники МПШ-13 и ММСГ-1 отличаются друг от друга габаритными размерами.

Основной недостаток мерника МПШ-13 такой же, как и у мерника ММСГ-1. Кроме того корпус мерника МПШ-13 тонкостенный, имеет недостаточную жесткость, что приводит к необходимости введения поправок в измеряемый объем СУГ на воздействие температуры и давления.

Мерник М2рСГ-20ЮТ по составу конструктивных элементов также аналогичен мернику ММСГ-1. Мерники М2рСГ-20ЮТ и ММСГ-1 отличаются друг от друга габаритными размерами, кроме этого в мернике М2рСГ-20ЮТ произведена попытка настройки остаточного давления мерника в зависимости от упругости насыщенных паров, измеряемого СУГ. Однако, т.к. не учтены плотности жидкой фазы СУГ и плотности насыщенных паров эта попытка не привела к снижению погрешности измерения объема СУГ данным мерником.

Недостаток мерника М2рСГ-20ЮТ такой же, как и мерника ММСГ-1.

Прототипом предлагаемого мерника является мерник ММСГ-1.

Технический результат и задача, заключающиеся в устранении указанных недостатков, - повышение точности измерения объема СУГ. Это достигнуто новыми техническими решениями, находящимися в причинно-следственной связи с техническим результатом.

Сущность заявленного изобретения выражается в совокупности нижеследующих существенных признаков. Для достижения указанного технического результата в уже известном мернике для измерения объема сжиженных углеводородных газов, содержащем герметичный корпус, две горловины, указатель уровня со шкалой, а также приборы, например, манометр, термометр и др., отличительными признаками является то, что предлагаемый мерник оснащен дополнительным указателем уровня со шкалой, установленным в нижней горловине, и взамен предохранительного клапана установлен регулируемый предохранительно-сбросный клапан (ПСК).

Приведенная совокупность существенных признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "новизна".

В то же время совокупность отличительных признаков, приводящих к решению поставленной задачи, явным образом не следует из уровня техники, поэтому предлагаемое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Фиг.1 - общий вид предлагаемого мерника.

Фиг.2 - вид сбоку предлагаемого мерника.

Предлагаемый мерник имеет следующее устройство.

Корпус мерника представляет собой герметичный, металлический, сварной сосуд, состоящий из трех цилиндров 1, 2, 3.

Нижний цилиндр 1 имеет нижнюю 4 и верхнюю 5 крышки. В нижнюю крышку вварена нижняя горловина 6 для налива и слива жидкой фазы СУГ, и к ней приварены регулируемые опоры 7 для вертикальной установки мерника. В нижней горловине установлен дополнительный указатель уровня 8 со шкалой 9 и шаровой кран 10.

В верхнюю крышку вварен средний цилиндр 2. На верхней поверхности крышки 5 расположен горизонтальный пузырьковый уровень 11 и гильза 12 для установки термометра.

Средний цилиндр 2 имеет калиброванное внутреннее сечение и указатель уровня 13, снабженный шкалой 14.

Верхний цилиндр 3 имеет приварную крышку 15, на которой размещены штуцеры для установки манометра 16, регулируемого ПСК 17 и верхней горловины 18 с шаровым краном 19.

Работа предлагаемого изобретения и порядок измерения объема СУГ заключается в следующем.

Перед началом работы из мерника выпускают воздух. Для этого к нижней горловине 6 мерника присоединяют раздаточный шланг газораздаточной колонки (ГРК), открывают кран 10 нижней горловины 6 мерника. Из раздаточного шланга в мерник впрыскивают порцию жидкой фазы СУГ. Кран нижней горловины закрывают. Открывают кран 19 верхней горловины 18, и стравливают воздух из мерника в атмосферу. Кран верхней горловины закрывают.

Открывают кран 10 нижней горловины 6 и в мерник снова впрыскивают порцию жидкой фазы СУГ, при необходимости заполняют раздаточный шланг (на чертеже не показан) ГРК СУГ. Количество жидкой фазы СУГ должно быть таким, чтобы ее уровень был выше верхней риски шкалы 9 дополнительного указателя уровня 8. Кран 10 нижней горловины 6 закрывают. В мернике находится внизу жидкая фаза СУГ и насыщенные пары над жидкостью. Манометр показывает упругость насыщенных паров.

Вращением головки регулируемого ПСК открывают его, при этом насыщенные пары будут стравливаться из мерника. Запоминают положение головки регулируемого ПСК, при котором произошло его открытие. Закрывают ПСК вращением его головки в обратную сторону.

Открывают кран 10 нижней горловины и медленно сливают СУГ из мерника. Когда уровень жидкой фазы СУГ окажется на нижней риске шкалы 9, закрывают кран нижней горловины мерника.

Заполняют раздаточный шланг ГРК СУГ. На ГРК задают дозу, равную наминальной вместимости мерника. Кран нижней горловины открывают и производят пуск ГРК, головку регулируемого ПСК сразу же после пуска ГРК ставят в ранее запомненное положение открытия ПСК. В процессе наполнения мерника насыщенные пары из мерника через ПСК будут уходить в атмосферу. Давление в мернике должно быть постоянным и равным упругости насыщенных паров. В процессе наполнения мерника давление в мернике контролируют по манометру и при необходимости регулируют его вращением головки ПСК. После окончания налива сразу же закрывают ПСК и кран нижней горловины. На этом процесс наполнения мерника закончен. Считывают обеъм налитого в мерник СУГ, показания термометра и манометра. Измерения проводят не менее двух раз.

Объем налитой в мерник дозы СУГ вычисляют по формуле

V_д=V ₂₀[1+К₁·Р_м +К₂·(t_м-20)],

где V_д - объем налитой в мерник дозы, дм³;

V₂₀ - показания мерника при атмосферном давлении и температуре 20°С, дм³;

К₁, К ₂ - безразмерные коэффициенты, постоянные для каждого мерника;

Р_м - избыточное давление в мернике, МПа;

t_м - температура СУГ, °С.

После определения дозы производят слив СУГ из мерника. Для этого к нижней горловине 6 присоединяют сливной шланг (на чертеже не показан), второй конец которого присоединяют к 50-литровому баллону. Слив производится самотеком.

Предлагаемое изобретение позволяет для всех смесей СУГ получить погрешность измерения объема СУГ в заданном диапазоне температур меньше допустимой для данного мерника.

Результаты, полученные автором в работе "Мерники для сжиженных углеводородных газов. Теория и расчет", показывают, что погрешность мерника, приведенного в качестве прототипа, превосходит допустимую для различных смесей СУГ в диапазоне температур от минус 30 до плюс 30°С в 4.1-8.6 раз.

Проведенные испытания экспериментального образца мерника показали его работоспособность при положительном результате. Например, по сравнению с мерником ММСГ-1 погрешность предлагаемого мерника находится в пределах допустимой.