устройство для определения объемного содержания нерастворенного газа в исследуемой жидкости

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, установленные с возможностью перекрытия каналов при их перемещении с образованием между основными плунжерами камеры сжатия, поршень с двусторонним штоком, подсоединенный к регистрирующему прибору, поршень с односторонним штоком, размещенный в расточке корпуса, подсоединенной торцом к камере сжатия, а боковой поверхностью штоковой и бесштоковой полости к расточке поршня с двусторонним штоком и к распределителю с электромагнитным управлением, подсоединенному к источнику избыточного давления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности определения и упрощения эксплуатации, оно снабжено датчиком перемещения поршня с односторонним штоком, подсоединенным к распределителю с электромагнитным управлением, в корпусе выполнен сквозной канал, соединяющий с распределителем боковую поверхность бесштоковой полости расточки под поршень с односторонним штоком через гидролинию с установленным на ней регулируемым дросселем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для анализа и может быть использовано для определения объемного содержания нерастворенного газа, содержащегося в рабочей жидкости гидроприводов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения объемного содержания нерастворенного газа в исследуемой жидкости, содержащее 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. Первый основной плунжер установлен после входа, а второй - перед выходом первого обводного канала и образуют при перемещении камеру сжатия в основном канале. Первый вспомогательный плунжер расположен между входами, а второй между выходами первого и второго обводного каналов. В корпусе размещены также поршень с двухсторонним штоком, соединенный с регистрирующим прибором и предназначенный для сжатия пробы газожидкостной смеси в камере сжатия, и поршень с односторонним штоком, служащий для создания в первом обводном и вспомогательном каналах давления, равного давлению в камере сжатия. Поршни со стороны регистрирующего прибора соединены через распределитель с источником избыточного давления.

Недостатком этого устройства является то, что высокая точность определения обеспечивается лишь при перемещении поршня с односторонним штоком в процессе измерения из исходного положения до упора, что снижает надежность определения и усложняет эксплуатацию. Дело в том, что отсутствие утечек из камеры сжатия в процессе измерения, обусловливающее высокую точность определения, обеспечивается поддержанием в герметизирующей камере давления, равного давлению в камере сжатия. А так как из герметизирующей камеры, соединенной с расточкой под поршень с односторонним штоком, имеют место утечки по зазорам между вспомогательными плунжерами и корпусом, то поддержание уравновешивающего давления в герметизирующей камере обеспечивается постоянным перемещением поршня с односторонним штоком и прекращается при достижении поршнем упора. При этом время перемещения поршня до упора, в течение которого обеспечивается высокая точность определения, зависит от величины зазоров между вспомогательными плунжерами и корпусом и объема камеры под поршнем с односторонним штоком со стороны герметизирующей камеры, что и обуславливает указанные выше недостатки.

Целью изобретения является повышение надежности определения и упрощение эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что устройство, включающее корпус с основным, двумя обводными и вспомогательным каналами, два основных и два вспомогательных плунжера с поперечными отверстиями, установленные 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, размещенный в расточке корпуса, подсоединенной торцом к камере сжатия, а боковой поверхностью штоковой и бесштоковой полости в расточке поршня с двухсторонним штоком и к распределителю с электромагнитным управлением, подсоединенному к источнику избыточного давления, снабжено датчиком перемещения поршня с односторонним штоком, подсоединенным к распределителю с электромагнитным управлением, в корпусе выполнен сквозной канал, соединяющий с распределителем боковую поверхность бесштоковой полости расточки под поршень с односторонним штоком через гидролинию с установленным на ней регулируемым дросселем.

Авторам не известны технические решения со сходными признаками, на основании чего можно сделать вывод, что решение отвечает критерию "существенные отличия".

Выполнение в корпусе канала, соединяющего с распределителем боковую поверхность бесштоковой полости расточки под поршень с односторонним штоком через гидролинию с установленным в ней регулируемым дросселем, обеспечивает возможность подведения в герметизирующую камеру от источника избыточного давления регулируемого количества жидкости. Снабжение устройства датчиком перемещения поршня с односторонним штоком, подсоединенным к распределителю с электромагнитным управлением, обеспечивает соединение герметизирующей камеры с источником избыточного давления при смещении поршня от исходного положения.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства, в разрезе; 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 сжатия 6.

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 сжатия 6 соответственно при отборе пробы и во время проведения замера. Каналы 7 и 9 совместно с участками канала 2 между плунжерами 4 и 10 и 5 и 11 образуют замкнутую герметизирующую камеру, предназначенную для предотвращения утечек из камеры сжатия 6 во время проведения замера. В плунжере 5 выполнен Г-образный канал 12, а в плунжере 11 - продольный паз 13, служащие для приведения к атмосферному давлению давлений, соответственно в камере 6 сжатия и в герметизирующей камере. Для перемещения в вертикальной плоскости плунжеров 4 и 5 служит ручка 14 с пазами, шарнирно закрепленная на корпусе 1. Поршень 15 с двухсторонним штоком и поршень 16 с односторонним штоком, расположенные в расточках корпуса 1 и имеющие одинаковые размеры соответствующих диаметров, служат для создания давлений соответственно в камере сжатия 6 и герметизирующей камере с помощью насоса 17. Для подвода жидкости от насоса 17 под поршни 15 и 16 в корпусе 1 выполнены каналы 18 и 19 и 20 и 21. Втулки 22 и 23 ограничивают ход поршней 15 и 16 при их установке в начальное положение. На корпусе 1 закреплен регистрирующий прибор 24, соединенный со штоком поршня 15. В корпусе 1 встроены фиксаторы 25, 26 и 27 положения плунжеров 4, 10 и 11 и газоспускная пробка 28, соединенная с расточкой поршня 15. Насос 17 соединен с гидробаком 29, гидрораспределителем 30 с электромагнитным управлением, переливным клапаном 31 и манометром 32. В гидролинии, соединяющей канал 20 с распределителем 30, установлен регулируемый дроссель 33. На корпусе 1 закреплен датчик 34 перемещения поршня 16, соединенный электрически с электромагнитом управления распределителя 30.

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

Устройство устанавливают последовательно 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 28 отвинчивают на один оборот, удаляя из полостей расточек под поршни 15 и 16 газовые пробки, после чего пробку 28 затягивают. При перемещении ручки 14 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 сжатия 6, заполненная пробой исследуемой жидкости, находящейся под атмосферным давлением, так как отсеченная в камере 6 сжатия проба жидкости кратковременно соединяется с атмосферой посредством Г-образного канала 12 в плунжере 5 при его перемещении. Затем последовательно перемещают 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, ее давление равно атмосферному, так как при перемещении плунжера 11 жидкость посредством продольного паза 13 в нем кратковременно соединяется с атмосферой. После этого производится сжатие жидкости в камере 6 сжатия и герметизирующей камере путем подачи жидкости из бака 29 насосом 17 через гидрораспределитель 30 и каналы 18 и 19 под поршни 15 и 16, вызывающие их перемещение в корпусе 1, причем за счет равенства диаметров поршней 15 и 16 и их штоков на эти поршни действуют одинаковые усилия сжатия, а за счет соединения поршня 15 со стороны камеры 6 сжатия с поршнем 16 со стороны герметизирующей 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. Одновременно, при смещении поршня 16 из исходного положения, вызванного утечками жидкости из герметизирующей камеры, с датчика 34 перемещения поршня 16 поступает сигнал управления на электромагнит распределителя 30. Распределитель 30 переключается в положение, соединяющее насос 17 с поршнями 15 и 16 с обеих сторон. При этом в герметизирующую камеру через регулируемый дроссель 33 и канал 20 начинает поступать жидкость из насоса 17. Дроссель 33 предварительно настроен таким образом, что количество жидкости, поступающей в герметизирующую камеру, равно величине утечек жидкости из этой камеры. В результате, поддержание равных давлений в камере 6 сжатия и герметизирующей камере обеспечивается в дальнейшем при неподвижном поршне 16. Давление, определяющее усилие сжатия, контролируется по манометру 32 и выдерживается постоянным благодаря работе насоса 17 и переливного клапана 31. Время выдержки пробы под давлением, необходимое для полного растворения газа в жидкости, выбирается согласно результатам исследований по растворению газов в жидкостях. После полного растворения газа в жидкости поршень 15 останавливается и с регистрирующего прибора 24 снимаются показания о ходе штока поршня. По величине хода поршня 15 определяется объем газа, растворившегося при сжатии пробы.

V_г = h, где d - диаметр штока поршня;

h - ход штока поршня.

Этот объем и является искомым объемом нерастворенного газа, содержащегося в исследуемой жидкости в момент отбора пробы, и приведенным к атмосферному давлению.