Турбинный расходомер

 

1. ТУРБИННЫЙ РАСХОДОМЕР, содержащий корпус, размещенную в нем с возможностью вращения и осевого перемещения аксиальную турбинку. iicf-c jjwrr i п ,,. - :., fs жестко связанную валом с поршнем неподвижно установленного в корпусе цилиндра подпоршнёвой полости, магнитоикдукционный датчик с вычислительным устройством, отличающ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, повышения надежности и упрощения его конструкции , в подпоршнёвой полости установлен магнитный подпятник, а магнитоиндукционный датчик подключен к усилителю-корректору, имеющему амплитудно-частотную характеристику , обратную амплитудно-частотной .сарактеристике турбинного расходомера и подключенному к вычислительному устройству. (Л 2. Расходомер По п. I, о т л и ч а. ю щ и и с я тем, что сопрягаемые поверхности магнитных подпятников вьтолнены конусными. - Ч| 00 о Ч 1

ав (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИИ

3(5!1 G 01 F 1 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

«Р Щ (ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К AS ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2I) 3550208/24-10

{22) 01.11.82 (46 ) 23.12.84. Бюл. II- 47 (72) В. А. Филатов, Н. Т. Шахуров ,и В. К. Макашев (7!) Казахский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промьппленности (53) 681.121.8(088.8) (56) 1. Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества. Л., "Машиностроение", 1975, с. 328 — 464.

2. Вошняк Л. Л. Измерения при теплотехнических исследованиях. Л,, "Машиностроение", 1974, с. 380, рис. !61.(прототип). (54 ) (57 ) 1. ТУРБИННЫЙ РАСХОДОМЕР, содержащий корпус, размещенную в нем с возможностью вращения и осевого перемещения аксиальную турбинку, жестко связанную валом с поршнем неподвижно установленного в корпусе цилиндра подпоршневой полости, магнитоиндукционный датчик с вычислительным устройством, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, повышения надежности и упрощения его конструкции, в подпоршневой полости установлен магнитный подпятник, а магнитоиндукционный датчик подключен к усилителю-корректору, имеющему амплитудно-частотную характеристику, обратную амплитудно-частотной ,характеристике турбинного расходомера и подключенному к вычислительному I устройству.

2. Расходомер -по п. !, о т л и— ч а.ю шийся тем, что сопрягаемые поверхности магнитных подпятников выполнены конусными.

1130741

Изобретечие относится к приборостроению, а именно к устройствам для измерения массового расхода продукции нефтяных и газовых скважин.

Известны массовые расходомеры жидкостей и газов, содержащие чувстви-; тельный элемент, выполненный в виде свободно вращающейся турбинки, имеющей возможность перемещения вдоль оси вращения. Массовый расход в этих 10 расходомерах определяется с помощью вычислительного устройства по измеренным значениям частоты вращения турбинки и осевого линейного перемещения, пропорциональных соответствен- 15 но скорости и динамическому давлению потока fl) .

Наиболее близким к изобретению является турбинный расходомер, содержащий корпус, размещенную в нем 2п с возможностью вращения и осевого перемещения аксиальную турбинку, жестко связанную валом с поршнем неподвижно установленного в корпусе цилиндра подпоршневой полости, магии- 25 тоиндукционный датчик с вычислительным устройством )2)

Недостатками известных расходомеров являются низкая точность измерения расхода, сложность конструк- gp ции и обработки сигналов, поступающих с магнитоиндукционных датчиков.

Цель изобретения — расширение диа-. пазона измерений, повышение надежности и упрощение конструкции рас..ходомера.

Поставленная цель достигается тем, что в турбинном расходомере, содержащем корпус, размещенную в .нем 4О с возможностью вращения и осевого перемещения аксиальную турбинку, жестко связанную валом с поршнем неподвижно установленного в корпусе цилиндра подпоршневой полости, магии-45 тоиндукционный датчик с вычислительным устройством, в подпоршневой полости установлен магнитный подпятник, а магнитоиндукционный датчик подключен к усилителю-корректору, 50 имеющему амплитудно-частотную характеристику, обратную амплитудно" частотной характеристике турбинного расходомера, и подключенному к вычислительному устройству. Кроме 55 того, сопрягаемые поверхности магнитных подпятников выполнены конусФ ными. э

На фиг. 1 представлен турбинный расходомер, продольный разрез; на фиг. 2 — блок-схема расходомера.

Расходомер состоит из немагнитного корпуса 1, внутри которого установлена турбинка 2 со ступицами 3 и

4, изготовленными из немагнитного материала с добавлением ферромагнетика и выполняющими роль струенаправляющих устройств. В ступицах расположены демпферные пружины 5 и

6, а также постоянные магниты 7—

10 с арматурой. Постоянные магниты

7 и 8, а также 9 и 10 расположены попарно одни относительно других одноименными полюсами, создавая тем самым отталкивающие моменты, которые принуждают устанавливаться турбинку при отсутствии движения потока в равновесное состояние относиМ тельно магнитоиндукционного датчика

12. Постоянные магниты 8 и 9 устанавливаются на оси 11. Частота вращения турбинки измеряется магнитоиндукционным датчиком 12.

Выход магнитоиндукционного датчика 12 соединен с входом усилителякорректора 13, который своим выходом . соединен с вычислительным устрой,ством 14 в виде усилителя-формирователя 15, амплитудного детектора

16, арифметического устройства 17 и прибора 18.

Расходомер работает следующим образом.

Турбинка 2, вращаясь с частотой, пропорциональной объемному расходу, воспринимает усилие от динамического напора потока. Это усилие передается на магнитный подпятник, образованный магнитами 9 и 10, вызывает изменение зазора между ними, что приводит к перемещению вращающейся турбинки.

Вращающаяся и перемещающаяся турбинка своими лопастями возбуждает электрические импульсы в магнитоиндукционном датчике. С выхода датчика 12 (фиг. 2) импульсы с частотой, пропорциональной скорости потока, и амплитудой, пропорциональной квадрату скорости потока, плотности и частоте их следования, поступают на усилитель-корректор 13, имеющий амплитудно-частотную характеристи ку, обратную амплитудно-частотной характеристике первичного турбинного датчика 12. В результате наложения

Амплитудный детектор 16 формирует сигнал огибающей амплитудных значений входящих импульсов. Оба сигнала поступают в арифметическое устройство 17, которое осуществляет преобразование и деление первого сигнала на второй таким образом, что на выходе получается один сигнал, пропорциональный массовому расходу, а другой — пропорциональный объемному расходу. Эти оба сигнала поступают на устройствоиндикации расходомера — при- . бор 18, которое осуществляет отображение расходов в именнованных единицахе

Расширение динамического диапа зона измерения достигнуто путем использования нелинейной зависимости взаимодействия магнитов магнитно1.о подпятника и индуцирования элек= " . трических импульсов от перемещения вращающейся турбинки на выходе магни35

3 130 этих характеристик на выходе усилителя-корректора 13 вырабатываются импульсы, частота которых пропорциональна скорости потока среды, а амплитуда пропорциональна скорости амплитуда пропорциональна плотности и квадрату скорости. Этот сигнал подается в вычислительное устройство, в котором он поступает на выходы усилителя-формирователя 15 и 1р амплитудного детектора 16. Усилительформирователь 15 формирует импульсы прямоугольной формы с постоянной амплитудой.

74! 4 тоиндукционного датчика с усилителемкорректором на выходе.

При малых расходах в магнитном подпятнике устанавливается большой зазор. Это позволяет при незначительных изменениях динамического .напора потока в области малых расходов перемещаться вращающейся турбинке в больших пределах. Так, например, изменение динамического напора От 0 до 10Х вызывает перемещение турбинки на 60Х.

При больших расходах в магнитном подпятнике устанавливается малый зазор, что соответствует более близкому приближению вращающейся турбинки к магнитоиндукционному датчику. На этом участке перемещения вращающейся турбинки в магнитоиндукционном датчике с усилителем"корректором на выходе амплитуда индуцируемых импульсов изменяется по более крутому участку характеристики, чем при малых расходах. Эти два фактора расширяют диапазон измерения..

Для лучшего согласования характеристики магнитного подпятника с закономерностью изменения динамического напора потока магнитный подпятник выполнен с конусным стоном.

Повышение надежности конструкции турбинного преобразователя и упрощение его конструкции достигнуто путем применения магнитоиндукционного дат .чика с усилителем-корректором на выходе совместно с вычислительным устl

;,ройс твом.! 130741

Фиг, 1

1130741

Составитель В. Андреев

Редактор С. Саенко Техред А.Вабинец Корректор О. Луговая

Заказ 9599/29 Тираж 609 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород; ул. Проектная, 4