Устройство для измерения массового расхода и массовой расходной концентрации сыпучих материалов в двухфазном потоке

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - снижение гидравлического сопротивления при измерении в закрученном потоке с повышенной концентрацией. С изменением расхода материала в транспортном трубопроводе одновременно меняется и перепад давления на измерительном участке перепадомера 8, который выполнен из двух труб 9, соединенных перегородками 10 в камерах 11 и 12. Перепад давлений в последних воспринимается мембранным датчиком 19 давлений и преобразуется в злектрическнй сигнал, пропорциональный расход воздуха. Сигналы, пропорциональные массовому расходу воздуха и материала , подаются в блок сравнения и далее - на регистрирующий прибор, взаимодействующий с автоматическим регулятором. 3 ил. / М . i (/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ai (19) (Н) (5Н4GOI FО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3972761/24-10 (22) 10.11.85 (46) 07.07.88. Бюл. М 25 (7l) Калининский сельскохозяйственный институт (72) В.А.Ворзонин (53) 681.121.8(088.8) (56) Заявка ФРГ 1(2051829, кл. G 01 F 1/38, 1975.

Авторское свидетельство СССР

У 1012027, кл. С 01 F 5/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОГО РАСХОДА И МАССОВОЙ РАСХОДНОЙ

КОНЦЕНТРАЦИИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В

ДВУХФАЗНОМ ПОТОКЕ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретенияснижение гидравлического сопротивления при измерении в закрученном потоке с повышенной концентрацией. С изменением расхода материала в транспортном трубопроводе одновременно меняется и перепад давления на измерительном участке перепадомера 8, который выполнен из двух труб 9, соединенных перегородками 10 в камерах 11 и 12. Перепад давлений в последних воспринимается мембранным датчиком 19 давлений и преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный расход воздуха. Сигналы, пропорциональные массовому расходу воздуха и материала, подаются в блок сравнения и далее — на регистрирующий прибор, взаимодействующий с автоматическим регулятором. 3 ил.

1408227

Изобретение относится к измерительной технйке и может быть использовано для измерения массового расхода. сыпучих материалов и расходных концентраций с различным грануломет-5 рическим составом, тран"портируемых пневматическим способом по трубопро" ! воду.

Цель изобретения — снижение гидрав-10 лического сопротивления прн измерении в закрученном потоке с повышенной концентрацией.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 " сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — электрическая схема устройства, Устройство состоит из разъемного корпуса I, оптического плотномера 2, 20 содержащего фоторезисторы 3 с подключенными к ним баластными сопротивлениями, соединенные в полумост по дифференциальной схеме измерений, фокусирующие линзы 4, источник 5 света, 25 защитные светофильтры 6, ирисовые диафрагмы 7, расположенные по обе сто- . роны перепадомера 8 на одинаковых расстояних от осветителя и установленные с возможностью их настройки, фокусировки и взаимного перемещения относительно друг друга. При этом перепадометр 8 выполнен из двух к .аксиальных труб 9, соединенных раздели,.тельными перегородками 1 О, образую;щими измерительные камеры 11-13, где

,центральная коаксиалъная труба со стороны входа материала заканчивает( ся выдвижным измерительным соплом 14, а на.выходе — расширяющимся патруб- 40 .ком 15, снабженным рядом кольцевых отверстий. 16, соединяющих внутреннюю часть расширяющегося патрубка с одной из кЬльцевых камер 13 и наружным штуцером 17, подключенным к конт" 45 рольно-измерительному прибору 18 минимальных гидравлических сопротивлений, дифференциального датчика 19 расхода воздуха с установленными в нем тензометрами 20 сопротивления, генератора 21 несущей частоты, усилителя 22 мощности, выходного трансформатора 23, обмотки которого образуют вторую часть измерительного полумоста преобразователей расходов матерна-55 ла и воздуха в электрические сигналы, ;усилителя 24 сигнала, фазочувствительного детектора 25, фильтра 26, источника 27 питания, электронного блока 28 сравнения и регистрирующего прибора 29.

Устройство работает следующим об" разом.

В зависимости от скорости транспортирования сыпучего материала, условий загрузки рабочего трубопровода и режима работы всей пневмосистемы в целом отношение постоянно меняется, а следовательноРненяатся н структура двухфазного потока,характеризующая

его светопроводимость.

С целью выполнения измерений в разъемном корпусе устройства 1 установлен дифференциалъный оптический плотномер 2 — датчик расхода материала. Благодаря дифференциальной схеме измерений оптической плотности среды (например, фотоэлектрическим методом) световой поток переменной интенсивности, проходящий через слой транспортируемого материала, сравнивается со световым потоком постоянной интенсивности — эталонным. При этом постоянное и непрерывное во времени сравнение и измерение плотности различных оптических сред происходит от одного и того же источника 5 света. Изменения световых потоков воспринимаются двумя фоторезисторами 3, соединенными в полумост и включенными в общую балансно-мостовую схему измерения дифференциального оптичес-! кого плотномера 2.

Настройку фокусирующей системы плотномера 2 можно осуществить с помощью соосно и подвижно установленных линз 4, светофильтров .6 и ирисовых диафрагм 7, расположенных по обе стороны перепадомера 8. В процессе измерений фоторезисторы 3 под действием световых потоков меняют свое сопротивление, вследствие чего происходит разбаланс предварительно сбалансированного моста, в который включены фоторезисторы 3 и обмотКи выходного трансформатора 23, и на диагонали его по-! является напряжение несущей частоты, модулированное изменением плотности аэросмеси, Измерительный мост запитывается напряжением высокой частоты от генератора 21 и усилителя 22 мощности. Модулированное напряжение усиливается усилителем 24 и подается на фаэочувствительный детектор 25, который выделяет сигнал модулирующей частоты. Составляющая несущей частоты задерживается фильтром 26. Раз1408227 ность световых потоков между эталонным и рабочим тем больше, чем больше плотность аэросмеси, что и является измерительной мерой плотности аэро5 смеси, а следовательно, мерой расхода материала.

С изменением расхода материала в транспортном трубопроводе одновременно меняется и перепад давления на измерительном участке перепадомера 8, который выполнен из двух коаксиальных труб 9, соединенных разделительными перегородками 10, образующими измерительные камеры 11 и 12, т.е, в кольцевых камерах 11 и 12. Перепад давлений в камерах 11 и 12 воспринимается мембранным дифференциальным датчиком 19 давления и преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный расходу воздуха.

Преобразование расхода воздуха в электрический сигнал происходит по схеме аналогичной.,расходу материала, с той разницей, что оба параметра из- 25 меряются по независимым друг от друга каналам, причем расход материала определяется вне зависимости от скорости потока или потери давления в пневмосистеме.

Таким образом, сигналы, пропорциональные массовому расходу материала и массовому расходу воздуха, подаются в блок 28 сравнения, .Результи-рующий сигнал отношения подается на регистрирующий прибор 29, проградуи35 рованный в единицах. измерения массо-, вой расходной концентрации, или ис—

1 пользуется в качестве управляющего сигнала и подается на исполнительный рабочий орган, взаимодействующий с автоматическим регулятором. Преобразующие измерительные системы запитываются необходимыми напряжениями от источника 27 стабилизированных напря- <5 жений. Предварительная настройка концентратомера на минимальное значение гидравлического сопротивления осуществля. ется на чистом воздухе с помощью специального узла настройки, включающего контрольно-измерительный образцовый прибор 18, и выдвижного сопла 14, Непосредственно процесс настройки осуществляется следующим образом.

К штуцерам наружной коаксиальной

55 трубы 9, соединенным с измерительными камерами 11 и 13, подключается контрольно-измерительный прибор )8, с помощью которого измеряется перегад давлений на участке перехода потока из транспортного трубопровода (в области входного коллектора измерительного сопла 14) в расширяющуюся часть трубы 9, соединенную посредством кольцевых отверстий l6 с камерой 13. После этого перемещением подвижного сопла 14 устанавливается минимальный перепад давления на приборе 18, соотвествующий минимальному гидравлическому сопротивлению устрой— ства на измерителъном участке, Только после предварительной настройки концентратомера рабочий перепад давлений при движении аэросмеси может быть измерен и определен с помощью дифференциального датчика расхода воздуха, подключенного к кольцевым камерам 1) и l2.

В виду то" î, что расстояние от то-. чек присоединения дифференциального датчика расхода воздуха . к колъцевым камерам 11 и 12 до калиброванных отверстий на перепадомере 8 мало, а скорость распространения ударной волны при нестационарности движения потоков аэросмеси велика, кольцевые камеры измерительного устройства выполнены преимущественно равного объе-ма и соединены с внутренним пространством транспортного трубопровода посредством асимметрично расположен=ных калиброванных отверстий на расстоянии не менее 4-5 диаметров калиброванного отверстия по оси их смещения. Данные условия практически исключают влияние ударной волны на результаты измерения расхода воздуха при движении аэросмеси, а давления, воспринимаемые каландрированнай мемб-раной датчика, действуют одновременно.

В условиях стесненного движения материала в плотной фазе и транспортирования его в закрученном потоке те" кущей среды основное ядро материала концентрируется главным образом в центральной части тру-бы, занимая прастранство порядка 2/3 ее объема,или поперечного сечения, что обусловли вается прежде всего геометрическими размерами устройств закрутки, обеспечивающими минимальные значения потерь давления в транспортных трубопроводах. Поэтому выдвижное сопло 14 установлено в наружной коаксиальной трубе 9 с кольцевым зазором, средний

1408227

4 диаметр которого составляет не менее

g/3 диаметра наружной коаксиальной трубы, Формула изобретения

Устройство для измерения массовоо расхода и массовой расходной кон-" ентрации сыпучих материалов s двух- щ аэном потоке, содержащее корпус в иде участка трубопровода с установенным на нем плотномером и перепадоером, о т л и ч а ю щ е е с я тем то, с целью снккения гидравлическоо сопротивления при измерении s эакрученном потоке с повышенной концентрацией, перепадомер выполнен в виде соосной с корпусом трубы, площадь сечения которой равна 2/3 площади сечения корпуса, соединенной с ним. разделительными перегородками, образующими три измерительные камеры преимущественно равного объема, причем входная часть трубы представляет собой . выдвижное сопло, выходная " расширяющийся патрубок, а введенный в устройство. дифференциальный датчик расхода воздуха своими входами соединен с ! двумя первыми по потоку измерительны- ми камерами.

1408227

Составитель Л.Черепанова

Техред М.Лидык Корректор Э.Лончакова

Редактор О.Юрковецкая

Тираж 717

Заказ 3297/41

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

° »

Производственно- полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4