Устройство для измерения давления среды в трубопроводе

 

Изобретение может быть использовано для измерения давления жидкости или газа в трубопроводах без их разгерметизации. Целью изобретения является повышение точности измерений. Устройство содержит охватывающий трубопровод 1, подпружиненный преобразователь, выполненный в виде незамкнутого обруча, на концах 6 которого радиально жестко закреплены балки 7, свободные концы 8 которых связаны с прибором 3 для измерения перемещения, причем обруч выполнен в виде упругого кольцеобразного элемента 5, а термокомпенсатор - в виде регулируемой вставки 10 по длине этого элемента, при условии α<SB POS="POST">т</SB>*98A<SB POS="POST">O</SB> ТЕРМОКОМпЕНСАТОР ВыпОлНЕН из МЕТАллА C Α<SB POS="POST">B</SB>*980, пРи уСлОВии Α<SB POS="POST">T</SB>*98а<SB POS="POST">о</SB> термокомпенсатор выполнен из металла с α<SB POS="POST">в</SB>*980 . 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (51)5 G 01 1 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗО РГ НИ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

meL

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4 43 251 1/24-10 . (22) 31 03.88 (46) 30. 03. 90. Бюл, Ф 12 (72) А. С. Соколовский, В. Б,Воробьев, А.П. Демин и В.В. Ульянов (53) 531. 787 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 280939, кл. С 01 L 19/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР.

Р 253078, кл. G 01 L 19/00, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ СРЕДЫ В ТРУБОПРОВОДЕ (57) Изобретение может быть использовано для измерения давления жидкости или газа в трубопроводах без их разгерметизации. Цель изобретения—

„„ЯО„„ы5 86З

2 повышение точности измерений. Устройство содержит охватывающий трубопровод 1, подпружиненный преобразователь, .выполненный в виде незамкнутого обруча, на концах 6 которого радиально жестко закреплены балки 7, свободные концы 8 которых связаны с прибором 3 для измерения перемещения, причем обруч выполнен в виде упругоro кольцеобразного элемента 5, а термокомпенсатор — в виде регулируемой вставки 10 по длине этого элемента, при условии М, (a(,-термокомпенсатор выполнен из металла с о в (О, при условии 04 > 4o термокомпенсатор выполнен из металла с о (О. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1553863

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средстВам измерения давления.

Целью изобретения является повыше5 ние точности устройства.

На фиг. 1 приведено устройство, преобразователь которого выполнен в

Энде кольцеобразного элемента, общий вид; на фиг. 2 - преобразователь уст- 10

° ° ° ойства, выполненный в виде цепи ризм, общий вид; на фиг, 3 — график астройки термокомпенсатора.

Устройство содержит охватывающий трубопровод 1, преобразователь с пру- 15 финой 2 и прибор 3 для измерения линейного перемещения (изменения расстояния 4) на выходе преобразователя.

Преобразователь состоит из незамкнутого элемента 5 (фиг. 1) с прикреп- 2 енными на его концах 6 балками 7.

1 вободные концы 8 балок 1 связаны с прибором 3. По длине элемента 5 с помощью резьбового соединения 9 за креплена вставка 10 из материала с

Температурным коэффициентом линейного

Расширения (TKJlP), отличным от ТКЛР материала элемента 5.

Устройство работает следующим образом.

При повышении давления среды в трубопроводе 1 наружный диаметр увеличивается и концы 6 кольцеобразного лемента 5 вместе с прикрепленными

Фалками 7 расходятся. Расстояние 4

Между свободными концами 8 балок 7

Измеряется прибором любого типа.

По изменению этого расстояния (т.е. йо перемещению концов 8 балок 7 один 40

Относительно другого) с помощью тарировочного графика определяют соответСтвующее давление среды в трубопрово е. Это перемещение будет значительно больше перемещения один относительно другого концов 6 элемента 5, Разница

Зависит от радиуса трубопровода и длины балок 7. Это связано с тем, что

:9 устройстве используется особенность, Присущая трубопроводу, а именно: концы 6 элемента 5 при расширении трубопровода движутся по криволинейной стенке трубопровода, что дает при на- личии на концах 6 прикрепленных балок наиболее простое решение для поЛучения увеличенного выходного перемещения преобразователя, т.е.

25hR(l+R)

К где 1 — длина балки;

R — - радиус трубопровода.

Термокомпенсатор, выполненный в виде вставки 10, при измерении температуры за счет разного температурного коэффициента линейного расширения с элементом 5 уменьшает температурную погрешность преобразователя. Регулирование термокомпенсации осуществляется подбором соответствующих длины и материала вставки 10. Кроме того, предусмотрена и более простая регулировка за счет выворачивания вставки из элемента, что равноценно увеличению длины вставки. Это позволяет регулировать термокомпенсацию без разборки устройства, которая обычно необходима, если регулировка производится путем замены термокомпенсатора.

Представленный на фиг. 2 преобразователь устройства содержит цепь из призм 11, соединенных между собой шарнирами 12. Конечные призмы 13 выполнены заодно с балками 7. В призмах установлены с помощью резьбовых соединений винты 14 с опорными головками 15, изготовленные из материала с ТКЛР, отличным от ТКЛР материала . призм. Головки 15 контактируют >о стенкой трубопровода 1.

Работа устройства по фиг. 2 не отличается от работы, устройства по фиг, 1, Термокомпенсация с помощью винтов 14 осуществляется за счет подбора материала винтов и их вывинчивания из призм. В последнем случае в термокомпенсации участвует большая длина винта.

Преимуществом второго варианта исполнения является универсальность преобразователя, так как один преобразователь можно использовать для труб различного диаметра и профиля сечения, например эллипсного.

Настройка термокомпенсаторов производится следующим образом.

Определяют в рабочем диапазоне температур с помощью образцового прибора температурную погрешность М при некоторых произвольных значениях длины компенсирующей части термокомпенсатора 1=1 1=1 (фиг. 3). Приник мая зависимость At=At (1) прямолинейной, согласно приведенному на фиг.3 графику получают значение 1=1е, при котором температурная погрешность будет наименьшей. Если длину 1е выставить невозможно, так как она больше

3863 б разователя радиального расширения стенки трубопровода и наличия регулируемой (без разборки устройства) ком5 пенсации температурной погрешности преобразователя.

Экономическая эффективность заключается в сокращении номенклатуры, количества тарировок, что снижает стоимость производства и эксплуатации.

1. Устройство для измерения давле-, 15 ния. среды в трубопроводе, содержащее устанавливаемый на трубопровод преобразователь деформаций трубопровода в линейное перемещение и измерительный прибор для измерения линейного

20 перемещения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в нем преобразователь выполнен в виде хомута, на концах которого радиально жестко прикреплены две балки, сво25 бодные концы которых связаны с измерительным прибором, при этом преобра:зователь снабжен термокомпенсатором.

2. Устройство по п. 1, о т л ичающее с я тем, что в нем тер30 мокомпенсатор выполнен в виде регулируемой вставки по длине хомута, причем температурные коэффициенты расширения материалов трубопровода М-,, хомута 5(<.,и термокомпенсатора М связаны условием

<, а .,м о.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в нем хомут выполнен в виде цепи из шарнирно сое40 диненных призм, причем термокомпенсатор выполнен в виде радиальных регулируемых винтов, устанавливаемых на призмах в местах их контакта с трубопроводом, причем температурные коэффициенты расширения материалов трубопровода о(т, хомута М и термокомпенсатора Ж < связаны условием

М;,Ыь «О °

5 155 или меньше располагаемой, то меняют термокомпенсатор, изменяя его температурный коэффициент линейного расширения или длину 1.

При этом в первом случае (фиг. 1) если Ы )о(, то о(ь)/,, а если Ы-,«<е то М «Ы-,. Во втором случае (фиг. 2), если М,)М,, то о(«о(„если N>«oC„. то о()х „ где М-,, о(,, Ыэ — температурные коэффициенты расширения материалов трубопровода, обруча, термокомпенсатора> соответственно. Обычно для термокомпенсации используют сочетание материалов с .различными температурными коэффициентами: один — пассивный материал с меньшим температурным коэффициентом, а другой — активный с большим температурным коэффициентом. Приэтом как активный, так и пассивный материалы имеют положительный коэффициент температурного расширения.

В данном случае при Мв (о или при

Ы „ т.е. когда термокомпенсатор выполнен из пассивного материала, с цельМ повышения эффективности термокомпенсации термокомпенсатор выполнен из материала с отрицательным температурным коэффициентом линейного расширения. В качестве такого пассивного материала использован сплав состава

56Х Со; 35/ Fe; Cr 9X (см. таблицы физических величин. Справочник под ред. акад. И.К.Кикоина. И.: Атомиздат, 1976, с. 121, табл. 9,4). При этом

04)0, е(, )О. Обычно в известных решениях в качестве пассивного материала исI пользуют сплав инвар, который имеет хотя и малый, но положительный коэффициент.

В качестве активного материала для выполнения термокомпенсатора могут быть использованы алюминий, медь и другие материалы.

Техническая эффективность предложенного устройства по сравнению с прототипом заключается в повышении точности измерения за счет увеличения выходного линейного перемещения преобФормула иэ о б рет ения

1553863

6 Я 1у иг.3

Составитель А.Зосимов

Редактор А.Маковская Техред Д.Олийнык Корректор Н.Король

Заказ 452 Тираж 461 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101