Устройство для контроля расхода жидкости

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расходов жидких сред. Целью изобретения является повышение точности и расширение рабочего диапазона устройства . Поток жидкости протекает через первичный датчик 1, встроенный в магистраль. Посредством входного патрубка 2 выходного патрубка 3 и конфузора 4 в проточном корпусе, в котором расположены напорные трубки 5,6 повышенного и пониженного давлений, происходит выравнивание поля скоростей. При обтекании напорных трубок 5, 6 на чувствительный элемент дифференциального пружинно-поршневого манометра с различных сторон будут воздействовать разные силы. Поршень 9, преодолевая силу упругости пружины 10, займет определенное положение однозначно соответствующее расходу жидкости. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 F 1/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 25 21 О 1Ю 22 15 1917 (21) 4779849/10 (22) 08.01.90 (46) 23.08.92. 5юл. М 31 (71) Ленинградский инженерно-строительный институт (72) А.М.Тигунцев, П.Д.Алексеенко, А.Л.Алексеенко, Д.Ю,Кобэов и Т.M.Òèãóíöåва (56) Тигунцев А.М. и др. Информационный листок Я 928-88. Л., 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расходов жидких сред. Целью изобретения является повышение точности

„„5U „„1756765 А1 и расширение рабочего диапазона устройства. Поток жидкости протекает через первичный датчик 1, встроенный в магистраль.

Посредством входного патрубка 2 выходного патрубка 3 и конфуэора 4 в проточном корпусе, в котором расположены напорные трубки 5,6 повышенного и пониженного давлений, происходит выравнивание поля скоростей. При обтекании напорных трубок

5, 6 на чувствительный элемент дифференциального пружинно-поршневого манометра с различных сторон будут воздействовать разные силы. Поршень 9, преодолевая силу. упругости пружины 10, займет определенное положение однозначно соответствующее расходу жидкости. 1 э.п. ф-лы, 2 ил, 8 1ЮЖ2Ю 91025 26 72/7 Я Д

1756765

Изобретение относится к контрольноизмерительным приборам для контроля давлений и расходов текущей среды в трубопроводе и может применяться в качестве встроенного средства диагностирования гидросистем .

Наиболее близким техническим решением являются диагностическое устройство, содержащее первичный датчик, включающий трубки отбора повышенного и 10 пониженного давления, установленные в проточном цилиндрическом корпусе, причем приемное отверстие трубки отбора повышенного давления направлено навстречу потоку, а приемное отверстие трубки отбора пониженного давления — по потоку, дифференциальный пружинно-плунжерный манометр, преобразующий разницу давлений на трубках в перемещение двух, связанных между собой плунжеров, индикатор 20 часового типа и импульсные трубки, соединяющие первичный датчик с дифференциальным манометром. О величине расхода судят по показанию стрелки индикатора часового типа.

Конструкция данного устройства позволяет осуществлять контроль расхода текущей среды в трубопроводе при его относительно небольших диаметрах (менее

50 мм) и больших давлениях (до 32 МПа), а также может быть применено в качестве средства диагностирования гидросистемы.

Однако устройство имеет ряд недостатков: низкая чувствительность, точность и достоверность, обусловленная имеющейся возможностью защемления плунжеров при высоком рабочем давления; — значительное возмущающее влияние напорных трубок на от поток, снижающее точность измерений, низкая надежность результатов измерений из-за имеющейся возможности искажений поля скоростей, обусловленной отсутствием прямых участков необходимой длины перед трубкой полного и после трубки статического давлений, отсутствие возмо>кности дистанционного получения информации.

Целью изобретения является повышение точности и расширение рабочего диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля расхода жидкости, содержащее первичный датчик в виде двух напорных трубок повышенного и пониженного давлений, расположенных в проточном цилиндрическом корпусе, и дифференциальный пружинно-поршневой манометр, подключенный к выходам напорных трубок, в первичный датчик дополнительно введены гидродинамически

30 ао

50 согласованные входной и выходной патрубки и конфузор, установленный перед про-, точным корпусом, при этом напорные трубки выполнены с диаметром 0,1d и рабочей длиной 0,350, где d — диаметр проточного корпуса, приемное отверстие напорных трубок расположены на расстоянии 0,15d от стейки проточного корпуса, а приемные отверстия трубки пониженного давления направлены навстречу потоку под углом

80-90 к оси проточного корпуса, причем длины входного и выходного патрубков соответственно равны tOD и 5D, где 0 — выходной диаметр конфузора, При этом чувствительный элемент диф-. ференциального пружинно-поршневого манометра выполнен в виде подпружиненного полого неуплотненного поршня и связан с сердечником дифференциально-трансформаторного датчика перемещений.

На фиг. 1 представлено устройство для контроля расхода жидкости, общий вид; на фиг, 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Устройство для контроля расхода жидкости состоит из первичного датчика 1 (фиг.

1), выполненного в виде входного 2 и выходного 3 патрубков, соединенных между собой проточным корпусом 4, представляющим конфузор, в котором установлены две напорные трубки — трубка повышенного 5 и пониженного 6 давлений и дифференциального пружинно-поршневого манометра 7, включающего в себя корпус 8, неуплотненный полый поршень 9, подпружиненный .. пружиной 10,-изменение величины предварительной деформации которой осуществляется уплотненной кольцом 11 пробкой 12, фиксирующейся в определенном положении"контргайкой 13, поводок 14. одним концом закрепленный в днище поршня 9, а на другой навинчен сердечник 15, перемещающийся внутри глухого сверления корпуса сердечника 16, ввернутого в корпус 8 и загерметизированного кольцевым уплотнени- . ем 17, катушку 18, надетую на корпус сердечника 16 и установленную в определенном положении с помощью тарельчатых пружин 19, гайки 20 и контргайки 21, стакан

22, закрывающий катушку 18 и на котором установлен штепсельный разъем 23, винты

24, уплотнительные кольца 25 и фторопластовые шайбы 26.

Внутренний диаметр входного патрубка

2 равен входному диаметру конфузора, а внутренний диаметр выходного патрубка

3 — выходному диаметру конфузоров. Отношение входного диаметра к выходному равно 1,4, Длины входного и выходного патрубков, выбранные экспериментально, соОтветственно равны 109 и ., чтО позво5 1756765

20 ления поводков

50

55 ляет исключить искажения поля скороствй; возниКающих при наличии местных сопротивлений до входного и после выходного патрубков; Применение относительйо коротких входного и выходного патрубков, обусловлено наличием проточного корпуса.

Проточйый корйус имеет форму параллелепипеда, одна из граней которого подвергнута механической обработке и является плоскостью разъемного соединения с дифференциальным манометром. Для герметизации разъема вокруг отверстий, для установки напорных трубок. выполнены ка- навки для торцового кольцевого уплотненйя. ".". :: ;.: 15

Прото чйа я и олость корпуса представляет собой космический входной участок диаметрами 0 и d и углом конусности 15-45О и цилиндрический рабочий участок, причем отверстия для ввода напорных трубок выполнейы в плоскости симметрии проточной полости перпендикулярно плоскости соединейия проточного корпуса с дифференциальным манометром, причем ось отверстия для установки трубки повышенного давйения находится на расстоянии (0,3-1,0)d от плоскости перехода конического участка в . цилиндрйческий, а ось отверстия для установки трубки пониженного давлейия расположена на расстоянии 10dT от оси трубки повышенного давления, где dT — наружный диаметр напорных трубок.

Напорныетрубки выполнены в виде цилиндра с головкой для установки их в проточном корпусе,: имеющем соответствующее углубление, причем наружный диаметр трубок составляет не более

0,1d, а диаметр приемных отверстий не более 0,3дт, причем приемные отверстия расположены на расстоянии 2d> от закругленного рабочего конца трубки и .0,15d от стенки цилиндрического участка отверстия проточного корпуса, а рабочая длина трубки составляет 0,35d. Размеры напорных трубок установлены эксперимен- 45 тально, Трубка повышенного давления имеет одно приемное отверстие, направленное в строну входного патрубка по его оси. Трубка пониженного давления имеет два приемных отверстия, которые также направлены в сторону входного (фиг, 2) патрубка, а угол между осями и осью патрубка состааЛяет 80-90 . Трубки, установленные в проточный корпус, зажимаются при монтировании дифференциального манометра с посредством фторопластовых шайб.

Корпус дифференциального манометра имеет форму параллелепипеда, одна грань которого подвергнута механической обработке и является плоскостью разъема дифференциального манометра с первичным датчикам. В корпусе выполнено сквозное отверстие, причем с обеих концов на часть длины отверстия нарезана резьба, а между резьбовыми поверхностями цилиндрическая поверхность обработка с высокой точностью и чистотой и является элементом прецизионной пары. На торце корпуса с одной стороны выполнена канавка для кольцевого уплотнения. Для передачи давлений от трубок в корпусе со стороны поверхности разьема выполнены два отверстия.

Для крепления дифференциального манометра к первичному датчику в первом выполнении имеются четыре сквозных отверстий под болты, а в проточном корпусе последнего соответственно имеются четыре глухих резьбовых отверстия, Полый поршень, установленный в корпусе, для уменьшения сил трения имеет две разгрузочные канавки flpsfMoóãîëüíoãо сечения. С внешней стороны дйища поршня выполнено резьбовое отверстие для крепПоводок представляет собой цилиндр с резьбовыми концами и выполнен из немагнитного материала . На поводок навинчен се рдеч ник дифференцйал ьйо-тра нсфо рматорного датчика перемещения.

Пру>кина одним концом контактирует с внутренней стороной днища полого поршня, а с другой с ввернутой в корпус пробкой, Пробка имеет канавку для радиального кольцевого уплотнения, резьбу и головку под гаечный ключ, Фиксация пробки осуществляется контргайкой.

Корпус сердечйика выполнен из немагнитного материала и представляет собой полый стержень; ввинченный в корпус дифференциального манометра. На корпус сердечника . надевается катушка дифференциально-трансформаторного датчика перемещений, которая закрепляется гайкой и фиксируется контргайкой. Для регулировки положения катушки имеется пакет тарельчатых пружин. Катушка закрывается стаканом, вднище которогоустановлен штепсельный разъем.

Устройство работает следующим образом.

Поток жидкости протекает через depвичный датчик 1, встроенный в магистраль.

Посредством входного патрубка 2, выходного патрубка 3 и конического сужающегося участка (конфузора) проточного корпуса 4 обеспечивается выравнивание эпюры скоростей. При обтекании напорных трубок потоком на их цилиндрических поверхностях распределяется давление таким образом, 1756765

Составитель Ю. Власов

Техред M.Mîðråíòàë Корректор A. Долинич

Редактор М. Бланар

Заказ 3083 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская «аб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 что приемное отверстие трубки 5 повышенного давления воспринимает давление

Р1 =P„+Р„ где Р— статическое давление;

Рд — динамическое давление. а приемное отверстие трубки пониженного давления

Р2 Рст Р1 где P14 — динамическое давление.

Давление Р1no каналу трубки 5 передается в полость А, а давление Р2 — в полость

В дифференциального манометра. Под действием силы

P = (P1 P2)fn где fn — эффективная площадь поршня 9, поршень 9, преодолевая силу упругости пружины 10.

Рудр =- cx где с — с жесткость пружины 10; х — деформация пружины 10, займет определенное положение, однозначно соответствующее данному расходу жидкости, протекающей через первичный датчик, а дифференциально-трансформаторный датчик перемещений, сердечник 15 которого через поводок 16 жестко связан с поршнем

9, выдает соответствующий электрический сигнал на вторичный прибор, например, прибор типа ВМД, шкала которого отградуирована в единицах расхода. Изменение пределов измерения предлагаемого устройства может быть осуществлено путем изменения величины предварительной деформации пружины 10 с помощью уплотненной кольцом 11 пробки 12, а контргайка

13 позволяет зафиксировать необходимое положение пробки 12.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля расхода

5 жидкости, содержащее первичный датчик в виде двух напорных трубок повышенного и пониженного давлений, расположенных в проточном цилиндрическом корпусе и дифференциальный пружинно-поршневой ма10 нометр, подключенный к выходам напорных трубок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения рабочего диапазона измерений, в первичный датчик дополнительно введены

15 гидродинамические согласованные входной и выходной патрубки и конфуэор, установленный перед проточным корпусом, при этом напорные трубки выполнены диаметром 0,1d и рабочей длиной 0,35d, где d—

20 диаметр проточного корпуса. приемные отверстия напорных трубок расположены на расстоянии 0,15d от стенки проточного корпуса, а приемные отверстия трубки пониженного давления направлены навстречу

25 потоку под углом 80-90 к оси проточного корпуса, причем длины входного и выходного патрубков соответственно равны 10б и

5d, где Π— входной диаметр конфузора.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е30 е я тем, что чувствительный элемент дифференциального пружинно-поршневого манометра выполнен в виде подпружиненного полого неуплотненного поршня и связан с сердечником дифференциально-трансфор35 маторного датчика перемещений.