Устройство многоточечного зондирования потока воды в водопроводах большого диаметра
Изобретение относится к измерительной технике и прикладной метрологии. Устройство содержит раму с гидрометрическими микровертушками. Рама состоит из линейных сборок, имеющих небольшие поперечные размеры. Через небольшие боковые патрубки установлена внутри трубопровода совокупность гидрометрических микровертушек. Техническим результатом заявленного изобретения является возможность определения поля скорости потока. 2 ил.
Изобретение относится к измерительной технике и прикладной метрологии и может быть использовано в качестве мобильного рабочего эталона расхода воды в водопроводах большого диаметра от 500 до 2000 мм.
Наиболее близким к изобретению устройством по технической сущности является стационарная батарея, гидрометрическими вертушками, описанная в государственном стандарте ГОСТ 8.439-81 «Расход воды в напорных трубопроводах. Методика выполнения измерений методом площадь-скорость».
Стационарные батареи с гидрометрическими вертушками описанного типа обычно применяют как временные сооружения в подводящих водоводах гидротурбин для получения расходных характеристик гидроагрегатов. Согласно ГОСТ 8.439-81 стационарная батарея крепится внутри трубопровода путем приваривания к стенкам.
Основной недостаток стационарной батареи с гидрометрическими вертушками состоит в ее конструкции, в соответствии с которой монтажные работы по сборке батареи и ее креплению к трубопроводу связаны с нахождением персонала внутри трубопровода.
Применять такую батарею к водопроводам большого диаметра практически невозможно. Во-первых, диаметр этих водопроводов составляет чаще всего 500-1400 мм, реже до 2000 мм. При таких размерах находиться внутри трубопровода чрезвычайно неудобно и опасно. Во-вторых, в отличие от гидротурбин, расходные характеристики которых определяют раз в несколько десятилетий, метрологические работы на водопроводах проводятся с периодом 1-2 года. В этих условиях удобство и быстрота монтажа и демонтажа имеют решающее значение. В третьих, установка на водопроводах люков большого размера для проникновения внутрь персонала нежелательна вследствие высокой трудоемкости работ по их изготовлению и использованию, а также вследствие снижения местной прочности трубопровода.
Таким образом, применительно к водопроводам конструкция устройства с гидрометрическими вертушками должна быть такой, чтобы все операции, связанные с его монтажом и установкой, могли проводиться вне трубопровода, а отверстия в трубопроводе для переноса устройства во внутреннее пространство были небольшого размера.
Технический результат, создаваемый предлагаемым устройством, удовлетворяет этим требованиям, то есть предварительный монтаж рамы с гидрометрическими вертушками осуществляется снаружи трубопровода, а перенос ее внутрь трубопровода осуществляется через небольшие патрубки, приваренные с наружной стороны трубопровода.
Устройство многоточечного зондирования потока воды в водопроводах большого диаметра представляет собой совокупность трех линейных сборок с небольшими поперечными размерами.
Каждая линейная сборка состоит из цилиндрических обечаек с короткими боковыми трубками и трубчатых штанг. Трубчатые штанги каждой линейной сборки соосны, так что оси штанг образуют ось линейной сборки. Оси цилиндрических обечаек каждой линейной сборки перпендикулярны ее оси. Боковые трубки цилиндрических обечаек и трубчатые штанги имеют резьбу, с помощью которой они соединяются друг с другом.
Одна из линейных сборок имеет длину, равную диаметру трубопровода без учета крепежных концов, две другие сборки имеют длину, равную радиусу трубопровода также без учета крепежных концов. Длинная линейная сборка имеет центральную цилиндрическую обечайку с выступами для соединения с короткими линейными сборками.
В торцах цилиндрических обечаек на тонких радиальных пластинах закреплены опоры с подшипниками, в которых установлены оси лопастных винтов гидрометрических микровертушек.
Собранные линейные сборки переносятся внутрь трубы через патрубки, приваренные диаметрально противоположно с наружной стороны трубы.
Крепление линейных сборок осуществляется следующим образом. Длинная линейная сборка закрепляется своими концами в двух противоположных патрубках, короткие линейные сборки закреплены одним концом каждый в своем патрубке, а другим входят в выступы центральной цилиндрической обечайки длинной линейной сборки.
В датчике оборотов гидрометрической микровертушки используется электролитический способ формирования импульсов, примененный в микровертушках гидрометрических ГМЦМ-1, внесенных в Государственный реестр средств измерений под названием «Микровертушки гидрометрические ГМЦМ-1», регистрационный номер №13157-02.
Предлагаемое в изобретении устройство поясняется Фиг.1 со следующими обозначениями: 1 - цилиндрическая обечайка, 2 - боковая трубка цилиндрической обечайки, 3 - трубчатая штанга, 4 - выступ на центральной цилиндрической обечайке, 5 - лопастной винт гидрометрической вертушки.
Предлагаемое устройство собирается и включается в работу следующим образом.
Цилиндрические обечайки с установленными в них лопастными винтами и датчиками оборотов посредством резьбы соединяются с трубчатыми штангами, образуя линейную сборку.
Трубопровод, в котором должно быть смонтировано предлагаемое устройство, оснащается четырьмя боковыми патрубками, диаметрально противоположно приваренными с наружной стороны.
В боковой патрубок трубопровода заводится длинная линейная сборка и входит в противоположный патрубок, после чего закрепляется в патрубках своими концами. Короткие линейные сборки вводятся в трубопровод через два других боковых патрубка, соединяясь в центре трубопровода с длинной линейной сборкой с помощью выступов на ее центральной цилиндрической обечайке. Наружные концы коротких линейных сборок также закрепляются в патрубках. Провода датчиков подключаются к блоку регистрации и обработки сигналов.
Вид собранной рамы схематически показан на Фиг.2 со следующими обозначениями: 6 - трубопровод, 7 - длинная линейная сборка, 8 - боковые патрубки, 9 - короткие линейные сборки, 10 - провода датчиков оборотов гидрометрической микровертушки.
Устройство многоточечного зондирования потока воды в водопроводах большого диаметра, состоящее из рамы, гидрометрических микровертушек, датчиков оборотов гидрометрических микровертушек, блока регистрации и обработки сигналов, отличающееся тем, что рама состоит из трех линейных сборок, одна из которых имеет длину, равную диаметру трубы без учета крепежных концов, две другие имеют длину, равную радиусу трубы без учета крепежных концов, каждая линейная сборка состоит из цилиндрических обечаек и трубчатых штанг, оси трубчатых штанг образуют ось линейной сборки, оси цилиндрических обечаек перпендикулярны оси линейной сборки, трубчатые штанги и цилиндрические обечайки соединены с помощью резьбы, в торцах цилиндрических обечаек на тонких радиальных пластинах закреплены опоры с подшипниками, в которых установлены оси лопастных винтов гидрометрических микровертушек, длинная линейная сборка закреплена в патрубках, приваренных диаметрально противоположно с наружной стороны трубы, короткие линейные сборки закреплены одним концом в патрубках, приваренных с наружной стороны трубы, другим входят в выступы центральной цилиндрической обечайки длинной линейной сборки.
