Устройство для измерения массового расхода

 

Союз Советскик

Совр алистимесних

Респу блин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.08.7 3 (21) 195097 3/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано15.07.",6.Бюллетень №26 (45) Дата опубликования описания 13.10.76 (5}) М. Кл.е

G 01& 1/82

Государственный комитет

Сонета Министров СССР не делам изобретений н открытий (53) УДК 681.121.8 (088.8) (72) Автор изобретения

В. Е. Карпов (71) Заяви тель Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт комплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленности (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МАССОВОГО РАСХОДА

Изобретение относится к области измерения расходов жидкостей .и газов и предназначено для измерения массового расхода, в частности, в нефтедобывающей промышленности, где необходимо контролировать расход водонефтяных и газонефтяных смесей.

Известно устройство для измерения массового расхода, содержащее корпус, струенаправляюший аппарат, установленный на упругом элементе кручения, шарик, ограничи- д тельное кольцо, струевыпрямитель и узлы съема сигнала (11.

Недостатком известного устройства является зависимость результа1а измеренп» эт колебаний вязкости, плотности и других параметров потока, "то снижает точность измерения.

Для повышения чувствительности и точности измерения предлагаемое устройство 20 дополнительно .1лбжено идентичными cTp Î направляющим аппаратом, шариком, ограничительным кольцом и струевыпрямителем, расположенными последовательно по потоку, при этом узлы съема сигнала тстановлены 25 на обоих струенаправляюших аппаратах и подключены к одному вторичному прибору.

На чертеже изображена принциппальная схема описываемого устройства, где стрелкой обозначено направление контролируемого потока, проходящего внутри корпуса 1, в котором при помощи гаек 2 и 3 и втулки 4 закреплены два струевыпрямителя 5 и

6. Струепаправлаошие аппараты 7 и 8 через упругие элементы кручения 9 и 10 прикреплены к cтруевыпрямителя. 5 ц 6, 3а каждым аппаратом 7 и 8 расположены ферромагнитные шарики 11 и 12 и ограничительные кольца 13 и 14. Узлы 15 и 16 съема сигналов прохождения шариков 11 и

12 укреплены на аппаратах 7 и 8. Узел 16 является общим для шариков 11 и 12. Сиг налы с узлов 15 и 16 поступают на вторичный прибор 17.

Поток контролируемой жидкости поступг.— ет в струенанравляющий аппарат 7, который поворачивается под действием скоростного

Z. напора на угол с К V где К вЂ” пс

i 1 стоянная величина, опреде;;яемая жесткостью

52 1@63 упругого элемента кручения и шагом винтовой линии струенаправляющего аппарата, плотность контролируемой жидкости, V -скорость контролируемого потока. Угловая скорость шарика пропорциональна скорости потока uu K V где 3, — постоянная ве1 2. ? личина. Пройдя затем струевыпрямитель 5, поток поворачивает второй струенаправляющий аппарат 8 на утол -? =K> f V . Угло2, вая скорость шарика 12, вращаемо" î пото- 1О ком, закрученным струенаправляющим аппаратом 8,m =В. V . Размещение узлов 15 и

2. д.

l6 на аппаратах 7 и 8 позволяет определить их огноситель -. е угловое смещение по разнице во времени 4+ прихода сигналов от узлов 15 и 16, которая пропорциональна скоростному напору

=<К -К )pV =а И

2. 1

2О йля данного скоростного напора величина оС -d. определяется при прочих равных условиях соотношением шагов аппаратов 7 и 8 и жесткостей упругих элементов кручения 9 и 10. Разность угловых скоростей щ; или частот вращения шариков 11 и 12 пропорциональна скорости потока

Осуществляя звесгннми способами Во ЗО вторичном приборе 17 операции измерения л ча-..тor вращения шариков . А H 12, изме, :. ья времени прохождения шариками угло в )Г о расс? оят HH между узлами 1 5 и 1 6 съема

:.са;,-:, с;ения разя,.-,стей 0(. a и ф щ) H 35 деления их„ ложно в соответствии с выражение;;; х о. „- с K -K ) P У вЂ” -Е рЧ = Бб (%) и,— л, (K -Б )V о.-:på;.::Bnÿ ь мессовь,й расход

Предложенное устройство одновременно измеряе". в соответствии с формулами (2) и (3, массовый и объемный расходы, что .д дае т возможность, используя зависимость

"ж, р — р ь/а.— р (4)

7 см " Р,- - P2 Р - F z.

1 о где -ф . 1 ()Щ«, — объемное процентное ссо

XVz держание первого компонента; Р с.отвественно плотности первого, второго ксмпоне i ов g известные величины) и смеси„ .абраг :лять проценгнсе содержание компонентов «;,д:вухкомпонен гной смеси.

В предложенном устройстве за счет уменьшеиия влияния параметров среды (вязкости, температуры, давления) повышается точность измерения расхода. Это достоинство устройства является следствием применения двух датчиков с близкими параметрами, что позволило производить определение скоростного нанора по разности времени прихода сигналов, свидетельствующих о прохождении шариков 11 и 12, и определение скорости потока по разности частот вращения шариков.

Применение струенаправляющих аппаратов с близкими значениями шага винтовой линии, закрепленными на упругих элементах кручения с разными жесткост;и, приводит к тому, что оба датчика оказываются гидравлически подобными и испытывают одинаковое влияние вязкости, которое исключается при определении скоростного напора и скорости разностным методом. Упругие элементы кручения могут иметь близкие параметры, а следовательно, и близкие значения погрешностей обусловленных влиянием давления, температуры и г.п.

И качестве узла съема сигнала могут быть использованы известные магнигорезисторы„индуктивные или индукционные датчики, магнитоуправляемые контакты и т.п. Задача вывода проводов от узла съема к вторичному прибору технически легко осуществима, например, с использованием внутренней полости грубчаrîãî упругого элемента кручения.

Ф о р мула изобретения

Устройство для измерения массового расхода, содержащее корпус, струенаправляющий аппарат, установленный на упругом элементе кручения, шарик, ограничительное коль ."о, струевыпрямитель и узлы съема сигнала, o r л H ч а ю щ е е с я тем, что, с целью пы.:ъ!шения чувствительности и точности из» мерения оно дополните?п но снабжено идентичными сгруенаправляющим аппаратом, шариком, ограничительным кольцом и струевыпрямителем, расположенными последовательно по norory, при этом узлы съема сигнала установлены на обоих струенаправляющих апнарагах и подключены к одному вторичному прибор Г, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Г„П. Каг с, «Системы автоматического контроля полей скоростей и расходов, Наука, 1965, стр. 116 111.

Составитель С. Широченский

Редактор С. Хейфиц Техред 4. Богдан Корректор Т. Кравченко

Заказ 4689/534 Тираж 864 Подцисное

UHHHHN Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент . г. Ужгород, ул. Проектная, 4