Устройство для измерения и индикации расхода среды

 

Р.„°

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

"- ь-:т. Ю . (n>678306

Союз Советскик

Со11ивлистичесйии

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 050977(21) 2520595/18-10 (51)м. к.

01 F 1/28 с присоединением заявки Н9 (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 1.21 (0 88> :8) Опубликовано 050879. Бюллетень М 29

Дата опубликования оттисаиия 080879 (72) Авторы изобретения

И.В. Емельянов и В.И. Мамотюк ! (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И ИНДИКАЦИИ

РАСХОДА СРЕДЫ

Изобретение относится к приборам для определения параметров текучих сред, например двухфазных потоков, и может быть использовано в гидравлических системах для измерения и индикации наличия газовых включений в потоке жидкости .

Известный индикатор наличия газа в жидкостных системах содержит кор- 0 пус, преобразователь сигнала и чувствительный элемент, помещенный в потоке жидкости, выполненный в форме обтекаемого тела вращения, смонтированного на одном конце стержня, шарнирно укрепленного на опоре и соединенного другим концом, с наконечником из ферромагнитного материала (1).

Недостатком указанного индикатора является то, что чувствительный эле мент не охватывает все сечение трубопровода, имеет низкую чувствительность и не может реагировать на малые объемы включения газа. Известно также устройство для измерения пуль- 5 сации скорости потока (расхода) жидкости или газа, в котором чувствительный элемент выполнен в форме пластины аэродинамического профиля (2) . Укаэанное устройство содержит пластину, преобразующую скоростной напор в подъемную силу, установленную на жестко соединенном с ней рычаге, шарнирно укрепленном на вынесенном из потока основании, тягу(или упругий элемент), воспринимающую усилие, создаваемое пластиной и преобразующую его в полезный сигнал. Пластина в этом устройстве имеет только небольшие перемещения, обусловленные упругими деформациями тяги. При спокойном потоке жидкости полезный сигнал в системе не возникает поскольку устанавливается равновесное состояние, и все элементы находятся в стабильном положении. При наличии пульсации потока из-за резкого изменения подъемной силы крыла меняется нагрузка на тягу, что преобразуется с помощью тензодатчика или другого устройства в полезный сигнал . Вследствие малого перекрытия сечения трубопровода п)тастиной, в этом устройстве достоверность обнаружения включений газа в потоке жидкости, т.е. нарушений сплсианости потока, является низкой. Низкой является также и чувствительность, поскольку подъемная сила йластины одного порядка с силами трения в направляющих и сопротивлением преобразователя сигнала. б78306

Формул а и з обрет е ни я

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства при измерении двухфазных потоков. Поставленная цель достигается тем, что в нем чувствительный элемент выполнен

B ниде отдельных пластин, равномерно распределенных по всему поперечному сечению измерительного трубопровода, при этом их суммарная площадь составляет- О, 3-0, 5 площади поперечного чения измерительного трубопровода, а зазор между пластинами не превышает

20% диаметра поперечного сечения трубопровода. Это повышает чувствительность устройства при измерении двухфазных потокон за счет увеличения подъемной силы на пластинах, а указ анные соотношения размеров пластин и измерительного трубопровода - полученные экспериментально, позволяют получать линейную зависимость выходного сигнала и расхода.

На фиг. 1 показано устройство, продольное сечение; на фиг. 2 — то же, поперечное сечение.

В корпусе — трубопроводе 1 устройства помещен чувствительный элемент, состоящий из пластин 2 аэродинамического профиля, укрепленных на оси 3, один конец которой подпружинен пружиной 4, а другой заканчивает.ся ферромагнитным наконечником 5, помещенным в индуктивную катушку б (преобразователь перемещения пластин в выходной сигнал) . Катушка закрыта крышкой 7. В корпусе 1 выполнен люк

8, закрытый крышкой 9, который служит для замены оси 3 с пластинами 2.

При взаимодействии сплошного потока жидкости с пластинами 2 за счет разности давлений, возникающих на поверхностях этих пластин, создается подъемная сила и ось 3 с пластинами

2 з аймет положение, уравновешенное противодействующей пружиной 4, укрепленной на. одном ее конце.

Взаимодействие подъемной силы пластин и пружины рассчитаны для определенного диапазона скоростей по тока жидкости. В зависимости от параметров потока жидкостй ось 3 с пластинами 2 и пружиной 4 может быть заменена 7ерез люк 8, закрытый крышкой 9.

При нарушении сплошности потока, прохождении включений газа у поверхности одной или нескольких пластин

2, равновесие нарушится, ось 3 с пластинами 2 и ферромагнитным наконечником 5 переместится, и преобраэ ователь б выдаст электрический сигнал (ныходной сигнал), по величине которого можно определить величину газовых включений. Как показали экс периментальные исследования при унеличении толщины отдельной пластины чувствительность устройства повышается, однако линейная зависимость сохраняется при соотношении суммарной площади пластин и поперечного сече5 ния измерительного трубопронода равным 0,3-0,5, при большем соотношении увеличивается перепад давления на пластинах, а вследствие турбулизации потока на пластинах с большим nonet0 речным сечением снижается чувствительность. При увеличении зазора между пластинами больше 20% диаметра поперечного сечения измерительного трубопровода значительно искажается поток среды, снижаются чувствительность устройства и достоверность показ аний; поскольку газ овые включения дробятся на входе н пластины, что вызывает скачкообразные изменения выходного сигнала, Испол ьзовани е из обрет ени я в измерительной и испытательной технике повысит чувствительность, точность измерений и техническую безопасность испытываемых гидравлических устройств, чувствительных к газовым . включениям.

1. Устройство для измерения и индикации расхода среды, содержащее чувствительный элемент, выполненный в форме пластины аэродийамического профйля, установленной в измерительном трубопроводе и кинематичеаки связанный с преобразователем его перемещения в выходной сигнал, о т л и чающ ее с я тем, что, сцелью повышения чувствительности при измерении двухфазных потоков, в нем чувствительный элемент выполнен в виде отдельных пластин, равномерно распределенным по всему поперечному сечению измерительного трубопровода, при этом суммарная площадь их в поперечном сечении, составляет 0,3-0,5 площади поперечного сечения измерительного трубопровода.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем зазор между упомянутыми пластинами не превышает 20% диаметра поперечного сечения измерительного трубопровода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .Ф 487304, кл. G 01 f 1/00, 1973.

2. Реферативный научно-технический сборник. Машины и нефтяное оборудование . 1972, Р 2, с. 25. б78306 фиг. 2

Тираж 865 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытйй

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

Заказ 4543/28

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

Составитель Б. Розовская

РедактоР Л. ТюРина ТехРеД М. Келемещ Корректор Е. Лукач