Струйное устройство для измерения скоростей запыленных газовых потоков

 

Союз Советски а

Социалистическик

Республик

О П И С А Н И Е (п)901907

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 l ) Допол н и тел ьное к а вт. с вид- ву (22)»« Ho 190680 (21) 2942501/18-10 с присоелинением заявки М (5! )М. Кл.

G 01 P 5/00

Гееударстааииый канитат

СССР (23 ) П риоритет

10 делан изабратаиий и открытий

Опубликовано 300182 Бюллетень М 4

Дата опубликования описания 300182 (53) УДК532,574 (o88.8) (72) Автор изобретения

Е.Ф.Окатов (511) СТРУЙНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

CK0PQCTFA ЗАПЫЛЕННЫХ ГАЗОВЫХ

ПОТОКОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использсвано в различных отраслях промышленности для измерения скоростей запыленных газовых потоков, содержащих

S твердую и жидкую взвеси, в широких пределах, в частности, в азотной промышленности. Предлагаемое устройство целесообразно использовать для определения скоростей газовых потоков в грануляционных башнях, системах пылеулавливания.

Известны устройства для измерения скоростей газовых потоков, например, пневмометрические трубки РеббокаПрандля, содержащие державку и измерительную головку, выполненную в виде усеченной пирамиды с входными отверстиями, расположенными навстречу движущемуся потоку (1) .

Однако известные насадки имеют ряд недостатков, основными из которых являются низкие чувствительность, точность и нелинейность статических характеристик. При работе в запыленных средах происходит быстрое забивание пылью входных отверстий, что приводит к существенному искажению результатов измерений.

Ближайшим по технической сущности является струйное устройство для измерения скоростей газовых потоков, содержащее измерительную головку с. чувствительным элементом, выполненным в виде двух сопел, одно из которых управляемое, а второе - для истечения управляющей струи, расположенных соосно напротив друг друга, импульсные трубки, помещенные в корпусе, мостовой дроссельный преобразователь, источник постоянного питания сжатого воздуха и дифманометр со вторичным прибором $2J .

Недостатками устройства являются ограниченный диапазон измеряемых скоростей и нелинейность его градуировочной кривой, определяющей зависи3 90190 мость между выходным сигналом устройства и измеряемой величиной.

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых скоростей и повышение точности измерений, $

Поставленная цель достигается тем, что е известное струиное устройство для измерения скоростей запыленных газовых потоков, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде уста- Е новленных напротив друг друга сопла истечения и приемного сопла, источник питания сжатым воздухом, дифманометр и вторичный прибор, введен струйный узел в виде проточной камеры, снабженной несквозным приемным отверстием динамического напора измеря" емого потока, соединенный пневмопроеодом с соплом истечения и выполненным ортогонально оси сопел чувстви- . тельного элемента.

При этом отношение диаметров несквозного приемного отверстия динамического напора и сопла истечения равно 0,6-0,8.

На фиг, 1 изображено устройство, общий вид", на фиг. 2 - сечение на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез устройства.

Устройство содержит измерительную

30 головку 1 с тремя импульсными трубками 2-4, собранными е общем аэродинамически обтекаемом корпусе 5. Трубки 24 снабжены соплами 6-8 соответственно. Сопло 8 истечения управляющей струи и управляемое сопло 6 расположены соосно напротив друг друга и образуют в совокупности струйный чувствительный элемент, реагирующий на изменение скорости измеряемого потока,4

К соплу 8 подводится сжатый воздух с постоянной величиной давления питания Р,, а управляемое сопло соединено с этим давлением через постоянный дроссель 9. В нижней части го-. 4$ ловки. 1 размещен струйный узел стабилизации положения управляющей струи, Этот узел выполнен в виде проточной камеры 10 взаимодействия с разветвлением, проходящим в цепи питания управ-$е ляющей струи. Проточная камера 10 сообщена с потоком 11, скорость кото рого измеряют при помощи несквозного приемного отверстия 12 динамического напора измеряемого потока, располо- $$ женного на поверхности головки 1, обращенной к измеряемому потоку. При этом отверстие 12 выполняют таким образом, чтобы его плоскость совпадает с плоскостью размещения чувствительного элемента и ортогональна направлению натекания измеряемого потока. Приемное отверстие 12 непосредственно сообщается с измеряемым потоком 11 и при помощи камеры 10 в головке 1 пневматически связано с давлением Рр и соплом 8. (В комплект устройства входит мостовой дроссельный преобразователь, рабочая и сравнительная ветви которого соответственно состоят из управляемого сопла 6, импульсной трус>ки 2, постоянного дросселя 9 (рабочая ветвь) и из сопла 7, импульсной трубки 3 и постоянного дросселя 13(сравнительная ветвь),. Мостовой преобразователь пнеематически соединен с дифманометром 14, выход которого пневматически соединен со вторичным прибором 15. Редуктор 16 осуществляет в предлагаемом устройстве функции задатчика давления питания.

Устройство работает следующим образом.

К управляющему соплу 6 подводится давление сжатого воздуха,,меньшее по величине давления на выходе сопла 8, но достаточное для обеспечения непре— рывного истечения воздуха иэ сопла 6 при строго симметричном расположении геометрических центров сопел 8 и 6 и оси управления струи. При отсутствии измеряемого газового потока (V„„ =0) через приемное отверстие 12 проточной камеры 10 происходит истечение сжатого воздуха, в результате чего уменьшается величина динамического давления управляющей струи P „„ через сопло 8. Но управляющая струя препятствует свободному истечению воздуха из управляемого сопла, а следовательно, и выходу воздуха из ра бочей ветви мостового преобраэователя. В результате истечения воздуха с величиной напора P из отверстия

12 снижается пнеемосопротивление на срезе сопла 6, устанавливается некоторая начальная величина жесткости управляющей струи, а в рабочей ветви мостового преобразователя, связанной с плюсовой полостью дифманометра 14, устанавливается некоторая минимальная величина давления, определяемая расходом воздуха через отверстие 12, При наличии измеряемого потока газа со скоростью Чщи струя воздуха, Как показали эксперименты, оптимальное соотношение диаметров приемного отверстия и сопла истечения с

901907 6 истекающая иэ сопла 3 orклоня от первоначального н клоняется точки э ения кло я р соотношения сигнал-шум направления, что равно 0,6-0,8. приводит к изменению давления в рабочей ветви моста. Одновременно скоростной напор газового поток а воздеи-. Фо м ла и ствует на приемное от отверстие 12, вызырмула изобретения вая увеличение пневматического сопро" 1. Ст йное тивления на выходе от 12, труйное устройство для измерепорционально котором воз оростеи запыленных газовым пор му возрастает дав- токов со е жа ление в проточной каме 10 одержащее чувствительный камере 0 взаимодей 10 элемент вып ствия связанной с соплом 8. Вы

ыполненныи в виде установдавление камеры 10 подается в и с соплом . Выходное ленных напротив и друг друга сопла питания управляющей струи. В дается в цепь истечения и и и риемного сопла, источник тате увелйчивается давлени ей струи, В резуль- питания сжатым воз хом духом, дифманометр воздуха, истекающей из сопла 8 а 1 вление струи и вто ичный п р прибор, о т л и ч а юследовательно возрастает и еи из сопла 8, а 1 щ е е с я тем что с

1 тает и жесткость ния и с целью расширеуправляю и щей струи, и эта струя возвра - повыш н тает и диапазона измеряемых скоростей и щается я в исходное положение. Послед- введен ст йны" повышения точности измерений в него нее обеспечивает и ет пропорциональное ед- введен струйный узел в виде проточной увеличение д давления в рабочей ветви 20 ем и камеры, снабженный приемным отверстимоста и ем динамического напора измеряемопри новом значении измеряемо" скорости потока. и го потока соединенныи пневмопровоУровень дом с соплом истечения и выполненныйнь давления Р „ч, необходимый для соз ортогонально оси сопел чувствительного элемента. дания определенной жесткости осесимметричной струи, определяется 25 н епосредст венно э начением скоро ется 2. Устройство по п..l о т л орости ю щ е е с я т

Ф ичаНи н . Это поэ вол яет в итоге проводить ем, что, отношение диа" иэм ерения на нескольких диапазонах. метров несквозного приемного отверсПри этом расширяются об ие и тия динамического напо ора и сопла истео щие пределы и чения равно 0,6-0,8. обеспечивается линейность зависимости между скорстью измеряемого и н

30 Источники инфо ма ии р ц по сряемого принятые во внимание при экспертизе тока и показаниями вторичного и ибора. при- I. Авторское свидетельство СССР

И 509833, кл. G 01 Р .5/16, опублик.

1975.

2. Сб. Струйная техника. Vl Международная конференция. М., "Наука", 1976, с. 295-300 (прототип), 901907

А-Л

12 «

Фиа 2 а" r iJtaia

\

1 "5.

Фие.t

Составитель Ю.Власов

Редактор Е.Папп Техред T. Фанта, Корректор В. Бутяга

Заказ 12369/53 Тираж 882 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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