УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК G01L13/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительным приборам перепада давления и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известно, что основными устройствами для измерения расхода всевозможных жидкостей и газов при движении в трубопроводе являются дифференциальные манометры, содержащие вентильный блок, в который через импульсные линии поступает измеряемый перепад давления от сужающего устройства, измерительный блок и преобразователь [1]
Вентильный блок, при помощи которого создается возможность контроля начального значения диапазона измерения при условиях статического давления, выполнен в данном техническом решении в виде набора из запорных, продувочных, уравнительных вентилей, связанных между собой тpубными проводками и образующими вместе с импульсными линиями единую трубную цепь для подвода измеряемой среды.

Такая конструкция делает измерительную систему громоздкой и сложной для эксплуатационного обслуживания. Последнее объясняется тем, что протяженность трассы трубных проводок может достигнуть до 50 м. так как измеряемая среда в них практически не перемешивается, возможно ее замерзание в условиях отрицательных температур (требуется теплоизоляция, паровые спутники), скопление в значительных количествах кристаллизующихся сред и твердых остатков, что может затруднить или совершенно прекратить перепад давления к чувствительному элементу преобразователя (меры защиты прокачка или продувка всей длины трассы специальным прессом). Кроме того, при измерении расхода агрессивных и загрязненных сред чувствительный элемент измерительного блока подвергается также загрязнению и коррозии (необходимы периодические разборка прибора и чистка).

Известно также устройство [2] содержащее вентильный блок и измерительный преобразователь давления. При этом вентильный блок представляет собой два вентильных устройства, вмонтированные в плоский фланцевый корпус, имеющий плюсовое и минусовое входные отверстия на одной торцевой плоскости и выходные на другой.

Недостатком известного вентильного блока является следующее. Конструкция входных и выходных отверстий в вентильном блоке позволяет установить его непосредственно на сам прибор, который может находиться от места измерения перепада на значительном расстоянии до 15 метров.

Как и в первом случае, при измерении замерзающих, загрязненных или вязких жидкостей эксплуатационное обслуживание затратно и трудоемко.

Если вентильный блок установить у места отбора (у трубопровода), а сигнал к прибору передавать по капиллярам с помощью разделительной незамерзающей жидкости, то нет возможности установить два мембранных разделителя на входах вентильного блока (на поясняющей фиг.1 в тонких линиях изображен один из двух мембранных разделителей).

В конструкциях вентильного блока не предусмотрены конструктивные элементы для продувки и прокачки импульсных линий, которые необходимы также для проверки прибора на "атмосферный" нуль.

Вентильные устройства в вентильном блоке работают таким образом что они либо отсекают подводимую рабочую жидкость от прибора, открывая уравнительный канал, и, наоборот, отсекают уравнительный канал, открывая входные, так как отсечь одновременно все каналы невозможно. Такой прием не дает возможности проконтролировать эффективность работы вентильных устройств в режиме отсечки уравнительного канала (при закрытых входных каналах по показаниям прибора можно определить "травит" или уравнительный вентиль или нет).

Целью изобретения является исключение контакта измеряемой среды с чувствительным элементом измерительного блока за счет применения мембранных разделителей между вентильным и измерительным блоками, а также обеспечение настройки и контроля начального значения выходного сигнала преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения перепада давления, включающем измерительный преобразователь давления и вентильный блок, содержащий плоский цилиндрический корпус, в котором выполнены входные плюсовые и минусовое отверстия, соединенные с подводящими каналами, уравнительный канал и два выходных отверстия, при этом в корпус вмонтированы запорные вентили, перекрывающие подводящие каналы, входные плюсовое и минусовое отверстия в вентильном блоке выполнены на цилиндрической поверхности корпуса, а выходные отверстия на его противоположных торцевых поверхностях, к которым прикреплены два введенных мембранных разделителя с выходными отверстиями, соединенными с преобразователем давления, и разделительными мембранами, образующими с торцевыми поверхностями корпуса две камеры, сообщенные с выходными отверстиями и уравнительным каналом, прекрываемым введенным уравнительным вентилем, вмонтированным в корпус вентильного блока.

Cопоставительный анализ с прототипом показал, что заявляемое техническое решение отличается наличием новых элементов и связей, а именно: в вентильном блоке входные плюсовое и минусовое отверстия выполнены на цилиндрической поверхности корпуса, а выходные отверстия на его противоположных торцевых поверхностях, к которым прикреплены два введенных мембранных разделителя с выходными отверстиями, соединенными с преобразователем давления, и разделительными мембранами, образующими с торцевыми поверхностями корпуса две камеры, сообщенные с выходными отверстиями и уравнительным каналом, перекрываемым введенным уравнительным вентилем, вмонтированным в корпус вентильного блока.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию новизна.

В дальнейшем сущность изобретения поясняется чертежами, на которых:
фиг.1 изображает главный вид устройства,
фиг.2 вид А на фиг.1,
фиг.3 вид Б на фиг.1 (вид на вентильный блок),
фиг.4 разрез В-В на фиг.3,
фиг.5 разрез Г-Г на фиг.3,
фиг.6 разрез Д-Д на фиг.3,
фиг.7 разрез Е-Е на фиг.3.

Устройство для измерения перепада давления (фиг.1-2) содержит вентильный блок 1, измерительный блок 2 преобразователя 3. Вентильный блок 1 установлен рядом с сужающим устройством, прилегает к трубопроводу с измеряемой средой и представляет собой фланцевый корпус 4 (фиг.3 7), в который вмонтированы два запорных вентильных устройства 5 и 6. Вентильные устройства 5,6 связаны каналами 7,8 с плюсовым и минусовыми входными патрубками 9, 10, расположенными на ободе фланцевого корпуса 4 и служащими для соединения с импульсными линиями, по которым измеряемый перепад давления поступает от сужающего устройства. Выходы 11, 12 (фиг.5,6) соответствующих вентильных устройств 5, 6 выведены на разные стороны фланцевого корпуса 4 в камеры 13, 14. Камеры 13, 14 связаны между собой уравнительным каналом 15, перекрываемым запорным вентилем 16 (фиг.4) и снабжены продувочными пробками 17 (фиг.7).

Cоединение вентильного блока 1 с измерительным блоком 2 преобразователя 3 выполнено при помощи мембранных разделителей 18,19 (фиг.1), включающий в себя мембраны 20,21, приваренные к фланцам 22,23 и соединительные капилляры 24,25 (фиг.4). Фланцы 22,23 присоединены с противоположных сторон к торцевым плоскостям 26,27 корпуса 4 за счет шпилек 28, гаек 29, что обеспечивает размещение мембран 20,21 внутри камер 13,14.

Полости мембранных разделителей 18,19 и измерительный блок 2 заполнены разделительной жидкостью.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Перепад давления, создаваемый сужающим устройством при движении вещества в трубопроводе передается по плюсовой и минусовой импульсным линиям на входные патрубки 9,10 вентильного блока 1 (фиг.1). Через каналы 7,8 (фиг.3 6) корпуса 4, открытые вентили 5,6 выходные отверстия 11,12 измеряемый перепад давления создается в камерах 13,14 и воздействует на мембраны 20,21 разделителей 18,19, от которых по капиллярам 24,25 разделительной жидкостью подводится в измерительный блок 2 (фиг.1) на чувствительный элемент и преобразуется преобразователем 3 в выходной сигнал. При заполнении измеряемой средой внутренней поверхности вентильного блока 1 (например, при включении устройства в работу), необходимо, чтобы в камерах 13,14 не оставалось пробок газа (при измерении перепада давления жидких сред). Для продувки камер 13,14 служат продувочные пробки 17 (фиг.7).

При включении устройства в работу проверяют правильность его установки на "нуль". Для этого открывают вентиль 16, закрывают вентили 5,6. Проверяют выходной сигнал, который должен соответствовать нулевому значению измеряемого перепада давления. В случае необходимости проводится корректировка выходного сигнала.

Для контроля "атмосферного нуля" открывают продувочные пробки 17 при закрытых 5,6,16 вентилях.

Проверяют эффективность работы вентиля 16. Для этого его закрывают, затем закрывают вентили 5,6. Если выходной сигнал на "ползет", значит вентиль 16 исправен.

Предлагаемая конструкция устройства по сравнению с прототипом в части выполнения вентильного блока позволяет устанавливать последний у сужающего устройства под изоляционной "рубашкой" трубопровода. Импульсные линии, соединяющие сужающее устройство с вентильным блоком, короткие (обогреваются также теплом технологических трубопроводов), вследствие этого вероятность их закупорки мала (короткая длина импульсных линий cпособствует перемещению находящихся в них и трубопроводе сред). Если допустить, что твердые осадки в них возможны (жидкость сильно загрязнена), то они доступны для удаления путем продувки этого короткого участка через пробки 17 вентильного блока.

Cоединенные с вентильным блоком мембранные разделители с капиллярами покрывают все расстояние от трубопровода до измерительного блока прибора и, заполненные разделительной незамерзающей жидкостью, надежно передают сигнал и предохраняют чувствительный элемент измерительного блока от загрязнения и коррозии.

В случае измерения перепада давления чистых, неагрессивных, незамерзающих сред конструкция вентильного блока позволяет как в существующих конструкциях соединить его с измерительным блоком обычными трубными проводками.

Использование: в контрольно-измерительных приборах при измерении перепада давления. Сущность изобретения: устройство включает измерительный преобразователь давления и вентильный блок, содержащий плоский цилиндрический корпус, в котором выполнены входные - плюсовое и минусовое отверстия, соединенные с подводящими каналами, уравнительный канал и два выходных отверстия. При этом в корпус вмонтированы два запорных вентиля перекрывающих подводящие каналы. Новым в устройстве является выполнение входных плюсового и минусового отверстий в вентильном блоке на цилиндрической поверхности его корпуса, выходных отверстий на его противоположных торцевых поверхностях, к которым прикреплены два введенных мембранных разделителя с выходными отверстиями, соединенными с преобразователем давления, и разделительными мембранами, образующими с торцевыми поверхностями корпуса две камеры, сообщенные с выходными отверстиями и уравнительным каналом,мм перекрываемым введенным уравнительным вентилем, вмонтированным в корпус 4 вентильного блока 1. 7 ил.

Устройство для измерения перепада давления, включающее измерительный преобразователь давления и вентильный блок, содержащий плоский цилиндрический корпус, в котором выполнены входные плюсовое и минусовое отверстия, соединенные с подводящими каналами, уравнительный канал и два выходных отверстия, при этом в корпус вмонтированы запорные вентили, перекрывающие подводящие каналы, отличающееся тем, что в вертикальном блоке входные плюсовые и минусовые отверстия выполнены на цилиндрической поверхности корпуса, а выходные отверстия на его противоположных торцевых поверхностях, к которым прикреплены два введенных мембранных разделителя с выходными отверстиями, соединенными с преобразователем давления, и разделительными мембранами, образующими с торцевыми поверхностями корпуса две камеры, сообщенные с выходными отверстиями и уравнительным каналом, перекрываемым введенным уравнительным вентилем, вмонтированным в корпус вентильного блока.