ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСХОДОМЕР Российский патент 2013 года по МПК G01F1/58 

Устройство относится к приборостроению, в частности к области измерения расхода электромагнитным методом, и может быть использовано для измерения расхода жидких металлов.

Известен электромагнитный расходомер [1], содержащий трубу, выполненную из немагнитного материала, магнитопровод, две индукционные катушки, расположенные на внешней поверхности трубы диаметрально противоположно друг другу, два электрода, введенные в канал напротив друг друга по диаметру трубы, клеммную колодку, к которой подведены провода от индукционных катушек и от электродов, и металлический кожух, охватывающий всю конструкцию расходомера, т.е. трубу с электродами, магнитопровод, индукционные катушки и клеммную колодку.

Расходомер работает следующим образом. При протекании тока по виткам индукционных катушек в рабочем объеме канала возбуждается магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости, проходящей через ось электродов и ось канала. При движении электропроводной жидкости по каналу трубы в его рабочем объеме, согласно закону Фарадея индуцируется электрическое поле, напряженность которого пропорциональна скорости потока измеряемой жидкости. Индуцируемое электрическое поле, используется в качестве меры объемного расхода измеряемой среды и измеряется с помощью двух электродов.

Такое техническое решение является типовым для общепромышленного электромагнитного расходомера и широко используется в приборостроении для измерения расхода электропроводных жидкостей с температурой не более 180-200°C.

Ограничения по температуре в частности объясняются тем, что у известного расходомера [1] индукционные катушки расположены внутри кожуха в тесном объеме вместе с трубой и при длительной эксплуатации нагреваются приблизительно до температуры, близкой температуре измеряемой среды.

Недостатком указанного расходомера является сложность измерения расхода жидких металлов, рабочая температура которых достигает 300-500°C и более.

Известен электромагнитный расходомер жидкого металла, обеспечивающий рабочий режим индукционной катушки с пониженными требованиями к температурной стойкости изоляции проводов [2]. Этот расходомер имеет трубу, из немагнитной стали, два электрода, приваренных к внешней поверхности трубы, и индуктор в виде электромагнита переменного тока. У указанного расходомера [2] магнитопровод имеет С-образную форму с полюсными наконечниками, выполненными в виде пластин, расположенных по обе стороны трубы в параллельных плоскостях. На средней части магнитопровода расположена индукционная катушка. У указанного расходомера отсутствует кожух, а индукционная катушка отнесена от трубы на значительное расстояние. Благодаря этому температура нагрева индукционной катушки при длительной эксплуатации прибора значительно ниже температуры измеряемой среды.

Недостатком рассматриваемого расходомера является низкая надежность и уязвимость от механических повреждений индукционной катушки при длительной эксплуатации расходомера.

Целью изобретения является создание электромагнитного расходомера жидких металлов повышенной надежности.

Эта цель достигается тем, что конструкция расходомера [2] дополняется металлическим кожухом, внутри которого помещается индукционная катушка, часть магнитопровода и клеммная колодка, а труба с электродами и часть магнитопровода с полюсными наконечниками располагается вне кожуха. Таким образом, кожух разделяет конструкцию расходомера на две зоны, высокотемпературную, в которой находится труба с жидким металлом, и низкотемпературную, в которой находится индукционная катушка, средняя часть магнитопровода и клеммная колодка. Для подвода электродов к клеммной колодке в кожухе имеется отверстие. Кроме того участок трубы, расположенный вблизи кожуха обматывается теплостойкой изоляционной лентой, например, из базальтовой ткани. Благодаря такой конструкции обеспечивается повышенная надежность прибора и защита индукционной катушки и клеемной колодки от механических повреждений и от тепловой радиации трубы с жидким металлом.

На фиг.1. приведена схема конструкции предлагаемого электромагнитного расходомера жидкого металла.

Электромагнитный расходомер жидкого металла состоит из трубы 1, выполненной из нержавеющей стали без электроизоляционного покрытия, с электродами 2, приваренными к внешней поверхности трубы по линии, перпендикулярной линии, соединяющей центры полюсных наконечников. Кроме того расходомер имеет индуктор, состоящий из магнитопровода С-образной формы 3 с полюсными наконечниками 4, индукционной катушки 5, расположенной на средней части магнитопровода и кожуха 6. Кожух 6 вмещает в себя индукционную катушку 5, клеммную колодку 7 и среднюю часть магнитопровода. Труба с электродами находится за пределами кожуха. Для подвода электродов 2 к клеммной колодке 7 в кожухе имеется отверстие 8. Труба с электродами обмотана теплоизолирующей и термостойкой лентой 9, например, из базальтовой ткани.

Электромагнитный расходомер жидкого металла работает следующим образом. Через клеммную колодку к индукционной катушке подводится электрический ток, в результате которого в канале трубы создается магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости, проходящей через линию, соединяющую электроды и ось трубы. При движении жидкого металла по каналу, в жидком металле, пересекающем магнитное поле, возбуждается электрическое поле, которое является мерой объемного расхода и измеряется с помощью электродов.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого решения, состоит в повышении надежности расходомера.

ИСТОЧНИКИ ИФОРМАЦИИ

1. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Издательство «Машиностроение», Ленинград, 1989 г., 701 с., ил.

2. Патент RU 2431118, Бюллетень №28, 2011.

Электромагнитный расходомер имеет трубу, выполненную из немагнитного материала, два электрода, магнитопровод с полюсными наконечниками и кожух, внутри которого располагаются индукционная катушка и клеммная колодка. Остальная часть магнитопровода с полюсными наконечниками и труба с электродами расположена вне кожуха, причем кожух имеет отверстие для подвода электродов к клеммной колодке, а труба обмотана теполизоляционной лентой. Технический результат - повышение надежности расходомера. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электромагнитный расходомер, имеющий трубу, выполненную из немагнитного материала, два электрода, магнитопровод с полюсными наконечниками, индукционную катушку, клеммную колодку и кожух, внутри которого размещена индукционная катушка, клеммная колодка, отличающийся тем, что труба с электродами и часть магнитопровода с полюсными наконечниками расположена вне кожуха, причем кожух имеет отверстие для подвода электродов внутрь кожуха к клеммной колодке.

2. Электромагнитный расходомер по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность трубы обмотана теплоизоляционным материалом, например базальтовой или асбестовой тканью.