КОРИОЛИСОВЫЙ МАССОВЫЙ РАСХОДОМЕР Российский патент 2016 года по МПК G01F1/84 

Изобретение относится к кориолисовому массовому расходомеру по меньшей мере с четырьмя изогнутыми измерительными трубами, по меньшей мере одной приводной системой (системой исполнительного органа) и по меньшей мере одной сенсорной системой, при этом первая измерительная труба и вторая измерительная труба находятся в одной общей плоскости, а третья измерительная труба и четвертая измерительная труба находятся во второй общей плоскости, при этом первая плоскость и вторая плоскость проходят параллельно друг другу и при этом все четыре измерительные трубы со стороны входа и со стороны выхода гидравлически объединены с помощью коллектора.

Работающие по принципу Кориолиса массовые расходомеры известны уже много лет, они позволяют определять массовый расход протекающей сквозь измерительную трубу среды с высокой точностью. Для определения массового расхода в измерительной трубе посредством одного генератора колебаний или также посредством нескольких генераторов колебаний возбуждаются колебания, прежде всего с собственной частотой определенной формы колебания, и фактические результирующие колебания регистрируются и анализируются с помощью приемников колебаний. Генератор колебаний и приемник колебаний в общем случае устроены таким образом, что они имеют постоянный магнит, а также магнитную катушку для того, чтобы электрическим способом передавать колебания на измерительную трубу или же регистрировать колебания измерительной трубы.

Анализ заключается, например, в том, что определяется сдвиг фаз между двумя зарегистрированными приемниками колебаний соответствующими колебаниями, при этом данное фазовое смещение является непосредственной мерой массового расхода. Известны как кориолисовые измерители массового расхода, которые имеют одну единственную измерительную трубу, так и такие, которые имеют ровно две измерительные трубы, при этом измерительные трубы либо проходят по существу прямо, либо изогнуты.

Измерительные трубы средств для измерения массового расхода в зависимости от количества подлежащей транспортировке массы имеют совершенно разные номинальные внутренние диаметры с различными толщинами стенок. Измерительные трубы в сборе должны быть рассчитаны таким образом, чтобы они могли выдерживать требуемые давления и возникающие механические напряжения для того, чтобы они имели возможность посредством оправданных затрат энергии быть возбужденными до хорошо регистрируемых колебаний, и частоты собственных колебаний измерительных труб с протекающей сквозь них средой находились бы в желаемом диапазоне.

В DE 102004035971 А1 раскрыт кориолисовый массовый расходомер с четырьмя изогнутыми измерительными трубами, при этом измерительные трубы соответственно попарно выполнены с возможностью подвода в однонаправленном потоке или противотоке текучей среды, массовый расход которой следует определить. Четыре измерительные трубы узлами из двух измерительных труб по выбору расположены рядом друг с другом или друг над другом и выполнены с возможностью возбуждения встречно направленных колебаний. На каждой паре измерительных труб закреплены детали приводной системы и сенсорной структуры, так что измерительные трубы выполнены с возможностью возбуждения колебаний, и предусмотрена возможность регистрации возбужденных колебаний с помощью сенсорных систем. В системы, в которых измерительные трубы попарно размещены друг над другом, каждая нижняя измерительная труба выполнена несколько большей для того, чтобы перекрыть увеличенный отрезок между входом и выходом.

Исходя из описанного ранее уровня техники, задачей изобретения является разработка кориолисового массового расходомера для больших расходов, который улучшен в отношении его точности.

Вышеназванная задача в известном из уровне техники кориолисовом массовом расходомере решена за счет того, что геометрия и/или свойства поверхности измерительных труб выбраны так, что сопротивление трубы всех четырех измерительных труб для потока является идентичным.

Предпочтительно, четыре измерительных трубы кориолисового массового расходомера согнуты U-образно или V-образно и простираются между расположенными на обеих сторонах коллекторами. Горизонтальное расстояние между обоими коллекторами для всех измерительных труб одинаково по длине. Поэтому измерительные трубы, которые находятся в одной общей, предпочтительно вертикальной, плоскости, расположены друг над другом. Предпочтительно, расстояние между измерительными трубами по всему участку между коллекторами постоянно, так что измерительные трубы проходят параллельно друг другу и, прежде всего, также и центральные линии обоих расположенных друг над другом измерительных труб имеют постоянное расстояние друг от друга.

То, что соответственно две измерительные трубы находятся в одной плоскости, а именно первая измерительная труба и вторая измерительная труба или же третья измерительная труба и четвертая измерительная труба, означает, что соответственно обе измерительные трубы в виде пары измерительных труб расположены друг над другом, а именно преимущественно так, что одна пара измерительных труб при работе кориолисового массового расходомера может колебаться в противоходе по отношению ко второй паре измерительных труб, и предусмотрена возможность регистрации измеренных величин. В одной конструктивной форме, в которой находящиеся в одной плоскости измерительные трубы имеют одинаковый диаметр, находятся, предпочтительно, даже обе центральные линии измерительных труб в одной общей плоскости. Но также допустимы измерительные трубы, которые не имеют одинакового диаметра. Прежде всего в конструктивных формах с различными диаметрами, находятся, например, наружные периметры на одной стороне измерительных труб, предпочтительно на обращенной ко второй паре измерительных труб стороне, в одной плоскости, так что зазор - колебательный зазор - между парами измерительных труб для всех измерительных труб постоянен.

Отверстия четырех измерительных труб с обеих сторон выходят в коллектор, который гидравлически объединяет измерительные трубы. Благодаря общим коллекторам на обоих концах измерительных труб для всех измерительных труб давление на входе и также для всех измерительных труб давление на выходе идентично. Соответствующая разность давлений между входным давлением и выходным давлением при работе зависит от большого количества параметров текучей среды и кориолисового массового расходомера, прежде всего измерительных труб.

Геометрия и/или свойства поверхности измерительных труб согласно изобретению выбраны так, что, преимущественно в оптимальной рабочей точке кориолисового массового расходомера, гидравлическое сопротивление трубы всех четырех измерительных труб для потока является идентичным. Это, прежде всего, значит, что во всех четырех измерительных трубах в оптимальной рабочей точке устанавливается равный объемный поток. Под оптимальной рабочей точкой при этом подразумевается рабочая точка или эксплуатационные параметры, для которых предназначен и под которые рассчитан кориолисовый массовый расходомер.

Наряду с влиянием свойств текущей внутри трубопровода, которые благодаря коллектору одинаковы для всех измерительных труб, текучей среды, на поток текучей среды внутри трубопровода в существенной степени влияют сами свойства поверхности трубопровода и геометрия трубопровода, прежде всего диаметр, длина и количество и радиус изгиба предусмотренных внутри магистрали колен. Поэтому, согласно изобретению все четыре измерительные трубы кориолисового массового расходомера рассчитаны так, что каждая измерительная труба оказывает потоку по существу идентичное сопротивление, так что, прежде всего при заданной с помощью коллектора разности давлений, во всех четырех трубопроводах устанавливается одинаковый объемный поток.

В отношении геометрии измерительных труб для этого можно подогнать, например, общую длину, диаметр или количество и форму дуги колен трубопроводов, преимущественно также с учетом свойств текучей среды в рабочей точке или в эксплуатационном окне кориолисового массового расходомера. В отношении свойств поверхности измерительных труб значение имеет, прежде всего, шероховатость поверхности измерительных труб на входящей в соприкосновение с потоком внутренней поверхности. Поэтому согласно техническому решению предлагаемого изобретения вызванные, например, различными длинами изогнутых измерительных труб различные сопротивления трубы для потока компенсируются посредством целенаправленного выбора и согласования других параметров, например диаметра и качества поверхности, так что во всех измерительных трубах преобладает одинаковое сопротивление трубы, как это, например, имеет место в кориолисовых измерителях массового расхода с четырьмя прямыми идентичными измерительными трубами.

В качестве особо преимущественного зарекомендовал себя первый конструктивный вариант кориолисового массового расходомера, в котором находящиеся в одной общей плоскости измерительные трубы выполнены так, что они имеют одинаковую длину. Поэтому, общая длина всех четырех измерительных труб, то есть проведенный от центральной линии отрезок, в данном конструктивном варианте идентичен. Для того чтобы при этом добиться идентичного сопротивления трубы для потока, преимущественно также идентичны диаметры и свойства поверхности всех четырех измерительных труб. Идентичной длины измерительных труб можно добиться, например, посредством того, что длина одной или нескольких измерительных труб сознательно выбирается большей, чем это требуется для связи между коллекторами, то есть, например, удлиняется. Следствием этого, в зависимости от выполнения, прежде всего выбора количества и радиусов колен, является то, что находящиеся в одной плоскости измерительные трубы не обязательно должны проходить параллельно по всему отрезку между коллекторами, а могут иметь изменяющиеся расстояния друг до друга.

Наиболее предпочтительно можно влиять на длину измерительных труб и выполнить их одинаковой длины, что чего радиусы изгиба измерительных труб, которые находятся в одной общей плоскости, взаимно дополняются таким образом, что длина измерительных труб идентична. "Взаимно дополняют" при этом значит, что сумма отрезков, которые прочерчивают с определенным радиусом, если рассматривать общую длину обеих проходящих в одной плоскости измерительных труб, для обеих измерительных труб одинакова. Благодаря этому различные из-за различающихся радиусов изгиба отдельные отрезки измерительных труб выравниваются таким образом, что обе измерительные трубы, которые соответственно находятся в одной общей плоскости, проходят полностью параллельно с постоянным расстоянием друг от друга, в то время как длина измерительных труб и, прежде всего, длина центральных линий измерительных труб полностью идентична. Этот конструктивный вариант имеет преимущество в том, что при одинаковом диаметре измерительных труб и, благодаря радиусам изгиба, конструктивно одинаковой длине, каждая измерительная труба противопоставляет потоку одинаковое сопротивление трубы. Предпочтительно, радиусы изгиба согласуются также и тем образом, что радиус изгиба гидравлически проходящей далее снаружи измерительной трубы, то есть измерительной трубы, которая должна перекрыть более длинный отрезок, соответствует радиусу изгиба проходящей внутри измерительной трубы с дополнительно приплюсованным значением расстояния между измерительными трубами и прибавленным радиусом трубы.

Альтернативно конструктивному варианту, в котором длина измерительных труб точно идентична, идентичное сопротивление трубы также достигается и в соответствии со следующим конструктивным вариантом, в котором находящиеся в одной общей плоскости измерительные трубы имеют различную длину, при этом диаметр более длинной измерительной трубы для выравнивания сопротивлений труб больше, чем диаметр более короткой измерительной трубы. По существу увеличенное по сравнению с несколько более короткой измерительной трубой, при прочих равных параметрах, из-за большей длины сопротивление трубы в более длинной измерительной трубе компенсируется тем, что диаметр немного увеличен, так что разность сопротивления трубы, то есть недостаток большей длины, снова компенсируется увеличенным диаметром. Выбор диаметра измерительных труб в рамках конструкции кориолисового массового расходомера преимущественно производится также с учетом свойств текучей среды и с учетом эксплуатационных параметров соответствующего кориолисового массового расходомера.

Альтернативно или дополнительно к признакам вышеописанной конструктивной формы, согласно следующему выполнению предусмотрено, что находящиеся в одной общей плоскости измерительные трубы имеют различную длину, при этом внутренняя поверхность более короткой и/или более длинной измерительный трубы в отношении ее шероховатости выбрана так, что сопротивление трубы обеих измерительных труб для потока является идентичным. При таком выполнении, как уже описано выше, одна из двух из обеих объединенных в одну пару измерительных труб измерительная труба немного длиннее, чем другая измерительная труба, так что требуется выравнивание сопротивления трубы. Для выравнивания сопротивления трубы для потока свойство поверхности немного более длинной измерительной трубы пары измерительных труб выбирается так, что измерительные трубы, несмотря на большую общую длину, имеют одинаковую величину сопротивления потоку, что и более короткие измерительные трубы. Такое выполнение, прежде всего, подходит для кориолисовых измерителей массового расхода, оптимальная рабочая точка которых лежит в диапазоне ламинарного потока, так как при ламинарном потоке влияние шероховатости поверхности на сопротивление трубы особенно велико. Преимущественно, как диаметр, так и свойство поверхности одновременно подбираются и подгоняются в качестве переменной для более длинной измерительной трубы для того, чтобы выровнять сопротивление трубы для всех измерительных труб.

Согласно следующей преимущественной форме выполнения кориолисового массового расходомера предусмотрены удерживающие устройства для крепления приводных и/или сенсорных систем на измерительных трубах, при этом удерживающее устройство в смонтированном состоянии соединяет находящиеся в одной плоскости измерительные трубы друг с другом, при этом, прежде всего, удерживающее устройство полностью охватывает измерительную трубу. Предпочтительно, даже обе центральные линии измерительных труб, которые соединяются друг с другом посредством удерживающего устройства, находятся в одной общей плоскости. Удерживающие устройства изготовлены, например, из стальной пластины так, что в смонтированном состоянии обеспечивается, что соединенные удерживающими устройствами измерительные трубы не колеблются относительно друг друга. Удерживающие устройства имеют отверстия, посредством которых они надвигаются на обе находящиеся в одной плоскости измерительные трубы. Внутренний диаметр отверстия при этом соответствует наружному диаметру измерительной трубы, при этом удерживающие устройства закрепляются на измерительных трубах, например, посредством силового, сплошного или геометрического замыкания. На удерживающем устройстве закреплена соответственно по меньшей мере одна деталь приводной и/или сенсорной системы, при этом приводная система или сенсорная система состоит из двух расположенных против друг друга, закрепленных на соответственно удерживающем устройстве деталей, которые взаимодействуют друг с другом в смонтированном состоянии. Обычно, две детали приводной или сенсорной системы представляют собой постоянный магнит и магнитную катушку, в которую погружен постоянный магнит. При этом две детали размещены соответственно так, что они действуют между двумя парами измерительных труб, которые объединены соответственно удерживающим устройством.

Особая прочность удерживающего устройства, которая предотвращает относительные колебания между обеими объединенными одним удерживающим устройством измерительными трубами, достигается в том случае, если в соответствии со следующим выполнением удерживающие устройства выполнены так, что удерживающие устройства для приводных или сенсорных систем выполнены симметрично, прежде всего выполнены симметрично относительно по меньшей мере двух расположенных ортогонально плоскостей. Благодаря симметрии удерживающее устройство получает преимущественную устойчивость против деформации, благодаря чему надежно предотвращается относительное перемещение связанных друг с другом посредством удерживающего устройства измерительных труб. Каждое удерживающее устройство на измерительных трубах в эксплуатационном состоянии представляет собой дополнительную массу, которая колеблется вместе с измерительными трубами. Благодаря симметричному выполнению удерживающих устройств масса распределяется равномерно, так что паразитные колебания из-за несимметрично колеблющихся масс возникнуть не могут. Симметрия удерживающего устройства предпочтительно предусмотрена относительно плоскости, в которой находятся обе центральные линии соединенных друг с другом измерительных труб. Предпочтительно, вторая плоскость симметрии является плоскостью, которая проходит ортогонально к первой плоскости и параллельно центральным линиям измерительных труб точно через половину отрезка между центральными линиями измерительных труб.

Прежде всего, для текучих сред внутри кориолисового массового расходомера, которые сильно демпфируют колебания измерительных труб, оказалось преимущественным, если на одном удерживающем устройстве над и под двумя связанными удерживающим устройством измерительными трубами закреплена деталь приводной или сенсорной системы. Благодаря тому, что над и под измерительными трубами предусмотрено, например, по одной приводной системе, доступна увеличенная энергия возбуждения колебаний измерительных труб, так что, прежде всего, при сильно поглощающих колебания рамочных условиях можно возбудить достаточные колебания для регистрации массового расхода. Следующее преимущество двойной приводной системы заключается в том, что измерительные трубы преимущественно возбуждаются без момента, так что крутильные колебания измерительных труб не возбуждаются, а с обеих сторон измерительных труб прикладывается определенное возбуждающее усилие, которое возбуждает колебания лишь в предпочтительной плоскости колебаний.

В том случае, если над и под соединенными посредством удерживающего устройства измерительными трубами на удерживающем устройстве над и под предусмотрено по одной части сенсорной системы и, тем самым, между парами измерительных труб над и под измерительными трубами предусмотрена сенсорная система, возникает преимущество в том, что возможно наложенные или имеющиеся крутильные колебания пар измерительных труб относительно друг друга могут быть выявлены путем сравнительного анализа измерительных сигналов верхней и нижней сенсорных систем и, тем самым, измерительные сигналы могут быть очищены от этих паразитных колебаний.

Ввод паразитных колебаний, которые исходят от окружающей кориолисовый массовый расходомер трубопроводной системы, можно предотвратить, для чего со стороны входа и со стороны выхода предусмотрены соответственно две разнесенные друг от друга узловые фасонки, которые соединяют все четыре измерительные трубы друг с другом, при этом узловые фасонки выполнены, прежде всего, симметрично. Узловые фасонки соответственно в концевых зонах жестко соединены со всеми четырьмя измерительными трубами, так что измерительные трубы не могут перемещаться относительно друг друга. Для дальнейшего предотвращения распространения паразитных колебаний на определенном удалении от первой узловой фасонки предусмотрена вторая узловая фасонка, которая точно также соединяет друг с другом все четыре измерительные трубы и закреплена на них. Наряду с предотвращением ввода паразитных колебаний, узловые фасонки предотвращают распространение сформированных приводной системой колебаний в окружающую кориолисовый массовый расходомер трубопроводную систему.

Согласно следующей конструктивной форме точность измерений кориолисового массового расходомера дополнительно повышается посредством того, что предусмотренные со стороны входа и со стороны выхода коллекторы выполнены с такой прочностью, что они выполняют функции узловой фасонки. Измерительные трубы, которые гидравлически объединены соответствующими коллекторами, для этого прочно соединены с коллектором, так что коллектор надежно подавляет перемещение четырех измерительных труб относительно друг друга и демпфирует колебания.

Передача колебаний на корпус предотвращается посредством того, что внутри корпуса кориолисового массового расходомера предусмотрен элемент жесткости, при этом элемент жесткости имеет дугообразную форму, которая является противоположной дугообразной форме измерительных труб. Предпочтительно, измерительные трубы изогнуты U-образно или V-образно и проходят внутри корпуса. Предпочтительно, элемент жесткости также выполнен U-образно или V-образно, но размещен противоположно дугообразной форме измерительных труб и закреплен на стенках корпуса. Далее, благодаря элементу жесткости кориолисовый массовый расходомер может быть выполнен существенно более тонкостенным и, тем самым, легче, при этом достаточная прочность обеспечивается элементом жесткости. Предпочтительно, элемент жесткости выполнен в виде массивной детали или, особо предпочтительно, устроен в виде сварной конструкции с полой рамой.

Далее, сварная конструкция с полой рамой имеет преимущество в том, что согласно следующему выполнению внутри элемента жесткости выполнен замкнутый объем, при этом, прежде всего, внутри элемента жесткости предусмотрена возможность пропускания теплоносителя.

Через образованный в элементе жесткости объем пропускается теплоноситель, с помощью которого предусмотрена возможность обогрева или охлаждения внутреннего пространства кориолисового массового расходомера, что, прежде всего, требуется для температурно-зависимых сред внутри измерительных труб. Следующая область применения заключается, например, в обогреве измерительных труб для текучих сред, которые в противном случае не были бы текучими или даже затвердели бы. Для этого теплоноситель с одной стороны объема вводится в элемент жесткости и, после того как он поглотил или отдал энергию, снова отводится из объема для регенерации. Тем самым, посредством придающей жесткость конструкции одновременно выполняются две функции.

В частности, существует большое количество вариантов выполнения и модификации кориолисового массового расходомера. Для этого приводится ссылка как на расположенные после п.1 формулы изобретения пункты формулы изобретения, так и на нижеследующее описание предпочтительных примеров выполнения в комбинации с чертежом. На чертеже показано:

Фиг.1 - пример выполнения кориолисового массового расходомера на виде сбоку в разрезе,

Фиг.2 - измерительные трубы кориолисового массового расходомера согласно фиг.1 на виде сбоку,

Фиг.3 - пример выполнения измерительных труб кориолисового массового расходомера на виде спереди, и

Фиг.4 - изображение сечения примера выполнения измерительных труб для кориолисового массового расходомера с расположенными с обеих сторон приводными или сенсорными системами.

На фиг.1 показан пример выполнения кориолисового массового расходомера 1 на виде сбоку в разрезе. Внутри кориолисового массового расходомера 1 размещены в общей сложности четыре изогнутые измерительные трубы 2а, 2b, 2c, 2d. Как показано на фиг.4, первая измерительная труба 2а и вторая измерительная труба 2b находятся в одной общей первой плоскости E₁, a третья измерительная труба 2c и четвертая измерительная труба 2d находятся во второй общей плоскости Е₂. В примере выполнения согласно фиг.4 даже центральные линии попарно объединенных в блок измерительных труб 2а, 2b или же 2c, 2d соответственно находятся в общих плоскостях E₁, Е₂. Первая плоскость E₁ и вторая плоскость Е₂ расположены параллельно друг другу.

Как показано на фиг.1, все четыре измерительные трубы 2а, 2b, 2c, 2d со стороны входа и со стороны выхода гидравлически объединены с помощью коллектора 3. Коллекторы 3 имеют камеру 4, в которой заканчиваются соответственно отверстия четырех измерительных труб 2а, 2b, 2c, 2d. В кориолисовом массовом расходомере согласно фиг.1 геометрия и свойства поверхности четырех измерительных труб 2а, 2b, 2c, 2d выбраны так, что сопротивление трубы всех четырех измерительных труб 2а, 2b, 2c, 2d для потока является идентичным. Прежде всего, в кориолисовом измерителе 1 массового расхода согласно фиг.1 все четыре измерительные трубы 2а, 2b, 2c, 2d имеют одинаковую длину, что достигается тем, что показанные на фиг.2 радиусы изгибов R₁, R₂ четырех измерительных труб 2а, 2b, 2c, 2d взаимно дополняются так, что общая длина всех четырех измерительных труб 2а, 2b, 2c, 2d идентична.

На фиг.2 показаны измерительные трубы 2а, 2b, 2c, 2d примера выполнения согласно фиг.1 на вырезанном изображении в виде сбоку. Радиусы изгибов R₁, R₂, которые в измерительных трубах 2а, 2b и 2c, 2d соответственно находятся в одной плоскости E₁, Е₂, в данном примере выполнения взаимно дополняются. В данной связи "взаимно дополняют" означает, что каждая из четырех измерительных труб 2а, 2b, 2c, 2d на протяжении между обоими показанными на фиг.1 коллекторами 3 прочерчивает дугообразную кривую с определенным количеством и заданными отрезками с радиусами изгиба R₁, R₂. Так, например, - на фиг.2 слева направо - первая измерительная труба 2а начинается дугообразным участком с радиусом R₂, затем идут два дугообразных участка с радиусом R₁ и в завершение - на правой стороне фиг.2 - дугообразная кривая с радиусом R₂. Вторая измерительная труба 2b - на левой стороне фиг.2 - начинается с дугообразного участка с радиусом R₁, далее следуют два дугообразных участка с радиусом R₂, и завершается - на правой стороне фиг.2 - дугообразным участком с радиусом R₁. Тем самым, обе измерительные трубы 2а, 2b на своем протяжении между обоими коллекторами 3 прочерчивают по два дугообразных участка с радиусом R₁ и по два дугообразных участка с радиусом R₂, при этом радиусы R₁, R₂ изгиба взаимно дополняются таким образом, что в области, где первая измерительная труба 2а имеет дугообразную форму с радиусом R₂, вторая измерительная труба 2b имеет дугообразную форму с радиусом R₁, и наоборот, так что в итоге общая длина обеих измерительных труб 2а, 2b идентична. То же самое действует и для формы третьей измерительной трубы 2с с четвертой измерительной трубой 2d в плоскости Е₂.

На фиг.3 показан пример выполнения измерительных труб 5а, 5b, 5c, 5d для кориолисового массового расходомера 1. Согласно фиг.3 каждая более длинная измерительная труба 5b, 5d расположена в одной общей плоскости E₁, Е₂ с более короткой измерительной трубой 5а, 5c. Более короткая измерительная труба 5а расположена в первой плоскости E₁ с более длинной измерительной трубой 5b, а более длинная измерительная труба 5d расположена во второй плоскости E₂ с более короткой измерительной трубой 5c. Для выравнивания сопротивлений труб всех четырех измерительных труб 5а, 5b, 5c, 5d диаметр более длинных измерительных труб 5b, 5d больше, чем диаметр более коротких измерительных труб 5а, 5c. Во всех четырех измерительных трубах 5а, 5b, 5c, 5d, дополнительно к диаметрам измерительных труб 5а, 5b, 5c, 5d, внутренняя поверхность измерительных труб 5а, 5b, 5c, 5d в отношении ее шероховатости подобрана так, что сопротивление трубы всех измерительных труб 5а, 5b, 5c, 5d для потока является идентичным. Установка одинакового сопротивления трубы для потока всех измерительных труб 5а, 5b, 5c, 5d в данном примере выполнения представляет собой сложное взаимодействие обоих параметров - шероховатости внутренней поверхности и диаметра измерительных труб. Для крепления - не показанной - приводной и/или сенсорной системы на измерительных трубах 5а, 5b, 5c, 5d предусмотрены удерживающие устройства 6, которые соединяют друг с другом находящиеся в одной плоскости E₁, Е₂ измерительные трубы. На узких торцовых сторонах 7 удерживающего устройства 6 предусмотрена возможность закрепления соответственно одной детали приводной или сенсорной системы. На находящихся со стороны входа и со стороны выхода концевых зонах все четыре измерительные трубы 5а, 5b, 5c, 5d соответственно соединены друг с другом посредством первой узловой фасонки 8 и второй узловой фасонки 9 для того, чтобы, прежде всего, предотвратить передачу колебаний измерительных труб 5а, 5b, 5c, 5d кориолисового массового расходомера 1 на окружающую кориолисовый массовый расходомер 1 - не показано - трубопроводную систему. Согласно фиг.2 первая узловая фасонка 8 выполнена в виде прямого стального листа, в то время как вторая узловая фасонка 9 в ее боковых зонах имеет выполненные в форме уголков расширения.

Согласно фиг.1 измерительные трубы 2а, 2b, 2c, 2d расположены внутри корпуса 10 кориолисового массового расходомера 1. На корпусе также расположена - не описанная подробнее - измерительная и анализирующая электроника 11. Корпус закреплен на коллекторах 3 и полностью охватывает измерительные трубы 2а, 2b, 2c, 2d. Для увеличения жесткости корпуса 10 предусмотрен элемент 12 жесткости, который имеет дугообразную форму, которая является противоположной дугообразной форме измерительных труб 2а, 2b, 2c, 2d. Элемент 12 жесткости предназначен для того, чтобы воспрепятствовать синхронным колебаниям корпуса 10 и чтобы одновременно обеспечить уменьшение толщины материала стенок корпуса 10. Элемент 12 жесткости выполнен в виде полой сварной рамы, так что внутри элемента 12 жесткости образован замкнутый объем с возможностью подачи в него теплоносителя. Благодаря этому внутренний объем корпуса 10 и, прежде всего, измерительные трубы 2а, 2b, 2c, 2d, могут, например, охлаждаться или обогреваться.

Согласно представленному на фиг.1 примеру выполнения на удерживающих устройствах 6 соответственно по обеим сторонам на торцовых сторонах 7 предусмотрена возможность закрепления деталей приводной системы или же сенсорной системы. Размещение деталей приводной системы или же сенсорной системы на обеих сторонах измерительных труб 2а, 2b, 2c, 2d имеет преимущество в том, что колебания в измерительных трубах 2а, 2b, 2c, 2d могут равномерно возбуждаться с высокой энергией возбуждения, при этом предусмотрена возможность компенсации возможно возникающих крутильных колебаний посредством размещенных с обеих сторон сенсорных систем.

На фиг.4 показан вид в разрезе через удерживающие устройства 6 для - не показанных - приводных систем. На обеих торцовых сторонах 7 удерживающих устройств 6 предусмотрена возможность закрепления детали приводной системы, так что соответственно две детали приводной системы на двух удерживающих устройствах 6 в эксплуатационном состоянии могут взаимодействовать друг с другом. Удерживающие устройства 6 выполнены в виде массивных стальных деталей и симметрично относительно ортогональных относительно друг друга плоскостей. Симметрия удерживающих устройств 6 присутствует, например, соответственно к двум плоскостям E₁ и Е₂ относительно другой плоскости, которая проходит ортогонально к плоскостям E₁ и E₂, точно в центре между отверстиями 13 удерживающих устройств 6. Удерживающие устройства 6 выполнены настолько прочными таким образом, что относительное колебание расположенных в одной общей плоскости E₁, Е₂ измерительных труб 2а, 2b или 2с, 2d является невозможным.

Изобретение относится к кориолисовому массовому расходомеру. Кориолисовый массовый расходомер (1) содержит по меньшей мере четыре изогнутые измерительные трубы (2а, 2b, 2c, 2d), по меньшей мере одну приводную систему и по меньшей мере одну сенсорную систему. Первая измерительная труба (2а) и вторая измерительная труба (2b) находятся в одной общей первой плоскости (E₁), а третья измерительная труба (2c) и четвертая измерительная труба (2d) находятся во второй общей плоскости (Е₂). Первая плоскость (E₁) и вторая плоскость (Е₂) проходят параллельно друг другу и при этом все четыре измерительные трубы (2а, 2b, 2c, 2d) со стороны входа и со стороны выхода гидравлически объединены с помощью коллектора (3). Геометрия и/или свойства поверхности измерительных труб (2а, 2b, 2c, 2d) выбраны так, что сопротивление трубы всех четырех измерительных труб (2а, 2b, 2c, 2d) для потока является идентичным. Технический результат - улучшение кориолисового массового расходомера для больших расходов в отношении его точности. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Кориолисовый массовый расходомер (1) по меньшей мере с четырьмя изогнутыми измерительными трубами (2а, 2b, 2c, 2d), по меньшей мере с одной приводной системой и по меньшей мере с одной сенсорной системой,
при этом первая измерительная труба (2а) и вторая измерительная труба (2b) находятся в одной общей первой плоскости (E₁), а третья измерительная труба (2c) и четвертая измерительная труба (2d) находятся во второй общей плоскости (Е₂),
при этом первая плоскость (E₁) и вторая плоскость (Е₂) проходят параллельно друг другу, и
при этом все четыре измерительные трубы (2а, 2b, 2c, 2d) со стороны входа и со стороны выхода гидравлически объединены с помощью коллектора (3),
отличающийся тем, что геометрия и/или свойства поверхности измерительных труб (2а, 2b, 2c, 2d) выбраны так, что сопротивление трубы всех четырех измерительных труб (2а, 2b, 2c, 2d) для потока является идентичным.

2. Кориолисовый массовый расходомер (1) по п.1, отличающийся тем, что измерительные трубы (2а, 2b, 2c, 2d) выполнены так, что находящиеся в одной общей плоскости (E₁, Е₂) измерительные трубы (2а, 2b; 2c, 2d) имеют одинаковую длину.

3. Кориолисовый массовый расходомер (1) по п.2, отличающийся тем, что радиусы (R₁, R₂) изгиба находящихся в одной общей плоскости (E₁, Е₂) измерительных труб (2а, 2b; 2c, 2d) выбраны так, что радиусы (R₁; R₂) взаимно дополняются, так что длина измерительных труб (2а, 2b, 2c, 2d) идентична.

4. Кориолисовый массовый расходомер (1) по п.1, отличающийся тем, что находящиеся в одной общей плоскости (E₁, E₂) измерительные трубы (5а, 5b; 5с, 5d) имеют различную длину, при этом диаметр более длинной измерительной трубы (5b, 5d) для выравнивания сопротивлений труб больше, чем диаметр более короткой измерительной трубы (5а, 5с).

5. Кориолисовый массовый расходомер (1) по п.1, отличающийся тем, что находящиеся в одной общей плоскости (E₁, Е₂) измерительные трубы (5а, 5b; 5с, 5d) имеют различную длину, при этом внутренняя поверхность более короткой измерительной трубы (5а, 5с) и/или более длинной измерительной трубы (5b, 5d) в отношении ее шероховатости подобрана так, что сопротивление трубы обеих измерительных труб (5а, 5b; 5с, 5d) для потока является идентичным.

6. Кориолисовый массовый расходомер (1) по п.4, отличающийся тем, что находящиеся в одной общей плоскости (E₁, Е₂) измерительные трубы (5а, 5b; 5с, 5d) имеют различную длину, при этом внутренняя поверхность более короткой измерительной трубы (5а, 5с) и/или более длинной измерительной трубы (5b, 5d) в отношении ее шероховатости подобрана так, что сопротивление трубы обеих измерительных труб (5а, 5b; 5с, 5d) для потока является идентичным.

7. Кориолисовый массовый расходомер (1) по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что предусмотрены удерживающие устройства (6) для крепления приводных и/или сенсорных систем на измерительных трубах (2а, 2b, 2с, 2d), при этом удерживающее устройство (6) в смонтированном состоянии соединяет друг с другом находящиеся в одной плоскости (E₁, Е₂) измерительные трубы (2а, 2b; 2с, 2d).

8. Кориолисовый массовый расходомер (1) по п.7, отличающийся тем, что удерживающие устройства (6) для приводных или сенсорных систем выполнены симметрично, прежде всего выполнены симметрично относительно по меньшей мере двух ортогональных друг к другу плоскостей.

9. Кориолисовый массовый расходомер (1) по п.7, отличающийся тем, что на одном удерживающем устройстве (6) над и под двумя соединенными посредством удерживающего устройства (6) измерительными трубами (2а, 2b; 2с, 2d) закреплена деталь приводной или сенсорной системы.

10. Кориолисовый массовый расходомер (1) по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что со стороны входа и со стороны выхода предусмотрены соответственно две разнесенные друг от друга узловые фасонки (8, 9), которые соединяют друг с другом все четыре измерительные трубы (2а, 2b, 2c, 2d), прежде всего узловые фасонки (8, 9) выполнены симметрично.

11. Кориолисовый массовый расходомер (1) по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что предусмотренные со стороны входа и со стороны выхода коллекторы (3) выполнены настолько прочными, что они выполняют функции узловой фасонки.

12. Кориолисовый массовый расходомер (1) по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что внутри корпуса (10) кориолисового массового расходомера (1) предусмотрен элемент (12) жесткости, при этом элемент (12) жесткости имеет дугообразную форму, которая является противоположной дугообразной форме измерительных труб (2а, 2b, 2c, 2d).

13. Кориолисовый массовый расходомер (1) по п.12, отличающийся тем, что внутри элемента (12) жесткости выполнен замкнутый объем, при этом, прежде всего, предусмотрена возможность подачи теплоносителя внутрь элемента (12) жесткости.