РАСХОДОМЕР КОРИОЛИСА С МНОЖЕСТВОМ РАСХОДОМЕРНЫХ ТРУБОК Российский патент 2025 года по МПК G01F1/84 G01N9/32 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Настоящее изобретение относится к области техники измерительных приборов, в частности, к расходомеру Кориолиса с множеством расходомерных трубок.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Расходомер Кориолиса представляет собой устройство измерения массового расхода, основанное на принципе Кориолиса, которое также может использоваться для измерения плотности среды. Сердцевиной внутренней конструкции датчика расхода является расходомерная трубка, количество которых обычно составляет от одной до двух, по которой протекает измеряемая среда. В обычном датчике расхода с двойной изогнутой трубкой расходомерные трубки A и B снабжены приводным устройством, устройством обнаружения и узловой пластиной. Область измерения определена между двумя узловыми пластинами на внутренних сторонах, и область измерения находится в непрерывной небольшой вибрации под действием электрического сигнала, подаваемого приводным устройством, а устройство обнаружения используется для обнаружения вибрации. Две расходомерные трубки соединяются вместе на концах делителем потока, а затем подключаются к внешним узлам.

[0003] Расход представляет собой определенное количество жидкости, проходящей через площадь поперечного сечения в единицу времени, поэтому очевидно, что чем больше площадь поперечного сечения, тем больше поток, при условии, что остальные параметры являются постоянными, а увеличение площади поперечного сечения ведет к увеличению диаметра расходомерной трубки. Сохранение той же чувствительности измерения приводит к увеличению длины. Для измерения большого расхода требуется датчик расхода большого диаметра, размером более DN150, который обычно имеет большие размеры и тяжелый вес, а также жесткие требования к месту установки и высокую стоимость. В случае, когда труба имеет постоянный диаметр, уменьшение ее размера за счет уменьшения длины расходомерной трубки приведет к снижению чувствительности датчика, что повлияет на качество измерения.

[0004] В условиях работы с большим расходом, таких как погрузка и разгрузка судов, требования к расходу возрастают, поэтому необходимо спроектировать датчик с большим расходом. Однако необходимо решить проблему, заключающуюся в том, что общий размер датчика не должен быть слишком большим, особенно это касается монтажной длины или высоты датчика.

[0005] В последние годы также появилась конструкция с четырьмя изогнутыми трубками, в которой верхняя и нижняя расходомерные трубки соединены вместе для вибрации, а четыре трубки соединены вместе узловыми пластинами. Однако у расходомерных трубок большого диаметра, разница между длиной области измерения верхней пары расходомерных трубок и длиной области измерения нижней пары расходомерных трубок больше, что влияет на эффект взаимосвязи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Целью настоящего изобретения является создание расходомера Кориолиса с множеством расходомерных трубок, решающего проблемы предшествующего уровня техники. Расходомер обеспечивает оптимальное соединение расходомерных трубок в одной группе и обеспечивает виброизоляцию от внешних частей.

[0007] Для достижения вышеуказанной цели в настоящем изобретении раскрывается следующее техническое решение:

[0008] Расходомер Кориолиса с множеством расходомерных трубок, согласно настоящему изобретению, включает в себя датчик расхода и преобразователь, при этом не существует конкретного ограничения на режим соединения датчика расхода и преобразователя, и может использоваться интегрированная конструкция фиксированного соединения или структура разъемного кабельного соединения. Датчик расхода включает в себя корпус датчика, втулку и два симметричных фланца. В корпусе датчика расположен блок чувствительных элементов, причем блок чувствительных элементов включает в себя, по меньшей мере, две группы расходомерных трубок, причем каждая группа расходомерных трубок включает в себя, по меньшей мере, две жестко соединенные расходомерные трубки, тем самым достигается вибрационная связь расходомерных трубок в одной и той же группе в области измерения. Две расходомерные трубки одинакового размера и геометрии в разных группах образуют пару расходомерных трубок, а области измерения пар расходомерных трубок имеют одинаковую или равную жесткость. По меньшей мере, две пары расходомерных трубок образуют, по меньшей мере, две группы расходомерных трубок, при этом каждая пара расходомерных трубок жестко соединена между собой, по меньшей мере, одной парой узловых пластин. Область измерения расходомерных трубок расположена между внутренними частями пары узловых пластин, и, по меньшей мере, одна пара узловых пластин первой пары расходомерных трубок и, по меньшей мере, одна пара узловых пластин второй пары расходомерных трубок являются независимыми конструкциями. К каждой группе расходомерных трубок подключены привод и детектор. Каждая расходомерная трубка сообщается с внешними частями через фланцы на обоих концах, измеряемая среда течет по расходомерной трубке, а электрический сигнал, подаваемый приводом, вызывает непрерывную небольшую вибрацию области измерения, для обнаружения которой используют детектор.

[0009] В другом варианте осуществления, все расходомерные трубки имеют одинаковый внешний диаметр и толщину, а области измерения имеют одинаковую или равную общую длину; или все расходомерные трубки имеют одинаковый внешний или внутренний диаметр, и хотя области измерения неравны по общей длине, жесткость областей измерения одинакова или равна при различной толщине расходомерной трубки; или все расходомерные трубки имеют одинаковый внешний диаметр и толщину, хотя области измерения неравны по общей длине, жесткость областей измерения одинакова или равна за счет добавления армирующей пластины в области измерения; или жесткость области измерения рассчитывается более точно с использованием метода конечных элементов, а жесткость двух или более пар расходомерных трубок равна или одинакова путем корректировки конструктивных параметров.

[0010] В другом варианте осуществления, группа расходомерных трубок включает в себя первую группу расходомерных трубок и вторую группу расходомерных трубок. Все расходомерные трубки в первой группе расходомерных трубок соединены первой крепежной пластиной детектора, а все расходомерные трубки во второй группе расходомерных трубок соединены второй крепежной пластиной детектора, при этом детектор неподвижно расположен между первой крепежной пластиной детектора и второй крепежной пластиной детектора. Крепежная пластина привода не соединяет вместе все расходомерные трубки в каждой группе, тогда как крепежная пластина детектора соединяет вместе все расходомерные трубки в каждой группе.

[0011] В другом варианте осуществления, группа расходомерных трубок включает в себя первую группу расходомерных трубок и вторую группу расходомерных трубок. Все расходомерные трубки в первой группе расходомерных трубок соединены первой крепежной пластиной привода, а все расходомерные трубки во второй группе расходомерных трубок соединены второй крепежной пластиной привода. Привод неподвижно расположен между первой крепежной пластиной привода и второй крепежной пластиной привода. Крепежная пластина привода соединяет все расходомерные трубки в каждой группе вместе, тогда как крепежная пластина детектора не соединяет вместе все расходомерные трубки в каждой группе. Настоящее изобретение не ограничивается только такими вариантами компоновки, также может использоваться крепежная конструкция, в которой крепежная пластина привода соединяет вместе все расходомерные трубки в каждой группе, а крепежная пластина детектора также соединяет вместе все расходомерные трубки в каждой группе.

[0012] В другом варианте осуществления, крепежная пластина привода не соединяет вместе все расходомерные трубки в каждой группе, и крепежная пластина детектора также не соединяет вместе все расходомерные трубки в каждой группе. Расходомерные трубки в каждой группе расходомерных трубок жестко соединены, по меньшей мере, одной парой групп крепежных пластин, и каждая пара групп крепежных пластин включает в себя две крепежные пластины, которые имеют одинаковую конструкцию и симметрично расположены вдоль срединной плоскости между входным отверстием расходомера и выходным отверстием расходомера.

[0013] В другом варианте осуществления, привод включает в себя первый привод и второй привод, детектор включает в себя первый детектор и второй детектор, а группа расходомерных трубок включает в себя первую группу расходомерных трубок, вторую группу расходомерных трубок, третью группу расходомерных трубок и четвертую группу расходомерных трубок. Каждая из первой группы расходомерных трубок и второй группы расходомерных трубок включает в себя, по меньшей мере, две расходомерные трубки, и каждая из третьей группы расходомерных трубок и четвертой группы расходомерных трубок включает в себя, по меньшей мере, одну расходомерную трубку. Все расходомерные трубки в первой группе расходомерных трубок соединены первой крепежной пластиной привода, а все расходомерные трубки во второй группе расходомерных трубок соединены второй крепежной пластиной привода. Первый привод жестко установлен между первой крепежной пластиной привода и второй крепежной пластиной привода. Первый детектор соединен с расходомерными трубками в первой группе расходомерных трубок и второй группе расходомерных трубок. Второй привод и второй детектор соединены с расходомерными трубками в третьей группе расходомерных трубок и четвертой группе расходомерных трубок; причем разница рабочей частоты первого привода и второго привода составляет не менее 5 Гц.

[0014] В другом варианте осуществления, привод включает в себя первый привод и второй привод, детектор включает в себя первый детектор и второй детектор, а группа расходомерных трубок включает в себя первую группу расходомерных трубок, вторую группу расходомерных трубок, третью группу расходомерных трубок и четвертую группу расходомерных трубок. Каждая из первой группы расходомерных трубок и второй группы расходомерных трубок включает в себя, по меньшей мере, две расходомерные трубки, и каждая из третьей группы расходомерных трубок и четвертой группы расходомерных трубок включает в себя, по меньшей мере, одну расходомерную трубку. Все расходомерные трубки в первой группе расходомерных трубок соединены первой крепежной пластиной детектора, а все расходомерные трубки во второй группе расходомерных трубок соединены второй крепежной пластиной детектора. Первый детектор жестко расположен между первой крепежной пластиной детектора и второй крепежной пластиной детектора. Первый привод соединен с расходомерными трубками в первой группе расходомерных трубок и второй группе расходомерных трубок. Второй привод и второй детектор соединены с расходомерными трубками в третьей группе расходомерных трубок и четвертой группе расходомерных трубок. Разница рабочей частоты первого привода и второго привода составляет не менее 5 Гц.

[0015] В другом варианте осуществления, привод включает в себя первый привод и второй привод, детектор включает в себя первый детектор и второй детектор, а группа расходомерных трубок включает в себя первую группу расходомерных трубок, вторую группу расходомерных трубок, третью группу расходомерных трубок и четвертую группу расходомерных трубок. Каждая из первой группы расходомерных трубок и второй группы расходомерных трубок включает в себя, по меньшей мере, две расходомерные трубки, и каждая из третьей группы расходомерных трубок и четвертой группы расходомерных трубок включает в себя, по меньшей мере, одну расходомерную трубку. Все расходомерные трубки в первой группе расходомерных трубок и второй группе расходомерных трубок жестко соединены, по меньшей мере, одной парой крепежных пластин, и каждая пара крепежных пластин включает в себя две крепежные пластины, которые имеют одинаковую конструкцию и симметрично расположены вдоль срединной плоскости между входным отверстием расходомера и выходным отверстием расходомера. Первый детектор и первый привод соединены с расходомерными трубками в первой группе расходомерных трубок и второй группе расходомерных трубок; второй привод и второй детектор соединены с расходомерными трубками в третьей группе расходомерных трубок и четвертой группе расходомерных трубок. Разница рабочей частоты первого привода и второго привода составляет не менее 5 Гц.

[0016] В другом варианте осуществления, узловая пластина включает в себя первые узловые пластины и вторые узловые пластины. Область измерения расходомерных трубок находится между двумя первыми узловыми пластинами, две вторые узловые пластины расположены отдельно на внешних сторонах двух первых узловых пластин, а вторые узловые пластины расположены в соединительной области расходомерной трубки. Каждая пара расходомерных трубок индивидуально соединена парой первых узловых пластин и парой вторых узловых пластин.

[0017] В другом варианте осуществления, узловая пластина включает в себя первые узловые пластины, вторые узловые пластины и третьи узловые пластины. Область измерения расходомерных трубок находится между двумя первыми узловыми пластинами, две вторые узловые пластины расположены отдельно на внешних сторонах двух первых узловых пластин, и каждая вторая узловая пластина расположена в соединительной области расходомерной трубки. Каждая пара расходомерных трубок индивидуально соединена парой первых узловых пластин и парой вторых узловых пластин. Две третьи узловые пластины расположены симметрично на внешних сторонах двух вторых узловых пластин, при этом третьи узловые пластины используются для соединения двух или более пар расходомерных трубок вместе.

[0018] В другом варианте осуществления, каждая расходомерная трубка имеет симметричную V-образную или трапециевидную структуру. V-образная конструкция включает в себя семь сегментов, расположенных симметрично от входного отверстия к выходному отверстию, которые представляют собой соответственно прямолинейный трубчатый сегмент, изогнутый трубчатый сегмент, прямолинейный трубчатый сегмент, изогнутый трубчатый сегмент, прямолинейный трубчатый сегмент, изогнутый трубчатый сегмент и прямолинейный трубчатый сегмент. Трапециевидная конструкция включает в себя девять сегментов, расположенных симметрично от входного отверстия к выходному отверстию, которые представляют собой соответственно прямолинейный трубчатый сегмент, изогнутый трубчатый сегмент, прямолинейный трубчатый сегмент, изогнутый трубчатый сегмент, прямолинейный трубчатый сегмент, изогнутый трубчатый сегмент, прямолинейный трубчатый сегмент, изогнутый трубчатый сегмент и прямолинейный трубчатый сегмент.

[0019] По сравнению с предшествующим уровнем техники некоторые варианты осуществления обладают следующими преимуществами:

[0020] При установке крепежной пластины привода, крепежной пластины детектора или независимых крепежных пластин в других положениях, по меньшей мере, две расходомерные трубки относительно жестко соединяются вместе, образуя группу расходомерных трубок. Конструкция, включающая две группы расходомерных трубок, которые могут вибрировать в противоположных направлениях для достижения самобалансировки, формируется путем использования другой группы расходомерных трубок с той же конструкцией вместе с узловыми пластинами, используемыми для определения области измерения, при этом расход и плотность измеряются на основе принципа Кориолиса. Для достижения оптимального соединения каждой группы расходомерных трубок, области измерения всех расходомерных трубок в группах расходомерных трубок проектируются таким образом, чтобы иметь одинаковую или равную жесткость. Для достижения оптимальной виброизоляции, по меньшей мере, узловые пластины соединяют только пару расходомерных трубок с внутренней стороны, а не все расходомерные трубки. Благодаря настоящему изобретению улучшается соединение между расходомерными трубками в одной группе, а также улучшается виброизоляция множества областей измерения от внешних частей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0021] Ниже представлено краткое описание чертежей для более детальной иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения или технических решений предшествующего уровня техники. Следует понимать, что чертежи в следующем описании представляют собой лишь некоторые варианты осуществления настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники могут создать и другие чертежи на основе указанных без внесения творческого труда.

[0022] Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение группы расходомерных трубок согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

[0023] Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение размеров группы расходомерных трубок согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

[0024] Фиг. 3 представляет собой схематическое изображение группы расходомерных трубок согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

[0025] Фиг. 4 представляет собой еще одну схематическую диаграмму второго варианта осуществления настоящего изобретения;

[0026] Фиг. 5 представляет собой схематическое изображение группы расходомерных трубок согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;

[0027] Фиг. 6 представляет собой схематическое изображение группы расходомерных трубок согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;

[0028] Фиг. 7 представляет собой схематическое изображение группы расходомерных трубок согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения;

[0029] Фиг. 8 представляет собой схематическое изображение расходомера Кориолиса с множеством расходомерных трубок согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения;

[0030] Фиг. 9 представляет собой вид сбоку фиг. 8;

[0031] Фиг. 10 представляет собой схематическое изображение группы расходомерных трубок согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения;

[0032] Фиг. 11 представляет собой схематическое изображение размеров группы расходомерных трубок согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения;

[0033] Фиг. 12 представляет собой схематическое изображение группы расходомерных трубок согласно седьмому варианту осуществления настоящего изобретения;

[0034] Фиг. 13 представляет собой схематическое изображение группы расходомерных трубок согласно восьмому варианту осуществления настоящего изобретения;

[0035] Фиг. 14 представляет собой частичный увеличенный вид фиг. 13;

[0036] Фиг. 15 представляет собой схематическое изображение группы расходомерных трубок согласно девятому варианту осуществления настоящего изобретения;

[0037] Фиг. 16 представляет собой схематическое изображение группы расходомерных трубок согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретения;

[0038] Фиг. 17 представляет собой схематическое изображение размеров группы расходомерных трубок согласно десятому варианту осуществления настоящего изобретения.

[0039] На чертежах: 1 - первая расходомерная трубка; 2 - вторая расходомерная трубка; 3 - третья расходомерная трубка; 4 - четвертая расходомерная трубка; 5 - первая узловая пластина; 6 - вторая узловая пластина; 7 - третья узловая пластина; 8 - первая крепежная пластина привода; 9 - вторая крепежная пластина; 10 - первая крепежная пластина детектора; 11 - вторая крепежная пластина детектора; 12 - привод; 1201 - первый привод; 1202 - второй привод; 13 - детектор; 1301 - первый детектор; 1302 - второй детектор; 14 - пятая расходомерная трубка; 15 - шестая расходомерная трубка; 16 - армирующая пластина; 17 - датчик расхода; 18 - преобразователь; 19 - корпус датчика расхода; 20 - втулка; 21 - фланец; 22 - первая крепежная пластина; 23 - вторая крепежная пластина.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0040] Далее подробно описаны технические решения вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи вариантов осуществления настоящего изобретения. Следует понимать, что описанные варианты осуществления представляют собой лишь некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, а не все варианты осуществления. Все другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящего изобретения без внесения творческого труда, подпадают под объем охраны настоящего изобретения.

[0041] Целью настоящего изобретения является создание расходомера Кориолиса с множеством расходомерных трубок, в котором решаются проблемы предшествующего уровня техники. Расходомер обеспечивает оптимальное соединение расходомерных трубок в одной группе и обеспечивает виброизоляцию от внешних частей.

[0042] Далее приводится подробное объяснение настоящего изобретения со ссылкой на чертежи и конкретные варианты осуществления для пояснения вышеизложенных целей, признаков и преимуществ настоящего изобретения.

[0043] Расходомер Кориолиса с множеством расходомерных трубок, как показано на фиг. 8 и фиг. 9, включает в себя датчик расхода 17 и преобразователь 18. Датчик расхода 17 включает в себя корпус датчика 19, втулку 20 и два симметричных фланца 21. В корпусе датчика 19 расположен блок чувствительных элементов, причем блок чувствительных элементов включает в себя, по меньшей мере, две группы расходомерных трубок, причем каждая группа расходомерных трубок включает в себя, по меньшей мере, две жестко соединенные расходомерные трубки, тем самым достигается вибрационная связь расходомерных трубок в одной и той же группе в области измерения. Две расходомерные трубки одинакового размера и геометрии в разных группах образуют пару расходомерных трубок. Пара расходомерных трубок имеет одинаковую жесткость в области измерения, при этом, по меньшей мере, две пары расходомерных трубок образуют, по меньшей мере, две группы расходомерных трубок, при этом каждая пара расходомерных трубок жестко соединена между собой, по меньшей мере, одной парой узловых пластин, а область измерения расходомерных трубок расположена между внутренними частями пары узловых пластин, и, по меньшей мере, одна пара узловых пластин первой пары расходомерных трубок и, по меньшей мере, одна пара узловых пластин второй пары расходомерных трубок являются независимыми конструкциями. К каждой группе расходомерных трубок подключены привод 12 и детектор 13. Каждая расходомерная трубка сообщается с внешними частями через фланцы 21 на обоих концах, измеряемая среда течет по расходомерной трубке, а электрический сигнал, подаваемый приводом 12, вызывает непрерывную небольшую вибрацию области измерения, для обнаружения которой используют детектор 13.

[0044] Первый вариант осуществления изобретения

[0045] Форма расположения расходомерных трубок в данном варианте осуществления улучшена, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, первая расходомерная трубка 1, вторая расходомерная трубка 2, третья расходомерная трубка 3 и четвертая расходомерная трубка 4 представляют собой изогнутые трубки, симметричные слева и справа и имеющие приблизительно V-образную форму. Первая расходомерная трубка 1 и вторая расходомерная трубка 2 состоят из множества изогнутых трубчатых сегментов и множества прямолинейных трубчатых сегментов, имеют одинаковый диаметр, толщину стенки и траекторию, изготовлены из одного и того же материала и соединены между собой двумя первыми узловыми пластинами 5 и двумя вторыми узловыми пластинами 6 с образованием первой пары расходомерных трубок. Область измерения пары расходомерных трубок определена между двумя первыми узловыми пластинами 5, а область за пределами этой области измерения, включающая две вторые узловые пластины 6, является соединительной областью. Третья расходомерная трубка 3 и четвертая расходомерная трубка 4 состоят из множества изогнутых трубчатых сегментов и множества прямолинейных трубчатых сегментов, имеют одинаковый диаметр, толщину стенки и траекторию, изготовлены из одного и того же материала и соединены между собой двумя первыми узловыми пластинами 5 и двумя вторыми узловыми пластинами 6 с образованием второй пары расходомерных трубок. Область измерения пары расходомерных трубок определена между двумя первыми узловыми пластинами 5, а область за пределами этой области измерения, включающая две вторые узловые пластины 6, является соединительной областью.

[0046] Третья расходомерная трубка 3 и четвертая расходомерная трубка 4 расположены в области, ограниченной первой расходомерной трубкой 1 и второй расходомерной трубкой 2. В расходомерной трубке прямолинейные трубчатые сегменты 11 и 12 параллельны, а изогнутые трубчатые сегменты h1 и h2 соосны, при этом выполняется условие l1+h1=l2+h2. Изогнутые трубчатые сегменты c1 и c2 расходомерной трубки не обязательно должны быть соосными. Первая расходомерная трубка 1 и третья расходомерная трубка 3 соединены первой крепежной пластиной привода 8 и двумя первыми крепежными пластинами детектора 10, образуя первую группу расходомерных трубок. Вторая расходомерная трубка 2 и четвертая расходомерная трубка 4 соединены второй крепежной пластиной привода 9 и двумя вторыми крепежными пластинами детектора 11, образуя вторую группу расходомерных трубок. Детектор 13 расположен на крепежной пластине детектора, привод 12 расположен на крепежной пластине привода, и расстояние между двумя группами расходомерных трубок одинаково по всей траектории изгиба групп расходомерных трубок. Группы расходомерных трубок жестко соединены, образуя связанную конструкцию, таким образом связывая вместе вибрацию верхней расходомерной трубки и нижней расходомерной трубки. Однако узловые пластины верхней пары расходомерных трубок и нижней пары расходомерных трубок являются независимыми и не соединяют верхнюю изогнутую трубку и нижнюю изогнутую трубку вместе.

[0047] В данном варианте осуществления первая пара расходомерных трубок и вторая пара расходомерных трубок имеют одинаковую или равную жесткость в области измерения. Область измерения симметрична слева и справа, а длина половины области измерения состоит из прямолинейных трубчатых сегментов (длина прямой l1 или l2) и изогнутых трубчатых сегментов (длина дуги окружности h1 или длина дуги окружности h2), при этом l1 и l2 параллельны, а h1 и h2 соосны. Длина области измерения первой пары расходомерных трубок равна 2(l1+h1), а длина области измерения второй пары расходомерных трубок равна 2(l2+h2). Для того, жесткость была одинаковой или равной, принимается следующее условие l1+h1=l2+h2, поэтому жесткость верхней пары трубок и нижней пары трубок одинакова, следовательно, и чувствительность измерения верхней пары трубок и нижней пары трубок одинакова, что улучшает связь между верхней областью измерения и нижней областью измерения. Для расходомерной трубки с малым удлинением оптимальным методом является более точный расчет жесткости области измерения каждой пары расходомерных трубок с использованием метода конечных элементов, таким образом жесткость области измерения пары расходомерных трубок становится равной или одинаковой.

[0048] Каждая из первой пары расходомерных трубок и второй пары расходомерных трубок имеет независимые узловые пластины, и благодаря независимым узловым пластинам внутренний угол a1 между верхними узловыми пластинами и внутренний угол a2 между нижними узловыми пластинами могут иметь два конструктивных параметра для оптимизации виброизоляции и минимизации передачи вибрации на внешние детали. С помощью метода конечных элементов можно обнаружить, что конструкция верхнего и нижнего комплектов независимых узловых пластин может уменьшить деформирующее усилие в месте соединения расходомерных трубок и делителя потока, тем самым улучшая виброизоляцию. Данный признак также является отличием от известной конструкции.

[0049] Каждая из первой пары расходомерных трубок и второй пары расходомерных трубок имеет независимые соединительные изогнутые трубчатые сегменты с1 и с2, которые являются соединительными областями за пределами области измерения, при этом два соединительных изогнутых трубчатых сегмента c1 и c2 не соединены вместе, а также не обязательно должны быть соосными, а радиус соединительных изогнутых трубчатых сегментов c1 и c2 может быть больше или меньше, что позволяет повысить гибкость конструкции соединительной области и дополнительно улучшить виброизоляцию.

[0050] Второй вариант осуществления изобретения

[0051] В первом варианте осуществления изобретения крепежная пластина привода и крепежная пластина детектора используются для соединения расходомерных трубок в одной группе. Данный вариант осуществления является усовершенствованием первого варианта осуществления и состоит в том, что соединение расходомерных трубок в одной группе также может быть достигнуто путем соединения расходомерных трубок в одной группе с использованием только первой крепежной пластины привода 8 и второй крепежной пластины привода 9, как показано на фиг. 3 и фиг. 4. Преимущество состоит в упрощении конструкции детектора. Как показано на фиг. 4, конструкция также может содержать два дополнительных детектора, то есть всего четыре детектора.

[0052] Третий вариант осуществления изобретения

[0053] Данный вариант осуществления является усовершенствованием первого варианта осуществления и состоит в том, что, соединение расходомерных трубок в одной группе также может быть достигнуто путем соединения расходомерных трубок в одной группе с использованием только первой крепежной пластины детектора 10 и второй крепежной пластины детектора 11, как показано на фиг. 5. Преимущество данной схемы состоит в упрощении конструкции привода или возможности установки двух относительно независимых приводов, расположенных сверху и снизу.

[0054] Четвертый вариант осуществления изобретения

[0055] В дополнение к соединению расходомерных трубок в одной группе с использованием крепежной пластины привода и детектора в приведенных выше вариантах осуществления соединения расходомерных трубок в одной группе также может быть достигнуто с использованием первой крепежной пластины 22 и второй крепежной пластины 23, независимых друг от друга, как показано на Фиг. 6. Преимущество данной схемы состоит в упрощении конструкции привода и детектора, а соединение расходомерных трубок в одной группе может быть достигнуто с использованием независимой крепежной пластины. В данной схеме также показано, что на концах соединительной области может быть установлена пара третьих узловых пластин 7, что способствует улучшению виброизоляции датчиков большого диаметра.

[0056] Пятый вариант осуществления изобретения

[0057] В дополнение к вышеописанным схемам, соединение расходомерных трубок в одной группе также может быть достигнуто с использованием крепежной пластины привода или крепежной пластины детектора и независимой крепежной пластины, как показано на фиг. 7, расходомерные трубки в одной группе соединены первой крепежной пластиной привода 8, второй крепежной пластиной привода 9 и независимой первой крепежной пластиной 22. В данной схеме также показано, что на концах соединительной области установлена пара третьих узловых пластин 7, а все расходомерные трубки соединены между собой третьими узловыми пластинами 7 на самом внешнем слое, что способствует улучшению виброизоляции датчиков большого диаметра. На данной схеме показана расходомерная трубка с малым удлинением, поэтому для определения жесткости области измерения используют метод конечных элементов. Путем корректировки конструктивных параметров жесткость области измерения пары расходомерных трубок становится одинаковой или равной. Общий внешний вид изобретения, согласно данному варианту осуществления, показан на фиг. 8 и фиг. 9.

[0058] Шестой вариант осуществления изобретения

[0059] Принцип разработки настоящего изобретения также подходит для расходомера Кориолиса, включающего большее количество изогнутых расходомерных трубок, как показано на фиг. 10, каждая группа включает в себя три расходомерные трубки, при этом три расходомерные трубки в одной группе соединены между собой крепежной пластиной. Преимущество данной схемы состоит в том, что можно достичь измерения большего расхода. В данной схеме также показано, что на концах соединительной области установлена пара третьих узловых пластин 7, а все шесть расходомерных трубок соединены между собой третьими узловыми пластинами 7, что способствует улучшению виброизоляции датчиков большого диаметра.

[0060] Фиг. 11 дополнительно иллюстрирует новизну настоящего изобретения, согласно которой выполняется условие l1+h1=l2+h2=l3+h3, где l1+ h1= l2+h2= l3+h3 представляют собой сумму размеров прямолинейных трубчатых сегментов и изогнутых трубчатых сегментов трех пар расходомерных трубок, так что жесткости областей измерения трех пар расходомерных трубок примерно одинаковы.

[0061] Седьмой вариант осуществления изобретения

[0062] Расходомер Кориолиса, включающий шесть расходомерных трубок, также может быть разделен на четыре группы расходомерных трубок, в дополнение к первой группе расходомерных трубок и второй группе расходомерных трубок предусмотрены третья группа расходомерных трубок и четвертая группа расходомерных трубок. Как показано на фиг. 12, в соответствии с принципом настоящего изобретения первая группа включает, по меньшей мере, первую расходомерную трубку и третью расходомерную трубку, вторая группа включает, по меньшей мере, вторую расходомерную трубку и четвертую расходомерную трубку, третья группа включает, по меньшей мере, одну пятую расходомерную трубку 14, а четвертая группа включает, по меньшей мере, одну шестую расходомерную трубку 15.

[0063] Две расходомерные трубки в первой группе соединены вместе независимой первой крепежной пластиной 22 и независимой второй крепежной пластиной 23, образуя группу расходомерных трубок. Две расходомерные трубки во второй группе соединены вместе независимой первой крепежной пластиной 22 и независимой второй крепежной пластиной 23, образуя другую группу расходомерных трубок. Первая группа расходомерных трубок и вторая группа расходомерных трубок вибрируют на первой рабочей частоте, генерируемой первым приводом 1201, и вибрация обнаруживается двумя первыми детекторами 1301.

[0064] Каждая из третьей группы и четвертой группы имеет одну расходомерную трубку, вибрация расходомерных трубок осуществляется вторым приводом 1202 и обнаруживается вторым детектором 1302. Вибрации третьей группы и четвертой группы осуществляются на второй рабочей частоте, причем вторая рабочая частота отличается, по меньшей мере, на 5 Гц от первой рабочей частоты. Несмотря на то, что на данной схеме в каждой группе показана только одна расходомерная трубка, по принципу разработки каждая группа включает в себя несколько расходомерных трубок.

[0065] Восьмой вариант осуществления изобретения

[0066] Во всех вышеприведенных схемах используются расходомерные трубки одинакового внешнего диаметра и толщины. Для достижения примерно одинаковой жесткости длины областей измерения должны быть примерно равными. В данном варианте осуществления представлена другая конструкция, иллюстрирующая принцип разработки настоящего изобретения. Как показано на фиг. 13, когда длины областей измерения неравны, жесткость может быть приблизительно одинаковой при различной толщине расходомерных трубок. Как показано на фиг. 14, длина области измерения первой пары расходомерных трубок больше, чем длина области измерения второй пары расходомерных трубок. Если необходимо достичь одинаковой жесткости, толщина t1 первой пары расходомерных трубок должна быть больше толщины t2 второй пары расходомерных трубок.

[0067] Девятый вариант осуществления изобретения

[0068] Когда расходомерные трубки имеют одинаковый внешний диаметр и толщину, но разную длину области измерения, жесткость может быть повышена с помощью армирующей пластины 16, так что жесткость пары расходомерных трубок увеличивается, при этом жесткость двух пар расходомерных трубок становится одинаковой. Как показано на фиг. 15, если жесткость области измерения первой пары расходомерных трубок относительно невелика, жесткость области измерения первой пары расходомерных трубок можно увеличить путем добавления армирующей пластины 16 в область измерения, и, таким образом, жесткость верхней пары расходомерных трубок будет аналогична жесткости нижней пары расходомерных трубок.

[0069] Десятый вариант осуществления изобретения

[0070] Расходомерная трубка в приведенной выше схеме имеет V-образную изогнутую форму, однако в соответствии с принципом разработки конструкции, она может быть, например, трапецеидальной или U-образной формы. На фиг. 16 изображена трапециевидно изогнутая трубка. Если расходомерные трубки имеют одинаковый диаметр и толщину, тогда выполняется условие l1+h1+s1=l2+h2+s2 как показано на фиг. 17, и можно гарантировать, что жесткость областей измерения примерно одинакова, при этом l1+ h1+s1 - сумма размеров прямолинейного трубчатого сегмента, изогнутого трубчатого сегмента и другого прямолинейного трубчатого сегмента первой расходомерной трубки; а l2+h2+s2 представляет собой сумму размеров прямолинейного трубчатого сегмента, изогнутого трубчатого сегмента и другого прямолинейного трубчатого сегмента второй расходомерной трубки.

[0071] Следует понимать, что ориентация или позиция в описании настоящего изобретения, обозначенные терминами «центр», «сверху», «снизу», «слева», «справа», «вертикально», «горизонтально», «внутри» и «снаружи», основаны на ориентации или позиции, показанном на чертежах, только для удобства и упрощения описания настоящего изобретения, а не для указания или подразумевания того, что упомянутое устройство или элемент должны иметь определенную позицию, быть сконструированы и работать в определенной позиции и, таким образом, не должны рассматриваться как ограничивающие объем настоящего изобретения. Кроме того, термины «первый» и «второй» используются только в описательных целях и не должны быть истолкованы как указывающие или подразумевающие относительную важность.

Изобретение относится к расходомеру Кориолиса с несколькими расходомерными трубками, включающему датчик расхода и преобразователь. Датчик расхода включает в себя корпус датчика, втулку и два симметричных фланца. В корпусе датчика расположен блок чувствительных элементов, причем блок чувствительных элементов включает в себя, по меньшей мере, две группы расходомерных трубок, причем каждая группа расходомерных трубок включает в себя, по меньшей мере, две расходомерные трубки. Две расходомерные трубки одинакового размера и геометрии в разных группах образуют пару расходомерных трубок. По меньшей мере, две пары расходомерных трубок образуют, по меньшей мере, две группы расходомерных трубок. Расходомерные трубки каждой группы расходомерных трубок жестко соединены по меньшей мере одной крепежной пластиной, каждая пара крепежных пластин состоит из двух крепежных пластин, которые имеют одинаковую конструкцию и симметрично расположены вдоль средней плоскости между входом и выходом расходомера, каждая пара расходомерных трубок жестко соединена вместе, по меньшей мере, одной парой узловых пластин. Технический результат - улучшение соединения между расходомерными трубками одной и той же группы, а также улучшение виброизоляции нескольких измерительных зон от внешних частей. 7 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Расходомер Кориолиса с множеством расходомерных трубок, включающий в себя датчик расхода и преобразователь, при этом датчик расхода включает в себя корпус датчика, втулку и два симметричных фланца; при этом в корпусе датчика расположен блок чувствительных элементов, причем блок чувствительных элементов включает в себя, по меньшей мере, две группы расходомерных трубок, причем каждая группа расходомерных трубок, по меньшей мере, из двух групп расходомерных трубок содержит, по меньшей мере, две расходомерные трубки; по меньшей мере две пары расходомерных трубок образуют, по меньшей мере, две группы расходомерных трубок, каждая пара расходомерных трубок, по меньшей мере, из двух пар расходомерных трубок образована двумя расходомерными трубками одинакового размера и геометрии в разных группах расходомерных трубок, по меньшей мере, из двух групп расходомерных трубок, каждая пара расходомерных трубок жестко соединена вместе, по меньшей мере, одной парой узловых пластин, область измерения расходомерных трубок выполнена между внутренними частями, по меньшей мере, одной пары узловых пластин, и к каждой группе расходомерных трубок подключены привод и детектор, при этом расходомерные трубки каждой группы расходомерных трубок жестко соединены, по меньшей мере, одной парой крепежных пластин, причем каждая пара крепежных пластин содержит две крепежные пластины, которые имеют одинаковую конструкцию и расположены симметрично вдоль срединной плоскости между входным отверстием расходомера и выходным отверстием расходомера, при этом каждая из расходомерных трубок имеет симметричную V-образную или трапециевидную структуру.

2. Расходомер Кориолиса с множеством расходомерных трубок по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, две группы расходомерных трубок содержат первую группу расходомерных трубок и вторую группу расходомерных трубок; все расходомерные трубки в первой группе расходомерных трубок соединены первой крепежной пластиной привода, и все расходомерные трубки во второй группе расходомерных трубок соединены второй крепежной пластиной привода, и привод неподвижно расположен между первой крепежной пластиной привода и второй крепежной пластиной привода.

3. Расходомер Кориолиса с множеством расходомерных трубок по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, две группы расходомерных трубок содержат первую группу расходомерных трубок и вторую группу расходомерных трубок; все расходомерные трубки в первой группе расходомерных трубок соединены первой крепежной пластиной детектора, а все расходомерные трубки во второй группе расходомерных трубок соединены второй крепежной пластиной детектора; и детектор жестко расположен между первой крепежной пластиной детектора и второй крепежной пластиной детектора.

4. Расходомер Кориолиса с множеством расходомерных трубок по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, две группы расходомерных трубок содержат первую группу расходомерных трубок, вторую группу расходомерных трубок, третью группу расходомерных трубок и четвертую группу расходомерных трубок; каждая из первой группы расходомерных трубок и второй группы расходомерных трубок включает в себя, по меньшей мере, две расходомерные трубки, и каждая из третьей группы расходомерных трубок и четвертой группы расходомерных трубок включает в себя, по меньшей мере, одну расходомерную трубку; все расходомерные трубки в первой группе расходомерных трубок соединены первой крепежной пластиной привода, а все расходомерные трубки во второй группе расходомерных трубок соединены второй крепежной пластиной привода; первый привод жестко установлен между первой крепежной пластиной привода и второй крепежной пластиной привода; первый детектор соединен с расходомерными трубками в первой группе расходомерных трубок и второй группе расходомерных трубок; второй привод и второй детектор соединены с расходомерными трубками в третьей группе расходомерных трубок и четвертой группе расходомерных трубок; причем рабочие частоты первого привода и второго привода отличаются.

5. Расходомер Кориолиса с множеством расходомерных трубок по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, две группы расходомерных трубок содержат первую группу расходомерных трубок, вторую группу расходомерных трубок, третью группу расходомерных трубок и четвертую группу расходомерных трубок; каждая из первой группы расходомерных трубок и второй группы расходомерных трубок включает в себя, по меньшей мере, две расходомерные трубки, и каждая из третьей группы расходомерных трубок и четвертой группы расходомерных трубок включает в себя, по меньшей мере, одну расходомерную трубку; все расходомерные трубки в первой группе расходомерных трубок соединены первой крепежной пластиной детектора, а все расходомерные трубки во второй группе расходомерных трубок соединены второй крепежной пластиной детектора; первый детектор жестко расположен между первой крепежной пластиной детектора и второй крепежной пластиной детектора; первый привод соединен с расходомерными трубками в первой группе расходомерных трубок и второй группе расходомерных трубок; второй привод и второй детектор соединены с расходомерными трубками в третьей группе расходомерных трубок и четвертой группе расходомерных трубок; причем рабочие частоты первого привода и второго привода отличаются.

6. Расходомер Кориолиса с множеством расходомерных трубок по п. 1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, две группы расходомерных трубок содержат первую группу расходомерных трубок, вторую группу расходомерных трубок, третью группу расходомерных трубок и четвертую группу расходомерных трубок; каждая из первой группы расходомерных трубок и второй группы расходомерных трубок включает в себя, по меньшей мере, две расходомерные трубки, и каждая из третьей группы расходомерных трубок и четвертой группы расходомерных трубок включает в себя, по меньшей мере, одну расходомерную трубку; все расходомерные трубки в первой группе расходомерных трубок и второй группе расходомерных трубок жестко соединены, по меньшей мере, одной парой крепежных пластин, и каждая пара крепежных пластин включает в себя две крепежные пластины, которые имеют одинаковую конструкцию и симметрично расположены вдоль срединной плоскости между входным отверстием расходомера и выходным отверстием расходомера; первый детектор и первый привод соединены с расходомерными трубками в первой группе расходомерных трубок и второй группе расходомерных трубок; второй привод и второй детектор соединены с расходомерными трубками в третьей группе расходомерных трубок и четвертой группе расходомерных трубок; причем рабочие частоты первого привода и второго привода отличаются.

7. Расходомер Кориолиса с множеством расходомерных трубок по п. 1, отличающийся тем, что узловые пластины включают в себя первые узловые пластины и вторые узловые пластины; область измерения расходомерных трубок находится между двумя первыми узловыми пластинами, две вторые узловые пластины расположены отдельно на внешних сторонах двух первых узловых пластин, а вторые узловые пластины расположены в соединительной области расходомерной трубки; каждая пара расходомерных трубок индивидуально соединена парой первых узловых пластин и парой вторых узловых пластин.

8. Расходомер Кориолиса с множеством расходомерных трубок по п. 7, отличающийся тем, узловые пластины включают в себя первые узловые пластины, вторые узловые пластины и третьи узловые пластины; область измерения расходомерных трубок находится между двумя первыми узловыми пластинами, две вторые узловые пластины расположены отдельно на внешних сторонах двух первых узловых пластин, и каждая вторая узловая пластина расположена в соединительной области расходомерных трубок; каждая пара расходомерных трубок индивидуально соединена парой первых узловых пластин и парой вторых узловых пластин; две третьи узловые пластины расположены симметрично на внешних сторонах двух вторых узловых пластин, при этом третьи узловые пластины выполнены с возможностью соединения двух или более пар расходомерных трубок вместе.