Плотномер Советский патент 1983 года по МПК G01N9/04 

I Изобретение относится к измерению плотности жидких сред, склонных к истиранию стенок трубопроводов или отложению на них-инкрустации, т . е. абразивных и кристаллизующихся жидкос тей, и может быть использовано в химич-еской, пищевой и других отраслях промышленности. Известен плотномер, включающий чувствительный элемент в виде одного патрубка, сочлененного с трубопрово- . 0 дом упругими- втулками, и весовой преобразователь Ll. Наиболее близким к изобретеншэ по технической сущности и достигаемо- мурезультату является плотномер, . 15 содержащий чувствительный элемент в виде двух патрубков, сочлененных с участками трубопроводов упругими втулками, и преобразователь t2. Принцип действия указанных плотно 20 меров основан на взвешивании постоянного объема протекающей жидкости и преобразовании в сигнал, пропорциональный плотности. Недостатком этого устройства явля-25 ется низкая точность измерения плотности абразивных и кристаллизующихся жидкостей. Погрешность обусловлена склонностью жидкостей такого рода к отложению инкрустации или истиранию QQ трубопроводов, так как в этих случаях изменяется общий вес чувствительного элемента при неизменной плотности контролируемой жидкости, что приводит к снижению точности измерений. г Цель изобретения - повышение точности измерения плотности абразивных и кристаллизующихся жидкостей.. Поставленная цель достигается тем, что в плотномере, содержащем чувствительный элемент в виде двух патрубков, сочлененных с участками трубопроводов упругими втулками, и преобразователь, -патрубки снабжены дополнительными внутренними установленными соосно с внешними патрубками 45 с образованием неравных кольцевых зазоров, а также дополнительнЕлм преобразователем и вычислительньом устройством, при этом патрубки посредством, преобразователей соединены с вычис- 50 лительным устройством. Введение дополнительных внутренних, соосно установленных с наружными, патрубков с образованием неравных кольцевых зазоров позволяет получить дополнительные слои инкрустаций (или истирающиеся слои стенок). При этом объем, занимаег«1Ь й контролируемой жщдкостью соответственно уменьшается на величину объема ин- 60 крустации. Выполнение кольцевых зазоров неравными позволяет иметь у каждой пары патрубков (наружного и внутреннего), такие соотношения объемов инкрустаций и объемов с конт- 5 тр оп даю ный ти та ру по ук ны пр со вом гд G п за чу со чи гд мет рад сис где (4 лируемой жидкостью, которые при еделенном алгоритме вычисления т результат (вес.), пропорциональтолько истинной плотности жидкоси начальному объему (без инкрусий) кольцевого зазора между патками, который фактически имеет тоянную величину. Для реализации занного алгоритма каждый наружпатрубок снабжен индивидуальным образователем, выходы которых динены с вычислительным устройст, функционирующим по алгоритму G-HGI,-, G - выходной сигнал вычислительного устройства; IG - выходные сигналы каждого из преобразователей, пропорциональные измеряемому суммарному весу жкцкости и инкрустаций в кольцевых зазорах патрубков чувствительного элемента, m - коэффициенты. При этом коэффициенты пит свяы с геометрическими параметрами ствительного элемента следующими тношениями, позволяющими исклю-. ь влияние объемов инкрустаций (1) р-Чи-х)|№,чг} X - коэффициент чувствительности;Р - коэффициент, показывающий во сколько раз начальный рабочий объем в- кольцевом зазоре одной пары патрубков больше, чем у другой , пары патрубков) К - коэффициент, показывающий, во сколько раз в каждый момент времени объем образовав- шихся инкрустаций в кольцевом зазоре одной пары патрубков больше, чем у другой пары патрубков. ля определения соотношения георических размеров патрубков (их иусы и длины) необходимо решить тему уравнения ir J. .ji.. sJf 1Ж J-ff , N,L.V объем жидкости в кольце вых зазорах каждой пары патрубков при отсутствии инкрустаций; Sj - объемы инкрустаций в каждый момент времени в кольцевых зазорах каждой пары патрубков. ходе решения системы уравнений и (5)получим соотношение U. Р где 1,2 радиусы внутренних поверхностей наружных патрубков; У г - радиусы наружных повер ностей внутренних патрубков. Учитывая выражения (2) и (3), пол чаем из (6) ряд огрничений, которые должны выполняться при реализации устройства R.i--2V Vi. f Яа. Р v -4mp ., (8) откуда С9) ,,j (0) Приведенные выражения представля ют собой все необходимые и достаточ ные условия для определения соотнош ний геометрических параметров патру ков, численные значения которых опре деляются после решения системы урав нений (.4) и (5) с развернутой подстановкой составляквдих г- , а также для выбора коэффициентов в алгоритме функционирования вычислительного устройства. Выполнение все этих условий позволяет получить пло номер у которого отсутствует дополнительная погрешность измерения изза образования инкрустации. Все эти рассуждения справедливы и для случа истирания внутренних поверхностей. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Плотномер содержит чувствительны элемент, выполненньай в виде двух патрубков 1 и 2, которые снабжены дополнительными внутренними соосно установленными патрубками 3 и 4 с. образованием неравных кольцевых зазоров 5 и б. Патрубки 1 и 2 установлены на опоре 7 с помощью шарниров 8 и 9. Патрубки 1 и 2 сочленены с участками трубопровода 10 с помощью упругих втулок 11. Каждый из патрубков 1 и 2 снабжен преобразователем 12 и 13, а выходы преобразователей 12 и 13 соединены с вычислительным устройством 14, сигнал с Которого пост пает на вторичный прибор 15, Плотномер работает следукяцнм образом.I Контролируемая жидкость проходит по трубопроводу 11 поступает в кольцбвые зазоры 5 и .6, образованные парами патрубков 1,3 и 2,4 чувствительного элемента, проходит по зазорам и направляется далее по трубопроводу . С помощью преобразователей 12 и 13 патрубки вместе с жидкостью взвешиваются, выходные сигналы от преобразователей преобразуются вычислительным устройством- 14, сигнал которого пропорционален истинной плотности жидкости и фиксируетсяВторичным прибором 15, имеющим шкалу, проградуирбванную в единицах плотности (кг/м). Преимущества предлагаемого плотномера по сравнению с прототипом состоят в повышении точности измерег ния за счет исключения погрешности измерения, обусловленной наличием инкрустаций или при истирании стенок чувствительного элемента. Так, в плотномере-прототипе, имеющем длину чувствительного элемента 1 м и внутренний диаметр 0,1 м, погрешность измерения плотности, например, шлама дистиллерной жидкости имеет следующие значения; Толщина слоя инкрустаций 0,001 0,005 0,01 Погрешность,% rf. -Л00°1о 4,43 21,3 40,0 В плотномере- предлагаемой конструкции наличие инкрустаций не влияет на точность измерений, что подтверждается ыполненнил расчетом. Экономический эффект от внедрения 6-ти плотномеров в цехе хлористого кальция на Лисичанске содовом заводе составит 40 тыс. руб./г, а от внедрения 3-х плотномеров в цехе известковой суспензии на СтПО Сода 50 тыс. руб. /г.

ПЛОТНОМЕР, содержащими чувствительный элемент в виде двух патрубков, сочлененных с участками трубо®СЕСб 05Ш ДлШ|Т«л.. . I - I , I ЯСг ЕЕКЧЙ -:.-;... . .проводов упругими втулками, и преобразователь, отличающийс я тем, что, с целью повьиаения точности измерения плотности абразивных и кристаллизующихся жидкостей, патрубки снабжены дополнительными внутренними, установленными соосно с внешними, .патрубками с образованием неравных кольцевых зазоров, а также дополнительным преобразователем и вычислительным устройством, при этом патрубки посредством преобразователей соединены с вычислительным устройством. (Л