Гравиметрический плотномер Советский патент 1988 года по МПК G01N9/00 

со

со

ел

со

со

Изобретение относится к технике Измерения плотности двухфазного потока типа газ - жидкость и может быть использовано в технике измерения концентрации или плотности таких потоков (напримерJв качестве датчика для непрерывного измерения указанных параметров таких потоков).

Цель изобретения - повышение точ- измерений плотности двухфазных ikoTOKOB типа газ - жидкость путем увеличения гибкости подвижной системы.

13959912

зованного его гибкой трубкой 4. Оси шарнирных соединений на каждом из поворотных рычагов 8 и 9 перекрещиваются с продольной осью указанного канала под прямым углом. Чувствительньй элемент через верхний рычаг 8 подвешен на пружине 10 датчика силы к кожуху 1. Кроме TorOj датчик силы имеет jg датчик 11 для измерения малых перемещений с показывающим ггрибором 12. В этом случае отводящий патрубок 3 выг.о полнен в виде изогнутого вниз поворотного колена (фиг. 1), между вход

Изобретение относится к технике измерения плотности двухфазного потока типа газ - жидкость. Цель - повышение точности измерений плотности двухфазных потоков путем увеличения гибкости чувствительного элемента. Плотномер содержит кожух с подводящим и отводящим патрубками, внутри которого установлен подвижный чувствительный элемент между указанными патрубками. Подвижный чувствительный элемент выполнен в виде жестких колец, установленных соосно и связанных между собой гибкими патрубками. Каждое кольцо шарнирно саединено с поворотными рычагами, расположенными параллельно продольной оси канаста, при этом верхний рычаг снабжен датчиком силы. 2 ил.

На фиг. 1 изображен гравиметричес--j ным сечением которого и свободным

1:ий плотномер, общий вид, фронтальная г роекция при вертикальном осевом раз- Г1езе кожуха; на фиг. 2 - канал под- нижного чувствительного устройства, поперечное сечение.

Гpaвимeтpичeckий плотномер состоит из кожуха 1 с подводящим 2 и отво- Лящим 3 патрубками. Соосно каналу г:одводящего патрубка 2 в кожухе 1 установлен подвижный чувствительный элемент, состоящий из участка гибкой гроточной трубки 4, поверх которой 31становлены с определенным интервалом яЕсткие кольца 5. Кольца 5 (например, q помощью клея или другим известным Способом) своей внутренней поверхностью соединены с участком гибкой проточной трубки 4. При этом ширина колец 5 и ширина просветов между ними когут быть примерно одинаковьми. В результате этого канал подвижного чувствительного элемента представляет собой систему чередующихся друг с другом жестких и гибких колец, расположенных СООСНО друг за другом, f Подвижный чувствительный элемент со стороны подводящего патрубка 2 соединен с этим патрубком. При этом продольная ось канала подводящего патрубка 2 и продольная ось канала подвижного чувствительного элемента в его нейтральном положении лежат на одной прямой.

Жесткие кольца 5 через имеющиеся н:а них жесткие стойки 6 и 7 (фиг. 2) йарнирно соединены с верхним 8 и нижним 9 поворотными П-образными рычагами, которые свободными концами шарнирно соединены с кожухом 1„ Оси всех шарнирных соединений на каждом поворотных рычагов лежат в своей пйоскости, каждая из которых параллельна продольной оси канала подвижного чувствительного элемента, обра

0

5

5 ,,

0

5

0

концом подвижного чувствительного элемента имеется минимальньй свободный зазор. Нижняя часть кожуха 1, примыкающая к отводящему патрубку 3, сообщается с каналом этого патрубка дополнительным сливным каналом 13.

Гравиметрический плотномер работает следующим образом.

Гравиметрический плотномер устанавливают на участке прямолинейного горизонтального трубопровода СООСНО его каналу. При наличии в кожухе 1 одного подвижного чувствительного элемента измеряемый двухфазный поток типа газ - жидкость из транспортного трубопровода подается в подводящий патрубок 2, из которого этот поток - проходит в канал подвижного чувствительного элемента, образованного гибкой трубкой 4 с жесткими кольцами 5 на ее наружной поверхности. Пройдя канал подвижного чувствительного элемента, преодолевая по инерции зазор, имеющийся межцу этим элементов и отводящим патрубком 3, измеряемьй поток попадает в указанный патрубок и далее проходит в канал последующего за ним участка транспортного трубопровода .

Поскольку участок гибкой проточной трубки 4 с жесткими кольцами 5 по ее наружной поверхности образуют цилинд-п рический канал, то тормозящее воздай- ствие этого чувствительного элемента на измеряемый поток будет минимальным. Поэтому параметры двухфазного -. потока в канале подвижного чувствительного элемента будут равны таковьм в канале транспортного трубопровода, т.е. соответствовать им.

Под воздействием равнодействующей сил веса частиц транспортируемой жидкости и потока несущей фазы в канале подвижного чувствительного элемента,

которое передается поворотным рычагам 8 и 9, поворотные рычаги 8 и 9 станут воздействовать на пружину 10 датчика силы. Сила, с которой пово- ротный рычаг 8 воздействует на пружину 10 датчика силы, будет измеряться при этом по деформации этой пружины датчиком 11 перемещений и регистрироваться на шкале показывающего прибо- ра 12.

Поскольку жесткие кольца 5 шарнир- но соединены с поворотными рычагами 8 и 9, которые не лежат в одной плоскости, то все продольные к проточной гибкой трубке 4 силы не будут участ вовать в смещении этих колец, а следовательно, и в отклонении поворотных рычагов 8 и 9 от нейтрального положения. Это в полной мере относится и к силам натяжения продольных образующих свободных промежутков гибкой трубки 4 перепадом статического давления, возникающего между их внутренними и наружными поверхностями, т.е. между внутренними и наружными их стенками при движении измеряемого потока.

Кроме того, учитывая, что при такой конструкции подвижного чувствительного элемента количество колец 5 и свободных просветов гибкой трубки 4 может быть достаточно больщим, деформация этих просветов может быть малой. К тому же она проходит в данном случае в наиболее податливом, а именно поперечном к их образующим на- правлениям. Поэтому усилие деформации гибкой трубки- 4 будет при этом ничтожно мало и не окажет существенного влияния на показания прибора, тем более при ничтожно малом смещении поворотного рычага 8 в зоне установки , пружины 10 датчика силы. Последнее обеспечивается наличием соответствующей жесткости пружины 10 и датчиком силы с минимальным перемещением подвижного чувствительного элемента.

;

Соответствие между показаниями устройства и параметрами измеряемого потока может быть обеспечено тарировкой прибора или расчетным путем.

Те частицы жидкости, которые случайно попали в полость между кожухом и подвижным чувствительным элементом или образовались там по причине конденсации паров транспортируемой жидкости, стекают по каналу 13 в движущийся измеряемьй поток.

j. JQ

- |52о й25н.

-,Q 40

45

50

55

Преимущество предлагаемого гравиметрического плотномера (по сравнению с известными) заключается в том, что благодаря шарнирной подвеске всех жестких колец 5 к поворотным рычагам 8 и 9 исключается влияние на отклонение этих рычагов всех продольных сил, включая силы натяжения свободных промежутков гибких трубок 4. Кроме того, такая подвеска жестких колец 5 совместно с выполнением подвижных чувствительных элементов в виде гибких трубок, поверх которых со свободными... промежутками установлены жесткие кольца 5, позволяет соединить в одном элементе несколько свойств. Во-первых, этот подвижный чувствительньй элемент практически всегда вьщерживает цилиндрическую геометрическую форму своего канала, а также его все остальные геометрические размеры, т.е. подобно жесткому трубопроводу. С другой стороны этот подвижный чувствительньй элемент исключительно гибкий в направлении отклонений поворотных рычагов, что делает его весьма чувствительным к плотности потока, который движется в его канале. Все это ведет к существенному повышению точности показаний гравиметрического плотномера.

Формула изобретения

Гравиметрический плотномер, вклю- чаюи|ий кожух с подводящим и отводящим патрубками, внутри которого свободно установлен подвижный чувствительный элемент в виде прямолинейного участка проточной трубки, установленной-:- между указанными патрубками и шарнир- но связанной с кожухом двумя поворотными рычагами, у каждого из которых оси принадлежащих ему шарнирных соединений лежат в своей общей для этих осей плоскости, каждая из которых параллельна продольной оси канала подвижного чувствительного элемента, а также гибкий разграничивающий элемент и датчик силы, отличйющий- с я тем, что, с целью повьшения точности измерений плотности двухфазных потоков типа газ - жидкость путем увеличения гибкости подвижной системы, подвижный чувствительный элемент выполнен в виде жестких колец, установленных соосно и связанных между собой гибкими патрубками, при этом каждое кольцо шарнирно соединено с поворотными рычагами.

(fiue.2

12 л

4