Расходомер жидкости Советский патент 1988 года по МПК G01F1/38 

N

S 2

Изобретение относится к измерению количества и расхода жидкостей, в частности к устройствам парциального типа, может применяться во всех об- ластях народного хозяйства, где необходимо вести учет жидкостей, тран-, спортируемых по трубопроводам, а также при создании систем автоматического управления технологическими про- цессами, связанными с транспортированием жидкостей по трубопроводам, и (является усовершенствованием устрой- jcTBa.no авт. св. № 1326889, I Целью изобретения является повьше- }няе точности устройства. i На чертеже схематично представлен расходомер жидкости. ;. Расходомер жидкости состоит из корпуса 1 с фланцами 2, байпасного канала 3, входов байпасного канала 4 с конфузором 5, выходов байпасного . канала 6 с диафрагмой 7, измеритель- :ного прибора 8, проточной камеры 9, компенсатора 10 изменения скорости потока, подвижного штока 11, привода 12 компенсатора, состоящего из редуктора 13 и электродвигателя 14. Перепад давления на диафрагме 15, установленной в корпусе 1, измеряется с помощью датчика 16 перепада давления Сигналы от датчика 16 через преобразователь 17 напряжение - частота поступают к первому входу блока 18 сравнения частотных сигналов, на второй вход которого поступают частотные сигналы с выхода чувствительного элемента 8. Разница частотных сигналов с выхода блока 18 через преобразователь 19 частота - напряжение, являю- щийся в данном случае согласующим элементом, поступает на вход усилителя 20, управляющего приводом 12, который по сигналам последнего мржет перемещать влево или вправо жестко закрепленный на штоке 11 компенсатор 10. Проточная камера 9 служит для стабилизации потока жидкости в бай- пасном канале 3 перед измерительным прибором 8.

При переходе потока жидкости из байпасного канала в проточную камеру 9 скорость его резко снижается и из турбулентного он превращается в ламинарный. Передняя конусная часть камеры и конусный компенсатор обеспечивают плавный переход потока жидкости в байпасный канал 3 и вход его в измерительный прибои 8 так, чтобы не

0 5 О о

0

бьто вихревых явлений в потоке как при установившемся основном потоке жидкости через корпус 1, так и в переходных режимах, т.е. когда по ка- 1 ;им-либо причинам изменяется расход жидкости в системе, в которой установлено устройство. Проточная камера может быть вьтолнена в виде цилиндра, который имеет сужающуюся конусную часть на выходе. Диаметр камеры принимается не менее чем в 1,5 раза больше диаметра байпасного канала, а длина конусной части равна не менее двум диаметрам байпасного канала. Диаметр передней конусной части и диаметр байпасного канала равны между собой.

Патрубок 21 байпасного канала 3 имеет соосную его проходному сечению опору 22 и сальник 23 для предотвра-- щения-протекания жидкости через патрубок 21 вдоль подвижного штока 11. Опора 24 внутри камеры 9 может быть закреплена с помощью пайки или сварки.

Компенсатор 10 выполняет две функции: вьфавнивает поток жидкости перед измерительным прибором 8 и одновременно по командам с блока 18 с помощью привода 12 обеспечивает изменение скорости потока жидкости через измерительный прибор 8 с таким раьче- том, чтобы сигналы на выходе измерительного прибора привести в соответствие к скорости основного потока жидкости через корпус 1. Компенсатор 10 выполнен в виде конуса. Образующие конуса компенсатора 10 параллельны образующим конусной части камеры 9.

Шток 11 одним своим концом жестко (например, с помощью резьбового соединения) крепится к компенсатору, а другим концом любым известным способом (например, с помощью проушины и оси) соединяется с приводом 12. Для предотвращения утечек жидкости по штоку 11 в патрубке 21 имеется сальниковое уплотнение 23.

Требуемое отношение площади проходного сечения между внутренней стенкой конусной части камеры и наружной поверхност ью компенсатора (для области регулирования скорости потока жидкости в обводной линии) относительно площади проходного сечения обводной линии определяется экспериментально на гидравлическом стенде, оборудованном расходомером.

314

Устройство работает следующим образом.

При прохождении жидкости по корпусу .1 на диафрагме 15 создается пере- пад давления. За счет этого часть по- тока жидкости поступает в конфузор- ньй вход 4 байпасного канала 3 и, пройдя через измерительньы прибор 8, выходит через ее диафрагменный выход 6 и снова поступает в общий поток жидкости, проходящей через корпус 1. При прохождении жидкости по байпасному каналу турбинка измерительного прибо

сигналом с выхода чувствительного элемента 7.

При отклонении частоты сигнала с выхода чувствительного элемента 8 от величины сигнапа с выхода преобразователя 17 на выходе блока 18 сравнения частот появляется разностный час- тотньй сигнал, который может быть больше или меньше частотного сигнала с выхода преобразователя 17. Этот сигнал в преобразователе 19 преобразуется в напряжение, а затем усилива

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить .точность измерений. В байпасном канале 3 расходомера размещена проточная камера 9 с коническим выходным участком, обеспечивающая стабипизахщю потока жидкости перед измерительным прибором 8. Компенсатор 10 изменения скорости потока вьтолнен в виде за- кр.ешгенного на подвижном штоке 11 конуса, образующие которого параллельны образукяцим конусной части камеры 9. Перепад давления на диафрагме 15 изменяется датчиком 16, соединенным через преобразователь 17 напряжение - частота, блок 18 сравнения частотньЬс сигналов, преобразователь 19 частота- напряжение, усилитель 20 с приводом 12 компенсатора 10. При отклонении частоты сигнала прибора 8 от величины сигнала преобразователя 17 компенсатор 10 перемещается в камере 9 в соответствующую сторону, изменяя расход жидкости в канале 3. 1 ил. с (Л

ра 8 начинает вращаться и на его вы- 15 еЛя в усилителе 20 и поступает на

ходе появляется частотный сигнал, пропорциональньй расходу жидкости, проходящей через байпасный канал. Расход жидкости в байпасном канале 3

в общем случае продорционален расходу 20 кости в байпас ном кянале 3 с таким

жидкости, проходящей через корпус 1.

Расход жидкости Q, проходящей через устройство, определяется по формуле Q K-Qj,,, где К - коэффициент парциальности; QBK - расход жидкости в байпасном канале.

Ввиду неточностей изготовления элементов устройства, в том числе и измерительного приёора 8, крзФФициент

К устройств даже одного и того же ти- ЗО тем, что, с целью повышения точности.

поразмера колеблется в широких пределах. Для исключенияэтого негатив- .ного явления при работе устройства для измерения расхода жидкости в него введена автоматическая корректировка изменения скорости потока жидкости в байпасном канале. Она обеспечивается с помощью камеры 9 и компенсатора 10 изменения скорости потока, датчика 16. перепада давления на диафрагме 15, блока 18 сравнения сигналов с выхода датчика 16 и с выхода байпасного канала 8 и привода 12. Это достигается следутацим образом. Датчик 16 постоян-

35

в него введены установленная в байпасном канале перед измерительным прибором проточная камера с коническим выходным участком и соосным с ней компенсатором изменения скорости потока в виде конуса, закрепленного на установленном в опорах одвижном щто- ке, последовательно соединенные установленный на диафрагме, расположенной

4Q в корпусе, датчик перепада .правления, преобразователь напряжение-частота, блок сравнения, преобразователь частота-напряжение, усилитель и связанный со штоком проточной камеры прп- но измеряет перепад давления на диаф- g вод компенсатора, причем выход изме- рагме 15. Напряжение с его выхода, ° рительного прибора соединен с другим пропорциональное перепаду давления входом блока сравнения, а площадь на диафрагме, а следовательно, и расходу жидкости, в преобразователе 17 преобразуется в пропорциональньй час- g тотный сигнал, который в блоке 18 постоянно сравнивается с частотным

проходного сечения, образованного стенкой конусного участка проточной камеры и компенсатором, составляет 1,-5-1,8 площади сечения байпасного канала.

привод 12. Через электродвигатель 14 и редуктор 13 компенсатор 10 в камере 9 перемещается со гатоком 11 в ту сторону, чтобы изменить расход жид

расчетом, чтобы частотный сигнал с выхода измерительного прибора 8 не отличался от частотного сигнала с выхода преобразователя 17.

Формула изобретения

Расходомер жидкости по авт. св. № 1326889, отличающийся

5

в него введены установленная в байпасном канале перед измерительным прибором проточная камера с коническим выходным участком и соосным с ней компенсатором изменения скорости потока в виде конуса, закрепленного на установленном в опорах одвижном щто- ке, последовательно соединенные установленный на диафрагме, расположенной

в корпусе, датчик перепада .правления, преобразователь напряжение-частота, блок сравнения, преобразователь частота-напряжение, усилитель и связанный со штоком проточной камеры прп- вод компенсатора, причем выход изме- рительного прибора соединен с другим входом блока сравнения, а площадь

проходного сечения, образованного стенкой конусного участка проточной камеры и компенсатором, составляет 1,-5-1,8 площади сечения байпасного канала.