Расходомер Советский патент 1988 года по МПК G01F1/68 G01F1/74 

(21)4112398/31-,10

(22)03.09.86

(46) 07.10.88. Бнш. № 37

(72) С.Е.Кириллов, М.Н.Ветров,

Г.А.Соколов и И.А.Спильчевский

(53)681.121 (088.8)

(.56) Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. - Л.: Машиностроение, 1975, с. 450.

Авторское свидетельство СССР №497477, кл. G 01 F 1/68, 1974.

(54)РАСХОДОМЕР

(57) Изобретение относится к измерениям расхода сред в химической,энергетической и др. отраслях промышленности и позволяет измерять расход пневмотранспортируемого сыпучего материала при переменном расходе и объемном содержании транспортирующего газа. Устройство содержит два тепловых преобразователя с постоянной и переменной мощностью нагрева.

последний из -Которых установлен на вертикальном участке измерительного патрубка. Выходные сигналы с термочувствительных элементов 8, 9 и 1,2 сравниваются посредством дифферен- циального включения и разностный сигнал поступает на вход блока 10 регулирования мощности нагревателя 3 переменной мощности нагрева. Мощность нагревателя изменяется до тех пор, пока разность температур от термочувствительных элементов 8, 9 не будет равна разности температур от термочувствительных элементов 1, 2. Выходной сигнал с последних через делитель 5 и сигнал с выхода блока 10 регулирования мощности, соответствующие уравновешенному состоянию измерительной схемы, через нормирующие преобразователи 11, 12 подаются на вход вычислительного устройства 13, где определяется массовый расход сьшучего материала. 4 ил.

(С

сл

ito

00

со

N3

00

/4

Изобретение относится к обла измерительной техники, предназнно для измерения расходов и мож быть использовано в химической энергетической, строительной и гих отраслях промьшшенности.

Целью изобретения является рширение функциональных возможно устройства.

На фиг. 1 представлена схема лагаемого расходомера; на фиг. график зависимости выходного си дифференциально соединенных мерительного и компенсационного мочувствительных элементов от м

вого расхода G и скорости газа ,V при f 1 и мощности нагревателя на фиг.З - график зависимости разности мощностей нагревателей ДУ от Gp и УГ дпя различньк при условии, что сигнал на входе блока регулирования мощности на1 ревателя равен нулю, на фиг,4 - график зависимости йТ fCVpE) при .мощности нагревателя ,+uW.

Расходомер содержит тепловой преобразователь с переменной мощностью нагрева с измерительным и компенсационным термочувствительными элемен- Тсши 1 и 2, нагреватель 3 переменной мощности, установленный на вертикальном участке 4 измерительного патрубка, в котором транспортируется смесь газ - сьшучий материал Выходы термо преобразователей 1 и 2 соединены ci входом делительного устройства 5. На наружной поверхности трубопровода до зоны подачи из бункера 6 сьшучего материала установлен тепловой преобразователь с постоянной мощностью нагрева, содержащий дополнительные нагреватель 7, измерительный 8 и компенсационный 9 термочувствительные элементы. Причем, для повышения чувствительности термочувствительные элементы 1, 8 установлены непосредственно по ходу потока.

Кроме того, расходомер содержит блок 10 регулирования мощности нагревателя, нормирующие преобразователи 11 и 12, вычислительное устройство 13 Фзшкции которого выполняет микроЭВМ Электроника 60, приб.ор -14, регистрирующий расход сьшучего материала, и схему 15 сравнения.

Расходомер работает следующим об разом.

j-

Q

5

0

0

5

5

0

40

5

При прохождении газа-носителя в зоне установки вспомогательного нагревателя 7 постоянной мощности W, с дополнительных измерительного и компенсационного термочувствительных элементов 8, 9 снимается выходной сигнал &Т, , пропорциональный массовому расходу газа-носителя (или его скорости) (фиг.2). Термочувствительные элементы 1, 2 и 8, 9 выбираются такой чувствительности, что при отсутствии в потоке частиц и при равной мощности нагревателей сигнал на входе блока 10 регулирования мощности равен нулю во всем диапазоне изменения расхода газа. Если первоначально мощность нагревателя 3 равна мощности вспомогательного нагревателя 7, тогда с выхода дифференциально включенных термочувствительных элементов 1 и 2 через -делительное устройство 5 (первый выход) снимается сигнал ЛТ,, пропорциональный скорости газа V., причем дТ г дТ (фиг.2). Выходные сигналы с термочувствительных элементов 8 и 9 йТ, и с термочувствительных элементов 1 и 2 (йТ) сравниваются по- средством дифференциального включения в схеме 15 сравнения и разностный сигнал ДТ ь Т,-ДТ поступает на вход блока 10 регулирования мощности нагревателя 3 переменной мощности. Мощность нагревателя увеличивается до тех пор, пока не установится равенство

ЛТ, ДТ,,.(1)

Устройство работает таким образом, что все время поддерживается равенство (1). Выходной сигнал термочувствительных элементов 1 и 2 через делительное устройство 5 (второй выход) и сигнал с выхода блока 10 регулирования мощности, соответствующие уравновешенному состоянию измерительной схемы, подаются через нор- .:мирующие преобразователи 11 и 12 на вход вычислительного устройства 13, где обрабатываются.

Вычислительное устройство реализует следующие операции. По получен- . ному сигналу ДТ (фиг.2) определяется массовый расход и скорость движения газа по трубопроводу до зоны подачи сьшучего материала.

Приращение мощности и W нагревателя 3 по сравнению с мощностью вспомогательного нагревателя 7, соответствующее уравновешенному состоянию измерительной схемы, зависит от расход газа и объемного содержания газа в -потоке. Поэтому по найденному значению массового расхода газа-носителя и измеренному приращению мощности нагревателя, соответствующему уравновешенному состоянию измерительной схемы, находится значение объемного содержания газа 6 в смеси газ - сыпучий материал. По измеренному выходному сигналу термочувствительных элементов 1 и 2 - uTj, рассчитанному значению мощности нагревателя 3 - W2(,+&W) и найденному значению объемного содержания Е газа в смеси определяется скорость газа на вертикальном участке трубопровода V

г

г(фиг.4). Затем определяется скорость переноса сыпучего материала V

м

V

V -V . гг в

где V- - скорость витания частиц переносимого материала. Для расчета скорости витания частиц может быть использовано известное уравнение

,j/(18+0,), m.R:..V,.,rt;A,.M .iy,

здесь d - диаметр частиц переносимого материала, t - коэффициент кинематической вязкости газа-носителя; g - ускорение свободного падения.

i d

Т.е.

6

А,/(18+0,61,).

. На основании сохранения массового расхода газа-носителя и при условии постоянства внутреннего диаметра трубопровода на всем протяжении V 6Vrj , . I

Массовый расход сыпучего материала и газа-носителя определяется по выражениям

(6)

QM V(1-).p.F; Q, V.e-p F.

(7)

Таким образом, для определения мас- сового расхода сыпучего материала достаточно измерить расход газа-ноаю

15

20

25

сителя и скорость его на вертикальном участке, разность мощностей нагрева до одинаковой температуры стенки трубопровода до и после зоны подачи сыпучего материала в поток.

Предлагаемый расходомер обладает повышенной точностью измерения при переменном расходе и объемном содержании газа-носителя в смеси газ - сыпучий материал, так как в процессе измерения определяется скорость переноса частиц сыпучего материала по трубопроводу и объемное содержание газа в смеси газ - сыпучий материал.

Формула изобретения

Расходомер, содержащий измерительный патрубок с последовательно расположенными на нем тепловыми преобразователями с постоянной и переменной мощностью нагрева, каждый из которых содержит .измерительньй и компенсационный термочувствительные элементы, подключенные к схеме сравнения, соединенной через блок регулирования мощности с нагревателем теплового преобразователя с перемен- 30 ной мощностью нагрева,и регистратор, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей расходомера, измерительный патрубок вьшолнен изогнутым, расходомер снабжен делительным устройством, двумя нормирук1щими преобразователями и вычислительным устройством, на горизонтальном участке измерительного патрубка расположен патрубок ввода сыпучего материала, а тепловой преобразователь с переменной мощностью нагрева размещен на вертикальном участке измерительного патрубка, при этом делительное устройство подключено между выходами термочувствительных элементов преобразователя с переменной, мощностью нагрева и входом схемы сравнения, второй выход делительного устройства и выход блока регулирования мощности подключены через соответствующие нормирующие преобразователи к вычислительному устройству, соединенному с регистратором.

35

40

45

50

И

Вт

42

Ь6 0,9 Л -е-О.В

52

22

/2

8

12 9иг.З

1 Ifr, м/с

16 G/10- к г/ч

7,0 Vrz ,5 Фиг.

/4- Vr,M/c