Датчик вихревого расходомера Советский патент 1991 года по МПК G01F1/20 

1

(21)4609662/10

(22)06.12.88

(46) 28.02.91. Бюл. 8

(71)Московское научно-производственное объединение Нефтегазавтома- тика

(72)В«ИоБар-Слива и Е.Г.Мясковский

(53)621.121(088.8)

(56)Патент США № 3572117,

кл. G OJ Р 1/00, кл. 73-194, 1968. Киясбейли А.Ш.,Перелыптейн М.Е. Вихревые измерительные приборы. М.: Машиностроение, 1978, с„36.

(54)ДАТЧИК ВИХРЕВОГО РАСХОДОМЕРА

(57)Изобретение относится к измерительной технике, в частности к расходомерам вихревого типа, и может быть использовано в ряде отраслей промышленности, в том числе нефтяной, газовой, химической, пищевой при измерении расходов или скоростей потока. Цель изобретения - расширение диапазона измерений. При обтекании в трубопроводе обтекаемого тела, выполненного из упругого материала в виде пустотелого тела с задней стенкой, имеющей сквозную прорезь,происходит срыв вихрей. Для большего расширения диапазона изменений прорезь выполняется в виде косого паза или S-образ- ной прорези с двумя расположенными пластинами, а также канавки-поднутрения . 3 з.п. ф-лы, 5 ил о

в S

(Л

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к расходомерам вихревого типа, и может быть использовано в ряде отраслей промышленности, в том числе в нефтяной, газовой, химической, пищевой при измерении расходов или скоростей потока.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений

На фиг.1 изображен датчик вихревого расходомера с телом обтекания в виде тонкостенного цилиндра; на фиг.2 - то же, -в виде треугольной призмы; на фиг.З - задняя стенка призмы с прорезью, наклонной по отношению к образующей треугольной призмы; на фиг.4 - вариант выполнения треугольной призмы с S-образ- ной прорезью; на фиг.З - канавка-поднутрение в передней стенке полого тела обтекания.

Датчик вихревого расходомера состоит из расположенного в измерительном трубопроводе 1 чувствительного элемента 2, который может быть выполнен в виде полого цилиндра или призмы, В частности, на фиг. показан тонкостенный цилиндр, имеющий на задней стенке сквозную прорезь 3, благодаря которой, а также благодаря выполнению чувствительного элемента из упругого материала она в зависимости от изменяющегося расхода потока может сжиматься с уменьшением ширины прорези или восстанавливаться до первоначального положения .

Другой вариант исполнения вихревого датчика расходомера предусматрио со

ю

00 1C

вает возможность выполнения обтекаемого тела в виде треугольной призмы с острым ребром 4, направленным навстречу потоку, и основанием 5, выполненным разрезным (фиг.2) благодаря наличию прорези 6.

В третьем варианте исполнения прорезь может быть выполнена наклонной в виде косого паза 7. Это целесообразно делать в тех случаях, когда высота основания призмы (фиг.З больше его ширины. Благодаря этому достигается больший взаимный ход

частей основания, а следовательно, и больший диапазон измерений по расходу.

В четвертом варианте исполнения (фиг о 4) основание выполнено с S-об- разной прорезью, а именно из двух па раллельно расположенных пластин 8 и 9, заходящих друг на друга с нахлестом. В таком варианте обеспечивается меньшее влияние внутренней полости 10 призмы через прорезь на процесс вихреобразования на задней стенке основания.

В пятом варианте предусмотрена на передней стенке полого тела канавка-поднутрение IJ, например в зоне пересечения боковых граней 12 и 13. Такая канавка ослабляет сечение и позволяет дополнительно увеличить гибкость полого тела.

Вихревой датчик расходомера рабо- тает следующим образом.

В процессе обтекания полого тела чувствительного элемента 2, потоком жидкости в пограничном слое на поверхности чувствительного элемента образуется вихрь, который при дальнейшем продвижении по телу элемента срывается. Частота срыва вихрей пропорциональна расходу потока. Эта частота измеряется преобразователем колебаний (не показан).

Частота вихреобразования пропорциональна числу Струхаля и скорости натекающего потока и обратно пропорциональна характерному диаметру. Поскольку число Струхаля связано с

0

5

0 5

30

35

40 45

$0

числом Рейнольдса, устойчивость вихревой дорожки будет зависеть от скорости набегающего потока,При постоянной вязкости жидкости в соответствии с изменением скорости набегающего потока изменяется давление на боковые поверхности полого тела, которое изгибается, меняя гидравлический диаметр: при увеличении скорости потока - уменьшается, а уменьшение скорости приводит к увеличению гидравлическо - го диаметра. В связи с этим характерный размер вихревой дорожки в следе за телом, являющийся функцией числа Рейнольдса, остается приблизительно постоянным, а сама вихревая дорожка устойчивой в более широком диапазоне расходов.

За счет гибкости боковых стенок полого тела обеспечивается автоматическое слежение оптимального характерного размера за изменяющимся значением расхода (скорости) потока в трубопроводе и его автоматическое изменение в зависимости от изменения расхода. Это приводит к расширению диапазона измерений. Формула изобретения

2,Датчик по п.1, отличающий с я тем, что прорезь выполнена наклонной

4оДатчик по пп.4-3, о т л и - чающийся тем, что на внутренней поверхности передней стенки тела обтекания выполнена канавка-поднутрение по всей ее длине.

12

//

/

X// 7 / / / /T/S/ / /77/ /

Z///////////.////

Фиг. 1

Фие.з

11

/ / S / / / / / /Txx

с) Ъ

99

/ / / /./// S / / / // /

6 5

Фиг. 2

12

13

ФцгЛ

11

Я