Гравиметрический плотномер Советский патент 1991 года по МПК G01N9/00 

Изобретение относится к технике измерения концентраций жидкой фазы в двухфазном потоке типа газ - жидкость или плотности двухфазных потоков типа газ - жидкость, может быть использовано в качестве датчика для непрерывного измерения указанных параметров и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1564518.

Целью изобретения является повышение точности измерения плотности двухфазных потоков типа газ - жидкость.

На фиг.1 схематически изображен гравиметрический плотномер; на фиг.2 - часть плотномера с сапуном.

Гравиметрический плотномер состоит из кожуха 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками (фиг.,1). В кожухе 1 установлен подвижный чувствительный элемент, состоящий из соединенной с подводящим патрубком 2 гибкой трубки 4, поверх которой с определенными интервалами установлены жесткие кольца 5, которые с помощью клея или другим каким-либо известным способом присоединяются своим внутренним периметром к гибкой трубке 4. При этом ширина колец 5 и ширина интервалов между ними может быть примерно одинаковой.

Кольца 5 через имеющиеся у них верхние и нижние жесткие стойки шарнирно присоединяются к верхнему 6 и нижнему 7 поворотным П-образным рачагам, которые, в свою очередь, свободными концами шарнирно присоединяются к кожуху со стороны расположения подводящего патрубка 2. На каждом из поворотных рычагов 6 и 7 оси всех верхних соединений лежат в общей плоскости, каждая из которых параллельна продольной оси канала гибкой проточной трубки 4. Оси шарнирных соединений на каждом из этих поворотных рычагов перекрещиваются с продольной осью трубки 4 под прямым углом.

В промежутке между гибкой проточной трубкой 4 и отводящим патрубком 3 устанавливается гибкая проточная трубка 8, которая соединяется с патрубком 3. Поверх трубки 8 с определенными интервалами установлены жесткие кольца 9, которые в нутON О

О

ю

ю

ренними периметрами соединяются с трубкой 8. При этом ширина колец 9 и ширина просветов между ними (или интервалов между ними) могут быть примерно одинаковыми.

Кольца 9 через имеющиеся у них верхние и нижние жесткие стойки шарнирно присоединяются к верхнему 10 и нижнему 11 поворотным П-образным рычагом, которые своими свободными концами шарнирно соединяются с кожухом 1 со стороны отводящего патрубка 3. Оси всех шарнирных соединений рычагов 10 и 11 лежат на каждом из них в своих плоскостях, каждая из которых параллельна продольной оси канала трубки 8. Оси шарнирных соединений на рычагах 10 и 11 перекрещиваются с продольной осью канала трубки 8 под прямым углом, располагаются параллельно друг другу и параллельно осям шарнирных соединений на поворотных рычагах 6 и 7.

Обращенные друг к другу концы гибких проточных трубок 4 и 8 соединяются друг с другом гибким соединительным патрубком 1Й, который изготавливается из материала, способного к некоторому продольному растяжению. Для исключения чрезмерного прогиба под воздействием сил собственного веса и сил веса измеряемого потока патрубок 12 выполнен сравнительно коротким.

Поворотный рычаг 10 через гибкую нить 13 подвешивается к поворотному рычагу 6, имеющему на своем конце жесткую стойку 14. Поворотный рычаг 7 упирается при этом на пружину 15 датчика силы, имеющего также датчик 16 измерения малых перемещений с регистратором 17. В нейтральном положении продольные оси каналов трубок 4 и 8, а также гибкого соединительного патрубка 12 лежат на одной линии с осями каналов патрубков 2 и 3, их внутренние диаметры совпадают между собой и равны диаметру трубопровода с измеряемым потоком.

В верхней части отводящего патрубка 3 устанавливается сапун 18, выполненный в виде расширяющейся в своей верхней части трубы, через которую канал отводящего патрубка 3 сообщается с полостью кожуха 1. В расширенной части сапуна 18 вставляются сетчатые элементы 19, которые имеют коническую форму и располагаются сужающимися концами вниз.

Внутренняя полость кожуха 1 заполняется газом несущей фазы, в качестве которой в подавляющем большинстве служит атмосферный воздух.

Плотномер работает следующим образом.

Прибор устанавливается на прямолинейном участке горизонтального трубопровода соосно его каналу. При движении по трубопроводу измеряемого потока типа газ - жидкость он проходит по гибкой трубке 4, патрубку 12 и гибкой трубке 8. Поскольку ширина просветов между кольцами 5 и 9, а также длина гибкого патрубка 12 сравнительно небольшая, их

деформация под воздействием силы веса потока незначительная. Это обеспечивает сохранение ими цилиндрической формы их каналов, что, со своей стороны, исключает изменение параметров движения фаз в

них по сравнению с таковыми в самом трубопроводе.

При этом сила веса потока в канале трубок 4 и 8, а также патрубка 12 вослринимается их стенками и через кольца 5 и 9 передается поворотным рычагам 6,7 и 10, 11. Поскольку ры«аг 10 нитью 13 подвешен к стойке 14 рычага 6, их воздействие складывается и передается пружине 15 датчика

силы. Усилие напружине 15измеряется поее деформации датчиком 16 малых перемещений и указывается на регистраторе 17. Поскольку пружина 15 имеет в этом случае сравнительно большую жесткость, ее деформации при этом невелики, что существенно не нарушает соосность трубок 4 и 8, атакже патрубка 12. Возникающие при этом продольные усилия на них воспринимаются поворотными рычагами 6,7,10 и 11.

При этом статическое давление во внутренней полости кожуха 1 и измеряемом потоке выравнивается через сапун 18. Например, если давление в кожухе меньше чем в потоке, то часть газообразной фазы

этого потока из патрубка 3 по сапуну 18 поступает в его полость и выравнивает указанное давление. Поскольку газообразная фаза потока движется всегда преимущественно в верхней части, его сечения, а сапун

18 также установлен в верхней части патрубка, в сапун 18 при этом поступает преимущественно газообразная фаза этого потока.

Формула изобретения

1.Гравиметрический плотномер по авт, св. N° 1564518, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, внутренняя полость кожуха и канал подвиж:

ного чувствительного элемента соединены друг с другом через сапун, установленный в верхней части отводящего патрубка.

2,Плотномер по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что сапун выполнен в виде расширяющегося кверху патрубка, в котором ус/

//

17

Изобретение относится к технике измерения концентрации жидкой фазы в двухфазном потоке типа "газ - жидкость", в частности к устройствам для измерения плотности двухфазных потоков типа "газ - жидкость". Цель изобретения - повышение точности измерения. Полость кожуха заполняют газом путем соединения этой полости с каналом подвижного чувствительного элемента с помощью сапуна, установленного в верхней части отводящего патрубка. При этом сапун выполнен расширяющимся кверху и имеет в своем канале конические сетчатые элементы, направленные своей сужающейся частью вниз. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

10

Фиг Л