Расходомер Пасько Советский патент 1992 года по МПК G01F3/16 

Изобретение относится к измерениям, а именно к измерению расходов газов и жидкостей сужающими устройствами и может быть использовано в трубопроводах с диаметром от 50 мм и выше и условным давлением транспортируемой по трубопроводам среды в пределах 10 МПа.

Известен расходомер, содержащий кольцевые камеры и диафрагму, в котором отбор давления осуществляется через кольцевую щель между щекой камеры и диафрагмой. Однако этот расходомер имеет относительно низкую точность измерения из-за образования накипи на стенках диафрагмы и кольцевой камеры. Кроме того, у этих расходомеров необходимо иметь утолщенную дифрагму с целью исключения воз- никновения вибраций при больших давлениях.

Наиболее близкой к изобретению является диафрагма ДКС. В этом устройстве кольцевые камеры имеют пазы для прохода жидкости, равномерно расположенные по окружности. Диафрагма зажата кольцевыми камерами с двух сторон за счет выступов между пазами, а герметизация камер достигается установкой прокладки.

Недостатком этого устройства является снижение точности измерений расхода из- за отсутствия контроля за наличием и вели чиной отложения накипи. Периодически проводимые метрологические освидетельствования довольно часто фиксируют погрешности измерений, выходящие за допустимые пределы.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем что в расходомере для жидкости и газов, содержащем плюсовую и минусовую камеры, между которыми установлены диафрагма и герметизирующая прокладка, диафрагма с обеих сторон снабжена кольцевыми слоями из металла, образующего с металлом диафрагмы термопару, радиальными пазами для размещения токосъемников и тоководов, а тоководы пропущены наружу через герметизирующую прокладку.

Наличие термопары, токосъемников и тоководов позволяет измерить изменение перепада термоЭДС, а по ней судить об изменениях в теплопередаче и, не нарушая, не изменяя конструкции расходомера, внести поправку в измерении, повышая тем самым точность расходомера, а если есть возможность, заменить чувствительный элемент (диафрагму) или произвести его промывку без разборки.

На фиг. 1 схематически представлен предлагаемый расходомер, общий вид- на

-

фиг. 2 - качественная зависимость температурного перепада от толщины слоя отложений (накипи); на фиг. 3 - расчетная зависимость изменения относительного от5 клонения д расходомера от толщины накипи I.

Расходомер состоит из плюсовой 1 и минусовой 2 камер, герметизирующей прокладки 3 между ними и диафрагмы 4, на

10 которой с обеих сторон нанесены кольца из тонкого слоя металла 5 и 6, корпуса камер 1 и 2 снабжены радиальными пазами 7 для размещения в них токосъемников 8, токо- подводы 9 от которых пропущены через гер15 метизирующую прокладку 3 (трубопровод не показан).

Устройство работает следующим образом.

Измеряемая среда с температурой ТСр

20 проходит плюсовую камеру 1, через отверстие диафрагмы 4 и минусовую камеру 2. При этом наряду с перепадом давления между плюсовой 1 и минусовой камерами возникает перепад температур, обуслов25 ленный толщиной диафрагмы Тд. перепад температур по ходу рабочей среды из-за потерь тепла по длине магистрали ТСр, перепад температур за счет расширения среды на отверстии диафрагмы Тр и перепад тем- 30 ператур между измерителем температуры и измеряемой средой Ти. Наибольшему влиянию от отложений (накипи) подвержен перепад Ти. При длительной эксплуатации эта составляющая перепада меняется в значи35 тельных пределах вплоть до изменения знака

Т Тд ч Т

ср

Тр + Ти

В начале эксплуатации, когда поверхность диафрагмы читая, Ти положительна. С увеличением толщины слоя отложений (фиг. 2) температурный перепад уменьшается и даже может изменить знак. За весьма короткое время эксплуатации погрешность измерения расхода может выйти за допустимые пределы по причине изменения диаметра из-за отложений.

В основную фоомулу определения расходаQ,, 5,9736

50 № V/fiKi kRcdao

.Afi Р

(СИ)

диаметр отверстия диафрагмы d20 входит во 2-й степени. Даже при высокой степени хи- мочистки воды, например в системе водо- подготовки электростанций, на внутренней поверхности труб накапливаются прочно сцепленные с поверхностью металла образования толщиной до 20 мм и более за меж- капремонтный период (т. е. 3 - 4 года),

имеющие низкую теплопроводность (последнее обстоятельство полезно использовано в предлагаемом решении). Возьмем в качестве примера фрагмент из реального расчета и приведем проверку расчета диафрагмы, где измеряемая среда - вода. Dao 150; О0 150м3/ч; Ри 4 кгс/см2; t 35° С; материал трубопровода - ст 20

Q0 159,96074.

Относительное отклонение Q0 от заданной величины Qnp д 0,025%.

Для того, чтобы выйти за допустимое отклонение 0,2%, необходимо изменение диаметра диафрагмы с 71,40 на 71,3 мм, т. е. всего на 0,1 мм, тогда Q0 159,513, а относительное отклонение д -0,3; с5| 2, наиболее надежным способом внесения поправки является способ, основанный на предварительной тарировке измерительной диафрагмы с различной толщиной накипи, образуемой конкретной измеряемой средой, для определения количественной зависимости d20 f ( AT ) .При обнаружении отклонения d20 от пределов при которых дК 0 2% можно вести пересчет показаний по фактическим перепадам давления Р в диаметрах, если нельзя заменить или промыть измерительный узел.

На фиг. 3 показано влияние толщины слоя накипи I на цилиндрической части про)

i

i

г,

ходного сечения диафрагмы d20 (для приведенного примера) на относительное отклонение idl,

Таким образом, измеряя перепад температур Т можно судит ь о величине отложений накипи,проводить поверку расходомеров без их разборки, и не нарушая гостовских размеров

Использование предложенного устройства, вместо известных, позволяет значительно улучшить метрологическое обеспечение и определять время надежной работы расходомеров, что повышает точность, снижает эксплуатационные расходы и дает значительный

экономический эффект в народном хозяйстве

Формула изобретения

Расходомер для жидкостей и газов содержащий плюсовую и минусовую камеры между которыми установлены диафрагма и герметизирующая прокладка, отличающийся тем, что, с целью повышения

точности измерения, диафрагма с обеих сторон снабжена кольцевыми слоями из металла образующего с металлом диафрагмы термопару радиальными пазами для размещения токосъемников и тоководов, а тоководы

пропущены наружу через герметизирующую прокладку

Использование: измерение перепада температуры дает созможность судить о величине отложений накипи, проводить поверку расходомеров, повышая тем самым точность измерения без их разборки. Сущность изобретения: наряду с перепадом давления между плюсовой 1 и минусовой 2 камерами возникает и перепад температур, который измеряется термопарой, образованной диафрагмой с нанесенными на нее кольцевыми осями из металла. В показания вносят получаемую поправку по перепаду температур что позволяет повысить точность расходомера. 3 ил. 2 Ьо х| 4 Ь t

I

с:

Ј Р

Толщина слоя .ё

г

и,ц

2

%

д

0.2

О

Ј

О,-/ 0,2 0,5 0,4 мм

Допус

тимое отклонение

Ј

Фиг. J.