Устройство для определения плотности транспортируемого по трубопроводу материала Советский патент 1992 года по МПК G01N9/06 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям непосредственно в трубопроводе плотности транспортируемых гидросмесей, суспензий, пульп и других материалов.

Известно устройство, с помощью которого плотность транспортируемого матер м- ала определяют косвенным образом по изменениям разности частоты колебаний сдвоенных вибраторов, включаемых в разрыв магистрального трубопровода. По вибраторам через устройство подвода и отвода пропускают исследуемую жидкость. Трубчатые камертонные резонаторы, которые поддерживаются в состоянии резонансных колебаний индивидуальными магнитными приводами, в зависимости от собственной жесткости и массы находящегося в них материала меняют частоту собственных колебаний, которая и фиксируется измерительной системой. По отклонению

частоты колебаний судят о плотности материала.

Недостатком известного устройства является высокая энергоемкость, особенно при больших диаметрах трубопровода, и низкая надежность, на которой негативно отражаются такие факторы как выпадение осадка, потери давления и нарушения сплошности потока, неизбежно возникающие при изменении направления движения гидросмеси в резонаторах.

Наиболее близким к изобретению является устройство для непосредственного измерения плотности путем взвешивания участка трубопровода с гидросмесью. Для этого выполняется разрыв магистрального трубопровода, куда вставляется контролируемый участок заданного объема. Присоединение участка к трубопроводу осуществляется с помощью эластичных манжет, а весь участок вместе с манжетами

VI 00

.N

00

сл

заключается в коаксиально расположенную камеру, внутри которой создается давление, равное давлению в магистральном тру- бопроводе. Определяют массу контролируемого участка и вычисляют искомую плотность транспортируемой по нему гидросмеси.

Недостатком устройства также является низкая надежность его работы из-за необходимости разрушения целостности магистрального трубопровода и введения в цепь магистрали большого количества элементов (вставок, манжет, сильфонов, камеры), работающих под давлением среды.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции устройства.

На фиг. 1 представлено устройство (вид сверху); на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Устройство включает присоединенную к магистральному трубопроводу 1 параллельно измерительному участку 2 вспомога- тельную трубу 3. Соединение измерительного участка 2 и вспомогательной трубы 3 выполнено на их концевых участках с помощью приваренных к ним четырех фигурных вставок 4 и двух плоских накладок 5. Участок 2 и трубу 3 располагают в одной горизонтальной плоскости, а между участком 2 и трубой 3 оставляют зазор. Измерительный участок 2 и вспомогательная труба 3 являются полностью идентичными, т.е. выполнены из одного материала и имеют одинаковые размеры, а следовательно, обладают одинаковым весом и упругими свойствами. Благодаря такому выполнению и соединению участка 2 и трубы 3 внешние воздействия от магистрального трубопровода передаются на них одинаковым образом, а разность прогибов отрезков определяется только весом находящегося в измерительном участке 2 транспортируемого материала. Для определения этой разности прогибов в среднем сечении участка 2 и трубы 3 установлен кронштейн 6 с закрепленными в нем тензометрическими силоиз- мерительными датчиками 7, 8. Начальное положение датчиков 7, 8 регулируется клиновыми вставками 9 и 10 соответственно.

Нижний датчик 7 (присоединенный к нижним образующим измерительного участка 2 и трубы 3) я вляется измерителем силы сжатия, а верхний датчик 8 (присоединенный к верхним образующим измерительного участка 2 и вспомогательной трубы 3) является измерителем силы растяжения. При этом датчик 8 предварительно поджат С помощью клиновой вставки 10, Выходы датчиков соединены последовательно встречно и подсоединены ко входу вторичного преобразователя-усилителя, выходной сигнал которого индицируется на встроенном цифровом индикаторе (на чертеже не показаны).

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии на измерительном участке 2 магистрального трубопровода транспортируемого материала все внешние . воздействия массы магистрального трубопровода одинаково передаются на измерительный участок 2 и вспомогательную трубу

3 за счет их жесткого соединения на концах. И поскольку собственные параметры участка 2 и трубы 3 также идентичны, прогиб их будет одинаковым и на датчики 7 и 8 не оказывается воздействие ни сил сжатия, ни

сил растяжения.

При появлении гидросмеси на измерительном участке 2 ее масса воздействует на датчик 7 (сила сжатия) и на датчик 8 (сила растяжения). Сигналы от датчиков 7, 8 дают

результирующий полезный сигнал, пропорциональный силе воздействия массы транспортируемого материала, ограниченной объемом участка 2. При этом сила давления внутри магистрального трубопровода 1 и

контролируемого участка 2 воздействует на датчики 7 и 8 одинаково в виде силы сжатия, поэтому при формировании результирующего сигнала на входе регистрирующего прибора эти показания взаимно вычитаются. Аналогичным образом не отражаются на результирующем сигнале показания датчиков о поперечных тепловых деформациях измерительного участка 2, связанных с изменениями его температуры.

Таким образом, величина полезного результирующего сигнала пропорциональна массе находящегося в контролируемом участке 2 транспортируемого материала и может использоваться для расчетов

плотности. Кроме того, шкала вторичного прибора может быть сразу протарирована в единицах плотности.

Формула изобретения Устройство для определения плотности

транспортируемого по трубопроводу материала, содержащее трубопровод с измерительным участком, измерительную систему и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения конструкции, оно дополнительно содержит трубу, идентичную по размерам и материалу измерительному участку, установленную параллельно ему в одной горизонтальной плоскости и жестко соединенную с ним на концах, а измерительная система выполнена в виде си- верхней и нижней их частях, причем выходы лоизмерительных датчиков, установленных датчиков включены встречно на входе реги- между измерительным участком и трубой в стрирующего прибора.

5 - -Ч,3

i -JЛ №2.)

л г

%/

5-6

5 Щ

Фиг.З