Прибор для измерения протекающего по трубопроводу газа или жидкости Советский патент 1935 года по МПК G01F1/37 

Известны приборы для определения количества протекающего по трубопроводу пара или жидкости по разности давлений по обе стороны дроссельной шайбы, измеряемой диференциальным манометром.

Прибор, согласно изобретению, представляет разновидность таких приборов, в котором интегрирующий ртутный диференциальный манометр служит для определения количества протекщих воды или пара при некоторых их постоянных средних удельных весах (или температурах) и работает в комбинации с дроссельными измерительными приборами (диафрагмой или соплом).

Интегрирующий ртутный дифманометр является, по существу своему, счетчиком воды или пара за время между двумя отсчетами, причем количество протекших воды или пара в трубопроводе связано зависимостью с объемами воды, вытекающей из измерительных шайб интегрирующего дифманометра.

Фиг. 1 чертежа изображает устройство такого прибора; фиг. 2-схему его с буквенными данными для расчета.

В верхней камере 7 нормального ртутного дифманометра сделаны сбоку отверстия 2 и 5. В этих отверстиях на резьбе укреплены отводные колена 4 и 5 (фиг. 1), к концам которых тщательно пригоняются жиклеры 6 и 7, зажимаемые к коленам 4 и 5 концевыми гайками 8 и 9.

Трубы JO и /7 подводят столбы воды к диференциальному манометру, причем груба W присоединена к дроссельной шайбе 72 (на фиг. 2 в примере измерительной установки взята острая диафрагма), у входа протекающих в нее масс, а труба 77-за дроссельной щайбой 72 (у выхода). Жиклеры 6 и 7 имеют строго калибрированные отверстия и опытным образом протарированы, причем площади их отверстий должны быть обязательно равны.

Жиклеры 6 и 7 тарируются вместе с своими коленами 4 и 5. Во время протекания воды или пара в трубопроводе через дроссельную шайбу 72 благодаря перепаду давления у трубок JO и 77 в мерные стаканчики 75 и 4 выливается вода, причем разность квадратов объемов воды в стаканчиках 75 и J4 за некоторое время зависит от количества протекания масс в главном трубопроводе через дроссельную шайбу 72 за это же время.

Очевидно, что эта зависимость имеет место при некотором исчисленном для данного промежутка времени среднем удельном весе протекшего пара или воды и при незначительных отклонениях фактических удельных весов от исчисленного среднего значения.

Зависимость между количеством протекшей воды или пара в главном трубопроводе через измерительную диафрагму 12 и объемами воды, вытекшей из жиклеров б и 7 в мерные стаканчики 13 1} 14, выведена автором в расчете ниже. Вентили с воронками /5 и 16 служат для залива ртути и сообщения с атмосферой (при . спуске воды или какой-либо проверке). Вентили 17 и 18 предназначены для разобщения диференциального манометра от трубопровода с дроссельной шайбой 12.

Шкала 19 является средством для пользования интегрирующим диференциальным манометром как обычным. Цифрой 20 обозначен нижний корпус диференциального манометра.

Металлическая доска 21 служит для укрепления камеры диференциального манометра.

Расчет интегрирующего диференциального манометра, произведенный автором, следующий. Обозначив для расчета интегрирующего диференциального манометра (фиг. 2) чертежа

Q,, - секционный расход воды через острую дроссельную шайбу 12вмм,

d - диаметр шайбы 12 в мм,

1-удельный вес воды при некоторой постоянной температуре t в кг/м,

столб ртути в ММ перед шайбой /2,

2-столб ртути в мм за шайбой 72,

Л - столб воды между плоскостью жиклеров диференциального манометра - /г в м,

К - столб воды между плоскостью жиклеров диференциального манометра и коленом последнего, выраженный в м,

Н-столб воды в подводящих трубках 10 и // от точки присоединения к главному трубопроводу до плоскости жиклеров, выраженный в м, YHg -удельный вес ртути в л;г/ЖI

Р, + ТЯ + + Л, - л 4- Ят + Лт + h,-:hg

Примечание. Предполагаем влияние количество воды, вытекающей из жиклеров 6 к 7, незначительным и пренебрегаем скоростньш напором истекающих количеств, поскольку незначительные величины, мало рознящиеся Б абсолютном значении, прилагаются к обеим частяк уравнения (6).

j,2-коэфициент истечения жиклеров б и 7,

/-площадь поперечного сечения

отверстий жиклеров б и 7 в м,

jj.i - коэфициент истечения острой

дроссельной шайбы 72, KI - секундный объем вытекающей

воды-из жиклера 6 в , V-i - секундный объем вытекающей

воды из жиклера 7 в , Р -давление перед дроссельной шайбой 12 в кг1м-,

РО-давление за дроссельной шайбой 12 в АггДи,

) - объем воды, вытекшей из жиклера 6 за время от О до в м-, ) - объем воды, вытекшей из жиклера 7 за время от О до г в м, g - ускорение силы тяжести в м/сек удем иметь секундный расход воды чеез острую дроссельную шайбу 72

. /T(2-AI) M/ceic (1)

или

(2)

где

Л,/ij : /I.

Примечание. Бля воды принято; поправка на вязкость ; 1, поправка на расширение г 1.

Возведя уравнение (2) в квадрат,получим:

f 0,0444- 9 ji , -/о

Q -36003 (3)

При бесконечно малом изменении столбов III и Лз мы имеем

d/i dih - dk,(4)

Продиференцируем уравнение(З) nodh:

W;) (5)

Согласно чертежу имеем уравнение состояния равновесия

(6) Из жиклера 6 диференциального манометра в

Н-2 f l/2g (1 + -f)

а из жиклера 7

V2 yZgf (А + Яу) жз/сек.(8)

Возведем уравнения (7) и (8) в квадрат

y, 2,rg(P,+ (9)

(Я4-vЯ)(Ш)

Вычтем уравнение (10) из уравнения (9)

V,- - К 2 Г;х1Я (1 - Я)(П} уравнения (б) имеем

Р, - Р,... Яу 4- + Л,у„, - Я; - Л- Л,YHg Тн,(/Ь - А,) Т ( )( 2)

а так как

Pi-P, (/b-/4)-(YHs-Y))

Подставляя предыдущее равенство (13) в уравнение (10), имеем

У:- - I//- - 2g, г- (Т„« - т) (- - i) 2gfl4 (Ти, - т)( 4)

Диференцируем (14) по dh

d ( (YH,-Y) dk(15)

Из (15) имеем

,11, ()-f (Va-))

-2ш. Подставляя вычисленное значение dh из (16) в уравнение (15), имеем

d (.0444а ..(i -ifW24 o; (

36002 2i//V,2 (YHJ, 7) a .,)(Iff

Интегрируя правую часть уравнения (17) между О и Vj и Д, имеем

.v

Г,/Уп2ч 0,0444V.

J -.-- 36С022 ; (т„„-7) Таким образом

о -1/-- 0,0444- dV. -

(s)F 3600 29 rMYHg-v) l-2-

----M l. . ;ii . i-. v/ Т. i/yr Zryr- (20)

-- 3600 ;.,, /- V 2g(TH,-v) f- - Предлагаемый интегрирующий ртут- пара, протекшего за некоторое время, ный диференциальный манометр, являясь применим для любых давлений и темгтев комбинации с измерительным дрос- ратур. Он не содержит подвижных месельным прибором в главном трубопро- таллических частей и очень прост по воде (диафрагма, сопло) по существу устройству и изготовлению. Проверка своему счетчиком количества воды и этого прибора возможна в любой мо 2 .

/г,/г1 ,

У2

fd( (V,}

(18) Q, 0,04442 и,а ,-, , ,П9) (s) 36002 2aiM- /-2{vuJ -%) с)/ 36002 25Г|м Г2С;нг секундный расход секунду времени истекает

зчент путем отсчетов высот ртутного -столба за любое время.

Примечание. I) Интегрирующий ртутный диференциальный манометр может быть ; применен самым широким образом в качестве водомера или паромера на всех предприятиях, потребляющих для технологического процесса пар и воду, т. а. фактически нет ни одной отрасли промышленности, где он не нашел бы применения. 2) Расчет в п. 3 при веден для воды i и с небольшими изменениями констант может | быть применен для пара.

Предмет изобретения.

Прибор для измерения протекающего по трубопроводу газа или жидкости, состоящий из приключенного к трубопроводу по обе стороны помещенной в нам; дроссельной шайбы диференциального манометра для установления разницы давлений по обе стороны дроссельной щайбы, отличающийся тем, что, в целях определения количества протекающей за некоторое время жидкости по разности квадратов объемов или весовее, соединяющие манометр с трубопроводом трубки 10 и 7/ имеют отводные колена и 5, выходные концы которых снабжены протарироваиными с одинаковым коэфициентом истечения жиклерами б и 7, предназначенными для пропуска жидкости в подставляемые мензуры. к авторскому свидетельству Ю. Ю. № 44039 Якубовского

Фип1