Устройство для измерения и индикации расхода среды Советский патент 1979 года по МПК G01F1/28 

Изобретение относится к приборам для определения параметров текучих сред, например двухфазных потоков, и может быть испо.пьзовано в гидравлических системах для измерения и инди кации наличия газовых включений в потоке жидкости. Известный индикатор наличия газа в жидкостных системах содержит корпус, преобразователь сигнала и чувст вительный элемент, помещенный в пото ке жидкости, выполненный в форме обтекаемого тела вращения, смонтированного на одном конце стержня, шарнирно укрепленного на опоре и соединенного другим концом, с наконечником из ферромагнитного материала (1 Недостатком указанного индикатора является то, что чувствительный элемент не охватывает все сечение трубопровода, имеет низкую чувствительность и не может реагировать на малые объемы включения газа. Известно также устройство для измерения пульсации скорости потока (расхода) жидкости или газа/ в котором чувствительный элемент выполнен в форме пластины аэродинамического профиля 2. Указанное устройство содержит пластину, преобразующую скоростной напор в подъемную силу, установленную на жестко соединенном с ней рычаге, шарнирно укрепленном на вынесенном из потока основании, тягу(или упругий элемент), воспринимающую усилие, создаваемое пластиной и преобразуюксую его в полезный сигнал. Пластина в этом устройстве имеет только небольшие перемещения, обусловленные упругими деформациями тяги. При спокойном потоке жидкости полезный сигНсШ в системе не возникает поскольку устанавливается равновесное состояние, и все элементы находятся в стабильном псотожении. При наличии пульсации потока из-за резкого изменения подъемной силы крыла меняется нагрузка на тягу, что преобразуется с помощью тензодатчика или другого устройства в полезный сигнал. Вследствие малого перекрытия сечения трубопровода пЬастиной, в этом устройстве достоверность обнаружения включений газа в потоке жидкости, т.е. нарушений сплошности потока, является низкой. Низкой является также и чувствительность, поскольку подъемная сила пластиныодного порядка с силами трения в направляющих и сопротивлением преобразователя сигнала.

Целью изобретения является повьпление чувствительности устройства при измерении двухфазных пот.оков. Поставленная цель достигается тем, что в нем чувствительный элемент выполнен в виде отдельных пластин, равномерно распределенных по всему поперечному сечению измерительного трубопровода, при этом их суммарная площадь составляет- О, 3-0, 5 площади поперечного сечения измерительного трубопровода, а зазор между пластинами не превышает 20% диаметра поперечного сечения трубопровода. Это повышает чувствительность устройства при измерении двухфазных потоков за счет увеличения подъемной силы на пластинах, а указанные соотношения размеров пластин и измерительного трубопровода- полученные экспериментально, позволяют получать линейную зависимость выходного сигнала и расхода. -

На фиг. 1 показано устройство, продольное сечение; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение.

В корпусе - трубопроводе 1 устройства помещен чувствительный элемент, состоящий из пластин 2 аэродинамического профиля, укрепленных на оси 3, один конец которой подпружинен пружиной 4, а другой заканчивается ферромагнитным наконечником 5, помещенным в индуктивную катушку б (преобразователь перемещения пластин в выходной сигнал). Катушка закрыта крышкой 7. В корпусе 1 выполнен люк 8, закрытый крышкой , который служит для замены оси 3 с пластинами 2.

При взаимодействии сплош ного потока жидкости с пластинами 2 за счёт разности давлений, возникающих на поверхностях этик пластин, создается подъемная сила и ось 3 с пласти-нами 2 займет положение, уравновешенное противодействующей пружиной 4, укрепленной на. одном ее конце.

Взаимодействие подъемной силы пластин и пружины рассчитаны для определенного диапазона скоростей потока жидкости. В зависимости от параметров потока жидкости ось 3 с пластинами 2 и пружиной 4 может быть .заменена ерез люк 8, закрытый крышкой 9..-.

При нар5 шенйи сплошности notoka, прохождении включений газа у поверхности одной или нескольких пластин 2, равновесие нарушится, ось 3 с пластинами 2 и ферромагнитным наконечником 5 переместится, и преобразователь б выдаст электрический сигнал (выходной сигнал), по величине которого Можно определить величину газовых включений. Как показали экспериментальные исследования при увеличении толщины отдельной пластины чувствительность устройства повышается, однако лийейная зависимость сохраняется при соотнесении суммарной площади пластин и поперечного сечения измерительного трубопровода равным 0,3-0,5, при большем соотнесении (увеличивается перепад давления на ш1астинах, а вследствие турбулизации потока на, пластинах с большим попе0речным сечением снижается чувствительность. При увеличении зазора между пластинами больше 20% диаметра поперечного сечения измерительного трубопровода значительно искажается поток среды, снижаются чувствитель5ность устройства и достоверность показаний-, поскольку газовые включения дробятся на входе в пласртины, что вызывает скачкообразные изменения выходного сигнала.

0

Использование изобретени-я в измерительной и испытательной технике повысит чувствительность, точность измерений и техническую безопасность испытываелих гидравлических уст5ройств, чувствительных к газовым включениям.

Формула изобретения

0

1.Устройство для измерения и индикации расхода среды, содержащее чувствительный элемент,. выполненный в форме пластины аэродинамического

5 профиля, установленной в измерительiiOM трубопроводе и кинематически связанный с преобразователем его перемещения в выходной сигнал, о т л и чающееся тем, что/ с целью повышения чувствительности при из0мерении двухфазных потоков, в нем чувствительный элемент выполнен в виде отдельных пластин, равномерно распределенных по всему поперечному сечению измерительного трубопровода, при этом суммарная площадь их в поперечном сечении.составляет 0,3-0,5 площади поперечного сечения измерительного трубопровода.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем зазор между упомянутыми пластинами не превышает 20% диаметра поперечного сечения измерительного трубопровода.

Источники информации, принятые во

5 внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 487304, кл, G 01 f 1/00, 1973.

2.Реферативный научно-техническИй сборник. Машины и нефтяное оборудование .1972, №2, с. 25.

678306

/