Устройство для измерения расхода газа в кольцевом канале между стенками калиброванного участка трубопровода и поршнем поршневой расходомерной установки Советский патент 1980 года по МПК G01F25/00 

мерных установок с неограниченным объемом калиброванного участка трубопровода, работающих на низких статических давлениях воздуха.

Однако применение такого устройства в расходомерных установках, работающих при высоких статических даг .влениях на природном газе,затруднительно, поскольку технически сложно обеспечить перекрытие крана накопительной емкости в определенный момент времени в среде высокого давления. Кроме того, изъятие накопительной емкости из измерительного трубопровода после одного рабочего хода поршня является трудоемким и длительным процессом, поскольку при этом необходимо понижать давление газа в установке до атмосферного,Невозможно применение в таких установках эластичной накопительной емкости, а также электродвигателя во взрывоопасной среде.

Цель изобретения - повышение точности измерения, уменьшение затрат и времени на процесс измерения в установках на большие расходы и высокие статические давления, работающих на природном газе.

Указанная цель достигается тем, что диск выполнен неуплотненным в трубопроводе, сквозное отверстие выполнено в центре диска, в отверстии установлен малоинерционный крыльчатый анемометр, снабженный частотно-импульсным преобразователем числа оборотов его вала и схемой передачи результатов измерения на регистрирующую аппаратуру. Схема передачи результатов измерения на регистрирующую аппаратуру выполнена в виде радиопередающего и радиоприемного устройств, передающая антенна которых установлена на диске измерителя объема, а приемная антенна в конце калиброванного участка трубопровода

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Установка содержит калиброванный по объему измерительный трубопровод 1, поршень 2 и два детектора 3 и 4 положения поршня, два пускоприемные устройства 5 и 6, каждое из которых содержит две соосные цилиндрические емкости (внешнюю7 и внутреннюю 8), соединенные межДу собой с одной стороны с помощью трубы 9 и задвижкой 10, и дросселирующее устройство 11, а с другой через продольные прорези 12.

Устройство для измерения расхода газа в кольцевом канале состоит из легкого неуплотненного дисКа 13, в центральное отверстие которого установлен малоинерционный крыльчатый анемометр 14 с частотно-импульсным преобразователем числа оборотов его вала 15, на выход которого подключено радиопередающее устройство 16 с

кольцевой антенной 17,закрепленной на передней стенке диска 13. На противоположном от начала движения поршня конце калиброванного участка трубопровода установлена связанная радиоканалом с антенной 17 антенна 18 радиоприемного устройства 19,выход которого через детектор 20 и формирователь 21 импульсов подключен к счетному входу электронного счетчика 22 импульсов. Управление работой электронного счетчика осуществляется с помощью подключенных к его входам управления детекторов 3 и 4 положения поршня.

Устройство работает следующим образом.

В начальном положении поршень 2 с подсоединенным к нему измерителем объема находится во внутренней емкости 8 левого пускоприёмного устройства 5. Задвижка 10 закрыта и поток газа из магистрального газопровода, проходя через дросселирующее устройство 11, поступает во внешнюю емкость 7 пускоприёмного устройства и 5 затем в трубопровод 1 через продольные прорези 12, обтекая при этом находящийся в емкости 8 поршень. По достижении в установке установившегося режима движения потока открывается задвижка 10. Часть недросселированного устройством 11 потока поступает во внутреннюю емкость. 8, и вследствие-возникающего на поршне перепада давления последний выводится из пускоприемиого устройства в трубопровод 1, где увлекается основным потоком и перемещается вдоль трубопровода. С целью минимального увеличения перепада давления на поршне диск 13 экспериментально подбирают, таким образом, 0 что перепад давления ria нем во время движения поршня в два раза меньше перепада на каждой секции поршня, а значит в шесть раз меньше перепада давления на поршне без диска. Кроме 5 того, сопротивление движению потока, создаваемое малоинерционным анемометром, мало и близко к нулю, режим движения поршня меняется незначительно лишь за счет небольЩих сил трения, 0 возникающих в зазоре между диском 13 и стенкой калиброванного участка трубопровода.

Возникающие вследствие перемещения поршня вдоль трубопровода перетоки через кольцевой канал поступают

в емкость, заключенную между диском 13 и крайней ближайшей к нему секцией поршня и вследствие малости сопротивления их движению по сравнению с сопротивлением между диском и стенкой трубопровода направляются в центральное отверстие дисКа, приводя во вращение крыльчатку анемометра 14. Количество оборотов крыльчатки,пропорциональное, расходу газа через ане.мометр, преобразуется в частотный сигнал с помощью частотно-импульсно-г го преобразователя, поступает на вход радиопередающего устройства 16 и модулирует его несущую высокочастотную составляющую. Антенна 17 радиопередающего устройства, закрепленная на диске 13, по радиоканалу связи транслирует промодулированный сигнал на . антенну 18 радиоприемного устройства 19. Усиленный сигнал поступает на детектор 20, являющийся фильтром низкой частоты. Выделенный таким образом час тотный сигнал, пропорциональный расходу газа через анемометр, преобразуется с помощью формирователя импульсов в пилообразный и поступает на счетный вход электронного счетчика 22 импульсов. Формула изобретения 1. Устройство для измерения расхода газа в кольцевом канале между стен ками калиброванного участка трубопровода и поршнем поршневой расходомерной установки, содержащее измеритель времени и измеритель объема, включающий в себя установленный перед nopiuнем по направлению движения потока диск, жестко соединенный с поршнем и снабженный сквозным отверстием, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, уменьшения затрат и времени на процесс измерения в установках на большие расходы и высокие статические .давления, работающих на природном газе, диск выполнен неуплотненным в трубопроводе, сквозное отверстие выполнено в центре диска, в отверстии установлен малоинерционный крьшьчатый анемометр, снабженный частотноимпульсным преобразователем числа оборотов его зала и схемой передачи результатов измерения на регистрирующую аппаратуру . 2. Устройство по П.1, о т ли чающееся тем, что схема передачи результатов измерения на ре- . гистрирующую аппаратуру выполнена в виде радиопередающего и радиоприемного устрюйств, передающая антенна которых установлена на диске измерителя объема, а приемная антенна в конце калиброванного участка трубопровода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бродин И..С. и др. Метрологические исследования поршневой расходомерной установки газа. Сборник Метрологические исследования в области измерения расхода и количества веществ. Труды метрологических институтов СССР. М.-Казань, вып.135/195, 1972, с.258. 2.Авторское свидетельство СССР 575495, кл.С 01 F 25/00, 1975 (прототип).