Коллектор осреднения давления в трубопроводе Советский патент 1981 года по МПК G01L19/06 G01L19/00 

(54) КОЛЛЕКТОР ОСРЕДНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ТРУБОПРОВОДЕ

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к устройствам для измерения средних давлений в потоке с неравномерным полем скоростей и давлений.

Известно устройство, содержащее демпфер и два встречно включенных пружинных обратных клапана 1.

Недостатком этого устройства является его низкая надежность, обусловленная резкими ударами клапана о седло на переходных режимах и тем, что эти клапаны подвержены неустойчивой работе. Кроме того, )Q в данном устройстве отсутствует регулировка диапазона перепада давлений, в котором происходит демпфирование пульсаций давления.

Известен также коллектор осреднения давления газа или жидкости в трубопроводе, is выполненный в виде кольцевой камеры, охватывающей трубопровод и соединенной с полостью трубопровода радиальными каналами, в которые установлены дросселирующие элементы 2.

Недостатком такого коллектора является 20 больщое запаздывание при измерении осредненных давлений и измерений среднего давления в системе, а также невозможность

установки обратных клапанов для повыщения быстродействия.

Цель изобретения - повышение быстродействия осреднения давления и повыщение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что коллектор осреднения давления в трубопроводе, выполненный в виде кольцевой камеры со щтуцером для присоединения манометра, охватывающей трубопровод и соединенной с полостью трубопровода радиальными каналами, в которых установлены дросселирующие элементы, снабжен двумя магнитными клапанами, а кольцевая камера разделена перегородкой на две полости, в первой из которых установлен параллельно дросселю магнитный клапан прямого действия и смонтирован щтуцер для присоединения манометра, а во второй установлен клапан обратного действия, смонтированный в перегородке, при этом вторая полость сообщена каналом с трубопроводом.

На фиг. 1 показан коллектор, продольный разрез; на фиг. 2 - переходные характеристики коллектора с клапанами и без клапанов; на фиг. 3 - совместные дроссельные характеристики демпфирующих элементов и клапанов. Коллектор выполнен в виде кольцевой камеры 1, охватывающей трубопровод 2, и в которой радиально ввернуты и уплотнены кольцами 3, равномерно распределенные по всей охватываемой корпусом 1 поверхности дроссели А. Дроссели А состоят из гильзы 4, дросселирующего элемента 5 из пористого материала, который закреплен в гильзе 4 завальцовкой. В трубопроводе 2 и перегородке 6 установлены регулируемые магнитные клапаны Б и В с уплотнительными кольцами 7. Магнитные регулируемые клапаны Б и В состоят из щтуцера 8, в котором запрессован кольцевой магнит 9. На щтуцер 8 наворачивается самоконтрящаяся регулировочная гайка 10, в которой свободно перемещается магнитная заслонка 11, при этом заслонка установлена с зазором относительно кольцевого магнита. Кольцевой магнит 9 и магнитная заслонка 11 притягиваются друг к другу разнородными полюсами, а зазор между ними изменяется регулировочной гайкой 10. В регулировочной гайке 10 выполнено несколько диаметрально расположенных отверстий; в регулировочной гайке 10 клапана Б - для сообщения полости а с полостью б; регулировочной гайке 10 клапана В - для сообщения полости б с полостью в. Кроме того, в регулировочной гайке 10 клапанов Б и В выполнены пазы под отвертку. В регу.лировочной гайке 10 установлено стопорное кольцо 12, препятствующее выпаданию магнитной заслонки 11 из регулировочной гайки 10. Клапаны Б. и В регулируются вращением регулировочной гайки 10 через отверстия, закрывающиеся заглущками 13 с уплотнительными кольцами 14. В кольцевой вставке 15 выполнено отверстие для сообщения полости а с полостью в. Через щтуцер 16, приваренный к кольцевому корпусу 1, производится отбор осредненного давления к измерительному прибору (не показан). Фланец 17 и кольцо 18; кольцо 18, перегородка 6 и кольцевая обечайка 19; кольцевая обечайка 19 и фланец 20 кольцевой камеры 1 стягиваются между собой болтами и уплотняются прокладками 21 и резиновыми кольцами 22. Коллектор работает следующим образом. При стационарном режиме работы, когда давление в полости б равно давлению в контролируемой полости а, магнитные регулируемые клапаны Б и В закрыты. При этом измерительный прибор сообщается с источником контролируемого давления через дроссели А, которые гасят пульсации контролируемого давления. При возрастании среднего давления из-за значительного гидравлического сопротивления дросселей появляется резкий перепад давления между полостями а и б, превышающий перепад давления, на который настроены магнитные клапаны Б и В. Под действием этого перепада давления открывается клапан Б. При этом измерительный прибор сообщается с полостью б не только через дроссели А, но и через клапан Б. После выравнивания давлений в полостях а и б клапан Б закрывается. При спаде среднего давлния вступает в работу клапан В, работа которого аналогична работе клапана Б. Переходный процесс в измерительной магистрали показан на фиг. 2. Кривая 1 соответствует процессу коллектора без клапанов; кривая 2 - процессу коллектора с пружинными клапанами; кривая 3 - процессу коллектора с магнитными клапанами. Повыщение быстродействия коллектора с магнитными клапанами по сравнению с коллектором с пружинными клапанами объясняется особенностью характеристик магнитных клапанов. На фиг. 3 показаны совместные характеристики дросселей и параллельно соединенных с ними пружинных и магнитных клапанов. Из характеристик следует, что до заданного перепада давления Л Р между полостями а и б работают дроссели А, т. е. расход Q из одной полости в другую определяется только характеристиками дросселей (участок г). При увеличении расхода через дроссели А, больще чем расход, оп, .деляемый перепадом Л Р, вступает а работу клапан Б, характеристика которого имеет ниспадающий характер для магнитного клапана (участок д) и возрастающий для пружинного (участок е). Это означает, что при одинаковых проходных сечениях пружинного и магнитного клапанов сопротивление магнитных клапанов в значительной степени меньще сопротивления пружинных клапанов. Поэтому переходный процесс при установке в коллектор пружинных клапанов будет происходить с больщим запаздыванием, чем переходный процесс при установке в коллектор магнитных клапанов. Кроме того, закрытие пружинного клапана происходит под большим начальным силовым воздействием пружин, что приводит к большему удару клапана о седло и снижает надежность устройства. Из-за того, что магнитный клапан имеет малое начальное усилие закрытия, при его закрытии не происходит сильного удара клапана о седло. Максимальное усилие, действующее на подвижный элемент магнитного клапана, равно усилию от перепада давления 4 Р, а максимальное усилие, действующее на подвижный элемент пружинного клапана, больше. Величина перепада давления А Р, при котором происходит открывание клапанов Б и В, регулируется вращением регулировочной гайки 10 и может изменяться в широких пределах. Экономический эффект от применения коллектора предлагаемой конструкции достигается за счет сокращения времени экспериментальных исследований и повышения надежности работы устройства. Формула изобретения 1. Коллектор осреднения давления в трубопроводе, выполненный в виде кольцевой камеры со штуцером для присоединения манометра, охватывающей трубопровод и соединенной с полостью трубопровода радиальными каналами, в которых установлены дросселирующие элементы, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия осреднения давления и повышения надежности, он снабжен двумя магнитными клапанами, а кольцевая камера разделена перегородкой на две полости, в первой из которых установлен параллельно дросселю магнитный клапан прямого действия и смонтирован штуцер для присоединения манометра, а во второй установлен клапан обратного действия, смонтированный в перегородке, при этом вторая полость сообщена каналом с трубопроводом. 2. Коллектор по п. 1. отличающийся тем, что в нем клапан выполнен в виде кольцевого магнита, переходного штуцера, в полости которого установлен этот магнит, и подвижной заслонки, установленной в гайке, навинченной на указанный штуцер, и снабженный радиальными отверстиями и перекрывающей их заслонкой, при этом заслонка установлена с зазором относительно кольцевого магнита. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 621981, кл. G 01 L 19/06, 28.03.77. 2.Авторское свидетельство СССР № 627361, кл. G 01 L 19/06, 15.02.73 (прототип).

V. ,