Струйное устройство для измерения скоростей запыленных газовых потоков Советский патент 1982 года по МПК G01P5/00 

(50 СТРУЙНОЕ УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТЕЙ ЗАПЫЛЕННЫХ ГАЗОВЫХ

I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности для измерения скоростей запыленных газовых потоков, содержащих твердую и жидкую взвеси, в широких пределах, в частности, в азотной промышленности. Предлагаемое устройство целесообразно использовать для определения скоростей газовых потоков в грануляционных башнях, системах пылеулавливания.

Известны устройства для измерения скоростей газовых потоков, например, пневмометрические трубки РеббокаПрандля, содержащие державку и измерительную головку, выполненную в виде усеченной пирамиды с входными отверстиями, расположенными навстречу движущемуся потоку 1.

Однако известные насадки имеют ряд недостатков, основными из которых являются низкие чувствительность, точность и нелинейность статических хаПОТОКОВ

рактеристик. При работе в запыленных средах происходит быстрое забивание пылью входных отверстий, что приводит к существенному искажению результатов измерений.

Ближайшим по технической сущности является струйное устройство для измерения скоростей газовых потоков, содержащее измерительную головку с чувствительным элементом,выполнен10ным в виде двух сопел, одно из которых управляемое, а второе - для истечения управляющей струи, расположенных соосно напротив друг друга, импульсные трубки, помещенные в корпу15се, мостовой дроссельный преобразователь, источник постоянного питания сжатого воздуха и дифманометр со вторичным прибором 2.

20

Недостатками устройства являются ограниченный диапазон измеряемых скоростей и нелинейность его градуировочной кривой, определяющей зависимость между выходным сигналом устройства и измеряемой величиной. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых скоростей и повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в известное струйное устройство для измерения скоростей запыленных газовых потоков,содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде уста новленных напротив друг друга сопла истечения и приемного сопла, источник питания сжатым воздухом, дифманометр и вторичный прибор, введен струй ный узел в виде проточной камеры, снабженной несквозным приемным отверстием динамического напора измеряемого потока, соединенный пневмоЯро8ОДОМ с соплом истечения и выполненным ортогонально оси сопел чувствительного элемента. При этом отношение диаметров несквозного приемного отверстия динамического напора и сопла истечения равно 0,6-0,8. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечение на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез устройства. Устройство содержит измерительную головку 1 с тремя импульсными трубками 2-, собранными в общем аэродинами чески обтекаемом корпусе 5- Трубки снабжены соплами 6-8 соответственно. Сопло 8 истечения управляющей струи и управляемое сопло 6 расположе ны соосно напротив друг друга и образуют в совокупности струйный чувствительный элемент, реагирующий на изменение скорости измеряемого потока К соплу 8 подводится сжатый воздух с постоянной величиной давления питания Рр , а управляемое сопло соединено с этим давлением через постоянный дроссель 9. В нижней части головки. 1 размещен струйный узел стабилизации положения управляющей струи, Этот узел выполнен в виде проточной камеры 10 взаимодействия с разветвлением, проходящим в цепи питания управ ляющей струи.Проточная камера 10 сообщена с потоком 11, скорость которого измеряют при помощи несквозного приемного отверстия 12 динамического напора измеряемого потока, расположённого на поверхности головки 1, обращенной к измеряемому потоку. При этом отверстие 12 выполняют таким об разом, чтобы его плоскость совпадает с плоскостью размещения чувствительного элемента и ортогональна направлению натекания измеряемого потока. Приемное отверстие 12 непосредственно сообщается с измеряемым потоком 11 и при помощи камеры 10 в головке 1 пневматически связано с давлением Pj и соплом 8. В комплект устройства входит мостовой дроссельный преобразователь, рабочая и сравнительная ветви которого соответственно состоят из управляемого сопла 6, импульсной трубки 2, постоянного дросселя 9 (рабочая ветвь) и из сопла 7, импульсной трубки 3 и постоянного дросселя 13( сравнительная ветвь). Мостовой преобразователь пневматически соединен с дифманометром И, выход которого пневматически соединен со вторичным прибором 15. Редуктор 1б осуществляет в предлагаемом устройстве функции задатчика давления питания. Устройство работает следующим образом. К управляющему соплу 6 подводится давление сжатого воздуха,.меньшее по величине давления на выходе сопла 8, но достаточное для обеспечения непрерывного истечения воздуха из сопла 6 При строго симметричном расположении геометрических центров сопел 8 и 6 и оси управления струи. При отсутствии измеряемого газового потока () через приемное отверстие 12 проточной камеры 10 происходит истечение сжатого воздуха, в результате чего уменьшается величина динамического давления управляющей струи через сопло 8. Но управляющая струя препятствует свободному истечению воздуха из управляемого сопла, а следовательно, и выходу воздуха из рабочей ветви мостового преобразователя. В результате истечения воздуха с величиной напора Р, из отверстия 12 снижается пневмосопротивление на срезе сопла 6, устанавливается некоторая начальная величина жесткости управляющей струи, а в рабочей ветви мостового преобразователя, связанной с плюсовой полостью дифманометра , устанавливается некоторая минимальная величина давления, определяемая расходом воздуха через отверстие 12. При наличии измеряемого потока газа со скоростью VuiH струя воздуха. истекающая из сопла 3, отклоняется от первоначального направления, что приводит к изменению давления в рабочей ветви моста. Одновременно скоростной напор газового потока воздайствует на приемное отверстие 12, вызы вая увеличение пневматического сопротивления на выходе отверстия 12, пропорционально которому возрастает давление 8 проточной камере 10 взаимодей ствия связанной с соплом 8. Выходное давление камеры 10 подается в цепь питания управляющей струи. В результате- увеличивается давление струи воздуха, истекающей из сопла 8, а следовательно, возрастает и жесткост управляющей струи, и эта струя возвра щается в исходное положение. Последнее обеспечивает пропорциональное увеличение давления в рабочей ветви моста при новом значении измер.яемой скорости потока. Уровень давления Роиц , необходимый для создания определенной жесткости осесимметричной струи, определяется непосредственно- значением скорости VU-JM .Это позволяет в итоге проводить измерения на нескольких диапазонах. При этом расширяются общие пределы и обеспечивается линейность зависимости между скорстью измеряемого потока и показаниями вторичного прибора. Как показали эксперименты, оптимальное соотношение диаметров приемного отверстия и сопла истечения с точки зрения соотношения сигнал-шум равно 0,6-0,8. Формула изобретения 1 . Струйное устройство для измерения скоростей запыленных газовых потоков, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде установленных напротив друг друга сопла истечения и приемного сопла, источник питания сжатым воздухом, дифманометр и вторичный прибор, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых скоростей и повышения точности измерений, в него введен струйный узел в виде проточной камеры, снабженный приемным отверстием динамического напора измеряемого потока, соединенный пневмопроводом с соплом истечения и выполненный ортогонально оси сопел чувствительного элемента. 2. Устройство по П..1, отличающееся тем, что, отношение диаметров несквозного приемного отверс тия динамического напора и сопла истечения равно 0,6-0,8. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 509833, кл, G 01 Р .5/16, опублик. 2.Сб. Струйная техника. VI Международная конференция. М., Наука, 1976, с. 295-300 (прототип).

З- р-с

aiif

ii

Фиг. г.