Пристрій для вимірювання витрати текучого середовища

1. Пристрій для вимірювання витрати текучого середовища через трубопровід, що містить встановлений у трубопроводі трубчастий корпус із вхідним каналом на фронтальній частині для забору внутрішнього середовища, вихідним каналом трубчастого корпусу для ви ходу середовища в центральну частину трубопроводу, заглушкою для запобігання виходу середовища за межі трубопроводу і сенсор теплового витратоміра всередині трубчасто го корпусу, який відрізняється тим, що трубчастий корпус виконаний таким, що перетинає подовжню вісь, другий кінець трубчастого корпусу, що розташований всередині трубопроводу, виконаний заглушеним, вхідний канал має розподілену уздовж всієї фронтальної стінки трубчастого кор U 2 (19) 1 3 20365 4 бку, друга частина якої розміщена поза основним В цьому пристрої параметри потоку всередині трубопроводом і з'єднана з витратоміром, а перша трубчасто го корпуса залежать від параметрів осрозташована всередині основного трубопроводу новного потоку, локалізованого біля забірного отпісля звужуючого пристрою паралельно потоку вору у фронтальній стінці трубчастого корпуса та рідини, при цьому перетин вхідної і вихідної трубок біля його внутрішнього відкритого кінця. В резульміж точками відбору і повернення рідини зменшутаті характер розподілу швидкостей, густини, тисється [Патент США №5333496,1995]. ків, температур і в'язкостей по перетину трубопроВ цьому пристрої витрата середовища також воду не враховується, що звужує ділянку вимірюється по параметрах частини потоку серезастосування і знижує точність вимірювання видовища, яка відводиться від основного потоку, що трати, особливо для багатофазних несталих потознижує точність визначення витрати як і в описаків. ному раніше пристрої. Задачею даної корисної моделі є створення У патенті Японії №4-34686, 1994, описаний виудосконаленого пристрою для вимірювання витратратомір повітря, який містить байпасний канал, ти текучого середовища, у якому будуть враховані розташований вздовж осі трубопроводу, по якому розподіли швидкостей, густини, тисків, температур рухається повітря, паралельно потоку повітря, і в'язкостей потоку середовища по всьому перетині укріплений за допомогою стійок у стінці трубопротрубопроводу, і потік середовища буде найбільш воду. Байпасний канал містить перший і другий повно узгоджений із зоною найбільшої чутливості датчики теплового витратоміра і складається з сенсора, що приведе до підвищення точності видвох тр убок, друга з яких має діаметр менший, ніж значення витрати середовища. перша, і розташована всередині першої. Вхідний Поставлена задача вирішується за рахунок токінець байпасного каналу (впускний отвір) є перго, що у відомому пристрої для вимірювання вишим кінцем першої трубки, у бічній поверхні якої трати текучого середовища через трубопровід, що виконані випускні отвори. Другий кінець першої містить встановлений у тр убопроводі трубчастий трубки герметично закритий, при цьому друга трукорпус із вхідним каналом на фронтальній частині бка має довжину, меншу ніж довжина першої та корпусу для забору середовища, вихідним канаукріплена на вході першої таким чином, що для лом трубчастого корпуса для виходу середовища вимірюваного середовища утворюється прохід від в центральну частину тр убопроводу, заглушкою вхідного кінця байпасного каналу через другу трудля запобігання виходу середовища за межі трубку до її кінця і далі через простір між другою і бопроводу і сенсор теплового витратоміра всерепершою трубкою і через випускні отвори в потік дині трубчастого корпуса, у частині, що знаходитьсередовища, що транспортується. ся в потоці, відповідно до корисної моделі Всі елементи даного пристрою знаходяться трубчастий корпус перетинає поздовжню вісь трувсередині трубопроводу, що дозволяє знизити бопроводу, при цьому другий кінець трубчастого недоліки описаних вище пристроїв, однак і при корпуса, що знаходиться всередині трубопроводу, такому його виконанні також не враховується хатакож заглушений, вхідний канал має розподілену рактер розподілу густини, тисків, температур і вздовж всієї фронтальної стінки трубчастого коршвидкостей потоку середовища по перетину трупуса апертуру, а вихідний канал виконаний на бопроводу, що приводить до зниження точності тильній поверхні трубчастого корпуса і ви ходить у вимірювання витрати. центральну частину тр убопроводу. Найбільш близьким до пристрою, що заявляАпертура вхідного каналу пристрою може бути ється, є пристрій для вимірювання витрати серевиконана у виді системи отворів, розподілених довища, який містить прямий трубчастий корпус, вздовж фронтальної стінки трубчастого корпуса встановлений в основному трубопроводі, по якому або щонайменше у виді двох отворів, розташоватранспортується середовище, і розміщений в ньоних симетрично по обидві сторони від повздовжму сенсор теплового витратоміра [Патент Росії ньої осі трубопроводу. Таке виконання апертури №2143666, 1999]. Трубчастий корпус герметично вхідного каналу дозволяє здійснити забір середозакріплений у стінці основного трубопроводу таким вища в декількох, за числом вхідних отворів, локачином, що його зовнішній кінець, у якому герметильних зонах потоку на його перетині, що привочно закріплена заглушка, розташований зовні осдить до підвищення точності вимірів. новного трубопроводу, і встановлений до осі потоКожен отвір може бути виконаний у виді віялоку середовища під кутом а. Внутрішній кінець подібної структури, у якій осі отворів відхилені від трубчасто го корпуса відкритий в основний трубонапрямку потоку середовища на кут у межах від провід, досягає центра основного трубопроводу та 60° до +60°. У цьому випадку знижується чутлиобрізаний під кутом 90-180° до осі потоку середовість пристрою до точності кутової орієнтації трубвища. У тр убчастому корпусі встановлений трубчастого корпуса щодо подовжньої осі трубопровочастий шток з герметично закритим внутрішнім ду, найбільш повно усереднюються параметри кінцем, у якому встановлений сенсор теплового середовища, що транспортується, всередині корвитратоміра. Зовнішній кінець штока герметично пуса. закріплений у заглушці, а у фронтальній частині Апертура вхідного каналу пристрою може бути трубчасто го корпуса біля стінки основного трубовиконана також у виді подовжньої щілини у фронпроводу виконаний забірний отвір для надходжентальній стінці трубчастого корпуса, що дозволяє ня середовища з основного трубопроводу. Площа врахувати параметри основного потоку по всьому цього отвору дорівнює 1-4 площам перетину трубперетині трубопроводу, що також приводить до частого корпуса, а діаметр останнього дорівнює 2підвищення точності вимірів. 3 діаметрам штока. Якщо довжина чутливої частини сенсора сут 5 20365 6 тєво менше ніж довжина вхідного каналу (точковий частого корпуса 1 (фіг.2) або у виді дво х о творів сенсор), сенсор доцільно розмістити в центральній (фіг.3), розміщених симетрично щодо повздовжчастині трубчастого корпуса, чутливою частиною в ньої осі трубопроводу. зоні вихідного каналу. У цьому випадку сигнал сеЗ метою зменшення чутли вості пристрою до нсора буде визначатися параметрами усереднеточності встановлення трубчастого корпуса щодо ного потоку, що витікає через вихідний отвір, і точподовжньої осі потоку, кожен отвір 5 вхідного каність визначення витрати підвищується. налу 1 може бути виконаний у виді віялоподібної Якщо сенсор виконаний таким чином, що довструктури, що включає декілька більш дрібних отжина його чутливої частини порівнянна з довживорів 8, осі яких відхилені від осі потоку на кут у ною вхідного каналу (лінійний сенсор), він буде межах від -60° до +60° (фіг.3). знаходитися не в усередненому потоці, а в потоці Трубчастий корпус 1 може бути встановлений з реальним розподілом швидкостей, густини, тиспід кутом а до подовжньої осі трубопроводу. ків, температур і в'язкостей по перетині трубопроВсередині трубчастого корпуса 1 у потоці відіводу; це дозволяє найбільш повно узгодити парабраного середовища розміщають сенсор 9 теплометри потоку через трубчастий корпус з вого витратоміра (фіг.1). Якщо довжина чутливої характеристиками сенсора, що також веде до підчастини сенсора 9 істотно менше ніж довжина вхівищення точності визначення витрати середовидного каналу L, то сенсор 9 доцільно встановити в ща, що транспортується. центральній частині трубчастого корпуса 1 у зоні Трубчастий корпус може перетинати весь певихідного отвору 6 (фіг.2). У цьому випадку сенсор ретин трубопроводу від стінки до стінки. реагує на усереднений потік. Якщо довжина чутНа кресленнях представлені: ливої частини сенсора 9 порівнянна з довжиною на фіг.1 - схематичне зображення пропоновавхідного каналу L, то сенсор 9 розміщають поного пристрою для вимірювання витрати середодовжньо корпусу 1 на його осі (фіг.4). У цьому вивища з трубчастим корпусом, який перетинає весь падку сенсор буде реагувати на реальний розпоперетин трубопроводу і вхідним каналом у виді діл параметрів потоку по перетині трубопроводу. системи отворів на фронтальній поверхні трубчасУ пристрої може бути використаний будь-який того корпуса; відомий сенсор теплового витратоміра, електричні на фіг.2 - схематичне зображення пропоновапараметри якого, зазвичай омічний опір, залежать ного пристрою для вимірювання витрати середовід струму підігріву і параметрів середовища, яким вища з вхідним каналом у виді щілини на фронтавін омивається. льній поверхні трубчастого корпуса і сенсором, Пристрій для вимірювання витрачання серерозміщеним у центральній частині трубчастого довища працює в такий спосіб. корпуса в зоні вихідного каналу; Середовище, що транспортується, при перена фіг.3 - зображення пристрою з вхідним каміщенні по трубопроводу 2 через систему отворів налом у виді системи з двох отворів з віялоподіб5 або щілини 7 надходить у порожнину трубчастоною структурою отворів. го корпуса 1, обмежену заглушками 3, 4, і вихона фіг.4 - схематичне зображення пропоновадить з неї через вихідний канал б, омиваючи при ного пристрою для вимірювання витрати середоцьому сенсор теплового витратоміра 9 (фіг.1, 2, 4). вища з вхідним каналом у виді системи отворів на Потік у трубчастому корпусі, що омиває сенфронтальній поверхні трубчастого корпуса і лінійсор, створюється, в основному, за рахунок: ним сенсором (вздовж усієї подовжньої осі корпуса різниці тисків у місці знаходження отворів вхічерез весь перетин трубопроводу). дного каналу і вихідного каналу; Пристрій для вимірювання витрати середовидинамічного напору в зоні вхідного каналу. ща містить трубчастий корпус 1, закріплений у Точковий сенсор 9, розміщений у зоні вихідностінці трубопроводу 2, по якому транспортується го отвору 6, буде омиватися усередненим потосередовище, витрати якого виміряється (фіг.1). ком, що надходить у корпус через систему отворів Трубчастий корпус 1 перетинає весь перетин тру5 або щілину 7 у фронтальній стінці корпуса 1, і бопроводу 2 від стінки до стінки. Порожнина всеякий виходить через вихідний канал 6 (фіг.2). редині трубчастого корпуса 1 у частині, що знахоОкремі чутливі ділянки лінійного сенсора 9 будиться всередині трубопроводу 2, обмежена дуть знаходитись в зоні дії різних потоків, відібразаглушками 3 і 4. Фронтальна поверхня трубчастоних з різних точок перетину трубопроводу, у рего корпуса 1, що знаходиться в потоці (стосовно зультаті чого сигнал такого сенсора буде містити потоку), містить вхідний канал, який симетричний інформацію про інтегрований розподіл параметрів відносно повздовжньої осі трубопроводу, з аперпотоку по перетині трубопроводу (фіг.4). турою, що може бути виконана у виді системи отТак як сенсор знаходиться в усередненому поворів 5, тильна - вихідний канал у виді отвору 6 у тоці або на нього впливають потоки, відібрані з центральній частині корпуса. Вхідний канал має різних точок перетину трубопроводу, сигнал сенрозподілену апертуру і служить для добору сересора несе інформацію про потік з усередненими довища по перетині трубопроводу. Вихідний канал фізичними характеристиками, такими як густина, служить для відводу середовища з корпуса в центиск, температура, в'язкість, швидкість, унаслідок тральну частину трубопроводу (фіг.1-4). чого підвищується точність виміру витрати, особВ інших варіантах виконання вхідний канал виливо при несталих потоках. конаний у виді щілини 7 у фронтальній стінці труб 7 Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков 20365 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601