Устройство для измерения расхода электропроводной жидкости

 

Изобретение может быть использовано для измерения расходов и количества жидкостей с ионной проводимостью. За установленным в трубопроводе телом обтекания расположены постоянные кольцевой и дисковый магниты. В центре кольцевого магнита перпендикулярно направлению движения жидкости с образованием радиального зазора со стенкой трубопровода расположен индикатор вихрей, выполненный в виде одного электрода стержневого типа. Условная кратчайшая линия, соединяющая центры магнитов, повернута относительно индикатора вихрей в направлении движения потока жидкости на угол не более 5^o. Изобретение имеет повышенную надежность при измерении в потоках, содержащих механические включения и продукты коррозии. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам контроля потоков жидкости, и может быть использовано для измерения расходов и количества жидкостей, обладающих ионной проводимостью, в водо-, теплоснабжении, энергетике, химической, пищевой, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности.

Известно устройство для измерения расхода электропроводной жидкости (см. , напр., патент РФ N 2055321, G 01 F 1/32, 1994), содержащее трубопровод из немагнитного материала, источник магнитного поля, размещенные внутри трубопровода тело обтекания в виде вихреобразующего стержня и индикатор вихрей в виде двух электродов электроконтактного типа, установленных в магнитном поле, создаваемом источником магнитного поля, а также блок обработки выходного сигнала, при этом источник магнитного поля установлен так, что создаваемое им внутри трубопровода магнитное поле направлено под углом α к диаметру трубопровода, перпендикулярному к оси вихреобразующего стержня, электроды индикаторов вихрей установлены за вихреобразующим стержнем по ходу движения жидкости так, что условная кратчайшая линия, их соединяющая, находится под углом β к диаметру, перпендикулярному к оси вихреобразующего стержня и под углом γ к направлению действия магнитного поля, при этом значения углов α,β,γ выбираются из условия (90°-8,5·lgσ) ≅ α,β,γ ≅ 90°, где σ - электропроводность контролируемой жидкости.

Недостатком этого устройства является отсутствие четкой взаимной ориентации его частей, особенно источника магнитного поля и тела обтекания, что практически исключает промышленное применение данного устройства.

Наиболее близким к заявляемому изобретению (прототипом) является устройство для измерения расхода электропроводной жидкости (см., напр., Коммерческий учет энергоносителей. Материалы IX Международной научно-практической конференции 20-22 апреля 1999 г. С.-Петербург: Политехника, 1999 г., с.с. 61, 76, рис. 11), содержащее трубопровод из немагнитного материала, источник магнитного поля в виде кольцевого и дискового постоянных магнитов, размещенные внутри трубопровода тело обтекания в виде вихреобразующего стержня и индикатор вихрей в виде электрода стержневого типа, который установлен в центре кольцевого магнита в диаметральной плоскости, содержащей диаметральную ось тела обтекания, перпендикулярно направлению движения жидкости, изолирован от кольцевого магнита и стенки трубопровода, имеет радиальный зазор со стенкой трубопровода, равный 1/3 его диаметра, при этом направление силовых линий магнитного поля параллельно оси тела обтекания.

Недостатком прототипа является отложение содержащихся в жидкости механических ферромагнитных включений и продуктов коррозии на теле обтекания и на стенках трубопровода, причем максимальные отложения имеют место в области действия магнитного поля, особенно в зоне радиального зазора (зоне установки дискового магнита), уменьшение которого приводит к увеличению утечки заряда, вплоть до полного шунтирования при наступлении контакта и, как следствие, в этот момент прибор становится неработоспособным.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение срока работоспособности устройства.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для измерения расхода электропроводной жидкости, содержащем трубопровод, тело обтекания, расположенные за ним постоянные кольцевой и дисковый магниты, условная кратчайшая линия, соединяющая центры которых, расположена в плоскости, содержащей диаметральную ось тела обтекания, индикатор вихрей в виде электрода стержневого типа, который расположен в центре кольцевого магнита перпендикулярно направлению движения потока жидкости в плоскости, содержащий диаметральную ось тела обтекания, и имеет радиальный зазор со стенкой трубопровода, равный 1/3 его диаметра, блок обработки выходного сигнала, причем кольцевой и дисковый постоянные магниты расположены так, что условная кратчайшая линия, соединяющая их центры, повернута относительно индикатора вихрей в направлении движения жидкости на угол α, при этом его значение принимают α ≅ 5^o.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для измерения расхода электропроводной жидкости содержит выполненный из немагнитного материала трубопровод 1, по диаметру которого установлено вихреобразующее тело обтекания 2, расположенные на трубопроводе 1 за телом обтекания 2 по ходу движения контролируемой электропроводной жидкости постоянные кольцевой 3 и дисковый 4 магниты, причем условная кратчайшая линия, соединяющая их центры, расположена в диаметральной плоскости, содержащей диаметральную ось тела обтекания 2, индикатор вихрей 5, выполненный в виде одного электрода стержневого типа, который расположен в центре кольцевого магнита 3 перпендикулярно направлению движения потока жидкости в диаметральной плоскости, содержащей диаметральную ось тела обтекания 2, имеет радиальный зазор со стенкой трубопровода 1, равный 1/3 его диаметра, изолирован от последнего и кольцевого магнита 3 втулкой-изолятором 6 и подключен к блоку обработки выходного сигнала 7, причем условная кратчайшая линия, соединяющая центры кольцевого 3 и дискового 4 постоянных магнитов, повернута относительно индикатора вихрей 5 в направлении движения жидкости на угол α, значение которого принимают α ≅ 5^o.

Известно, что ЭДС ε, генерируемая вихрями при движении заряженных частиц, связана со скоростью движения частицы и магнитной индукцией прямой зависимостью где ϕ - угол между векторами k - коэффициент пропорциональности, а максимальное значение ε достигается при значении ϕ = 90^o, то смещение постоянного дискового магнита 4, характеризуемое максимальным углом α = 5^o приведет к снижению ε не более чем на 0,4%. При этом тело налипания 8, образующееся в процессе работы устройства, расположенное внутри трубопровода 1 в зоне дискового магнита 4, будет смещено по направлению движения потока жидкости относительно оси индикатора вихрей 5.

Устройство работает следующим образом.

Тело обтекания 2 генерирует вихри в плоскостях, перпендикулярных диаметральной оси тела обтекания 2, имеющие противоположную закрутку, при взаимодействии которых с магнитным полем в контролируемой жидкости генерируется знакопеременное электрическое поле, характеризуемое знакопеременной ε, максимальное значение которой в соответствии с уравнением электромагнитной индукции достигается при значении угла ϕ между векторами скорости и магнитной индукции равном 90^o. Знакопеременная ε снимается с индикатора вихрей 5 и подается на блок обработки выходного сигнала 7. Смещение дискового магнита 4 в направлении движения жидкости, характеризуемое поворотом условной кратчайшей линии, соединяющей центры магнитов 3 и 4 относительно индикатора вихрей 5 на угол α ± 5, приводит к смещению относительно оси индикатора вихрей 5 тела налипания 8 по направлению движения жидкости.

Опыт эксплуатации известных ранее аналогичных устройств показал, что тело налипания 8 формируется в виде конического образования, причем основание конуса представляет собой подобие окружности с диаметром, составляющим 50 - 70% от наружного диаметра дискового магнита 4, а высота тела налипания 8 не превышает трети внутреннего диаметра трубопровода 1 из-за сносящего воздействия ядра потока жидкости, поэтому смещение дискового магнита 4 в направлении движения жидкости исключает возможность контакта индикатора вихрей 5 с телом налипания 8 в течение срока службы устройства, при этом относительное изменение уровня генерируемой ЭДС ε не превышает 0,4%, что не влияет на точность показания устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения расхода электропроводной жидкости, содержащее трубопровод, по диаметру которого установлено тело обтекания, расположенные за ним по направлению движения контролируемой жидкости постоянные кольцевой и дисковый магниты, условная кратчайшая линия, соединяющая центры которых, расположена в плоскости, содержащей диаметральную ось тела обтекания, индикатор вихрей, выполненный в виде одного электрода стержневого типа, который расположен в центре кольцевого магнита перпендикулярно направлению движения жидкости с образованием радиального зазора со стенкой трубопровода, равного 1/3 его диаметра, изолирован от трубопровода и кольцевого магнита и подключен к блоку обработки выходного сигнала, отличающееся тем, что условная кратчайшая линия, соединяющая центры кольцевого и дискового постоянных магнитов, повернута относительно индикатора вихрей в направлении движения потока жидкости на угол α ≅ 5^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

HE4A - Изменение адреса для переписки с обладателем патента Российской Федерации на изобретение

Новый адрес для переписки с патентообладателем:248016, г. Калуга, ул. Складская, 4, ЗАО НПО "Промприбор"

Извещение опубликовано: 10.11.2005        БИ: 31/2005

---