Расходомер кориолиса уменьшенных размеров

 

Использование: измерение массовых расходов. Сущность изобретения: расходомер Кориолиса имеет две параллельно ориентированные расходомерные трубки, разделенные на множество сегментов, включая линейные, изогнутые, и U-образный сегмент, который определяет изгиб каждой из указанных расходомерных трубок. Когда расходомерные трубки колеблются по всей длине, первый комплект хомутов, прикрепленный к расходомерным трубкам, разделяет частоты колебаний расходомерных трубок. Второй комплект хомутов, прикрепленный к расходомерным трубкам, повышает нулевую устойчивость расходомера. Техническим результатом изобретения является уменьшение размера флага, что позволяет использовать расходомер в ограниченном пространстве, и уменьшение стоимости производства расходомера. 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

Область изобретения Настоящее изобретение относится к расходомерам Кориолиса. Более конкретно, настоящее изобретение относится к уменьшению размера флага расходомера Кориолиса за счет приложения вибраций ко всей длине расходомерных трубок расходомера. Еще более конкретно, настоящее изобретение относится к использованию двух комплектов хомутов, где первая пара хомутов адекватно разделяет частоты вибрации, а вторая пара хомутов повышает нулевую устойчивость системы.

Проблема Известно использование массовых расходомеров, в которых применяется эффект Кориолиса для измерения массового потока и получения другой информации о материалах, протекающих по трубопроводу, как раскрывается в патентах США 4491025, выданном Дж.И.Смиту и др. 1 января 1985 г., и Re. 31450, выданном Дж. И. Смиту 11 февраля 1982 г. Эти расходомеры имеют одну или более расходомерных трубок криволинейной конфигурации. Каждая расходомерная трубка в расходомере Кориолиса имеет набор собственных типов колебаний, которые могут относиться к простому крутильному типу или к связанным типам колебаний. Каждую расходомерную трубку заставляют колебаться в резонансе с одним из этих собственных типов колебаний. Собственные колебания колеблющейся, заполненной материалом системы частично определяются суммарной массой расходомерных трубок и материала, находящегося в этих расходомерных трубках. Материал поступает в расходомер из трубопровода на входной стороне расходомера. Затем материал направляется сквозь расходомерную трубку или расходомерные трубки и выходит из расходомера в трубопровод, соединенный с выходной стороной расходомера.

Привод прилагает к расходомерной трубке усилие, чтобы привести расходомерные трубки расходомера в состояние колебаний требуемого типа. Обычно, требуемым типом колебаний является первый несинфазный тип изгибных колебаний. Если по расходомеру не протекает материал, все точки на расходомерной трубке колеблются в одной фазе. По мере того, как материал начинает поступать в расходомер, ускорения Кориолиса переводят каждую точку на расходомерной трубке в фазу, отличную от всех других точек расходомерной трубки. Фаза на входном конце расходомерной трубки отстает от фазы привода, а фаза на выходном конце - опережает ее. На расходомерной трубке установлены датчики, которые вырабатывают синусоидальные сигналы, представляющие движение расходомерной трубки. Фазовый угол между сигналами двух датчиков пропорционален массовому расходу материала, текущего по расходомерной трубке или по расходомерным трубкам. Электронные компоненты, подключенные к датчикам, используют фазовый угол и частоты сигнала для определения массового расхода и других свойств материала.

Преимущество расходомера Кориолиса перед другими устройствами измерения массового потока заключается в том, что они дают ошибку менее 0,1% в расчетной величине массового расхода материала. Другие известные типы массовых расходомеров, такие как диафрагменные, турбинные и вихревые, обычно дают ошибку 0,5% или более при измерении массового расхода. Хотя массовые расходомеры Кориолиса имеют большую точность по сравнению с расходомерами других типов, они более дороги в производстве. Потребители часто выбирают более дешевые расходомеры, предпочитая экономию средств точности измерений. Поэтому, производителям расходомеров Кориолиса для того, чтобы конкурировать с производителями расходомеров других типов, требуется расходомер, производство которого дешевле и который обладает точностью в пределах 0,5% от фактического массового расхода.

Одна из причин, по которой расходомеры Кориолиса дороже других устройств, заключается в том, что в них требуется применять детали, которые уменьшают количество нежелательных колебаний, прилагаемых к расходомерным трубкам. Одной из таких деталей является патрубок, посредством которого расходомерные трубки крепятся к трубопроводу. В двухтрубном расходомере Кориолиса этот патрубок, кроме того, делит поток материала, получаемого из трубопровода, на два отдельных потока и направляет их в две расходомерные трубки. Для того чтобы уменьшать колебания, вызываемые другими источниками, например насосом, такой патрубок должен иметь достаточную жесткость, чтобы поглощать такие колебания. Самые обычные патрубки изготавливают из литого металла, чтобы они имели достаточную массу. Кроме того, между патрубками устанавливают распорку, чтобы поддерживать зазор между впускным и выпускным патрубками. Эта распорка также выполнена из металла или другого жесткого материала, чтобы предотвратить передачу колебаний на расходомерные трубки от внешних источников. Большое количество металла, используемого для таких отливок, повышает стоимость расходомера. Однако устранение нежелательных колебаний значительно повышает точность расходомера.

Вторая проблема, известная специалистам по расходомерам Кориолиса, заключается в том, что расходомер может иметь размер флага, слишком большой для определенных применений. Для целей настоящего описания размер флага - это расстояние, на которое контур трубки расходомера отстоит от трубопровода. Существуют условия, в которых свободное пространство ограничено или недоступно. Расходомер с типичным размером флага не поместится в такие ограниченные зоны. Имеется потребность в расходомере Кориолиса с уменьшенным размером флага, который может быть врезан в трубопровод в замкнутом пространстве или в местах, где пространство ограничено и, одновременно, обеспечивает точность показаний в пределах 0,5% от фактического расхода материала.

Другой прототип описан в патенте США 4781069 (Мицнер). Мицнер раскрывает датчик массового расхода, содержащий по меньшей мере одну пластину выбора типа колебаний на каждом впускном и выпускном концах датчика. Пластины установлены в дополнение к другим средствам концевой заделки трубы и имеют заранее определенные характеристики жесткости по осям X, Y и Z.

Решение Эти и другие проблемы решены в расходомере Кориолиса в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения, который является дальнейшим развитием этой области техники. Расходомер по настоящему изобретению не содержит обычного патрубка и распорки. Поэтому, стоимость производства такого расходомера уменьшена. Расходомер по настоящему изобретению также имеет уменьшенный размер флага, что позволяет его использовать в ограниченном пространстве, там, где невозможно использовать известные расходомеры Кориолиса с обычным размером флага.

Для того чтобы избавиться от известного патрубка и уменьшить размер флага расходомера Кориолиса, трубки расходомера должны колебаться по всей своей длине. Поэтому расходомер Кориолиса должен иметь нижеописанную конструкцию. Расходомер имеет пару расходомерных трубок, расположенных параллельно друг другу.

Каждая расходомерная трубка представляет собой непрерывную расходомерную трубку, разделенную на несколько сегментов. На впускном конце и на выпускном конце каждой расходомерной трубки имеются линейные сегменты, продольная ось которых ориентирована в первой плоскости, в которой лежит подключенный трубопровод. Первый конец линейных сегментов соединяет расходомерные трубки с впускным и выпускным патрубками. От второго конца линейных сегментов расходомерных трубок простираются наружу изогнутые сегменты. Каждый изогнутый сегмент представляет собой криволинейный участок трубы, который меняет ориентацию продольной оси расходомерной трубки из первой плоскости в направлении, по существу перпендикулярном первой плоскости, в которой лежит трубопровод.

Между двумя изогнутыми сегментами каждой расходомерной трубки расположен U-образный сегмент. Этот U-образный сегмент имеет первый участок, отходящий наружу от первого изогнутого сегмента и продольная ось которого ориентирована в направлении, по существу перпендикулярном первой плоскости, в которой лежит трубопровод. Второй криволинейный участок U-образного сегмента соединяет первый и третий участки U-образного сегмента. Третий участок U-образного сегмента имеет продольную ось, которая по существу перпендикулярна первой плоскости, и соединяет криволинейный участок U-образного сегмента со вторым изогнутым сегментом расходомерной трубки. В предпочтительном варианте настоящего изобретения первый и третий участки U-образного сегмента направлены наружу от изогнутых сегментов и их продольная ось отклонена на три градуса от перпендикуляра к первой плоскости, что позволяет расходомеру самоосушается, если трубопровод и первая плоскость ориентирована по существу перпендикулярно земле.

Поскольку для уменьшения размера флага расходомера трубка должна колебаться по всей своей длине, необходимо установить первый и второй комплекты хомутов, чтобы колебания расходомерной трубки, обеспечивающие возникновение фазового сдвига под воздействием сил Кориолиса, измерялись с достаточной точностью, чтобы ошибка в рассчитанном по измеренной фазе расходе не превышала 0,5% от истинной величины. Первый комплект хомутов упорядочивает колебания, чтобы лучше разделять различные типы колебаний в расходомерных трубках. Второй комплект хомутов повышает нулевую устойчивость расходомерных трубок для повышения точности измерений.

Для разделения типов колебания в расходомерной трубке, когда эта расходомерная трубка подвергается колебаниям, первый комплект хомутов крепится к обеим расходомерным трубкам в точке на каждом изогнутом участке, где продольная ось расходомерных трубок ориентирована в направлении, которое проходит по существу под углом сорок пять градусов к первой плоскости. Хомуты представляют собой металлические детали, которые крепятся к каждой расходомерной трубке по существу в одинаковом положении на этих трубках.

Второй комплект хомутов крепится к расходомерным трубкам в точке на изогнутых сегментах расходомерных трубок, которая расположена между первым комплектом хомутов и линейным сегментом расходомерных трубок. Второй комплект хомутов повышает нулевую устойчивость расходомерных трубок. Нулевая устойчивость - это показываемая величина расхода, когда в расходомерных трубках поток отсутствует. Идеально, при отсутствии потока показывается нулевой расход. В предпочтительном иллюстративном варианте настоящего изобретения второй комплект хомутов устанавливают на изогнутых участках расходомерных трубок в точке, где продольная ось ориентирована в направлении, которое проходит под углом по меньшей мере семь с половиной градусов и не более двадцати двух с половиной градусов к первой плоскости.

К впускному концу расходомерных трубок подсоединен первый патрубок. Первый патрубок имеет конфигурацию, позволяющую подсоединить его к трубопроводу и принимать из него поток материала. Затем поток делится на два отдельных потока, каждый из которых направляется в одну из расходомерных трубок. Потоки затем проходят через каждую расходомерную трубку и принимаются вторым патрубком. Второй патрубок соединяет эти два отдельных потока в выходной поток и направляет выходной поток обратно в трубопровод.

К первому и второму патрубку также может быть прикреплена распорка. Такая распорка охватывает линейные и изогнутые сегменты трубки расходомера и имеет отверстие, сквозь которое выходят U-образные сегменты расходомерных трубок. К распорке может крепиться кожух, закрывающий U-образные сегменты расходомерных трубок.

Из вышеприведенного описания следует, что одним признаком настоящего изобретения является расходомер Кориолиса, содержащий: пару параллельно ориентированных расходомерных трубок, где каждая из указанных расходомерных трубок разделена на множество сегментов, включая: линейные сегменты, определяющие противоположные концевые участки каждой из указанных расходомерных трубок, где указанные линейные сегменты имеют продольную ось, по существу параллельную продольной оси трубопровода и лежащую в одной плоскости с указанным трубопроводом, и изогнутые сегменты в каждой из указанных расходомерных трубок, которые проходят от конца указанных линейных сегментов и определяют изгиб, который меняет ориентацию указанной продольной оси каждой из расходомерных трубок от расположения в указанной первой плоскости к расположению по существу перпендикулярно к этой первой плоскости, и по существу U-образный сегмент, проходящий между изогнутыми сегментами на противоположных концах расходомерных трубок, причем указанный по существу U-образный сегмент на каждой из расходомерных трубок определяет изгиб каждой из расходомерных трубок, который меняет указанную ориентацию продольной оси на направление, по существу параллельное первой плоскости для создания перемычки между указанными изогнутыми сегментами, первый комплект хомутов, прикрепленный к каждой из расходомерных трубок в точках на указанных изогнутых сегментах, в которых указанная продольная ось расходомерных трубок проходит под углом, равным по существу сорока пяти градусам к первой плоскости, при этом первый комплект хомутов обеспечивает разделение частот между типами колебаний в указанных трубках расходомера, и
второй комплект хомутов, прикрепленный к указанным расходомерным трубкам в точках на указанных изогнутых сегментах на противоположных концах расходомерных трубок между указанными линейными сегментами и первым комплектом хомутов, причем второй комплект хомутов повышает нулевую устойчивость для каждой из расходомерных трубок.

Другим признаком настоящего изобретения является расходомер Кориолиса, дополнительно содержащий:
впускной патрубок, соединенный с первым линейным сегментом каждой расходомерной трубки и принимающий поток из трубопровода, который делит этот поток на два потока и направляет каждый из этих двух потоков в отдельную расходомерную трубку.

Следующим признаком настоящего изобретения является расходомер Кориолиса, дополнительно содержащий:
впускной фланец, прикрепленный к впускному патрубку для соединения впускного патрубка с трубопроводом.

Следующим признаком настоящего изобретения является расходомер Кориолиса, дополнительно содержащий:
выпускной патрубок, соединенный со вторым линейным сегментом каждой из расходомерных трубок и принимающий указанные потоки из этих расходомерных трубок, который соединяет эти потоки в один и направляет этот выходной поток в трубопровод.

Следующим признаком настоящего изобретения является расходомер Кориолиса, дополнительно содержащий:
выпускной фланец, прикрепленный к выпускному патрубку для соединения выпускного патрубка с трубопроводом.

Следующим признаком настоящего изобретения является расходомер Кориолиса, дополнительно содержащий:
патрубки, прикрепленные противоположным концам расходомерных трубок,
распорку, прикрепленную к указанным патрубкам и охватывающую указанные линейные сегменты и указанные изогнутые сегменты каждой из расходомерных трубок, и
отверстие в указанной распорке, сквозь которое выступают U-образные сегменты каждой из расходомерных трубок.

Следующим признаком настоящего изобретения является расходомер Кориолиса, в котором указанные U-образные сегменты имеют уменьшенный размер флага, причем размер флага определяется расстоянием, на которое контур трубки расходомера отстоит от трубопровода.

Следующим признаком настоящего изобретения является расходомер Кориолиса, дополнительно содержащий:
первую ветвь и вторую ветвь указанного U-образного сегмента, отходящие наружу от указанных изогнутых сегментов и имеющие продольную ось, ориентированную под углом три градуса к перпендикуляру к указанной первой плоскости.

Следующим признаком настоящего изобретения является расходомер Кориолиса, в котором указанная первая плоскость проходит перпендикулярно к земле и указанный расходомер является самоосушающимся.

Следующим признаком настоящего изобретения является расходомер Кориолиса, дополнительно содержащий:
кожух, закрывающий расходомерные трубки.

Следующим признаком настоящего изобретения является расходомер Кориолиса, в котором каждая из расходомерных трубок колеблется по всей длине.

Следующим признаком настоящего изобретения является расходомер Кориолиса, в котором указанная точка, в которой второй комплект хомутов крепится к расходомерным трубкам, является точкой, где продольная ось этих трубок ориентирована под углом в диапазоне от семи с половиной до двадцати двух с половиной градусов к указанной первой плоскости.

Следующим признаком настоящего изобретения является расходомер Кориолиса, дополнительно содержащий:
привод, передающий колебания на указанную пару расходомерных трубок.

Следующим признаком настоящего изобретения является расходомер Кориолиса, дополнительно содержащий:
первый датчик, прикрепленный к указанной паре расходомерных трубок на впускном конце привода, и
второй датчик, прикрепленный к указанной паре расходомерных трубок на выпускном конце привода.

Следующим признаком настоящего изобретения является расходомер Кориолиса, дополнительно содержащий:
измерительную электронику, принимающую сигнал, представляющий указанные колебания расходомерных трубок и определяющую массовый расход материала через указанный расходомер.

Описание чертежей
Эти и другие признаки более подробно описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 представлен расходомер Кориолиса с уменьшенным размером флага,
на фиг. 2 представлен расходомер Кориолиса по настоящему изобретению, прикрепленный к распорке,
на фиг. 3 представлен расходомер Кориолиса, прикрепленный к распорке и заключенный в кожух.

Подробное описание
Расходомер кориолиса в общем виде - фиг.1
На фиг.1 показан расходомер 5 Кориолиса, содержащий измерительный элемент 10 и измерительную электронику 20. Измерительная электроника 20 соединена с чувствительным элементом 10 проводами 100 для передачи информации о плотности, массовом расходе, объемном расходе, суммарном расходе, температуре и другой информации по каналу 26. Специалистам понятно, что в настоящем изобретении может использоваться в любых типах расходомера Кориолиса, независимо от количества приводов, датчиков и рабочего типа колебаний. Более того, настоящее изобретение может использоваться в любой системе, где колеблются две расходомерные трубки 103А-103В для измерения сил Кориолиса при протекании по ним материала и затем используется эффект Кориолиса для измерения свойств материала.

Измерительный элемент 10 расходомера содержит пару фланцев 101 и 101', патрубки 102 и 102', расходомерные трубки 103А и 103В, хомуты 120-123, привод 104 и датчики 105 и 105'. Фланцы 101-101' прикреплены к патрубкам 102-102'. Патрубки 102-102' прикреплены к противоположным концам расходомерных трубок 103А-103В. Хомуты 120-124 закреплены на расходомерных трубках 103А-103В, как описано ниже. Привод 104 прикреплен к расходомерным трубкам 103А-103В в положении, в котором привод может передавать колебания на расходомерные трубки 103А-103В в противофазе друг к другу. Датчики 105-105' прикреплены к расходомерным трубкам 103А-103В на противоположных концах для определения фазового угла в колебаниях противоположных концов расходомерных концов трубок 103А-103В.

Фланцы 101 и 101' прикреплены к патрубкам 102-102' и соединяют расходомерные трубки 103А-103В с трубопроводом (не показан). Когда измерительный элемент 10 расходомера врезается в трубопроводную систему (не показана), по которой течет материал, подвергаемый измерениям, материал попадает в измерительный элемент 10 через впускной фланец 101 и общий объем материала делится на два потока впускным патрубком 102 и направляется в равных количествах в трубки 103А и 103В. Затем материал протекает по расходомерным трубкам 103А и 103В и попадает в выпускной патрубок 102', который объединяет отдельные потоки. Затем материал протекает через выпускной фланец 101' и выходит из измерительного элемента 10. Патрубки 102 и 102' выполнены из минимального количества металла.

Расходомерные трубки 103А и 103В выбирают и соответствующим образом крепят к впускному патрубку 102 и выпускному патрубку 102' так, чтобы иметь по существу одинаковое распределение массы, момент инерции и модули упругости вокруг осей изгиба W-W и W'-W' соответственно. Расходомерные трубки отходят наружу от патрубков по существу параллельно.

Расходомерные трубки 103А и 103В приводятся приводом 104 в противофазе вокруг их соответствующих осей изгиба W и W' и в так называемом первом несинфазном режиме изгиба расходомера. Привод 104 может содержать одно из многих хорошо известных устройств, например магнит, установленный на расходомерной трубке 103А, и противолежащую катушку, установленную на расходомерной трубке 103В. Через противолежащую катушку пропускают переменный ток, чтобы заставить расходомерные трубки 103А и 103В колебаться. Соответствующий сигнал подают на привод 104 измерительной электроникой 20 по проводу 110. Описание фиг. 1 представлено просто как пример работы расходомера Кориолиса и не ограничивает суть настоящего изобретения.

Измерительная электроника 20 получает правый и левый сигналы скорости, приходящие по проводам 111 и 111'. Измерительная электроника 20 также вырабатывает приводной сигнал, посылаемый по проводу 110 и заставляющий привод 104 передавать колебания на расходомерные трубки 103А и 103В. Согласно настоящему изобретению можно вырабатывать множественные приводные сигналы для множества приводов. Измерительная электроника 20 обрабатывает сигналы скорости для расчета массового расхода. Канал 26 представляет собой средство ввода-вывода, обеспечивающее интерфейс измерительной электроники 20 с оператором. Работа измерительной электроники 20 происходит известным способом, поэтому полное описание измерительной электроники 20 опускается для краткости.

Конфигурация измерительного элемента 10 расходомера Кориолиса позволяет расходомерным трубкам 103А и 103В иметь меньший размер флага при сохранении точности показаний в пределах 0,5% от истинного расхода. Размер флага - это расстояние, на которое контур расходомерной трубки выступает наружу от плоскости, перпендикулярной этому контуру и в которой лежит трубопровод. Второе преимущество такой конфигурации измерительного элемента 10 расходомера Кориолиса заключается в том, что можно использовать более дешевые патрубки и распорку. Третье преимущество состоит в том, что за счет установки под углом ветвей U-образного сегмента расходомерные трубки при соответствующей ориентации становятся самоосушающимися.

Для уменьшения размера флага расходомерные трубки 103А и 103В должны колебаться по всей длине. Поэтому расходомерные трубки 103А-103В сконфигурированы следующим образом, расходомерные трубки 103А-103В проходят по существу параллельно друг другу. Каждая из расходомерных трубок 103А-103В имеет следующие идентичные сегменты: два линейных сегмента 150-150' на входе и выходе трубок 103А-103В, два изогнутых сегмента 151-151', проходящие от линейных сегментов 150-150' и U-образный сегмент, соединяющий изогнутые сегменты 151-151'.

Линейные сегменты 150-150' имеют первые концы 160 и 160', соединенные с патрубками 102-102'. Каждый линейный сегмент 150-150' представляет собой участок расходомерных трубок 103А-103В, продольная ось которого проходит по существу параллельно трубопроводу в первой плоскости, которая содержит трубопровод и линейные сегменты 150-150' каждой расходомерной трубки 103А-103В. Линейные сегменты 150 принимают материал из впускного патрубка 102, а линейные сегменты 150' возвращают материал в выпускной патрубок 102'.

Первые концы 170-170' изогнутых сегментов 151-151' отходят наружу от вторых концов 161-161' линейных сегментов 150-150'. Первые концы 170-171' изогнутых сегментов 151-151' лежат в первой плоскости. Изогнутые сегменты 151-151' расходомерных трубок 103А-103В имеют вторые концы 171-171', продольная ось которых проходит по существу перпендикулярно первой плоскости. Изогнутые сегменты 151-151' изгибаются между первыми концами 170-170' и вторыми концами 171-171'.

U-образные сегменты 152 представляют собой криволинейные сегменты расходомерных трубок 103А-103В, которые соединяют вторые концы 171-171' изогнутых сегментов 151-151'. Первый конец 180 первой ветви 153 каждого U-образного сегмента 152 отходит от второго конца 171 каждого изогнутого сегмента 151. Первая ветвь 153 отходит наружу от изогнутого сегмента 151 и имеет продольную ось, проходящую по существу перпендикулярно к первой плоскости, в которой лежат трубопровод и линейные сегменты 150-150'. В иллюстративном варианте настоящего изобретения первая ветвь 153 отходит наружу от первого изогнутого сегмента 151 так, что ее продольная ось ориентирована под углом 3 градуса от перпендикуляра к первой плоскости, чтобы расходомерные трубки 103А и 103В были самоосушающимися при ориентации перпендикулярно к земле. Первый конец 181 второй ветви 154 U-образного сегмента 152 простирается наружу от второго конца 171' каждого изогнутого сегмента 151' и имеет продольную ось, проходящую по существу перпендикулярно к первой плоскости. В иллюстративном варианте настоящего изобретения вторая ветвь 154 простирается наружу в направлении, которое наклонено под углом 3 градуса к первой плоскости к изогнутому сегменту 151, чтобы расходомерные трубки 103А и 103В были самоосушающимися при ориентации перпендикулярно к земле.

Криволинейный участок 155 соединяет второй конец 182 первой ветви 153 и второй конец 183 второй ветви 154 трубок 103А-103В. Криволинейный участок 155 проходит от второго конца 182 первой ветки 153, и ее продольная ось ориентирована по существу параллельно первой плоскости, в которой лежит трубопровод и по существу перпендикулярно продольным осям первой и второй ветвей 153 и 154 для соединения со вторым концом второй ветви 154.

Для уменьшения размеров флага вся длина расходомерных трубок 103А-103В должна колебаться в ответ на силу, прилагаемую приводом 104. Для повышения точности измерений эффекта Кориолиса, возникающего при колебаниях в потоке материала, к расходомерным трубкам 103А и 103В необходимо прикрепить два комплекта хомутов. Первый комплект хомутов 122-123 упорядочивает колебания в расходомерных трубках 103А и 103В для разделения типов колебаний. Второй комплект хомутов 120-121 необходим для повышения нулевой устойчивости измерительного элемента 10 расходомера. Это облегчает измерение фазового угла, вызванного эффектом Кориолиса, измерительной электроникой 20.

Первый комплект хомутов 122 и 123 прикреплен к расходомерным трубкам 103А и 103В на изогнутых сегментах 151-151' в точке, где угол, под которым расходомерные трубки 103А-103В ориентированы относительно первой плоскости, в которой лежит трубопровод, по существу равен сорока пяти градусам. Первый комплект хомутов 122 и 123 разделяет частоты различных типов колебаний.

Для устранения проблем, связанных с нулевой стабильностью, второй комплект хомутов 120 и 121 соединен с расходомерными трубками 103А и 103В. Второй комплект хомутов крепится к расходомерным трубкам 103А и 103В в точке на изогнутых сегментах 151-151' между первым комплектом хомутов 122-123 и линейными сегментами 150-150', где продольная ось ориентирована под углом в диапазоне между семью с половиной и двадцатью двумя с половиной градусов относительно первой плоскости.

Распорка, прикрепленная к патрубку 102 и 102', - фиг.2.

На фиг.2 показана распорка 200, прикрепленная к измерительному элементу 10 расходомера. Распорка 200 имеет квадратные торцы 190-191 на противоположных концах. В предпочтительном варианте настоящего изобретения квадратные торцы 190-191 (см. фиг. 1) отливаются как квадратные плиты на патрубках 102-102'. Четыре стенки, представленные стенками 201-202, соединяют каждую кромку квадратных торцов 190-191 для образования кожуха. Линейные сегменты 150-150' (см. фиг. 1) и изогнутые сегменты 151-151' (см. фиг.1) закрыты корпусом распорки 200. U-образный сегмент 152 выступает из отверстий 210 и 211 в верхней грани корпуса распорки 200. Отверстия 210 и 211 имеют достаточный размер, чтобы сквозь них проходили обе трубки 103А и 103В. Поскольку обе расходомерные трубки 103А и 103В проходят сквозь отверстия 210 и 211, они никоим образом не прикреплены к корпусу распорки 200 и поэтому вся длина расходомерных трубок 103А и 103В может колебаться в ответ на силы, прилагаемые приводом 104 (см. фиг.1).

Кожух для расходомерных трубок 103А и 103В - фиг.3.

На фиг. 3 показан кожух 300, закрывающий расходомерные трубки 103А-103В (показанные на фиг.1). Кожух 300 представляет собой полую структуру, надеваемую поверх расходомерных трубок 103А и 103В и крепящуюся к корпусу распорки 200, например, сваркой или болтами с гайками. Кожух 300 предотвращает выход материала в случае, если одна или обе расходомерные трубки 103А-103В будут разорваны.

Выше приведено описание расходомера Кориолиса с минимальным размером флага. Специалисты в данной области могут создать другие расходомеры Кориолиса, охватываемые настоящим изобретением, определяемым нижеприводимой формулой либо буквально, либо через доктрину эквивалентов.

Формула изобретения

1. Расходомер Кориолиса (5), содержащий пару параллельно ориентированных расходомерных трубок (103А-103В), каждая из которых разделена на множество сегментов, включая линейные сегменты (150-150'), определяющие противоположные концевые участки каждой из расходомерных трубок (103А-103В) расходомера, причем линейные сегменты имеют продольную ось, по существу, параллельную продольной оси трубопровода и лежащую в первой плоскости с трубопроводом, и изогнутые сегменты (151-151') в каждой из расходомерных трубок (103А-103В), которые простираются от конца (161-161') линейных сегментов (150-150') и определяют изгиб, который меняет ориентацию продольной оси каждой из расходомерных трубок от расположения в первой плоскости к расположению, по существу, перпендикулярно , этой первой плоскости, и, по существу, U-образный сегмент (152), проходящий между изогнутыми сегментами (151-151') на противоположных концах расходомерных трубок, причем, по существу, U-образный сегмент (152) в каждой из расходомерных трубок (103А-103В) определяет изгиб каждой из расходомерных трубок, который меняет указанную ориентацию продольной оси на направление, по существу, параллельное первой плоскости, для создания перемычки между и изогнутыми сегментами, первый комплект хомутов (122-123), прикрепленный к каждой из расходомерных трубок (103А-103В) в точках на изогнутых сегментах (151-151'), в которых указанная продольная ось расходомерных трубок проходит под углом, равным, по существу, 45° к первой плоскости, при этом первый комплект хомутов (122-123) обеспечивает разделение частот между типами колебаний в расходомерных трубках, и второй комплект хомутов (120-121), прикрепленный к расходомерным трубкам (103А-103В) в точках на изогнутых сегментах (151-151') на противоположных концах расходомерных трубок между и линейными сегментами и первым комплектом хомутов, причем второй комплект хомутов повышает нулевую устойчивость для каждой из расходомерных трубок.

2. Расходомер по п.1, дополнительно содержащий впускной патрубок (102), соединенный с первым из линейных сегментов (150-150') каждой из расходомерных трубок (103А-103В), и принимающий поток из трубопровода, который делит этот поток на два потока и направляет каждый из этих двух потоков в отдельную расходомерную трубку (103А-103В).

3. Расходомер по п.2, дополнительно содержащий впускной фланец (101), прикрепленный к впускному патрубку (102) для соединения впускного патрубка (102) с трубопроводом.

4. Расходомер по п.2, дополнительно содержащий выпускной патрубок (102'), соединенный со вторым из линейных сегментов (150-150') каждой из расходомерных трубок (103А-103В) и принимающий потоки из этих расходомерных трубок, который объединяет эти потоки в выходной поток и направляет этот выходной поток в трубопровод.

5. Расходомер по п.4, дополнительно содержащий выпускной фланец (101'), прикрепленный к выпускному патрубку (102') для соединения выпускного патрубка (102') с трубопроводом.

6. Расходомер по п.1, дополнительно содержащий патрубки (102-102'), прикрепленные к противоположным концам расходомерных трубок (103А-103В), распорку (200), прикрепленную к патрубкам (102-102') и охватывающую линейные сегменты (150-150') и изогнутые (151-151') сегменты каждой из расходомерных трубок, и по меньшей мере одно отверстие (210-211) в распорке (200), сквозь которое выступает U-образный сегмент (152) каждой из расходомерных трубок (103А-103В).

7. Расходомер по п.1, в котором указанный U-образный сегмент (152) обеспечивает уменьшенный размер флага, определяемый расстоянием, на которое контур трубки расходомера отстоит от трубопровода.

8. Расходомер по п.1, дополнительно содержащий первую ветвь (153) и вторую ветвь (154) U-образного сегмента (152), простирающиеся наружу от изогнутых сегментов (151-151') и имеющие продольную ось, по существу, ориентированную под углом 3° к перпендикуляру к первой плоскости.

9. Расходомер по п.8, в котором указанная первая плоскость проходит перпендикулярно к земле и указанный расходомер является самоосушающимся.

10. Расходомер по п.1, дополнительно содержащий кожух (300), закрывающий расходомерные трубки (103А-103В).

11. Расходомер по п.1, в котором каждая из расходомерных трубок колеблется по всей длине.

12. Расходомер по п.1, в котором точки, где второй комплект хомутов (120-121) крепится к расходомерным трубкам, представляет собой точки, в которые продольная ось этих расходомерных трубок ориентирована под углом 7,5-22,5° к первой плоскости.

13. Расходомер по п.1, дополнительно содержащий приводную систему (104), передающую колебания на указанную пару расходомерных трубок.

14. Расходомер по п.13, дополнительно содержащий первый датчик (105), прикрепленный к паре расходомерных трубок (103А-103В) на впускной стороне приводной системы (104), и второй датчик (105'), прикрепленный к паре расходомерных трубок (103А-103В) на выпускном конце приводной системы (104).

15. Расходомер по п.14, дополнительно содержащий измерительную электронику (20), принимающую сигналы, представляющие колебания расходомерных трубок из первого датчика и второго датчика, и определяющую массовый расход материала через указанный расходомер.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3