Устройство для измерения давления в трубопроводах

 

Использование: измерительная техника, а именно для измерения давления в трубопроводах. Сущность изобретения: устройство состоит из рукава из эластичного материала, жесткого цилиндра, расположенного коаксиально рукаву, и двух разъемных соединительных узлов, посредством которых рукав и цилиндр встроены в транспортный трубопровод без изменения его поперечного сечения и с образованием вокруг рукава герметичной камеры, заполненной разделительной жидкостью и соединенной с манометром. Каждый соединительный узел включает жесткий соединительный патрубок, один конец которого соединен с рукавом, а другой - с трубопроводом. При этом на наружной поверхности соединительного патрубка в его средней по длине части выполнено плоское кольцо, наружный диаметр которого на одном соединительном патрубке больше внутреннего диаметра цилиндра, а на другом - меньше. При этом кольцо упирается в кольцевой уступ, выполненный у торца цилиндра, и прижимается к уступу посредством резьбового соединения. Технический результат изобретения заключается в улучшении эксплуатационных свойств устройства для измерения давления. 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

Устройство относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения давления в трубопроводах и рукавах при движении по ним вязких, преимущественно твердеющих жидкостей типа цементных и/или полимерных растворов.

Известно устройство для измерения давления, в котором вредное влияние измеряемой среды на измерительный прибор (манометр) предотвращается предохранительным устройством, содержащем корпус с входным и выходным каналами и установленную между ними диафрагму [1].

При транспортировании по трубопроводам вязких твердеющих жидкостей типа бетонных смесей входной канал такого предохранительного устройства закупоривается и устройство быстро выходит из строя.

Известно предохранительное устройство к манометру, в котором корпус имеет форму перевернутого стакана, сопряженного с трубопроводом посредством короткого патрубка, поперечное сечение которого соответствует поперечному сечению корпуса, а диафрагма по периметру зажата между корпусом и патрубком и выполнена из эластичного материала [2].

Такое предохранительное устройство только частично свободно от недостатка ранее описанного и в случае транспортирования по трубам полимерных растворов и бетонов, обладающих высокой адгезией, также является недолговечным.

Известно устройство для измерения давления в трубопроводах, содержащее чувствительный патрубок и расположенный коаксиально ему жесткий цилиндр, встроенных посредством соединительных узлов в трубопровод без уменьшения его поперечного сечения и с образованием между наружной поверхностью чувствительного патрубка, внутренней поверхностью жесткого цилиндра и элементами соединительных узлов (фланцами) герметичной камеры, заполненной разделительной жидкостью и соединенной с измерительным устройством. Чувствительный патрубок, цилиндр и фланцы выполнены из свариваемых материалов (металл) и неразъемно соединены в единое целое [3].

Это устройство является наиболее близким к предлагаемому, но малая чувствительность (деформативность) патрубка и неразъемность сварных соединений обуславливают его низкие эксплуатационные свойства, а именно: мал диапазон измерения давления, низкая точность измерения, недолговечность и неремонтопригодность. Первые два недостатка частично могут быть устранены путем выполнения компенсационного устройства в виде поршневого насоса (присутствует в [3]), а также путем полного удаления воздуха из герметичной камеры, из полости чувствительного элемента манометра и из подводящего к нему канала (выполнено в [4]). Однако все это существенно усложняет устройство.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является упрощение устройства и улучшение его эксплуатационных свойств. Технический же результат от изобретения заключается в увеличении объема разделительной жидкости, вытесняемой давлением из герметичной камеры в измерительное устройство, и в выполнении присоединений чувствительного патрубка и цилиндра к элементам соединительных узлов разъемными.

Указанная задача решается, а технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения давления в трубопроводах, содержащем чувствительный патрубок и расположенный коаксиально ему жесткий цилиндр, встроенных посредством соединительных узлов в трубопровод без уменьшения его поперечного сечения и с образованием между наружной поверхностью чувствительного патрубка, внутренней поверхностью жесткого цилиндра и элементами соединительных узлов герметичной камеры, заполненной разделительной жидкостью и соединенной с измерительным устройством, согласно изобретению чувствительный патрубок выполнен в виде рукава из эластичного материала, а каждый соединительный узел содержит жесткий соединительный патрубок, один конец которого разъемно соединен с рукавом, а другой - с трубопроводом, при этом на наружной поверхности соединительного патрубка в его средней по длине части выполнено плоское кольцо, наружный диаметр которого на одном соединительном патрубке больше внутреннего диаметра цилиндра, а на другом - меньше. Плоское кольцо упирается в кольцевой уступ, выполненный у торца цилиндра, и прижимается к уступу посредством резьбового соединения. Между плоским кольцом и кольцевым уступом выполнено уплотнение.

Резьбовое соединение в одном соединительном узле выполнено между наружной поверхностью большого кольца и расточенной у торца внутренней поверхностью цилиндра с примыканием к кольцевому уступу, выполненному внутри цилиндра, а в другом соединительном узле - между наружной поверхностью соединительного патрубка и гайкой, расположенной с наружной стороны цилиндра и прижимающей меньшее кольцо к кольцевому уступу, выполненному также внутри цилиндра.

В соединительном узле с большим кольцом кольцевой уступ цилиндра может быть образован его торцом, а цилиндр у этого торца снабжен фланцем. В этом случае большее кольцо выполняется в виде фланца, парного фланцу цилиндра, а резьбовое соединение - в виде болтового соединения этих парных фланцев.

Сущность технического решения заключается прежде всего в том, что чувствительный патрубок выполнен в виде рукава (шланга) из эластичного материала, а с цилиндром, образующим вокруг патрубка герметичную камеру, заполняемую разделительной жидкостью, соединен разъемно.

На фиг.1 изображено предложенное устройство, общий вид в разрезе; на фиг.2 - вариант выполнения первого соединительного узла.

Устройство состоит из патрубка, выполненного в виде рукава 1 из эластичного материала, жесткого цилиндра 2, расположенного коаксиально рукаву 1, и соединительных узлов 3 и 4, посредством которых рукав 1 и цилиндр 2 встроены в транспортный трубопровод 5 без изменения его поперечного сечения и с образованием вокруг рукава 1 герметичной камеры 6, заполненной разделительной жидкостью 7 и соединенной посредством штуцера 8 с манометром 9.

Соединительный узел 3 выполнен в виде соединительного патрубка 10, один конец которого посредством хомута 11 соединен с рукавом 1, а другой конец посредством резьбовой муфты 12 - с трубопроводом 5. На наружной поверхности патрубка 10 в его средней по длине части выполнены плоское кольцо 13 и утолщение под ключ 14. Между наружной поверхностью кольца 13 и расточенной у торца внутренней поверхностью цилиндра 2 выполнено резьбовое соединение 15 с примыканием кольца 13 внутри цилиндра 2 к кольцевому уступу 16 через прокладку 17.

Соединительный узел 4 выполнен в виде соединительного патрубка 18, один конец которого посредством хомута 11 соединен с рукавом 1, а другой конец посредством муфты 12 - трубопроводом 5 (аналогично патрубку 10). На наружной поверхности патрубка 18 выполнено плоское кольцо 19, резьба 20 под гайку 21 и муфту 12 и лыски под ключ 22. Кольцо 19 внутри цилиндра 2 примыкает к кольцевому уступу 23 через прокладку 24 и прижимается к нему гайкой 21, расположенной с наружной стороны цилиндра 2.

При сборке устройства сначала к рукаву 1 посредством хомутов 11 подсоединяют патрубки 10 и 18. Такой укрупненный узел одновременно с прокладками 17 и 24 вводят в цилиндр 2 и в узле 3 осуществляют резьбовое соединение патрубка 10 с цилиндром 2, а в узле 4 гайкой 21 прижимают кольцо 19 патрубка 18 к уступу 23. После этого камеру 6 заполняют разделительной жидкостью (вода, масло, глицерин) и устанавливают манометр 9. Устройство испытывают и встраивают в трубопровод 5.

При движении по трубопроводу 5 жидкости под давлением эластичный рукав 1 растягивается и вытесняет необходимый объем разделительной жидкости из камеры 6 в манометр 9. Находящийся в каналах штуцера 8 и манометра 9 воздух сжимается и вместе с разделительной жидкостью с высокой точностью передает на чувствительный элемент манометра давление, которое может изменяться в широком диапазоне. Разъемность же соединений в устройстве обеспечивает его высокую ремонтопригодность.

Скрепление цилиндра 2 и патрубка 10 может быть осуществлено болтами 25 с гайками 26 и иметь вид фланцевого соединения (фиг.2). В этом случае цилиндр 2 снабжен фланцем 27, а кольцо 13 патрубка 10 также выполняется в виде фланца 28. В таком резьбовом соединении (гайка-болт) прокладка 17 не повреждается кручением при сборке узла 3, а возможные протечки в соединении легко устраняются подтяжкой гаек 26.

Использованные источники

1. Авторское свидетельство СССР №277330, кл. G 01 L 19/06, опубл. 22.07.70.

2. Авторское свидетельство СССР №853443, кл. G 01 L 19/06, опубл. 07.08.81.

3. Авторское свидетельство СССР №255609, кл. G 01 L 19/06, опубл. 28.10.69. (прототип).

4. Авторское свидетельство СССР №1727010, кл. G 01 L 19/06, опубл. 15.04.92.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения давления в трубопроводах, содержащее чувствительный патрубок и расположенный коаксиально ему жесткий цилиндр, встроенные посредством соединительных узлов в трубопровод без уменьшения его поперечного сечения и с образованием между наружной поверхностью чувствительного патрубка, внутренней поверхностью жесткого цилиндра и элементами соединительных узлов герметичной камеры, заполненной разделительной жидкостью и соединенной с измерительным устройством, отличающееся тем, что чувствительный патрубок выполнен в виде рукава из эластичного материала, а каждый соединительный узел содержит жесткий соединительный патрубок, один конец которого разъемно соединен с рукавом, а другой - с трубопроводом, при этом на наружной поверхности соединительного патрубка в его средней по длине части выполнено плоское кольцо, наружный диаметр которого на одном соединительном патрубке больше внутреннего диаметра цилиндра, а на другом - меньше, причем кольцо упирается в кольцевой уступ, выполненный у торца цилиндра, и прижимается к уступу посредством резьбового соединения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между плоским кольцом и кольцевым уступом выполнено уплотнение.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что резьбовое соединение выполнено между наружной поверхностью большего кольца и поверхностью расточки, выполненной у торца цилиндра с образованием внутри его кольцевого уступа.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что резьбовое соединение выполнено между наружной поверхностью соединительного патрубка и гайкой, расположенной с наружной стороны цилиндра и прижимающей меньшее кольцо к кольцевому уступу, выполненному внутри цилиндра.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в соединительном узле с большим кольцом кольцевой уступ цилиндра образован его торцом, цилиндр снабжен фланцем, а кольцо выполнено в виде фланца, парного фланцу цилиндра, при этом резьбовое соединение выполнено в виде болтового соединения этих парных фланцев.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2