Прибор для измерения количества жидкости газа или пара, протекающих по трубопроводу

 

Класс 42е, 23

Ì 49328 IQ, 2/,, ДВТЯРЕНОЕ ВВИЙЕТЕЛЬСТВО HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСЙНИЕ прибора для измерения количества жидкости газа или пара, протекающих по трубопроводу.

К авторскому свидетельству М. M. Пешкова, заявленному 7 июня

1934 года (спр. о перв. № 148844), с присоединением заявок от

7 июня 1934 года (спр. о перв. № 148845) от 12 сентября 1934 года (спр. о перв. № 154119) и от 13 января 1935 года (спр. о перв. № 160726).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1936 года.

Известны приборы с дроссельной диафрагмой для измерения количества жидкости, газа или пара, протекающих по трубопроводу, основанные на принципе пропорциональности между количеством проходящей сквозь помещенную в трубопроводе диафрагму вещества и количеством капельной жидкости, вытекающей из насадки под напором, эквивалентным потере напора в измерительной диафрагме.

В предлагаемом приборе применены два расположенных один в другом резервуара, соединенные с трубопроводом по обе стороны диафрагмы и разделенные каждый горизонтальною перегородкой на две части, из коих верхняя часть внешнего резервуара снабжена переливной трубкой для поддерживания уровня жидкости на определенной высоте, а нижняя часть внутреннего резервуара посредством выводной трубки соединена с мерным сосудом.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез прибора; фиг. 2, 3, 4, 5 и 6 — вертикальные разрезы различных иных форм прибора; фиг. 7 — перспективный вид счетчика для учета жидкости; фиг. 8 и 9 — продольный разрез и вид сверху дополнительного к прибору приспособления для учета разности температур в трубопроводах и фиг. 10 — видоизменение этого приспособления.

Трубопровод 1 с установленной в нем измерительной диафрагмой 2 при помощи трубок 3 и 4, одновременно запираемых кранами 5 и 6, сообщается с резервуарами 7 и 8 измерительного прибора, причем резервуар 7 сообщается с полостью трубопровода перед измерительной диафрагмой, а резервуар 8— с полостью трубопровода за диафрагмой.

Резервуар 7 разделен перегородкой на верхнюю и нижнюю части, сообщающиеся между собою при помощи широкой переливной трубки 9. Резервуар 8 также разделен на верхнюю и нижнюю части, сообщающиеся между собою через посредство насадка 10. Нижняя часть резервуара 7 соединена при помощи сифонной трубки 12 с атмосферой, а верхние части резервуаров 7 и 8 сообщаются между собой через окна 11.

Вода подводится к прибору под напором из трубопровода 13 через кран 14 и фильтрующую сетку 15 в верхнюю часть резервуара 7 и подымается в ней до верхнего края трубки 9, через край которой излишек воды переливается в нижнюю часть резервуара 7, откуда через сифонную трубку 72 вытекает в дренажную воронку 16:

При протекании жидкости, газа или, пара через измерительную диафрагму 2 по обе стороны последней устанавливается определенная разность давления, заставляющая жидкость из резервуара 7 через окна 11 переходить в резервуар 8 и держаться в ней выше, чем в резер.вуаре 7, на величину, соответствующую потере напора в диафрагме 2. Жидкость из верхней части резервуара 8 через насадок 10 стекает в нижнюю ее часть и оттуда по выводной трубке 17 — в мерный сосуд 18 со шкалой 19. Так как верх насадка 10 установлен на уровне жидкости, поддерживаемом в резервуаре 7 трубкой 9, жидкость вытекает из этого насадка под напором, равным потере давления газа в диафрагме; ко.личество собранной в мерном сосуде 18 жидкости пропорционально количеству протекшего через измерительную диафрчгму газа. Для точной установки верха насадка 10 на уровне жидкости, поддерживаемом трубкой 9, насадок 10 ввернут на винтовой, резьбе, а корпус прибора снабжен установочными винтами 20.

Если для измерения расхода жидкости, газа или пара за продолжитель ное время мерный сосуд 18 получается слишком громоздким, то для уменьшения его размеров в этот мерный сосуд можно собирать лишь определенную часть вытекающей из прибора жидкости, пропуская ббльшую ее часть мимо мер.ного сосуда. Для этого, служит делительная воронка 21, соединенная с выводной трубкой 17 при помощи резиновой трубки 22 и снабженная установочными винтами 23 и лоточком 2б.

Жидкость поступает в воронку снизу .и, переливаясь через край, попадает большею частью в чашку 24 и выпуск.ную трубку 25; меньшая же часть жидкости отделяется лоточком 2б и сливается в мерный сосуд 18, где и учитывается.

В основу действия прибора положена закономерность, заключающаяся .в том, что количество жидкости, вытекающей из насадка, находится в каждый данный момент в прямом и постоянном отношении к количеству жидкости, газа или пара, протекающему через измерительную диафрагму, при условии соблюдения в каждый данный момент равенства между напором, обуславливающим истечение жидкости, и потерей напора газа при протекании его через диафрагму.

Положение это вытекает из следующих рассуждений. Если обозначим через А количество вещества, протекающего по трубе через измерительную диафрагму при потере Н напора в диафрагме, через а — количество жидкости, вытекающей из насадка под напором Ь, и через В и С вЂ” постоянные коэфициенты, зависящие от устройства и. размеров диафрагмы и насадка и состояния протекающего вещества и вытекающей жидкости, то соотношение между ними выразится известными формулами:

А=В)/Й и а=Сgh; разделив одно из этих равенств на другое, получим

А В H а С h

В обозначив постоянную †. через К, найдем

Если в каждый данный момент Н= Ь и, следовательно, — =1, Н

h то

А — =К а т. е. количество вытекающей жидкости прямо пропорционально количеству протекающего по трубопроводу вещества.

Измеряя объемным или весовым способом количество вытекающей из насадка жидкости и зная раз навсегда установленный пересчетный коэфициент прибора, можно определить количество вещества, протекающего через измерительную диафрагму за любой промежуток времени (час, сутки, месяц).

Для учета влияния колебания давления протекающего по трубопроводу — 3 газа применяется насадок 33 (фиг. 2), верхний край которого расположен на

10 метров ниже постоянного уровня воды в приборе. Насадок 33, соединенный с прибором посредством U-образной трубки 35, помещен над мерным баком 36 для учета воды, вытекающей из насадка под абсолютным давлением газа.

В иной форме выполнения прибор также состоит из двух расположенных один в другом резервуаров 8 и 7 (фиг. 3),из коих внутренний резервуар 8 трубкою 3 соединен с трубопроводом 1 до измерительной диафрагмы 2, а наружный резервуар 7 трубкою 4 соединен с трубопроводом после диафрагмы 2.

В наружном резервуаре плавает кольцевой поплавок 27, поддерживающий скрепленную с ним трубку 28, снабженную,окцами 11 и насадком 10, вставленным в перегородку, отделяющую верхнюю часть трубки от нижней.

Нижняя часть трубки 28 гибким шлангом 29 соединена с выводной трубкой 30, под которой расположен мерный сосуд 18 со шкалой 19 (фиг. 3)— это открытый тип. В другом закрытом типе (фиг. 4) трубка 30 входит в камеру 31, сообщающуюся с воздушным пространством прибора при помощи трубки 32 и оканчивающуюся внизу трубкой 17. Насадок 10 установлен так, что при отсутствии расхода жидкости в трубе его верх совпадает с уровнем жидкости в резервуарах 7 и 8.

При расходе жидкости через диафрагму 2 уровень жидкости в резервуаре 8 поднимается выше уровня в резервуаре 7 на величину потери напора в диафрагме и жидкость вытекает через насадок 10 под напором, равным потере давления в диафрагме; поэтому количество вытекающей из трубки 30 жидкости пропорционально количеству жидкости, протекающей по трубопроводу 1.

Если по условиям работы трубопровода можно достичь того, чтобы при увеличении расхода через диафрагму 2 давление за диафрагмой оставалось постоянным, с отводом, в случае повышения этого давления, излишнего столба воды из резервуара 7 через отводную трубку 37 (фиг. 5), то прибор упрощается, так как насадок 10 может быть сделан неподвижным и жидкость будет из него 7 вытекать под напором, равным потере давления в измерительной диафрагме.

Если по условиям работы трубопровода при измерении расхода жидкости через измерительную диафрагму давление ее за диафрагмой не меняется, та надобность в резервуаре 7 и отводной трубе 37 отпадает и жидкость будет вытекать из насадка 1О (фиг. 6), установленного на уровне, соответствующем: напору за диафрагмой, под давлением, равным потере давления в диафрагме.

Изображенные на фиг. 5 и 6 приборы могут быть сделаны закрытого типа, подобно фиг. 4.

Вместо собирания жидкости в сосуд 18 для измерения учет ее может производит ся счетчиком с выпадаюшими цифрами или стрелками, присоединяемым к зубчатке 38(фиг. 7), сидяшей на оси колеса 39 с ковшами 40. Для периодического удержания колеса от. врашения служит выступ 42 рычага 41,— снабженного осью 34 вращения и поплавком 43.

При заполнении ковша 40 жидкостью,. вливающейся в него по трубе 17, до определенного уровня поплавок 43 приподнимает стопорный рычаг 41 настолько, что выступ 42 перестает удерживать. колесо 39, которое поворачивается на такой угол, что под трубку 17 стано-вится следующий пустой ковш 40.

В целях отмеривания жидкости в количестве, пропорциональн ом произведению количества протекающей по трубе воды и падения ее температуры, воронка 21, принимающая отмеренную прибором жидкость, имеет вырез 44 (фиг. 8 и 9), служащий водосливом; под краем воронки расположен поворотный, изо нутый по дуге круга жолоб 45, снабженный отводной трубкой 46. На поддерживающем жолоб кронштейне 47 укреплен блок 48, к которому прикреплена нить 49, другим своим концом закрепленная на блоке 50; через этот по-. следний перекинута нить 51, к концам которой подвешены два цилиндра 52 и 53, нижними своими концами опушенные в жидкость 54. Внутренние полости цилиндров при помощи трубок 55 и 5б сообщаются с двумя баллонами 57 и 58, расположенными в трубопроводах прямом 59 и обратном 60.

Если температура жидкости в прямом и обратном трубопроводах одинакова, цилиндры 52 и 53 на блоке находятся в равновесии и остаются неподвижными при любой температуре жидкости. Если в обратном трубопроводе температура понизится, то объем воз.духа в баллоне 58 уменьшится, вследствие чего правый цилиндр опустится, блок 50 повернется, потянет нить 49 и повернет блок 48; вместе с блоком 48 повернется жолоб 45 и примет в себя часть жидкости, переливающейся через вырез 44. Прибор отрегулирован так, чтобы при одинаковой температуре в прямом и обратном трубопроводах жолоб 45 как раз переставал улавливать жидкость, а при некотором максимальном падении температуры улавливал всю переливающуюся жидкость.

Тогда при любом меньшем падении тем.пературы он будет улавливать пропорциональную часть жидкости и отводить ее по трубке 46 в мерный сосуд. Количество собранной таким образом в мерном сосуде жидкости будет пропорционально количеству введенной в воронку жидкости, умноженному на коэфи:циент, пропорциональный падению температуры, т. е. это количество жидкости будет пропорционально количеству отданных прошедшим по трубопроводу веществом калорий.

В видоизмененном приборе к одному концу нити 51 прикреплена пружина 61 (фиг. 10), а к другому — сосуд 62, имеющий форму, при которой в каждый данный момент вес заключенной в нем жидкости прямо пропорционален коли.:честву жидкости, вытекающему из сосуда через патрубок 63. В сосуд 62 по трубке 64 сливается жидкость, отмериваемая мерным прибором. Тогда по.движной жолоб 45 отмеривает количество жидкости, пропорциональное произведению расхода газа на поправочный коэфициент, учитывающий изменение давления газа.

Предмет изобретения.

1. Прибор для изм рения количества .жидкости, газа или пара, протекающих по трубопроводу, основанный на принципе пропорциональности между коли1 чеством жидкости, газа или пара, проходящего через диафрагму, и количе ством капельной жидкости, вытекающей из насадка под напором, эквивалентным потере напора в измерительной диафрагме„отличающийся тем, что он состоит из двух расположенных один в другом резервуаров 7 и 8, соединенных с трубопроводом внешний — до диафрагмы,- а внутренний — после, причем каждый из резервуаров разделен горизонтальной перегородкой на две половины, из коих верхняя половина внешнего резервуара, сообщающаяся посредством окон 11 с верхней половиной внутреннего резервуара и в которую предназначена поступать жидкость, снабжена переливной трубкой 9 для поддерживания уровня жидкости на высоте верхнего края насадка 10, а нижняя половина внутреннего резервуара посредством выводной трубки 17 соединена с мерным сосудом 18 (фиг. 1).

2. Форма выполнения прибора по п. 1, отличающаяся применением приспособления для учета влияния колебания давления газа или пара, состоящего из насадка 33, верхний край которого расположен ниже постоянного уровня воды в приборе, каковой насадок 33 соединен с прибором посредством U-образной трубки 35, и мерного бака 36 для учета воды, - вытекающей из насадка под абсолютным давлением газа (фиг. 2).

3. Форма выполнения прибора по п. 1, отличающаяся тем, что для измерения количества жидкости в трубопроводе, одинаковой с жидкостью, вытекающей из насадка, внутренний резервуар соединен с трубопроводом до диафрагмы, а внешний — после, причем на поверхности жидкости во внешнем резервуаре 7 помещен кольцевой поплавок 27, предназначенный поддерживать находящуюся во внутреннем резервуаре 8 трубку 28 с окнами 11 и насадком 10, сообщающуюся посредством шланга 29 с пропущенной через дно резервуара 8 трубкой 30, находящейся над мерным сосудом 18 (фиг. 3 и 4).

4. Форма выполнения прибора по п. 3, отличающаяся тем, что в случае наличия постоянства уровня в резервуаре 7, например, благодаря отводной трубке 37, насадок 10 закреплен неподвижно у дна резервуара 8 (фиг. 5).

5. Форма выполнения прибора по и. 1, отличающаяся тем, что в случае наличия постоянства давления за диафрагмой 2 применен лишь резервуар 8 с насадком 10, закрепленным у дна (фиг. 6).

6. Форма выпдлнения прибора по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью использования его для измерения расхода в течение продолжительного времени, между выводной трубкой 17 и мерным сосудом 18 помещена делительная воронка 21, снабженная чашкой 24 и выпускной трубкой 25 (фиг. 1).

7. При приборе по и. 6 применение счетчика в виде колеса 39 с ковшами 40, сидящего на оси и предназначенного поворачиваться на расстояние одного ковша при подъеме стопорного рычага 41 поплавком 43 (фиг. 7).

8. Форма выполнения прибора по пп. 1 — 7, отличающаяся тем, что, в целях отмеривания жидкости в количестве, пропорциональном произведению количества протекающей по трубе и падения температуры этой воды, воронка, принимающая жидкость, отмеренную прибором, имеег вырез 44, служащий водосливом, и снабжена расположенным под нею поворотным и выполненным в виде изогнутого по дуге круга жолобом 45, предназначенным для улавливания переливающейся через водослив воронки жидкости в количестве, пропорциональнОм количеству измеряемой жидкости и изменяющемся в зависимости от поворачивания этого жолоба относительно концентрично расположенного ему водослива воронки (фиг. 8 и 9).

9. Форма выполнения прибора пс пп. 1 — 8, отличающаяся тем, что, с цельк поворачивания жолоба 45 по отноше нию водослива на угол, по пропор циональности зависимый от падения или повышения температуры жидкости, протекающей по прямой и обратной тру бам 59 и 60, последние внутри снабжены баллонами 57 и 58 с трубками 55 и 56, которые входят в полости цилин дров 52 и 53, связанных между собой перекинутой через блок 50 нитью 49 и предназначенных при перемещении в вертикальном направлении, вследствие, изм ен ения в них объема воздушно и среды в зависимости от изменения температуры в прямой и обратных трубах, производить поворачивание жолоба действием тяги от блока, несущего эти цилиндры (фиг., 8 и 9).

10. Видоизменение прибора по пп. 1 — 9 применительно к отмериванию жидкости в количестве, пропорциональном произведению расхода газа на поправочный коэфициент, учитывающий . изменейие давления газа, отличающееся тем, что для поворачивания жолоба 45 применен подвешенный к блоку 50 сосуд б2 с иатрубком б3, через сечение которого протекает в каждый данный момент количество жидкости, прямо пропорциональное весу жидкости, заключенной в этот сосуд и поступившей в него в количестве, измеряемом приспособлением для учета изменения давления газа (фиг. 30)