Трубопоршневая расходомерная установка

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик н>877334 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51)М. Кл З

G 01 F 3/16

G F 25/00 (22) Заявлено 260479 (21) 2759340/18-10 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.81, Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 30.1081 (53) VIAK 53.089.6 (088..8) (72) Автор изобретения

В.В. Овандер (71) Заявитель (54) TPYSOIIOPILIHEBAH РАСХОДОМЕРНАЯ

УСТАНОВКА

Изобретение относится к устройствам для измерения расхода жидкости или газа, Известны трубопоршневые установки, содержащие трубу с поршнем и путевыми датчиками, передающими сигнал на счетный прибор, ловушку для удержания поршня в конце трубы и вентили, реверсирующие поток жидкости в трубе для возврата поршня s исходное положение перед мерной зоной. Величина расхода жидкости в таких расходомерах объемного действия определяется по времени прохождения поршнем мерной зоны трубы, ограниченной путевыми датчиками (1) .

Особенностью таких расходомеров является простота конструкции, высокая точность, малое гидравлическое сопротивлеиие, работоспособность на. любых жидкостях и газах в широком диапазоне температур к давлений. К их недостаткам следует отвести периодичность действия и длительную подготовку к замерам, а также наличие вентилей с системой привода и управления.

Известны также трубопоршневые установки, содержащие кольцевую. трубу с поршнями, подводящим и отводящим патрубками, разделяющими кольцевую трубу на зону ловушки с захватом, .удерживающим поршни, и мер» ную зону с путевыми датчиками, передающими сигнал на счетный прибор.

В этих расходомерах шаровые поршни движутся по кольцевой трубе только в одном направлении, поэтому они не содержат вентилей и имеют сокращенные промежутки времени между отдельными замерами расхода (2).

Для исключения погрешности установки от протока жидкости мимо мерной эоны через ловушку, захват ло15 вушки выполняется в виде герметичной заслонки или в зоне ловушки постоянно удерживается один или несколько поршней, которые перекрывают собой отверстие кольцевой трубы. Перемеще20 ние поршней из ловушки в мерную зону трубы осуществляется внешним механическим приводом, соединенным с захватом валом с уплотнением.

Наличие внешнего механического привода с гермовводом для управления захватом усложняет конструкцию расходомера,-снижает его надежность, не позволяет обеспечить непрерывную . автоматическую работу расходомера и

30 использовать такой расходомер как

877334 счетчик суммарного расхода без дополнительных сложных устройств.

Цель изобретения — обеспечение непрерывной автоматической работы расходомера без механического привода к захвату, возможность использования его как счетчик суммарного расхода, т.е. упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что узел захвата и ввода шара в кольцевой участок трубопровода выполнен в виде магнита, охватывающего зону ввода шара, причем полюса магнита выполнены скошенными с увеличением зазора в направлении подводящего патрубка.

Такой захват обеспечивает фиксацию магнитного поршня в ловушке до тех пор, пока другой поршень, пройдя мерную зону трубы, не подойдет к ловушке Наличие второго поршня около магнитного захвата снимает его фиксирующее действие с первого поршня и тот, за счет своего веса и сил удара от второго поршня, перемещается в мерную зону трубы примерно с той ие скоростью, какую имел поршень, пришедший иэ мерной эоны. Таким образом, скорость поршней на всех участках движения равна средней скорости потока жидкости и суммарный расход может быть определен по сумме импульсов от одного из путевых датчиков.

С целью обеспечения работы при малых скоростях потока жидкости в кольцевой трубе и любой ее ориентации относительно силы тяжести, напряжен-, ность магнитного поля захвата уменьшается в сторону подводящего.патрубка более плавно, чем в сторону отводящего патрубка. Такая форма магнитного поля кроме того, что удерживает поршень в ловушке, еще и создает

Усилие, притягивающее очередной поршень из мерной зоны в ловушку и сдвигающее ранее находящийся в ней поршень за отверстие подводящего патрубка в мерную зону трубы. Выталкивание поршня иэ захвата в этом случае происходит за счет сил давления жидкости в подводящем патрубке.

С целью исключения изнашивания поршней и кольцевой трубы в перерывах между замерами расхода магнит захвата может быть перемещен из ловушки в мерную зону трубы. При этом поршни увлекаются вместе с магнитом в мерную зону, где они остаются неподвиЖными, а поток жидкости проходит по более короткому пути - через ловушку.

На чертеже представлена принципиальная схема расходомера, Расходомер содержит кольцевую немагнитную трубу 1 с магнитными поршнями 2 и 3, подводящим; 4 и отводящим.5 патрубками, раэделяющйми трубу на зону ловушки с магнитным зах условиях напряженность магнитного

35 паля захвата делается уменьшающейся в сторону подводящего патрубка более плавно, чем в сторону отводящего патрубка, например, за счет увеличения зазора между полюсами магнита в сторону подводящего патрубка.

В этом случае в начальной стадии оба поршня удерживаются в магнитном захвате б. Жидкость из подводящего патрубка 4 попадает в кольцевую трубу между поршнями 2 и 3 и перемещается поршень 2, который находится в зоне с меньшей напряженностью магнитного поля и удерживается с меньшей силой, чем поршень 3. После прохода поршнем 2 мерной зоны трубы и

5О касания с поршнем 3 (поэ.2 ) оба паршин находятся при равном давлении жидкости и притягиваются магнитным полем захвата до исходного равновесного для магнитных сил,. положения1

Далее цикл работы повторяется.

Движение поршней по кольцевой трубе может быть остановлено.перемещением магнита 6 вдоль кольцевой немагнитной трубы в положение б . При этом поршни задерживаются в мерной зоне, а готок жидкасти проходит через зону ловушки.

В мерной зоне поршни взаимодействуют с путевыми датчиками 7 и 8, передающими сигнал на счетный при5 t0

2О

30 ватом б, установленным с наружной . стороны трубы, и мерную зону с путевыми датчиками 7 и 8, например индукционного типа, передающими сигнал на счетный прибор 9. Распределение напряженности H магнитного поля захвата вдоль оси 0 трубы характеризуется энюрой 10.

Расходомер работает следующим образом.

В начальной стадии поршень 3 удерживается в магнитном захвате б и герметизирует ловушку, а поршень

2 находится в мерной зоне. При подводе жидкости в патрубок 4, поршегь

2 перемещается жидкостью по мерной зоне кольцевой трубы до отводящего патрубка и касания с поршнем 3 (положение 2 ), где он попадает в магнитное поле захвата и снимает его фиксирующее действие с поршня 3. Поршень

3 за счет своего веса и силы удара от поршня 2 перемещается в мерную зону трубы примерно с той же скоростью, какую имел поршень 2, а поршень

2 втягивается магнитом на место поршня 3. Далее цикл повторяется.

При малых скоростях потока жидкости и при такой ориентации расходомера, когда вес поршней не способствует их перемещению иэ ловушки в мерную зону в сторону подводящего патрубка, энергии удара от поршня 2 может не хватить для выталкивания поршня 3 из ловушки. Для обеспечения работы расходомера и при этих

877334

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1.Расчет и конструирование расходомеров. Под ред. П.П. Кремлевского.

Л., 1978, с..180, фиг.1 и 2.

2. Патент США В 3817268, кл. F 16 К 25/00, 1974 (прототип).

Составитель T. Звенигородская

Редактор С. Крупенина Техред А.Бабинец Корректор А, Гриценко

Заказ 9598/63 Тираж 705. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 бор 9, в качестве которого может использоваться,как и в известном расходомере, измеритель интервалов вре-мени, а также частотомер или счетчик импульсов, соединенные только с одним иэ путевых датчиков. Величина расхода определяется как частное от деления объема трубы между путевыми датчиками на время прохождения поршнем расстояния между датчиками или же как произведение объемной постоянной расходомера на частоту прохождения поршней мимо одного из датчиков.

Предлагаемая установка характеризуется простотой и,компактностью, малым гидравлическим сопротивлени- 15 ем и минимальным количеством подвижных частей, что обуславливает повы щенную ее надежность и снижает стоимость.

Формула изобретения 20, Трубопоршневая расходомерная ус тановка, содержащая кольцевой участок трубопровода с подводящим и отводящим патрубками, поршневой разделитель в виде шара, отметчики прохождения шара по измерительному участку и средство захвата и ввода шара в кольцевой участок трубопровода, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, узел захвата и ввода щара в кольцевой участок трубопровода вылолнен в виде магнита, охватывающего зону ввода шара, причем полюса магнита выполнены скошенными с увеличением зазора в направлении подводящего патрубка.