PL185973B1 - Przepływomierz zwęźkowy - Google Patents

Abstract

1. Przeplywomierz zwezkowy, zawie- rajacy cylinder wlotowy, stozek wlotowy lub dysze Venturiego, czesc szyjkowa i dyfuzor, które sa umieszczone jedno za drugim w kierunku przeplywu, i z otwo- rami do odbioru cisnienia lub odgalezienia przeplywu i cofania przeplywu, znamien- ny tym, ze przed cylindrem wlotowym (2) jest umieszczony konfuzor wstepny (10) i otwory (8, 9) sa usytuowane w cylindrze wlotowym (2) i czesci szyjkowej (4). Fig. 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest przepływomierz zwężkowy do pomiaru objętości środka płynącego przez układ rur.

Znany jest z niemieckiej normy DIN 1952 pomiar przepływu przy pomocy przepon, dysz i zwężek Venturiego w rurach całkowicie przepływowych o kołowym przekroju poprzecznym. W celu zachowania zadanej dokładności pomiaru, przed i za przepływomierzem muszą być umieszczone tak zwane bezzakłóceniowe, proste odcinki rur służące jako odcinki do rozpraszania energii. Przepisana najmniejsza długość tych odcinków rur jest mierzona w stanie techniki przy zakłóceniach występujących w konkretnym układzie rur i wynosi przy zastosowaniu klasycznych zwężek Venturiego w najgorszym przypadku 80-krotność ich średnicy wejściowej.

Znana jest z artykułu pod tytułem: „The twin throat Venturi: A new fluid-flow measuring device”, Journal of basic engineering, Bd. 82, Nr 3, wrzesień 1960, USA, s. 711, zwężka Venturiego z dwoma zwężeniami umieszczonymi jeden za drugim.

Znana jest ponadto z opisu patentowego Wielkiej Brytanii nr 1 359 404 zwężka Venturiego, w której zwężenie jest stopniowe.

Znany jest przepływomierz z cylindrem wlotowym, stożkiem wlotowym lub dyszą Venturiego, częścią szyjkową i dyfuzorem, które są umieszczone jedno za drugim w kierunku przepływu, i z otworami do odbioru ciśnienia lub odgałęzienia przepływu i cofania przepływu.

Według wynalazku przed cylindrem wlotowym jest umieszczony konfuzor wstępny i otwory są usytuowane w cylindrze wlotowym i części szyjkowej.

Korzystnie konfuzor wstępny ma postać stożka lub dyszy lub dyszy o promieniu podłużnym.

Korzystnie średnica De_Z cylindra wlotowego wynosi zasadniczo D

i średnica

Dht części szyjkowej wynosi zasadniczo Dht , przy czym De oznacza średnicę wejściową konfuzora wstępnego.

Zaletą wynalazku jest zapewnienie przepływomierza, w którym otrzymuje się dużą dokładność pomiaru już przy stosunkowo krótkich odcinkach pomiarowych.

185 973

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia znany przepływomierz i fig. 2 przepływomierz według wynalazku.

Figura 1 przedstawia w przekroju podłużnym przepływomierz 1 wykonany jako klasyczna zwężka Venturiego, z cylindrem wlotowym 2, stożkiem wlotowym 3, częścią szyjkową 4, i dyfuzorem 5, które są umieszczone jedno za drugim w kierunku przepływu. Przepływomierz 1 jest wbudowany w przewodzie 7 i mierzy natężenie przepływu środka płynącego w przewodzie 7, na przykład wody. Średnica wejściowa D_E przepływomierza 1, która jest tutaj średnicą cylindra wlotowego 2, jest równej średnicy wewnętrznej przewodu 7. Średnica wyjściowa D_A dyfuzora 5 może być mniejsza lub równa średnicy przewodu 7. W cylindrze wlotowym 2 i w części szyjkowej 4 są usytuowane otwory 8 i 9, które służą zgodnie ze sposobem pomiaru do odbioru ciśnienia lub odgałęzienia przepływu lub cofania przepływu. Taki przepływomierz 1 jest znany z niemieckiej normy DIN 1952. Właściwy pomiar przepływu może następować przy pomocy różnych sposobów pomiaru, na przykład przez pomiar różnicy ciśnień lub przez pomiar objętości środka przepływającego przez przewód obejściowy.

Figura 2 pokazuje przepływomierz 1 według wynalazku, w którym przed cylindrem wlotowym 2 jest umieszczony konfuzor wstępny 10. Konfuzor wstępny 10 ma korzystnie przebieg stożkowy, chociaż może być także wykonany jako dysza, szczególnie dysza o promieniu podłużnym. Średnica wejściowe De konfuzora wstępnego jest równa średnicy wewnętrznej przewodu 7. Otwory 8 i 9 odbioru ciśnienia lub odgałęzienia przepływu lub cofania przepływu są ponownie usytuowane w cylindrze wlotowym 2 i w części szyjkowej 4. W przepływomierzu 1 przedstawionym na fig. 2 płynie mniejsza część strumienia przez otwór 8 na zewnątrz, przez licznik ultradźwiękowy 11 i przez otwór 9 z powrotem, podczas gdy największa część strumienia płynie przez zwężkę Venturiego.

Wadzie, że konfuzor wstępny 10 powoduje zmniejszenie mierniczego spadku ciśnienia nastawianego pomiędzy otworami 8 i 9, przeciwdziała zaleta, że teraz w konfuzorze wstępnym 10 ma miejsce częściowe przyspieszenia środka, co ma działanie prostujące i wyrównujące na profil strumienia. Konfuzor wstępny 10 powoduje więc zmniejszenie wpływu miejscowych zakłóceń, tak że długości odcinków do rozpraszania energii, wymaganych do osiągnięcia zadanej dokładności pomiaru, mogą być znacznie skrócone.

Optymalne stosunki są uzyskiwane, gdy konfuzor wstępny 10 zmniejsza średnicę wejściową De o współczynnik , tak że średnica D_E/ cylindra wlotowego 2 wynosi około

De_Z = i gdy stożek wlotowy 3 również zmniejsza średnicę wejściową Dez cylindra wloV2 towego 2 o współczynnik -s/2, tak że średnica D_HTjest równa w przybliżeniu połowie średnicy wejściowej De : Dh_T =

Przy stożkowym wykonaniu konfuzora wstępnego 10, jaki jest przedstawiony na fig. 2, należy dokładnie określić kąt φ, który tworzy powierzchnia stożkowa z linią poziomą H. Jeżeli kąt φ jest za mały, konfuzor wstępny 10 będzie niepotrzebnie długi. Jeżeli kąt φ jest za duży, wówczas w obszarze ostrego przejścia do cylindra wlotowego 2 powstają tak zwane obszary martwej wody lub oderwania opływu, które powodują nierównomierny przepływ w cylindrze wlotowym 2, tak że działanie konfuzora wstępnego 10 pogarsza się lub całkowicie eliminuje, a nawet jest ujemne. Takie obszary oderwania opływu są przy tym niepożądane, ponieważ są szczególnie podatne na zaleganie. W praktyce uważa się wartość φ=21° za właściwą. W celu dalszej poprawy własności przepływu, przejście z konfuzora wstępnego 10 do cylindra wlotowego 2 jest korzystnie wykonane jako zaokrąglone, tj. formujące linie prądu.

Mierzone w kierunku przepływu 6 długości poszczególnych odcinków stożka wlotowego 3, części szyjkowej 4 i dyfuzora 5 są w porównaniu z klasyczną zwężką Venturiego w przybliżeniu nie zmienione. W celu optymalizacji przepływomierza 1 długości wszystkich odcinków mogą zostać zmienione, również konfuzora wstępnego 10 i cylindra wlotowego 2. Średnica wyjściowa Da dyfuzora 5 może być bez problemu mniejsza do 35% od średnicy przewodu 7.

185 973

W przepływomierzu 1 według wynalazku wystarczają odcinki, które są tylko około pię ciokrotnie dłuższe od średnicy wejściowej D_E, aby zapobiegały same wpływowi silnych za kłóceń konstrukcyjnych w stopniu zadanym na przykład przez normę DIN 1952.

Fig. 1 STAN TECHNIKI

3 4 5

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Przepływomierz zwężkowy, zawierający cylinder wlotowy, stożek wlotowy lub dyszę Venturiego, część szyjkową i dyfuzor, które są umieszczone jedno za drugim w kierunku przepływu, i z otworami do odbioru ciśnienia lub odgałęzienia przepływu i cofania przepływu, znamienny tym, że przed cylindrem wlotowym (2) jest umieszczony konfuzor wstępny (10) i otwory (8, 9) są usytuowane w cylindrze wlotowym (2) i części szyjkowej (4).

2. Przepływomierz według zastrz. 1, znamienny tym, że konfuzor wstępny (10) ma postać stożka lub dyszy lub dyszy o promieniu podłużnym.

3. Przepływomierz według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że średnica (D_EZ) cylindra wlotowego (2) wynosi zasadniczo D

D_F = d/=2 i średnica (D_HT) części szyjkowej (4) wynosi zasadV2

EZ niczo D

HT

D_f = dę/ , przy czym (De) oznacza średnicę wejściową konfuzora wstępnego (10).