PL188581B1 - Urządzenie przepływowe - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie przeplywowe, zawierajace przewód do przenoszenia plynu przez ten przewód w podanym kierunku, w którym jest umieszczony przeplywowy element odchylajacy, który ma, biorac pod uwage kierunek przeplywu plynu, koniec przeciw- pradowy i koniec wspólpradowy, przy czym przeplywowy element odchylajacy ma mniej- sze wymiary niz ten odcinek i ma pochylo- na scianke skierowana w strone przeciw- pradowa i zbiezna do wewnatrz w kierunku osi tego przewodu, znamienne tym, ze element odchylajacy (42) jest przylaczony za pomoca zespolu mocujacego do wewnetrz- nej powierzchni (22) przewodu (12, 20), przy czym w sklad zespolu mocujacego wchodzi wystep (52) i rowek (28). Fig. 1 Fig. 5 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie przepływowe stosowane do pomiaru warunków przepływu płynów. Urządzeniem takim może być, w szczególności, przepływomierz płynowy, mieszalnik płynowy albo płynowe urządzenie dyspersyjne.

W opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4,638,672, 4,812,049 oraz 5,363,699 ujawniono przepływomierze płynowe i mieszalniki płynowe oraz urządzenia dyspersyjne, które charakteryzują się wyjątkowo statycznym przepływowym elementem odchylającym. Element ten jest zamocowany symetrycznie w przewodzie i skutecznie powoduje liniowy przepływ płynu przez przewód, wewnątrz obszaru wyznaczonego pomiędzy elementem odchylającym i wewnętrzną powierzchnią przewodu oraz wyrównuje profil prędkości przepływu płynu w przewodzie, zarówno w kierunku przeciwprądowym jak i współprądowym względem elementu odchylającego to znaczy, odpowiednio, przed i za nim (biorąc pod uwagę kierunek przepływu płynu). Urządzenie to zapewnia niezawodny pomiar warunków przepływu płynu wewnątrz przewodu, a także zabezpiecza jednolite mieszanie i rozpraszanie różnych płynów i/lub płynów zawierających cząsteczki.

W urządzeniach typu V-CONE znany człon przepływowy składa się z dwóch brył ściętych, zwykle stożkowatych, połączonych większymi podstawami ze sobą, i zamocowanych współosiowo na danym odcinku przewodu. Bryły ścięte są trwale zamocowane w kierunku prostopadłym do osi przewodu i kierunku przepływu płynu a ich powierzchnie obwodowe są oddalone symetrycznie do wewnątrz od wewnętrznej powierzchni odcinka przewodu, na którym są zamocowane. W zależności od wymiarów członu w stosunku do wymiarów odcinka przewodu, człon skutecznie zapewnia liniowy przepływ płynu we wstępnie określonym zakresie natężeń przepływu płynu przepływającego przez przewód. Człon taki jest wykonany przez połączenie ze sobą, zwykle za pomocą spawania, większych podstaw dwóch brył ściętych. Bryła ścięta zwrócona w kierunku przeciwprądowym, czyli w kierunku wlotu płynu do przewodu, jest zwykle połączona, na przykład za pomocą spawania, na swoim przeciwprądowym, węższym końcu z rurką, która jest usytuowana w tym członie w kierunku jego powierzchni współprądowej. Za pomocą tej rurki dokonywany jest odczyt ciśnienia, lub przez tę rurkę wprowadzany jest dodatkowy płyn w celu zmieszania z płynem pierwotnym przepływającym przez przewód. Rurka jest wygięta na zewnątrz i rozciąga się poprzez ściankę przewodu do obszaru przeciwprądowego przed członem. Ponadto rurka ta jest połączona, na przykład, jest przyspawana do ścianki przewodu i służy jako element do zamocowania członu, współosiowo wewnątrz przewodu.

Wytwarzanie znanych mierników i mieszalników typu V-CONE jest dosyć pracochłonne ponieważ trzeba zachować wymogi dotyczące łączenia materiałów. Ponadto ponieważ rurka

188 581 mocująca umieszczona jest przeciwprądowo względem członu a więc znajduje się przed członem, to jej położenie może wywołać anomalie przepływu płynu w obszarze, gdzie prędkość przepływu płynu powinna być z założenia, liniowa. Ponadto wymagany jest oddzielny przepływomierz płynowy wraz z dołączonymi czujnikami przepływu dla każdego z wielu rozmiarów przepływomierzy potrzebnych do linearyzacji i pomiarów przepływu płynów w poszczególnych zakresach natężeń przepływu.

Zatem, chociaż mierniki i mieszalniki typu V-CONE służyły dotychczas potrzebom przemysłu efektywnie i skutecznie i spotykały się z powszechną akceptacją oraz sukcesem komercyjnym, to zawsze pozostaje jeszcze miejsce dla ulepszeń.

Celem wynalazku jest opracowanie dostarczenie urządzenia przepływowego, które nie wymaga łączenia materiałów, na przykład eliminuje potrzebę spawania i/lub inne środki nieruchomego zamocowania jednego elementu do innego elementu.

Urządzenie przepływowe zawierające przewód do przenoszenia płynu przez ten przewód w podanym kierunku, w którym jest umieszczony przepływowy element odchylający, który ma, biorąc pod uwagę kierunek przepływu płynu, koniec przeciwprądowy i koniec współprądowy, przy czym przepływowy element odchylający ma mniejsze wymiary niż ten odcinek i ma pochyloną ściankę skierowaną w stronę przeciwprądową i zbieżną do wewnątrz w kierunku osi tego przewodu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że element odchylający jest przyłączony za pomocą zespołu mocującego do wewnętrznej powierzchni przewodu, przy czym w skład zespołu mocującego wchodzi występ i rowek.

Korzystnie rowek znajduje się na wewnętrznej ściance przewodu zaś występ jest umieszczony na elemencie odchylającym przy czym występ jest wsunięty w rowek mocując element odchylający wewnątrz przewodu.

Korzystnie na wewnętrznej powierzchni przewodu znajduje się wiele rowków zaś element odchylający ma odpowiednią do tych rowków liczbę wystających na zewnątrz występów, przy czym każdy występ współpracuje z rowkiem i jest wsunięty wyjmowalnie w rowek.

Korzystnie zespół mocujący składający się z występu i rowka znajduje się na współprądowym końcu przewodu, zaś punkt pomiarowy znajduje się w kierunku przeciwprądowym względem tego zespołu mocującego.

Korzystnie przewód zawiera odcinek przewodu mający koniec przeciwprądowy i koniec współprądowy oraz wiele rozmieszczonych na obwodzie rowków umieszczonych na wewnętrznej powierzchni jego końca współprądowego, zaś element odchylający ma wiele wystających na zewnątrz występów o jednakowej liczbie rozmieszczonych na swoim końcu współprądowym, przy czym występy współpracują z rowkami i są wsunięte wyjmowalnie w rowki.

Korzystnie do odcinka przewodu są podłączone czujniki przepływowe, które tworzą wraz z nim korpus pomiarowy zawierający wymienny element odchylający.

Korzystnie element odchylający jest elementem jednoczęściowym, który jest ruchomo połączony z odcinkiem przewodu.

Korzystnie w ścianie przewodu są umieszczone zawory kurkowe pomiaru przepływu połączone, odpowiednio, z obszarem przeciwprądowym oraz obszarem współprądowym względem elementu odchylającego.

Korzystnie w pomiarowych zaworach kurkowych znajdują się przeponowe czujniki pomiaru ciśnienia.

Korzystnie na zewnątrz względem przewodu znajduje się oprzyrządowanie do pomiaru przepływu, które jest połączone z wnętrzem przewodu za pomocą pomiarowych zaworów kurkowych.

Korzystnie pochylona ścianka elementu odchylającego jest zakończona na swoim większym końcu krawędzią obwodową, której płaszczyzna jest ustawiona prostopadle do kierunku przepływu płynu, przy czym pochylona ścianka i obwodowa krawędź rozmieszczone są symetrycznie względem wewnętrznej powierzchni przewodu, a ponadto przeciwprądowy zawór kurkowy pomiaru przepływu, jest zamontowany przelotowo w ściance przewodu w obszarze przeciwprądowym względem krawędzi obwodowej elementu odchylającego, natomiast współprądowy zawór kurkowy pomiaru przepływu, jest zamontowany przelotowo w ściance przewodu w obszarze współprądowym względem krawędzi obwodowej, przy czym za pomocą

188 581 tych zaworów kurkowych jest określana różnica ciśnienia płynu pomiędzy stroną przeciwprądową i współprądową obwodowej krawędzi elementu odchylającego.

Korzystnie przeciwprądowy zawór kurkowy pomiaru przepływu jest umieszczony w obszarze pomiędzy obwodową krawędzią i punktem położonym około dwóch średnic przewodu w kierunku przeciwprądowym od pochylonej ścianki, elementu odchylającego, zaś współprądowy zawór kurkowy pomiaru przepływu znajduje się w obszarze pomiędzy obwodową krawędzią i punktem położonym około dwóch średnic przewodu w kierunku współprądowym od obwodowej krawędzi.

Korzystnie pochylona ścianka elementu odchylającego jest zbieżna zasadniczo do jednego punktu, w kierunku przeciwprądowym, a przeciwprądowy zawór kurkowy pomiaru przepływu płynu znajduje się w obszarze przeciwprądowym znajdującym się bezpośrednio przed tym punktem.

Korzystnie urządzenie ma zespół pomiarowy przepływał usytuowany na zewnątrz względem przewodu i połączony z wnętrzem przewodu za pomocą pomiarowych zaworów kurkowych.

Zaletą wynalazku jest możliwość stosowania szerszego zakresu materiałów, niż dotychczas uważany za możliwy do produkcji urządzeń.

Ponadto urządzenie według wynalazku umożliwia zastosowanie opisanego przepływowego elementu odchylającego, który jest rozłącznie i wymiennie zamontowany w odcinku przewodu, tak że może on zostać usunięty i zastąpiony przez jeden lub więcej innych elementów odchylających, w celu przystosowania do różnych płynów i różnych zakresów przepływu płynu przez odcinek przewodu. W ten sposób, pojedynczy odcinek przewodu będący pojedynczym korpusem pomiarowym, może być używany z wieloma elementami odchylającymi w celu przystosowania do różnorodnych cieczy i gazów oraz szerokiego zakresu przepływów przez ten korpus pomiarowy.

Ponadto element odchylający jest podparty współprądowo, co eliminuje zakłócenia w przepływie płynu wewnątrz obszaru pomiędzy nim a tym odcinkiem przewodu będącym korpusem pomiarowym. Eliminacja zakłóceń w takim obszarze zabezpiecza o wiele bardziej jednolity i stabilny przepływ płynów, oraz z kolei, o wiele bardziej stabilne, niezawodne i dokładne pomiary.

Ponadto, zawory kurkowe do pomiaru przepływu płynu przechodzą przez ściankę odcinka przewodu lub korpusu pomiarowego i dlatego żadne inne zawory pomiarowe lub inne otwory czy przejścia w elemencie odchylającym nie są konieczne tak jak były poprzednio wymagane. Osiągnięcie tego celu przyczynia się i ułatwia osiągnięcie innych celów i dostarcza urządzenie przepływowe, które jest stosunkowo łatwe do wyprodukowania i bardzo niezawodne w działaniu.

Zaletą urządzenia według wynalazku jest brak w jego wnętrzu obszarów inercyjnych, a płyny są zmuszone do spokojnego przepływania i w sposób ciągły przez urządzenie, bez zastoju przepływu co umożliwia zastosowanie urządzenia w środowiskach sanitarnych.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie przepływowe według wynalazku zamontowane w przewodzie, pokazane w pionowym, wzdłużnym przekroju, fig. 2 - element odchylający według wynalazku, pokazany w widoku z boku; fig. 3 - widok elementu odchylającego z tyłu; fig. 4 odcinek przewodu stanowiący korpus pomiarowy według wynalazku pokazany w pionowym, wzdłużnym przekroju; fig. 5 - odcinek przewodu w widoku z tyłu.

Jak pokazano na fig. 1 urządzenie przepływowe zawiera przepływomierz 10 przystosowany do zainstalowania w rurociągu lub innym przewodzie przepływowym oraz odcinki parowe 12 mające na końcach kołnierze śrubowe 14. Przepływomierz l0 składa się z przewodu 20 oraz elementu odchylającego 42 zamontowanego współosiowo wewnątrz tego przewodu 20. Przewód 20 stanowi odcinek przewodu lub rury przystosowanej do zamocowania śrubami lub za pomocą innego mocowania pomiędzy dwoma kołnierzami 14 przewodów 12. Przewód arowy 20, korzystnie, jest zaprojektowany jako tak zwany „wafel”, i jest ściśnięty pomiędzy kołnierzami 14 przewodów 12 i scentrowany lub ustawiony w linii osiowo z przewodami 12 za pomocą obwodowo rozmieszczonych śrub 16 (pokazano tylko jedną) usytuowanych pomiędzy kołnierzami 14 i łączących wzajemnie kołnierze 14.

188 581

Przewód 20 ma wewnętrzny otwór przelotowy 22 stanowiący przedłużenie przewodu 12. Jak zaznaczono strzałką na fig. 1, kierunek przepływu płynu jest od strony lewej do prawej na rysunku. Przewody 12 i 20 mają zwykle przekrój cylindryczny, zaś wewnętrzny otwór przelotowy 22 ma zwykle, chociaż nie zawsze, taki sam przekrój wewnętrzny i rozmiar jak otwory przewodu 12. Rozmieszczone wzdłuż długości otworu przelotowego 22, zawory kurkowe 24 i 26 pomiaru przepływu są usytuowane w kierunku promieniowym i przechodzą przez ściankę przewodu 20.

Jak pokazano na fig. 4 i 5 ścianka przewodu 20 jest zaopatrzona od strony wewnętrznej, z tyłu patrząc od strony napływającego płynu, w wiele rozmieszczonych obwodowo, otwartych do tyłu, czyli w kierunku współprądowym, rowków 28, o ograniczonym wymiarze wzdłużnym, promieniowym i łukowym. W korzystnym wykonaniu w tylnej, końcowej części przewodu 20 są umieszczone naprzeciwko siebie na średnicy wewnętrznego otworu przelotowego 22, dwa rowki 28.

Jak pokazano na fig. 2 i 3 przepływowy element odchylający 42 składa się z członu odchylającego 40 kondycjonującego przepływ płynu oraz tylnej mocującej części 44.

Człon odchylający 40 ma większą średnicę poprzeczną na krawędzi 46, oraz dwie skierowane przeciwnie, zwykłe stożkowate, pochylone ścianki: ściankę przeciwprądową 48 i ściankę współprądową 50, skierowane, odpowiednio, w kierunku przeciwprądowym (wlotowym) współprądowym (wylotowym) przewodu 20, które zwężają się symetrycznie do wewnątrz, w kierunku osi członu odchylającego 40.

Człon odchylający 40 ma mniejsze wymiary niż wewnętrzny otwór przelotowy 22 w przewodzie 20, i jest zamocowany współosiowo wewnątrz otworu przelotowego 22, prostopadle do kierunku przepływu płynu, ze stożkowatymi, pochylonymi ściankami: przeciwprądową ścianką 48 i współprądową ścianką 50 oddalonymi symetrycznie do wewnątrz, od wewnętrznej powierzchni ścianki otworu przelotowego 22. Większe i sąsiednie końce stożkowatych, pochylonych ścianek przeciwprądowych 48 mają ten sam wymiar i kształt i wyznaczają na swoim połączeniu ostrą krawędź obwodową 46, której płaszczyzna leży prostopadle do kierunku przepływał płynu. Stożkowata, pochylona, ścianka przeciwprądową 48 jest dłuższa niż stożkowata, pochylona ścianka współprądową 50 i, korzystnie, zwęża się do wewnątrz do jednego punktu na jej przeciwprądowym końcu. Stożkowata, pochylona, przeciwprądową ścianka 48 jest ustawiona pod kątem rzędu od około 39 stopni do około 75 stopni, względem płaszczyzny określonej obwodową krawędzią 46, z preferowanym kątem rzędu około 67,5 stopnia. Kąt stożkowatej, pochylonej, współprądowej ścianki 50 względem płaszczyzny określonej przez krawędź 46 mieści się w przedziale od około 15° do około 30°, z preferowanym kątem rzędu około 26 stopni. Stosunek beta elementu odchylającego 42 względem wewnętrznej średnicy korpusu pomiarowego 20 jest, korzystnie, rzędu od około 0,4 do około 0,94.

Kiedy płyn wpada do wlotowego końca przewodu 20, jest on odchylany przez stożkowatą, pochyloną ściankę przeciwprądową 48 członu odchylającego 40 do pierścieniowej przestrzeni obszaru o przekroju zmniejszającym się stopniowo, do obszaru minimalnego, na płaszczyźnie obwodowej krawędzi 46. Następnie płyn przepływa do pierścieniowego odcinka stopniowo powiększającego się obszaru, wyznaczanego przez stożkowatą, pochyloną ściankę współprądową 50. W wyniku tego, przepływ płynu jest stabilizowany i kondycjonowany zarówno w kierunku przeciwprądowym jak i współprądowym od członu odchylającego 40. W szczególności, człon odchylający 40 jest skuteczny w linearyzacji przepływu płynu w obszarze pomiędzy członem 40 i ścianką przewodu 20, oraz w spłaszczaniu profilu prędkości przepływu w przewodzie, zarówno w kierunku przeciwprądowym jak i współprądowym od członu, przez wcześniej określony zakres natężeń przepływu płynu. W wyniku tego, profil przepływu płynu, zarówno w kierunku przeciwprądowym jak i współprądowym, jest stosunkowo płaski, symetryczny, scentrowany osiowo wewnątrz przewodu, oraz ma dużą i zasadniczo stałą średnią średnicę przepływu płynu, niezależną od natężenia przepływu. Także płyn lub płyny oraz wszystkie substancje stałe w nim są ujednorodnione, tak że przewód 20 jest wypełniany zasadniczo jednorodną mieszaniną, w zasadniczo całym polu jego przekroju poprzecznego.

Stożkowata, pochylona, ścianka współprądową 50 jest, dodatkowo, skuteczna w optymalizacji powrotnej prędkości przepływu płynu, kiedy powraca on do warunków swobodnego

188 581 strumienia, w przewodzie w kierunku współprądowym od członu odchylającego 40. Ostra krawędź obwodowa 46, w połączeniu ze stożkowatą pochyloną, ścianką współprądową 50 powoduje, że krótkie wiry spływają od krawędzi obwodowej w kierunku współprądowym. Wiry te mają małą amplitudę i wysoką częstotliwość i w ten sposób przyczyniają się do optymalizacji powrotnej prędkości przepływu płynu. Wiry o małej amplitudzie i wysokiej częstotliwości skutecznie eliminują uboczne zakłócenia na stronie współprądowej lub tak zwany „hałas” i tym samym ułatwiają wysoce dokładne i niezawodne pomiary.

W celu zamocowania członu odchylającego 40 współosiowo wewnątrz wewnętrznego otworu przelotowego 22, jest on zaopatrzony, stosownie do obecnego wynalazku, w integralną tylną mocującą część 44. Charakterystycznie, mocująca część 44 jest zaopatrzona na jej końcu w wiele obwodowo rozmieszczonych, rozchodzących się promieniowo na zewnątrz występów 52, w tej samej liczbie i w tak samo rozmieszczonych względem siebie jak rowki 28 w korpusie pomiarowym 20. W preferowanym wykonaniu, występy 52 są umieszczone na tylnym końcu lub na współprądowym końcu członu odchylającego 40, i składają się z dwóch średnicowo naprzeciwległych występów 52, które w efekcie tworzą sztywną poprzeczkę na współprądowym końcu członu odchylającego 40, jak pokazano na fig. 2. Korzystnie, poprzeczka jest umieszczona w niewielkiej odległości w kierunku współprądowym od stożkowatej, pochylonej ścianki współprądowej 50 i jest z nią połączona za pomocą cylindrycznego trzpienia 54. Trzpień 54 może mieć różne długości dla różnych rozmiarów i kształtów wymiennych członów odchylających, tak aby odpowiednio umieścić człon odchylający względem otworów ciśnieniowych 24 i 26, jak to zostanie poniżej opisane.

Jak pokazano na fig. 3 i fig. 5, występy 52 mają wymiar promieniowy i konfigurację obwodową taką samą i odpowiadają rowkom 28 w przewodzie 20. W wyniku tego, człon odchylający 40 może być bez kłopotu zmontowany wewnątrz przewodu 20, po prostu przez włożenie we współprądowy koniec wewnętrznego otworu przelotowego 22 i spowodowanie aby występy 52 zostały osadzone mocno i bezpiecznie wewnątrz rowków 28. Po zmontowaniu przewodu 20 w rurociągu, kołnierz 14 współprądowego przewodu 12, blokuje występy 52 w rowkach 28, i zapobiega ruszeniu z miejsca lub przemieszczeniu się członu odchylającego 40 względem wewnętrznego otworu przelotowego 22 przewodu 20.

Po zmontowaniu w przewodzie 20, krawędź obwodowa 46 członu 40 jest umieszczona pomiędzy dwoma otworami ciśnieniowymi 24 i 26 tak, że zawory kurkowe 24, 26 umieszczone są po przeciwnych stronach krawędzi 46, w którym obszar przepływu płynu jest najmniejszy, a prędkość przepływu płynu jest największa. Zawory kurkowe 24, 26 łączą się indywidualnie z obszarami przeciwprądowymi i obszarami współprądowym i w przewodzie 20, gdzie profil prędkości przepływu płynu jest stosunkowo płaski, liniowy i stabilny. To umożliwia wysoce dokładne pomiary przepływu, poprzez zawory kurkowe 24, 26, za pomocą konwencjonalnego oprzyrządowania pomiarowego do pomiaru przepływu płynu, połączonego z otworami, jak schematycznie przedstawiono na fig. 1.

Przeciwprądowy zawór kurkowy 24 może być umieszczony wewnątrz obszaru pomiędzy krawędzią 46 i punktem leżącym w odległości około dwóch średnic przewodu, to jest około dwa razy wziętej średnicy wewnętrznego otworu przelotowego 22, w kierunku przeciwprądowym (w kierunku wlotu do przewodu) od przeciwprądowego końca stożkowatej, przeciwprądowej pochylonej ścianki 48. Korzystne miejsce znajduje się bezpośrednio w kierunku przeciwprądowym (w kierunku wlotu do przewodu) od punktowego zakończenia stożkowatej, pochylonej, przeciwprądowej ścianki 48, jak przedstawiono na fig. 1.

Współprądowy zawór kurkowy 26 może być umieszczony wewnątrz obszaru pomiędzy krawędzią 46 i punktem leżącym około dwóch średnic przewodu we współprądowym kierunku od krawędzi 46. W szczególności człon odchylający 40 powoduje powstanie zwężonego przekroju poprzecznego, to jest obszaru zwężonego przepływu płynu, formującego się w strumieniu płynu w przewidywalnej lub sprawdzalnej odległości we współprądowym kierunku od krawędzi 46. Korzystne położenie współprądowego otworu 26 znajduje się wewnątrz obszaru, gdzie występuje przewężony przekrój. Pomiary ciśnienia w tych miejscach i zróżnicowanie wartości pomiędzy zmierzonymi ciśnieniami dostarczają informacji, dzięki którym warunki przepływu wewnątrz rurociągu mogą być określone i zmierzone za pomocą stosownego oprzyrządowania, jak pokazano schematycznie na fig. 1.

188 581

Oprzyrządowanie pomiarowe zwykle zawiera jeden lub obydwa urządzenia: urządzenie rejestrujące sumujące i/lub wskaźnik natężenia przepływu chwilowego. Jeśli pożądana jest wyjątkowa dokładność, to zawory kurkowe 24 i 26 mogą być wyposażone w półprzewodnikowe lub elektroniczne przetworniki do generowania sygnałów, które są transmitowane do właściwego procesora, takiego jak komputer lub mikroprocesor. To oprzyrządowanie nie jest przedstawione na rysunkach, jako że takie samo oprzyrządowanie jest standardowe w przemyśle pomiaru przepływów. Z opisanymi elementami, ogólna dokładność systemu, to jest połączona dokładność systemów hydraulicznych, mechanicznych, elektrycznych i/lub elektronicznych, wynosi 99% lub więcej. Wszystkie połączone błędy systemu mieszczą się, typowo, w plus minus 1% odczytu urządzenia rejestrującego lub wskaźnika. Jak wiadomo, urządzenie rejestrujące sumujące może dostarczać odczytu w galonach, stopach sześciennych, akrach kwadratowych na stopę, metrach sześciennych i innych standardowych jednostkach pomiarowych. Podobnie, wskaźnik natężenia przepływu może dostarczać odczytu w galonach na minutę, stopach sześciennych na sekundę, i innych standardowych miarach.

Ponieważ człon odchylający 40 w korzystnym wykonaniu jest podparty w miejscu położonym w kierunku współprądowym od zaworów kurkowych 24 i 26, to występy 52 nie wprowadzają żądnych zakłóceń lub anomalii przepływu w obszarze, gdzie umieszczone są zawory kurkowe 24, 26. Pomiary przepływu płynu pobierane są zanim płyn napotka podpory, co przyczynia się do niezawodności, stałości i dokładności pomiarów przepływu.

Zastosowanie promieniowych zaworów kurkowych 24 i 26 w odcinku przewodu 20 eliminuje potrzebę, aby przewód ten rozciągał się osiowo wzdłuż członu odchylającego 40 dla potrzeb pomiarów ciśnienia na współprądowej stronie członu odchylającego 40, i z kolei eliminuje pusty i inercyjny obszar zerowego przepływu płynu, który istniał w takim przewodzie. W konsekwencji, urządzenie według wynalazku może być używane do mierzenia przepływu płynu w zastosowaniach przemysłowych, gdzie czystość i warunki sanitarne są sprawą najwyższej wagi. W szczególności, przez zastosowanie czujników ciśnienia typu przeponowego w dwóch otworach, zapewnione są warunki sanitarne.

Ponadto, zastosowanie promieniowo ustawionych zaworów kurkowych 24, 26 umożliwia ukształtowanie członu odchylającego 40 i jego konstrukcji podpierającej jako integralnego, jednolitego, trwałego elementu, który nie wymaga żadnego łączenia ze sobą materiałów, na przykład za pomocą spawania. Poza tym, zespół mocujący będący jednocześnie systemem podpierającym składający się z występów 52 i rowków 28 eliminuje jakąkolwiek potrzebę łączenia materiałów, na przykład przyspawania wspornika do członu odchylającego 40 i ścianki przewodu 20. W konsekwencji, koszty pracy są znacząco zredukowane.

Także wytwarzanie członu odchylającego 40 jako pełnego elementu pozwala na użycie materiałów konstrukcyjnych nie uważanych poprzednio za odpowiednie do tego celu, na przykład tworzyw sztucznych, szczególnie tworzyw mających własności braku przywierania do innych powierzchni. Dodatkowo, użycie takich materiałów konstrukcyjnych pozwala na odlewanie i prasowanie ruchomego członu jako jednolitego elementu, tym samym dalej obniżając koszty.

Zespół mocowania lub podpierania członu odchylającego 40 według wynalazku, ułatwia także wygodne i szybkie przestawienie urządzenia z pierwszego stosunku beta na inny stosunek beta lub z pierwszego zakresu natężeń przepływu na inne i różne zakresy natężeń przepływu. Charakterystycznie, rozmiar i/lub konfiguracja, na przykład kąty pochylenia wymiennego członu odchylającego 40 względem wewnętrznego otworu przelotowego 22 w przewodzie 20 określa stosunek beta, typy płynów i zakres przepływów, w którym człon odchylający 40 jest skuteczny w linearyzacji przepływu płynu przez obszar pomiędzy członem odchylającym 40 i wewnętrzną powierzchnią ściany przewodu. Zmiany w rozmiarze i/lub konfiguracji wymiennego członu odchylającego 40 zmieniają typ i zakresy przepływów, w których system jest czuły. W konsekwencji, przez usunięcie pierwszego członu odchylającego i zastąpienie go innym członem, system można uczynić dokładnie czułym na różne natężenia przepływu i różne płyny.

188 581

Dzięki wynalazkowi, można to osiągnąć prosto i szybko przez poluzowanie i usunięcie śrub 16 rozciągających się pomiędzy kołnierzami 14, usunięcie przewodu 20 z rurociągu, usunięcie członu odchylającego 40 z rowków mocujących 28 i przewodu 20, zastąpienie tego członu innym członem, i ponowne umieszczenie przewodu 20 na miejscu w rurociągu. W konsekwencji nie ma potrzeby zastępowania danego przewodu 20 zupełnie innym przewodem. Jeden przewód 20 i połączone z nim czujniki wystarczą na potrzeby pomiarów przepływu płynu w wielu zakresach natężeń przepływu i wielu różnych płynów, zarówno cieczy jak i gazów.

188 581

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

Claims (14)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie przepływowe, zawierające przewód do przenoszenia płynu przez ten przewód w podanym kierunku, w którym jest umieszczony przepływowy element odchylający, który ma, biorąc pod uwagę kierunek przepływu płynu, koniec przeciwprądowy i koniec współprądowy, przy czym przepływowy element odchylający ma mniejsze wymiary niż ten odcinek i ma pochyloną ściankę skierowaną w stronę przeciwprądową i zbieżną do wewnątrz w kierunku osi tego przewodu, znamienne tym, że element odchylający (42) jest przyłączony za pomocą zespołu mocującego do wewnętrznej powierzchni (22) przewodu (12, 20), przy czym w skład zespołu mocującego wchodzi występ (52) i rowek (28).
2. 2. Urządzenie przepływowe według zastrz. 1, znamienne tym, że rowek (28) znajduje się na wewnętrznej ściance przewodu (12, 20) zaś występ (52) jest umieszczony na elemencie odchylającym (42) przy czym występ (52) jest wsunięty w rowek (28) mocując element odchylający (42) wewnątrz przewodu (12,20).
3. 3. Urządzenie przepływowe według zastrz. 1, znamienne tym, że na wewnętrznej powierzchni (22) przewodu (12, 20) znajduje się wiele rowków (28) zaś element odchylający (42) ma odpowiednią do tych rowków (28) liczbę wystających na zewnątrz występów (52), przy czym każdy występ (52) współpracuje z rowkiem (28) i jest wsunięty wyjmowalnie w rowek (28).
4. 4. Urządzenie przepływowe według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół mocujący składający się z występu (52) i rowka (28) znajduje się na współprądowym końcu przewodu (20), zaś punkt pomiarowy znajduje się w kierunku przeciwprądowym względem tego zespołu mocującego.
5. 5. Urządzenie przepływowe według zastrz. 1, znamienne tym, że przewód (12, 20) zawiera odcinek przewodu (20) mający koniec przeciwprądowy i koniec współprądowy oraz wiele rozmieszczonych na obwodzie rowków (28) umieszczonych na wewnętrznej powierzchni jego końca współprądowego, zaś element odchylający (42) ma wiele wystających na zewnątrz występów (52) o jednakowej liczbie rozmieszczonych na swoim końcu współprądowym, przy czym występy (52) współpracują z rowkami (28) i są wsunięte wyjmowalnie w rowki (28).
6. 6. Urządzenie przepływowe według zastrz. 1, znamienne tym, że do odcinka przewodu (20) są podłączone czujniki przepływowe, które tworzą wraz z nim korpus pomiarowy zawierający wymienny element odchylający (42).
7. 7. Urządzenie przepływowe według zastrz. 1, znamienne tym, że element odchylający (42) jest elementem jednoczęściowym, który jest ruchomo połączony z odcinkiem przewodu (20).
8. 8. Urządzenie przepływowe według zastrz. 1, znamienne tym, że w ścianie przewodu (12, 20) są umieszczone zawory kurkowe (24, 26) pomiaru przepływu połączone, odpowiednio, z obszarem przeciwprądowym oraz obszarem współprądowym względem elementu odchylającego (42).
9. 9. Urządzenie przepływowe według zastrz. 8, znamienne tym, że w pomiarowych zaworach kurkowych (24, 26) znajdują się przeponowe czujniki pomiaru ciśnienia.
10. 10. Urządzenie przepływowe według zastrz. 8, znamienne tym, że na zewnątrz względem przewodu (12, 20) znajduje się oprzyrządowanie do pomiaru przepływu, które jest połączone z wnętrzem przewodu (12, 20) za pomocą pomiarowych zaworów kurkowych (24,26).
11. 11. Urządzenie przepływowe według zastrz. 1₅ znamienne tym, że pochylona ścianka (48) elementu odchylającego (42) jest zakończona na swoim większym końcu krawędzią obwodową (46), której płaszczyzna jest ustawiona prostopadle do kierunku przepływu płynu, przy czym pochylona ścianka (48) i obwodowa krawędź (46) rozmieszczone są symetrycznie względem wewnętrznej powierzchni (22) przewodu (12, 20), a ponadto przeciwprądowy zawór kurkowy (24) pomiaru przepływu, jest zamontowany przelotowo w ściance przewodu (12, 20) w obszarze przeciwprądowym względem krawędzi obwodowej (46) elementu odchylającego (42), natomiast współprądowy zawór kurkowy (26) pomiaru przepływu, jest zamontowany przelotowo w ściance przewodu (12, 20) w obszarze współprądowym względem

    188 581 krawędzi obwodowej (46), przy czym za pomocą tych zaworów kurkowych (24, 26) jest określana różnica ciśnienia płynu pomiędzy stroną przeciwprądową i współprądową obwodowej krawędzi (46) elementu odchylającego (42).
12. 12. Urządzenie przepływowe według zastrz. 11, znamienne tym, że przeciwprądowy zawór kurkowy (24) pomiaru przepływu jest umieszczony w obszarze pomiędzy obwodową krawędzią (46) i punktem położonym około dwóch średnic przewodu w kierunku przeciwprądowym od pochylonej ścianki (48), elementu odchylającego (42), zaś współprądowy zawór kurkowy (26) pomiaru przepływu znajduje się w obszarze pomiędzy obwodową krawędzią (46) i punktem położonym około dwóch średnic przewodu w kierunku współprądowym od obwodowej krawędzi (46).
13. 13. Urządzenie przepływowe według zastrz. 12, znamienne tym, że pochylona ścianka (48) elementu odchylającego (42) jest zbieżna zasadniczo do jednego punktu, w kierunku przeciwprądowym, a przeciwprądowy zawór kurkowy (24) pomiaru przepływu płynu znajduje się w obszarze przeciwprądowym znajdującym się bezpośrednio przed tym punktem.
14. 14. Urządzenie przepływowe według zastrz. 11, znamienne tym, że ma zespół pomiarowy przepływu usytuowany na zewnątrz względem przewodu (12, 20) i połączony z wnętrzem przewodu (12, 20) za pomocą pomiarowych zaworów kurkowych (24, 26).