PL196274B1 - Przepływomierz wibracyjny typu Coriolisa z rurą przepływową w kształcie litery U - Google Patents

Abstract

1. Przeplywomierz wibracyjny typu Coriolisa z rura przeplywo- wa w ksztalcie litery U, zawierajacy pare równolegle usytuowanych rur przeplywowych, przy czym kazda zrur przeplywowych jest podzielona na wiele segmentów obejmujacych proste segmenty, stanowiace przeciwlegle czesci koncowe kazdej z rur przeplywo- wych, przy czym te proste segmenty maja wzdluzne osie, które sa zasadniczo równolegle do wzdluznej osi przewodu i sa usytuowa- ne wpierwszej plaszczyznie zawierajacej przewód, zagiete segmenty w kazdej z rur przeplywowych, które rozciagaja sie od konca prostych segmentów itworza zagiecie, które zmienia wzdluzna os kazdej z rur przeplywowych od ulozonej w pierwszej plaszczyznie do ulozonej zasadniczo prostopadle do pierwszej plaszczyzny, i zasadniczo u-ksztaltny segmenty, które rozciagaja sie pomiedzy zagietymi segmentami na przeciwleglych czesciach koncowych rur przeplywowych, przy czym te zasadniczo u- ksztaltne segmenty kazdej z rur przeplywowych maja krzywizne, która pomiedzy zagietymi segmentami zmienia usytuowanie wzdluznych osi rur przeplywowych od kierunku zasadniczo równo- leglego do pierwszej plaszczyzny do poprzecznego, ado rur przeplywowych jest przymocowany zestaw pretów usztywniaja- cych pierwszy i drugi, znamienny tym, ze pierwszy zestaw pretów usztywniajacych (122,123) jest zamocowany do kazdej z rur przeplywowych (103A,103B) w punktach zagietych segmen- tów (151,151') wktórych wzdluzne osie rur przeplywowych (103A,103B) sa usytuowane pod katem 45° wzgledem pierwszej plaszczyzny dla zapewnienia rozdzielenia czestotliwosci pomie- dzy trybami drgan w rurach przeplywowych (103A,103B), a drugi zestaw pretów usztywniajacych (120,121) jest zamocowany do kazdej zrur przeplywowych (103A,103B) w punktach zagietych segmentów (151,151') rur przeplywowych pomiedzy prostymi segmentami (150,150') i pierwszym zestawem pretów usztywnia- jacych (122,123) dla zwiekszenia stabilnosci wyzerowania kazdej z rur przeplywowych (103A,103B). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przepływomierz wibracyjny typu Coriolisa z rurą przepływową w kształcie litery U.

Znane jest zastosowanie przepływomierzy masowych wykorzystujących efekt Coriolisa do pomiaru masowego natężenia przepływu i innych parametrów materiału przepływającego przez przewód, jak ujawniono w opisie patentowym US nr 4,491,025, wydanym dla J. E. Smith i innych 1 stycznia 1985 i RE 31,450 dla J. E. Smith 11 lutego 1982. te przepływomierze mają co najmniej jedna rurę przepływową o zakrzywionym kształcie. Każda rura przepływowa w przepływomierzu Coriolisa ma zestaw trybów drgań własnych, które mogą być typu zwykłego zginającego, skręcającego lub złożonego. Każda rura przepływowa jest napędzana do drgania w rezonansie w jednym z tych trybów własnych. Tryby własnych drgań drgającego materiału wypełniającego układ są określone częściowo poprzez łączną masę rur przepływowych i materiału wewnątrz rur przepływowych. Materiał przepływa do przepływomierza z przewodu po jego stronie wlotowej. Materiał jest następnie kierowany przez rurę przepływową lub rury przepływowe i wychodzi z przepływomierza do przewodu połączonego z jego stroną wylotową.

Napęd wywiera siłę na rurę przepływową wcelu spowodowania drgań rur przepływowych w wymaganym trybie drgań. Zwykle, wymagany tryb drgań jest pierwszym poza fazą trybu zginania. Kiedy żaden materiał nie przepływa przez przepływomierz, wszystkie punkty wzdłuż rury przepływowej drgają w identycznej fazie. Gdy materiał zaczyna przepływać, przyspieszenie Coriolisa powoduje to, że każdy punkt wzdłuż rury przepływowej ma różną fazę względem innych punktów wzdłuż rury. Faza strony wlotowej rury przepływowej jest opóźniona względem napędu, a faza strony wylotowej wyprzedza napęd. Na rurze przepływowej są umieszczone czujniki do wytwarzania sinusoidalnego sygnału przedstawiającego ruch rury przepływowej. Różnica fazowa pomiędzy sygnałami dwóch czujników jest proporcjonalna do prędkości przepływu masowego materiału przepływającego przez rurę przepływową lub rury przepływowe. Elektroniczne części składowe, połączone z czujnikiem, wykorzystują następnie różnicę fazową i częstotliwości sygnałów do określania prędkości przepływu masowego i innych właściwości materiału.

Zaletą przepływomierzy Coriolisa względem innych urządzeń pomiarowych przepływu masowego jest to, że przepływomierze zwykle mają mniejszy niż 0,1% błąd w obliczaniu prędkości przepływu masowego materiału. Inne typowe urządzenia mierzące przepływy masowe, takie jak przepływomierze kryzowe, turbinowe i wirowe, zwykle maja błędy 0,5% lub większe przy pomiarach prędkości przepływu. Chociaż przepływomierze masowe Coriolisa mają większą dokładność niż inne typy urządzeń pomiarowych prędkości przepływu masowego, są one także droższe w produkcji. Użytkownicy przepływomierzy często wybierają tańsze typy urządzeń przekładając oszczędność kosztów nad dokładność. Dlatego producenci przepływomierzy Coriolisa potrzebują przepływomierza typu Coriolisa, który jest tańszy w wytwarzaniu i określa prędkość przepływu masowego z dokładnością do 0,5% rzeczywistej prędkości przepływu w celu wytworzenia produktu, który jest konkurencyjny z innymi urządzeniami pomiarowymi prędkości przepływu masowego.

Jedną przyczyną tego, że przepływomierze Coriolisa są droższe niż inne urządzenia jest potrzeba stosowania części składowych, które zmniejszają liczbę niepotrzebnych drgań wywieranych na rury przepływowe. Jedną taką częścią składową jest przewód rozgałęźny, który łączy rury przepływowe z przewodem. W przepływomierzu Coriolisa z podwójna rurą przewód rozgałęźny także rozdziela przepływ materiału otrzymywanego z przewodu na dwa oddzielne przepływy i kieruje przepływy do oddzielnych rur przepływowych. W celu zmniejszenia drgań spowodowanych zewnętrznymi źródłami, takimi jak pompa, które są połączone z przewodem, przewód rozgałęźny musi mieć sztywność, która jest wystarczająco duża do zaabsorbowania drgań. Większość typowych przewodów rozgałęźnych jest wykonanych z odlewanego metalu w celu zapewnienia odpowiedniej masy. Ponadto, pomiędzy przewodami rozgałęźnymi jest element dystansowy, który utrzymuje odstęp pomiędzy wlotem i wylotem przewodów rozgałęźnych. Ten element dystansowy jest także wykonany z metalu lub innego sztywnego materiału w celu uniemożliwienia drgań rur przepływowych pod wpływem sił zewnętrznych. Duża ilość metalu zastosowanego do wytwarzania tych odlewów zwiększa koszt przepływomierza. Jednak wyeliminowanie niepotrzebnych drgań znacznie zwiększa dokładność przepływomierzy.

Drugim problemem w dziedzinie przepływomierzy Coriolisa jest to, że przepływomierze mogą mieć wymiar boczny zbyt duży do zastosowania w pewnych zastosowaniach. W niniejszym omówieniu za wymiar boczny uważa się długość, na której pętla rury przepływowej wystaje z przewodu.

PL 196 274 B1

Są środowiska, gdzie przestrzeń jest ograniczona lub jest oszczędzana. Przepływomierz, mający typowy wymiar boczny, nie będzie pasował do takich ograniczonych przestrzeni. Istnieje potrzeba przepływomierza typu Coriolisa, który ma zmniejszony wymiar boczny taki, że może być umieszczony w przewodzie o ograniczonej przestrzeni lub tam, gdzie przestrzeń jest problemem krytycznym, przy czym ciągle zapewnia im odczyty w zakresie 0,5% rzeczywistej prędkości przepływu materiału.

Według wynalazku, przepływomierz wibracyjny typu Coriolisa z rurą przepływową w kształcie litery U, zawierający parę równolegle usytuowanych rur przepływowych, przy czym każda z rur przepływowych jest podzielona na wiele segmentów obejmujących proste segmenty, stanowiące przeciwległe części końcowe każdej z rur przepływowych, przy czym te proste segmenty mają wzdłużne osie, które są zasadniczo równoległe do wzdłużnej osi przewodu i są usytuowane w pierwszej płaszczyźnie zawierającej przewód, zagięte segmenty w każdej z rur przepływowych, które rozciągają się od końca prostych segmentów i tworzą zagięcie, które zmienia wzdłużną oś każdej z rur przepływowych od ułożonej w pierwszej płaszczyźnie do ułożonej zasadniczo prostopadle do pierwszej płaszczyzny, i zasadniczo u-kształtny segmenty, które rozciągają się pomiędzy zagiętymi segmentami na przeciwległych częściach końcowych rur przepływowych, przy czym te zasadniczo u-kształtne segmenty każdej z rur przepływowych mają krzywiznę, która pomiędzy zagiętymi segmentami zmienia usytuowanie wzdłużnych osi rur przepływowych od kierunku zasadniczo równoległego do pierwszej płaszczyzny do poprzecznego, a do rur przepływowych jest przymocowany zestaw prętów usztywniających pierwszy i drugi, charakteryzuje się tym, że pierwszy zestaw prętów usztywniających jest zamocowany do każdej z rur przepływowych w punktach zagiętych segmentów, w których wzdłużne osie rur przepływowych są usytuowane pod kątem 45° względem pierwszej płaszczyzny dla zapewnienia rozdzielenia częstotliwości pomiędzy trybami drgań w rurach przepływowych, a drugi zestaw prętów usztywniających jest zamocowany do każdej z rur przepływowych w punktach zagiętych segmentów rur przepływowych pomiędzy prostymi segmentami i pierwszym zestawem prętów usztywniających dla zwiększenia stabilności wyzerowania każdej z rur przepływowych.

Korzystnie, do pierwszego z prostych segmentów każdej z rur przepływowych jest przymocowany wlotowy przewód rozgałęźny, połączony z jednej strony przepływowo z przewodem, a z drugiej oddzielnie z każdą z dwóch rur przepływowych do rozdzielania przepływu na dwa przepływy kierowane do każdej z dwóch rur przepływowych. Do wlotowego przewodu rozgałęźnego może być przymocowana wlotowa kryza łącząca wylotowy przewód rozgałęźny z przewodem.

Korzystnie też, do drugiego z prostych segmentów każdej z rur przepływowych jest przymocowany wylotowy przewód rozgałęźny, połączony z jednej strony przepływowo oddzielnie z każdą z dwóch rur przepływowych, a z drugiej z przewodem do łączenia przepływów z każdej z dwóch rur przepływowych w przepływ wyjściowy do przewodu, a do wylotowego przewodu rozgałęźnego może być przymocowana wylotowa kryza łącząca wylotowy przewód rozgałęźny z przewodem.

Do przeciwległych końców rur przepływowych mogą być przymocowane przewody rozgałęźne, a do przewodów rozgałęźnych jest przymocowany element dystansowy stanowiący osłonę prostych segmentów i zagiętych segmentów każdej z rur przepływowych, przy czym w elemencie dystansowym są ukształtowane otwory, przez które wystają z elementu dystansowego u-kształtne segmenty każdej z rur przepływowych. U-kształtne segmenty korzystnie mają ograniczony wymiar boczny.

W korzystnym wariancie, wystające od zagiętych segmentów pierwsze ramię i drugie ramię u-kształtnego segmentu mają wzdłużną oś usytuowaną zasadniczo pod kątem 3° od kierunku prostopadłego względem pierwszej płaszczyzny. Pierwsza płaszczyzna może być zwłaszcza prostopadła do podłoża, a przepływomierz być samo ociekający.

Rury przepływowe mogą być umieszczone w obudowie. Cała długość każdej z rur przepływowych jest korzystnie podatna na drgania.

Drugi zestaw prętów usztywniających w korzystnej modyfikacji jest przymocowany do rur przepływowych w punkcie, w którym wzdłużna oś rur przepływowych jest skierowana pod kątem w zakresie od 7,5° do 22,5° względem pierwszej płaszczyzny.

Rury przepływowe są połączone z wprawiającym je w drgania układem napędowym. Korzystnie, do pary rur przepływowych, po stronie wlotowej układu napędowego, jest zamocowany pierwszy przetwornik przesunięcia, a do pary rur przepływowych po stronie wylotowej układu napędowego jest przymocowany drugi przetwornik przesunięcia. Pierwszy przetwornik przesunięcia i drugi przetwornik przesunięcia są korzystnie połączone, do przekazywania sygnału wskazującego drgania rur przepływowych, z elektronicznym układem pomiarowym, przy czym elektroniczny układ pomiarowy jest dostosowany do określania prędkości przepływu masowego materiału przez przewód.

PL 196 274 B1

Przepływomierz typu Coriolisa według wynalazku dzięki swojej konstrukcji ma zmniejszony wymiar boczny. Nie ma on typowego przewodu rozgałęźnego ani elementu dystansowego. Konstrukcja taka obniża koszt przepływomierza i umożliwia zastosowanie przepływomierza typu Coriolisa według obecnego wynalazku w obszarach, gdzie przestrzeń jest oszczędzana i byłoby niemożliwe zastosowanie typowych przepływomierzy Coriolisa mających typowy wymiar boczny.

Zamocowanie pierwszego zestawu prętów usztywniających do obu rur przepływowych w punkcie, w którym wzdłużne osie rur przepływowych jest skierowana w kierunku pod kątem w przybliżeniu 45° względem pierwszej płaszczyzny pozwala na wydzielenie trybu drgań w rurze przepływowej, przy jednoczesnym drganiu rury przepływowej. Pręty usztywniające są elementami metalowymi, które są przymocowane do każdej rury przepływowej w zasadniczo tym samym położeniu wzdłuż rur przepływowych.

Zastosowanie drugiego zestawu prętów usztywniających zwiększa stabilność wyzerowania rur przepływowych. Stabilność wyzerowania określa ilość przepływu, która jest wskazywana, gdy nie ma przepływu przez rury przepływowe. Idealnie, jest wskazywane zero, gdy nie ma żadnego przepływu.

W szczególności, wynalazek dotyczy zmniejszenia wymiaru bocznego przepływomierza typu Coriolisa poprzez wprowadzanie w drgania całej długości rur przepływowych. Jeszcze bardziej szczegółowo, wynalazek dotyczy zastosowania dwóch zestawów prętów usztywniających, z których pierwsza para odpowiednio oddziela częstotliwości drgań, a drugi zestaw prętów usztywniających zwiększa stabilność zerową układu.

Przedmiot wynalazku jest ukazany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig.1 przedstawia przepływomierz typu Coriolisa według wynalazku, w widoku perspektywicznym; fig.2 - przepływomierz typu Coriolisa według wynalazku przymocowany do elementu dystansowego; i fig. 3 - przepływomierz typu Coriolisa według wynalazku przymocowany do elementu dystansowego i umieszczony w obudowie.

Figura 1 przedstawia przepływomierz typu Coriolisa zawierający czujnik 10 przepływomierza i elektroniczny układ pomiarowy 20. Elektroniczny układ pomiarowy 20 jest połączony z czujnikiem 10 poprzez przewody łączące 100 zapewniając informacje o gęstości, prędkości przepływu masowego, prędkości przepływu objętościowego, łącznym przepływie masowym, temperaturze i innych parametrach na ścieżce 26. Dla znawców jest oczywiste, że obecny wynalazek może być stosowany w różnym typie przepływomierzy Coriolisa, bez względu na liczbę napędów, liczbę czujników odczytujących, trybów roboczych drgań. Ponadto, obecny wynalazek może być stosowany w dowolnym układzie, który wzbudza drgania dwóch rur przepływowych 103A,103B wcelu pomiaru efektu Coriolisa przy przepływie materiału przez rurę przepływową i który następnie wykorzystuje efekt Coriolisa do pomiaru właściwości materiału.

Czujnik 10 przepływomierza zawiera parę kryz 101 i 101', przewody rozgałęźne 102,102', rury przepływowe 103A i 103B: pręty usztywniające 120,123 napęd 104 i przetworniki przesunięcia 105 i 105'. Kryzy 101,101' są przytwierdzone do przewodów rozgałęźnych 102,102'. Przewody rozgałęźne są przytwierdzone do przeciwległych końców rur przepływowych 103A,103B. Pręty usztywniające 120,124 są przytwierdzone do rur przepływowych 103A,103B jak opisano niżej. Napęd 104 jest przymocowany do rur przepływowych 103A,103B w położeniu, przy którym napęd może wprawiać rury przepływowe 103A,103B w drgania na przeciwległych końcach wcelu wykrywania różnicy fazowej drgań na przeciwległych końcach rur przepływowych 103A,103B.

Kryzy 101 i101' są przymocowane do przewodów rozgałęźnych 102,102' i łączą rury przepływowe 103A i 103B z przewodem (nie pokazany). Kiedy czujnik 10 przepływomierza jest umieszczony w układzie przewodu (nie pokazany), przez który przepływa materiał, który ma być mierzony, materiał wchodzi do czujnika 10 przez kryzę wlotowa 101 i cała ilość materiału jest dzielona na dwa przepływy we wlotowym przewodzie rozgałęźnym 102 i jest kierowana równo do wlotu rur przepływowych 103A i 103B. Materiał następnie przepływa przez rury przepływowe 103A i103B do wylotowego przewodu rozgałęźnego 102', który łączy te oddzielne przepływy. Materiał następnie przepływa przez wylotową kryzę 101' tam, gdzie znajduje się czujnik 10. Przewody rozgałęźne 102 i102' są wykonane z minimalnej ilości materiału.

Rury przepływowe 103A i103B są dobrane i zamocowane do wlotowego przewodu rozgałęźnego 102 i wylotowego przewodu rozgałęźnego 102' tak, że mają zasadniczo te same rozkłady mas, momenty bezwładności, moduły sprężystości iosie zginania W,W i W',W'. Rury przepływowe wystają na zewnątrz od przewodów rozgałęźnych zasadniczo równolegle do siebie.

PL 196 274 B1

Rury przepływowe 103Ai 103B są napędzane poprzez napęd 104 w przeciwnych fazach wokół ich odpowiednich osi zginania W iW' i przy, tak zwanym, pierwszym trybie zginania pozafazowego przepływomierza. Napęd 104 może zawierać jeden z wielu dobrze znanych urządzeń, takich jak magnes zamontowany na rurze przepływowej 103A i przeciwna cewka zamontowana na rurze przepływowej 103B. Prąd przemienny jest przepuszczany przez przeciwną cewkę wcelu spowodowania drgań obu rur przepływowych 103Ai 103B. Odpowiedni sygnał napędowy jest dostarczany przez elektroniczny układ pomiarowy 20 poprzez przewody łączące 110 do napędu 104. Opis fig.1 jest tylko przykładowym działaniem przepływomierza typu Coriolisa i nie ma na celu ograniczania ujawnienia obecnego wynalazku.

Elektroniczny układ pomiarowy 20 przyjmuje sygnały o prędkości prawej i lewej rury przepływowej, pojawiające się w przewodach łączących 111 i 111'. Elektroniczny układ pomiarowy 20 także wytwarza sygnał napędowy w przewodzie łączącym 110, który powoduje, że pod działaniem napędu 104 rury przepływowe 103A i 103B drgają. Obecny wynalazek, jak opisano w niniejszym, może wytwarzać wielokrotne sygnały napędowe dla wielu napędów. Elektroniczny układ pomiarowy 20 przetwarza sygnały prędkości lewy i prawy wcelu obliczenia prędkości przepływu masowego. Ścieżka 26 zapewnia wejście i wyjście, które umożliwiają komunikowanie się operatora z elektronicznym układem pomiarowym.

Wewnętrzne części składowe elektronicznego układu pomiarowego 20 są typowe. Dlatego, całkowity ich opis jest pominięty dla skrócenia.

Budowa czujnika 10 przepływomierza typu Coriolisa pozwala na zmniejszenie wymiaru bocznego rur przepływowych 103Ai 103B przy zachowaniu dokładności odczytów w zakresie 0,5% rzeczywistej prędkości przepływu masowego. Wymiar boczny jest długością na jaką pętla rury przepływowej wystaje od płaszczyzny prostopadłej do pętli i zawierającej dołączony przewód. Drugą zaletą budowy czujnika 10 przepływomierza typu Coriolisa jest to, że można zastosować tańszy przewód rozgałęźny i element dystansowy. Trzecią zaletą jest to, że poprzez nachylenie ramion u-kształtnych segmentów rury przepływowej rury przepływowe są samo suszące się, gdy są ustawione prawidłowo.

W celu zmniejszenia wymiaru bocznego, całkowita długość rur przepływowych 103A,103B musi drgać. Dlatego, rury przepływowe 103A,103B są ukształtowane w następujący sposób. Rury przepływowe 103A,103B są ustawione zasadniczo równolegle do siebie. Każda rura przepływowa 103A,103B ma następujące identyczne segmenty: dwa proste segmenty 150,150' na wlotach i wylotach rur przepływowych 103A,103B dwa zagięte segmenty 151,151' rozciągające się od prostych segmentów 150,150' i u-kształtny segment 152, który łączy zagięte segmenty 151,151'.

Proste segmenty 150,150' mają pierwsze końce 160 i 160' połączone z przewodami rozgałęźnymi 102.102'. Każdy prosty segment 150,150' jest częścią rury przepływowej, która ma wzdłużną oś zasadniczo równoległą do przewodu w pierwszej płaszczyźnie zawierającej przewód i proste segmenty 150,150' każdej rury przepływowej 103A,103B. Proste segmenty 150 przejmują materiał z wlotowego przewodu rozgałęźnego 102, a proste segmenty 150' oddają materiał do wylotowego przewodu rozgałęźnego 102'.

Pierwszy koniec 170,170' zagiętych segmentów 151,151' rozciąga się na zewnątrz od drugiego końca 161,161' prostych segmentów 150,151'. Pierwsze końce 170,170' zagiętych segmentów 151,151' znajdują się w pierwszej płaszczyźnie. Zagięte segmenty 151,151' rur przepływowych 103A,103B mają drugi koniec 171,171', który ma wzdłużną oś, która jest w przybliżeniu prostopadła do pierwszej płaszczyzny. Zagięte segmenty 151,151' zakrzywiają się pomiędzy pierwszym końcem 170,170' i drugim końcem 171,171'.

U-kształtne segmenty 152 są zakrzywionymi segmentami rur przepływowych 103A,103B. które łączą drugie końce 171,171' zagiętych JE segmentów 151,151'. Pierwszy koniec 180 pierwszego ramienia 153 każdego z u-kształtnych segmentów 152 rozciąga się od drugiego końca 171 każdego zagiętego segmentu 151. Pierwsze ramię 153 odchodzi na zewnątrz od zagiętego segmentu 151i ma wzdłużną oś, która jest zasadniczo prostopadła do pierwszej płaszczyzny zawierającej przewód i proste segmenty 150,150'. W przykładzie wykonania, pierwsze ramię 153 rozciąga się na zewnątrz od zagiętego segmentu 151 z wzdłużną osią, która jest odchylona o3 stopnie za prostopadłą do pierwszej płaszczyzny, w celu zapewnienia samo ociekania rur przepływowych 103Ai 103B, gdy rury przepływowe 103A i 103B są ustawione prostopadle do podłoża. Pierwszy koniec 181 drugiego ramienia 154 u-kształtnego segmentu 152 jest usytuowany na zewnątrz od drugiego końca 171' każdego zagiętego segmentu 151' zosią wzdłużną, która jest zasadniczo prostopadła do pierwszej płaszczyzny. W korzystnym przykładzie wykonania, drugie ramię 154 rozciąga się na zewnątrz w kierunku,

PL 196 274 B1 który odchodzi o3 stopnie za kierunek prostopadły do pierwszej płaszczyzny w stronę zagiętego segmentu 151' w celu zapewnienia samo ociekania rur przepływowych 103A i 103B, gdy rury przepływowe 103A i 103B są ustawione w kierunku, który jest zasadniczo prostopadły do podłoża.

Zakrzywiony odcinek 155 łączy drugi koniec 182 pierwszego ramienia 153 i drugi koniec 183 drugiego ramienia 154 w rurach przepływowych 103A i 103B. Zakrzywiony odcinek 155 rozciąga się na zewnątrz od drugiego końca 182 pierwszego ramienia 153 z wzdłużną osią, która jest zasadniczo równoległa do pierwszej płaszczyzny zawierającej przewód i jest zasadniczo prostopadła do wzdłużnych osi ramion pierwszego 153 i drugiego 154, do drugiego końca 183 drugiego ramienia 154.

W celu zmniejszenia wymiaru bocznego, rury przepływowe 103A i 103B muszą drgać na całej długości w odpowiedzi na siły wywierane przez napęd 104.

Wcelu zwiększenia dokładności pomiarów efektu Coriolisa spowodowanego poprzez drgania przepływającego materiału, do rur przepływowych 103A i 103B są przymocowane dwa zestawy prętów usztywniających. Pierwszy zestaw prętów usztywniających 122,123 porządkuje drgania w rurach przepływowych 103A i 103B oddzielając tryby drgań. Drugi zestaw prętów usztywniających 120,121 jest potrzebny do zwiększenia stabilności wyzerowania czujnika 10 przepływomierza. To powoduje, że pomiary różnicy fazowej spowodowanej przez efekty Coriolisa są łatwiejsze do pomiaru przez elektroniczny układ pomiarowy 20.

Pierwszy zestaw prętów usztywniających 122 i123 jest zamocowany do rur przepływowych 103A i 103B w zagiętych segmentach 151,151' w punkcie, gdzie kąt rur przepływowych 103A i103B wynosi zasadniczo czterdzieści pięć stopni względem pierwszej płaszczyzny zawierającej przewód. Ten pierwszy zestaw prętów usztywniających 122 i 123 oddziela częstotliwości różnych trybów drgań.

Wcelu osiągnięcia stabilności wyzerowania jest przymocowany drugi zestaw prętów usztywniających 120 i 121. Drugi zestaw prętów usztywniających jest przymocowany do rur przepływowych 103A i 103B w punkcie zagiętych segmentów 151,151' pomiędzy pierwszym zestawem prętów usztywniających 122,123 i prostymi segmentami 150,150'. W korzystnym przykładzie wykonania, drugi zestaw prętów usztywniających jest przymocowany do rur przepływowych 103A,103B w punkcie zagiętych segmentów 151,151' w którym wzdłużne osie są skierowane pod kątem w zakresie pomiędzy 7,5° i 22,5° względem pierwszej płaszczyzny.

Figura 2 przedstawia element dystansowy 200 przymocowany do czujnika 10 przepływomierza. Element dystansowy 200 ma kwadratowe ściany końcowe 190,191 na przeciwległych bokach. W korzystnym przykładzie wykonania, kwadratowe ściany końcowe 190,191 (patrz fig. 1) są odlane jako kwadratowe płyty w przewodach rozgałęźnych 102,102'. Każdą krawędź kwadratowych ścian końcowych łączą cztery ściany, z których przedstawiono ściany 201,202, tworzące osłonę. Osłona 200 mieści proste segmenty 150,150' (patrz fig. 1) i zagięte segmenty 151,151' (patrz fig. 1). U-kształtne segment 152 wystaje z otworów 210 i 211 na górze osłony 200. Otwory 210 i 211 są na tyle duże, że umożliwiają przechodzenie rur przepływowych 103A i 103B przez otwory. Ponieważ rury przepływowe 103A,103B są dopasowane do przechodzenia przez otwory 210,211, rury przepływowe 103A,103B nie są przymocowane do osłony 200 i cała długość rur przepływowych może drgać w odpowiedzi na siły wywierane przez napęd 104 (fig. 1).

Figura 3 przedstawia czujnik 10 z obudową 300 do osłaniania rur przepływowych 103A i 103B (pokazanych na fig. 1). Obudowa 300 jest konstrukcją pustą w środku, która jest dopasowana i umieszczona na rurach przepływowych 103A i 103B i jest przymocowana do elementu dystansowego 200 w dowolny sposób, taki jak spawanie lub za pomocą nitów i śrub. Obudowa 300 zapobiega wydostawaniu się materiału w przypadku, gdy jedna lub obie rury przepływowe są przedziurawione.

Powyższe jest opisem korzystnego przykładu wykonania przepływomierza typu Coriolisa mającego minimalny wymiar boczny. Można oczekiwać, że osoby biegłe w tej dziedzinie mogą wprowadzić modyfikacje do tego przepływomierza Coriolisa, które mieszczą się w zakresie wynalazku określonego w zastrzeżeniach albo dosłownie albo z wykorzystaniem doktryny o ekwiwalentach.

Claims (15)

1. Przepływomierz wibracyjny typu Coriolisa z rurą przepływową w kształcie litery U, zawierający parę równolegle usytuowanych rur przepływowych, przy czym każda z rur przepływowych jest podzielona na wiele segmentów obejmujących proste segmenty, stanowiące przeciwległe części końcowe

PL 196 274 B1 każdej zrur przepływowych, przy czym te proste segmenty mają wzdłużne osie, które są zasadniczo równoległe do wzdłużnej osi przewodu i są usytuowane w pierwszej płaszczyźnie zawierającej przewód, zagięte segmenty w każdej zrur przepływowych, które rozciągają się od końca prostych segmentów i tworzą zagięcie, które zmienia wzdłużną oś każdej zrur przepływowych od ułożonej w pierwszej płaszczyźnie do ułożonej zasadniczo prostopadle do pierwszej płaszczyzny, i zasadniczo u-kształtny segmenty, które rozciągają się pomiędzy zagiętymi segmentami na przeciwległych częściach końcowych rur przepływowych, przy czym te zasadniczo u-kształtne segmenty każdej z rur przepływowych mają krzywiznę, która pomiędzy zagiętymi segmentami zmienia usytuowanie wzdłużnych osi rur przepływowych od kierunku zasadniczo równoległego do pierwszej płaszczyzny do poprzecznego, a do rur przepływowych jest przymocowany zestaw prętów usztywniających pierwszy i drugi, znamienny tym, że pierwszy zestaw prętów usztywniających (122,123) jest zamocowany do każdej zrur przepływowych (103A,103B) w punktach zagiętych segmentów (151,151') w których wzdłużne osie rur przepływowych (103A,103B) są usytuowane pod kątem 45° względem pierwszej płaszczyzny dla zapewnienia rozdzielenia częstotliwości pomiędzy trybami drgań w rurach przepływowych (103A,103B), a drugi zestaw prętów usztywniających (120,121) jest zamocowany do każdej zrur przepływowych (103A,103B) w punktach zagiętych segmentów (151,151') rur przepływowych pomiędzy prostymi segmentami (150,150') i pierwszym zestawem prętów usztywniających (122,123) dla zwiększenia stabilności wyzerowania każdej z rur przepływowych (103A,103B).

2. Przepływomierz według zastrz. 1, znamienny tym, że do pierwszego z prostych segmentów (150,150') każdej z rur przepływowych (103A,103B) jest przymocowany wlotowy przewód rozgałęźny (102), połączony z jednej strony przepływowo z przewodem, a z drugiej oddzielnie z każdą z dwóch rur przepływowych (103A,103B) do rozdzielania przepływu na dwa przepływy kierowane do każdej z dwóch rur przepływowych (103A,103B).

3. Przepływomierz według zastrz. 2, znamienny tym, że do wlotowego przewodu rozgałęźnego (102) jest przymocowana wlotowa kryza (101) łącząca wylotowy przewód rozgałęźny (102) z przewodem.

4. Przepływomierz według zastrz. 2, znamienny tym, że do drugiego z prostych segmentów (150,150') każdej z rur przepływowych (103A,103B) jest przymocowany wylotowy przewód rozgałęźny (102'), połączony z jednej strony przepływowo oddzielnie z każdą z dwóch rur przepływowych (103A,103B) a z drugiej z przewodem do łączenia przepływów z każdej z dwóch rur przepływowych (103A,103B) w przepływ wyjściowy do przewodu.

5. Przepływomierz według zastrz. 4, znamienny tym, że do wylotowego przewodu rozgałęźnego (102') jest przymocowana wylotowa kryza (101') łącząca wylotowy przewód rozgałęźny (102) z przewodem.

6. Przepływomierz według zastrz. 1, znamienny tym, że do przeciwległych końców rur przepływowych (103A,103B) są przymocowane przewody rozgałęźne (102,102'), ado przewodów rozgałęźnych (102,102') jest przymocowany element dystansowy (200) stanowiący osłonę prostych segmentów (150,150') i zagiętych segmentów (151,151') każdej zrur przepływowych (103A,103B), przy czym w elemencie dystansowym (200) są ukształtowane otwory (210,211), przez które wystają z elementu dystansowego (200) u-kształtne segmenty (152) każdej z rur przepływowych (103A,103B).

7. Przepływomierz według zastrz. 6, znamienny tym, że u-kształtne segmenty (152) mają ograniczony wymiar boczny.

8. Przepływomierz według zastrz. 1, znamienny tym, że wystające od zagiętych segmentów (152,151') pierwsze ramię (153) i drugie ramię (154) u-kształtnego segmentu (152) mają wzdłużną oś usytuowaną zasadniczo pod kątem 3° od kierunku prostopadłego względem pierwszej płaszczyzny.

9. Przepływomierz według zastrz. 8, znamienny tym, że pierwsza płaszczyzna jest prostopadła do podłoża, a przepływomierz jest samo ociekający.

10. Przepływomierz według zastrz. 1, znamienny tym, że rury przepływowe (103A,103B) są umieszczone w obudowie (300).

11. Przepływomierz według zastrz. 1, znamienny tym, że cała długość każdej z rur przepływowych (103A,103B) jest podatna na drgania.

12. Przepływomierz według zastrz. 1, znamienny tym, że drugi zestaw prętów usztywniających (122,123) jest przymocowany do rur przepływowych (103A,103B) w punkcie, w którym wzdłużna oś rur przepływowych jest skierowana pod kątem w zakresie od 7,5° do 22,5° względem pierwszej płaszczyzny.

PL 196 274 B1

13. Przepływomierz według zastrz. 1, znamienny tym, że rury przepływowe (103A,103B) są połączone z układem napędowym (104), wprawiającym je w drgania.

14. Przepływomierz według zastrz. 13, znamienny tym, że do pary rur przepływowych (103A,103B), po stronie wlotowej układu napędowego (104), jest zamocowany pierwszy przetwornik przesunięcia (105), a do pary rur przepływowych (103A,103B) po stronie wylotowej układu napędowego (104) jest przymocowany drugi przetwornik przesunięcia (105').

15. Przepływomierz według zastrz. 14, znamienny tym, że pierwszy przetwornik przesunięcia (105) i drugi przetwornik przesunięcia (105') są połączone, do przekazywania sygnału wskazującego drgania rur przepływowych (103A,103B), z elektronicznym układem pomiarowym (20), przy czym elektroniczny układ pomiarowy (20) jest dostosowany do określania prędkości przepływu masowego materiału przez przewód.