RU111637U1 - SYSTEM OF MEASUREMENT OF THE FLOW OF THE FLUID - Google Patents
SYSTEM OF MEASUREMENT OF THE FLOW OF THE FLUID Download PDFInfo
- Publication number
- RU111637U1 RU111637U1 RU2011138883/28U RU2011138883U RU111637U1 RU 111637 U1 RU111637 U1 RU 111637U1 RU 2011138883/28 U RU2011138883/28 U RU 2011138883/28U RU 2011138883 U RU2011138883 U RU 2011138883U RU 111637 U1 RU111637 U1 RU 111637U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- fluid
- locking
- sleeve
- fluid flow
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
1. Система измерения расхода текучей среды, содержащая линию подачи текучей среды, клапан, предназначенный для запирания потока текучей среды с гистерезисной характеристикой, отличающийся тем, что на участке линии подачи ниже клапана выделяется измерительная камера, имеющая фиксированный объем. ! 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что клапан выполнен так, что он имеет гистерезисную характеристику открытия и закрытия, позволяющую ему импульсно пропускать в измерительную камеру фиксированный объем текучей среды. ! 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что клапан содержит корпус с закрепленной в нем втулкой, имеющей две поверхности запирания и подвижный поршень, причем одна запирающая поверхность на торце втулки, на которую тарелка поршня ложится своей плоскостью, а вторая на внутренней поверхности втулки, в которую тарелка поршня входит своей торцевой поверхностью. ! 3. Клапан по п.2, отличающийся тем, что содержит постоянные магниты для прижима тарелки клапана к запирающей поверхности и применение двух запирающих поверхностей с различными площадями перекрытия для обеспечения импульсного пропускания текучей среды и гистерезисности срабатывания клапана. ! 4. Клапан по п.3, отличающийся тем, что запирающая поверхность с большей площадью перекрытия сопрягается с торцом тарелки клапана и длина поверхности сопряжения вдоль оси клапана задает верхнюю границу диапазона расхода текучей среды. 1. A fluid flow measurement system comprising a fluid supply line, a valve for locking a fluid flow with a hysteresis characteristic, characterized in that a measuring chamber having a fixed volume is allocated in the portion of the supply line below the valve. ! 2. The system according to claim 1, characterized in that the valve is designed so that it has a hysteretic characteristic of opening and closing, allowing it to pulsely pass a fixed volume of fluid into the measuring chamber. ! 3. The system according to claim 1, characterized in that the valve comprises a housing with a sleeve fixed therein, having two locking surfaces and a movable piston, with one locking surface at the end of the sleeve on which the piston plate lies with its plane, and the second on the inner surface sleeve into which the piston plate enters its end surface. ! 3. The valve according to claim 2, characterized in that it contains permanent magnets for pressing the valve disc against the locking surface and the use of two locking surfaces with different areas of overlap to provide pulsed transmission of fluid and hysteresis of the valve. ! 4. The valve according to claim 3, characterized in that the locking surface with a larger overlapping area mates with the end face of the valve disc and the length of the interface surface along the valve axis defines the upper limit of the fluid flow range.
Description
Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для измерений расхода и количества газообразных или жидких сред.The utility model relates to the field of measurement technology and can be used to measure the flow rate and amount of gaseous or liquid media.
Известны системы измерения расхода в линиях подачи текучей среды (Кремлевский П.П., «Расходомеры и счетчики количества веществ», справочник, книга I, II, С-П, «Политехника», 2002).Known systems for measuring the flow rate in the fluid supply lines (Kremlin P. P., "Flow meters and counters of the amount of substances", reference book, book I, II, S-P, "Polytechnic", 2002).
Известна система для измерения расхода текучих сред (WO 2004/025229 А1, 2004.03.25) содержащая линию подачи текучей среды, расходомер для измерения расхода текучей среды, имеющий минимально измеримое значение потока и клапан с входом и выходом текучей среды, выполняющий смещение между открытым положением для измерения потребленного расхода, который выше минимально измеримого значения, и положением пульсирования, при котором клапан приспособлен или для периодического прекращения поступления текучей среды в линию подачи до тех пор, пока не возрастет перепад давления между входом и выходом клапана при расходе потока, который ниже минимально измеримого значения, или для пропуска текучей среды в линию подачи до тех пор, пока перепад давления не уменьшится ниже заданного порогового значения закрытия клапана.A known system for measuring fluid flow (WO 2004/025229 A1, 2004.03.25) comprising a fluid supply line, a flow meter for measuring a fluid flow rate having a minimum measurable flow value and a valve with a fluid inlet and outlet that performs bias between the open position for measuring the consumed flow rate, which is higher than the minimum measurable value, and the pulsating position at which the valve is adapted or for periodically stopping the flow of fluid into the supply line until age the pressure drop between the inlet and outlet valve at a flow rate which is below the minimum measurable values or for passing fluid into the supply line as long as the pressure differential is reduced below a predetermined threshold valve closing.
Для этого клапан содержит корпус с камерой управления, расположенный между входом и выходом, запирающий элемент, расположенный в камере управления и имеющий входную запирающую поверхность с уплотняющим участком поверхности и управляющим элементом, имеющим управляющий участок поверхности, и стравливающее отверстие, определяющее минимальное пороговое значение расхода через камеру управления, при этом запирающий элемент перемещается между открытым положением и закрытым положением в зависимости от перепада давления на запирающем элементе, указанный перепад давления нарастает, когда потребляемый расход в линии подачи текучей среды ниже измеримого порогового значения расхода.For this, the valve comprises a housing with a control chamber located between the inlet and outlet, a locking element located in the control chamber and having an input locking surface with a sealing surface section and a control element having a control surface section, and a bleed hole defining a minimum flow threshold through the control chamber, while the locking element moves between the open position and the closed position depending on the pressure drop across the locking element HTE, said differential pressure increases when the consumption rate in the fluid delivery line below the measurable flow rate threshold value.
Недостаток данной системы заключен в том, что точность измерения расхода в режиме прерывания потока низкая и определяется динамической погрешностью используемого расходомера.The disadvantage of this system is that the accuracy of the flow measurement in the flow interruption mode is low and is determined by the dynamic error of the flow meter used.
При расходах выше минимально измеримого порогового значения расхода расходомера клапан постоянно открыт, а при расходах ниже минимально измеримого порогового значения расхода расходомера клапан находится в пульсирующем режиме, заставляя измерять в пульсирующем режиме расходомер. При этом скорость открытия-закрытия клапана и величина смещения плунжера определяются скоростью потока.At flows above the minimum measurable threshold value of the flow meter flow, the valve is constantly open, and at flows below the minimum measurable threshold value of the flow meter flow, the valve is in a pulsating mode, forcing the meter to be measured in pulsating mode. In this case, the valve opening and closing speed and the displacement value of the plunger are determined by the flow rate.
Применение накопительного пространства и клапана данной конструкции не повышает точности измерений, так как общая погрешность расходомера в пульсирующем режиме увеличивается из-за динамической погрешности.The use of the storage space and valve of this design does not increase the accuracy of measurements, since the total error of the flow meter in a pulsating mode increases due to dynamic error.
Задачей заявляемого технического решения является повышение точности измерения расхода, расширение диапазона измерения, упрощение и удешевление системы измерения расхода.The objective of the proposed technical solution is to increase the accuracy of flow measurement, expanding the measuring range, simplifying and cheapening the flow measurement system.
Поставленная задача решается системой измерения расхода текучей среды, содержащей линию подачи текучей среды, клапан открывания и закрывания потока текучей среды с гистерезисной характеристикой и измерительную камеру, имеющую фиксированный объем.The problem is solved by a fluid flow measurement system comprising a fluid supply line, a valve for opening and closing a fluid flow with a hysteretic characteristic, and a measuring chamber having a fixed volume.
Клапан, совместно с измерительной камерой, является измерительным преобразователем.The valve, together with the measuring chamber, is a measuring transducer.
Клапан содержит корпус с закрепленной в нем втулкой, имеющей две поверхности запирания и подвижный поршень, причем одна запирающая поверхность на торце втулки (торцевое седло), на которое тарелка поршня ложится своей плоскостью, а вторая (цилиндрическое седло) на внутренней поверхности втулки, в которое тарелка поршня входит своей торцевой поверхностью.The valve comprises a housing with a sleeve fixed in it, having two locking surfaces and a movable piston, with one locking surface at the end of the sleeve (end seat), on which the piston plate lies flat, and the second (cylindrical seat) on the inner surface of the sleeve, into which the piston plate enters its end surface.
Импульсное пропускание текучей среды и гистерезисность срабатывания клапана достигается благодаря взаимодействию постоянных магнитов для прижима тарелки клапана к запирающей поверхности и наличию двух запирающих поверхностей с различной площадью перекрытия. Измерительный преобразователь непрерывного потока текучей среды в квантованный поток предназначен для измерения расхода текучей среды путем прерывания измеряемого потока текучей среды с частотой пропорциональной расходу и формирования электрического импульсного сигнала с частотой прерывания.Pulse fluid transmission and hysteresis of valve actuation is achieved due to the interaction of permanent magnets to press the valve disc against the locking surface and the presence of two locking surfaces with different overlapping areas. The measuring transducer of a continuous fluid flow into a quantized flow is intended for measuring the flow rate of a fluid by interrupting the measured flow of a fluid with a frequency proportional to the flow rate and generating an electrical pulse signal with an interruption frequency.
Измерительный преобразователь непрерывного потока текучей среды в квантованный поток представляет собой клапан с гистерезисной характеристикой открывания и закрывания. Открытие клапана происходит скачком при достижении на нем верхней границы перепада давления. Закрытие клапана происходит скачком после снижения перепада давления на нем до нижней границы перепада давления.The measuring transducer of a continuous fluid flow into a quantized flow is a valve with a hysteretic characteristic of opening and closing. The valve opens abruptly when it reaches the upper limit of the pressure drop. The valve closes abruptly after reducing the pressure drop across it to the lower boundary of the pressure drop.
Необходимое усилие для запирания клапана задается взаимодействием постоянных магнитов: неподвижного магнита, закрепленного во втулке клапана и подвижного, закрепленного на поршне.The necessary force for locking the valve is determined by the interaction of permanent magnets: a fixed magnet fixed in the valve sleeve and a movable magnet fixed on the piston.
Границы перепада давления на клапане, при которых происходит скачкообразное открытие и закрытие клапана, определяется силой взаимодействия магнитов, площадью торцевого седла и площадью цилиндрического седла.The boundaries of the pressure drop across the valve, at which the valve opens and closes abruptly, is determined by the force of interaction of the magnets, the area of the end seat and the area of the cylindrical seat.
Верхняя граница перепада давления, при достижении которой клапан скачкообразно открывается, определяется из соотношенияThe upper limit of the differential pressure, at which the valve opens abruptly, is determined from the ratio
где F1 - сила взаимодействия между магнитами на расстоянии единицы длины между ними;where F 1 - the force of interaction between the magnets at a distance of a unit length between them;
Lt - расстояние между магнитами при закрытом клапане;L t is the distance between the magnets with the valve closed;
St - площадь торцевого седла.S t is the area of the end saddle.
γ - показатель степенной функции, аппроксимирующей зависимость изменения взаимодействия между магнитами с изменением расстояния между ними.γ is an exponent of a power function approximating the dependence of a change in the interaction between magnets with a change in the distance between them.
Нижняя граница перепада давления, при которой давление газа на клапан уменьшается на столько, что клапан скачком закрывается, определяется из соотношенияThe lower boundary of the pressure drop, at which the gas pressure on the valve decreases so much that the valve abruptly closes, is determined from the ratio
где Lc - расстояние между магнитами, когда плоскость уплотнения поршня совпадает с входной плоскостью цилиндрического седла;where L c is the distance between the magnets when the plane of the piston seal coincides with the input plane of the cylindrical seat;
Sc - площадь входной плоскости цилиндрического седла.S c - the area of the input plane of the cylindrical saddle.
Скачкообразность открытия клапана задается соотношением площади цилиндрического седла к площади торцевого седла . Чем больше это отношение, тем с большим ускорением открывается клапан.The spasmodic opening of the valve is determined by the ratio of the area of the cylindrical seat to the area of the end seat . The larger this ratio, the more rapidly the valve opens.
Время, в течение которого клапан находится в открытом состоянии, определяется массой клапана, длиной цилиндрического седла (Lt-Lc), возвращающей силой, объемом измерительной камеры и текущим расходом текучей среды. За это время перепад давления на клапане в результате перетока текучей среды через клапан и выравнивания давления в трубопроводе должен стать меньше, чем ΔPn. Иначе клапан не преодолеет поток текучей среды на выходе цилиндрического седла и не закроется.The time during which the valve is in the open state is determined by the mass of the valve, the length of the cylindrical seat (L t -L c ), the restoring force, the volume of the measuring chamber and the current flow rate of the fluid. During this time, the pressure drop across the valve as a result of the flow of fluid through the valve and equalization of pressure in the pipeline should become less than ΔPn. Otherwise, the valve will not overcome the flow of fluid at the outlet of the cylindrical seat and will not close.
Параметры, определяющие время колебания поршня как маятника, задаются такими, чтобы за время пока клапан открыт, перепад давления на нем всегда стал меньше, чем ΔPn.The parameters determining the oscillation time of the piston as a pendulum are set such that, while the valve is open, the pressure drop across it always becomes less than ΔPn.
В этом случае, при закрытии клапана поршень будет проходить входную плоскость цилиндрического седла не задерживаясь, а объем кванта текучей среды, прошедшего через клапан, будет определятся пропускной способностью клапана, объемом измерительной камеры и временем колебания клапана.In this case, when the valve is closed, the piston will pass through the inlet plane of the cylindrical seat without stopping, and the volume of the fluid quantum passing through the valve will be determined by the valve capacity, the volume of the measuring chamber and the valve oscillation time.
На рис 1 - представлена система измерения расхода текучей, среды, где;Figure 1 - shows a system for measuring fluid flow, medium, where;
1 - Линия подачи текучей среды,1 - Fluid supply line,
2 - Клапан,2 - Valve
3 - Измерительная камера,3 - Measuring chamber,
4 - Регулятор давления.4 - Pressure regulator.
На рис 2 - клапан в системе измерения расхода текучей, среды, где;Fig. 2 - valve in the system for measuring the flow of fluid, medium, where;
5 - Корпус клапана.5 - Valve body.
6 - Втулка.6 - Sleeve.
7 - Торцевая поверхность.7 - End surface.
8 - Цилиндрическая поверхность,8 - a cylindrical surface,
9 - Поршень с тарелкой9 - Piston with a plate
10 - Уплотнение.10 - Seal.
11 - Магниты.11 - Magnets.
Система измерения текучей среды содержит линию подачи текучей среды - 1, на которой установлен клапан - 2, за клапаном находится измерительная камера - 3, ограниченная регулятор давления - 4.The fluid measurement system contains a fluid supply line - 1, on which the valve - 2 is installed, behind the valve there is a measuring chamber - 3, a limited pressure regulator - 4.
Клапан содержит корпус - 5, внутри которого размещены втулка - 6 с торцевой поверхностью - 7 (торцевое седло), цилиндрической поверхностью - 8 )Цилиндрическое седло) и поршень с тарелкой - 9, магниты - 11. Тарелка поршня - 9 снабжена уплотнением - 10.The valve contains a housing - 5, inside of which there is a sleeve - 6 with an end surface - 7 (end seat), a cylindrical surface - 8) a cylindrical seat) and a piston with a plate - 9, magnets - 11. The piston plate - 9 is equipped with a seal - 10.
Система, на примере газообразных сред, работает следующим образом. В начальном состоянии, при недостаточном перепаде давления на клапане, клапан заперт. По мере расхода газа потребителем, давление в измерительной камере падает, увеличивая разность давления на клапане. При достижении верхней границы перепада давления, газ начинает поступать через торцевое седло в область между торцевым и цилиндрическим седлами. Объем этой области выполнен минимальным, поэтому давление в ней быстро нарастает до уровня давления на входе поршня. Сила давления на тарелку поршня быстро увеличивается во столько раз, во сколько площадь цилиндрического седла больше площади торцевого седла и клапан начинает открываться. Одновременно, по мере перемещения тарелки поршня вдоль цилиндрического седла, по степенному закону уменьшается сила взаимодействия магнитов. Оба перечисленных фактора обеспечивают резкий выброс поршня из цилиндрического седла с большой скоростью. Такой выброс сохраняется при работе клапана во всем диапазоне измерения расхода газа. Движение поршня может демпфироваться различными устройствами: резиновым кольцом, пружиной, отталкиванием постоянных магнитов, в результате чего, совершив колебание, клапан возвращается на место. В процессе колебания поршня газ поступает через клапан из трубопровода в измерительную камеру, выравнивая в ней давление по отношению к трубопроводу. Объем измерительной камеры задается таким, чтобы к моменту возврата поршня разность давления между измерительной камерой и входным давлением клапана стала меньше нижней границы перепада давления. Выполнение этого условия обеспечивает устойчивое закрытие клапана при возврате поршня. После чего цикл повторяется. Поскольку время снижения давления в измерительной камере определяется и расходом газа и объемом измерительной камеры, то начальная частота пульсаций задается значением объема измерительной камеры, а рост частоты определяется расходом. Частота пульсаций фиксируется электромагнитным преобразователем, например, герконом и подается на счетчик расхода. Регулятор давления, установленный после измерительной камеры, обеспечивает снижение пульсаций давления газа у потребителя до нормативных значений и, одновременно, выполняет функции регулирования и стабилизации выходного давления.The system, for example, gaseous media, works as follows. In the initial state, with insufficient pressure drop across the valve, the valve is locked. As the consumer consumes gas, the pressure in the measuring chamber drops, increasing the pressure difference across the valve. Upon reaching the upper boundary of the pressure drop, gas begins to flow through the end seat into the area between the end and cylindrical saddles. The volume of this region is minimal; therefore, the pressure in it rapidly rises to the pressure level at the inlet of the piston. The pressure force on the piston plate rapidly increases as many times as the area of the cylindrical seat is greater than the area of the end seat and the valve starts to open. At the same time, as the piston plate moves along the cylindrical seat, the force of interaction of the magnets decreases according to a power law. Both of these factors provide a sharp ejection of the piston from the cylindrical seat at high speed. This emission is maintained during valve operation over the entire gas flow measurement range. The movement of the piston can be damped by various devices: a rubber ring, a spring, repulsion of permanent magnets, as a result of which, having oscillated, the valve returns to its place. During the oscillation of the piston, gas enters through the valve from the pipeline into the measuring chamber, equalizing the pressure in it with respect to the pipeline. The volume of the measuring chamber is set so that by the time the piston returns, the pressure difference between the measuring chamber and the inlet pressure of the valve becomes less than the lower boundary of the differential pressure. Fulfillment of this condition ensures stable valve closure when the piston returns. After which the cycle repeats. Since the time of pressure reduction in the measuring chamber is determined by both the gas flow rate and the volume of the measuring chamber, the initial pulsation frequency is determined by the volume of the measuring chamber, and the frequency increase is determined by the flow rate. The ripple frequency is fixed by an electromagnetic converter, for example, a reed switch and fed to the flow meter. The pressure regulator installed after the measuring chamber ensures the reduction of gas pressure pulsations at the consumer to standard values and, at the same time, performs the functions of regulation and stabilization of the outlet pressure.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011138883/28U RU111637U1 (en) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | SYSTEM OF MEASUREMENT OF THE FLOW OF THE FLUID |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011138883/28U RU111637U1 (en) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | SYSTEM OF MEASUREMENT OF THE FLOW OF THE FLUID |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU111637U1 true RU111637U1 (en) | 2011-12-20 |
Family
ID=45404771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011138883/28U RU111637U1 (en) | 2011-09-22 | 2011-09-22 | SYSTEM OF MEASUREMENT OF THE FLOW OF THE FLUID |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU111637U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2544258C2 (en) * | 2013-02-19 | 2015-03-20 | Закрытое акционерное общество "Промсервис" | Valve and system of gaseous medium flow measurement |
| RU2709439C1 (en) * | 2019-03-29 | 2019-12-17 | Олег Андреевич Цыбульский | Gas flow measurement system |
-
2011
- 2011-09-22 RU RU2011138883/28U patent/RU111637U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2544258C2 (en) * | 2013-02-19 | 2015-03-20 | Закрытое акционерное общество "Промсервис" | Valve and system of gaseous medium flow measurement |
| RU2709439C1 (en) * | 2019-03-29 | 2019-12-17 | Олег Андреевич Цыбульский | Gas flow measurement system |
| WO2020204758A1 (en) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | Акционерное Общество "Промсервис" | System for measuring gas flow |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1893094B1 (en) | Fluid flow controller | |
| CN102016315B (en) | A pumping system | |
| RU2005110675A (en) | METHOD AND SYSTEM FOR MEASURING FLUID CONSUMPTION | |
| CN110319138B (en) | Liquid viscous damper | |
| RU2013148950A (en) | PRODUCT DOSING SYSTEM | |
| RU111637U1 (en) | SYSTEM OF MEASUREMENT OF THE FLOW OF THE FLUID | |
| CN102287556A (en) | Anti-shaking straight-through type one-way valve with large flow range | |
| WO2015019128A1 (en) | Device for aiding the detection of low fluid low rates | |
| CN103452831B (en) | A kind of automatic control pressure vent being applied to sunk type pump head in metering pump | |
| CA2922313C (en) | Method for improving metering profiles of displacement pumps | |
| CN208902345U (en) | Water leakage detection mechanism | |
| RU2544258C2 (en) | Valve and system of gaseous medium flow measurement | |
| GB2141828A (en) | Flow measuring apparatus | |
| RU152526U1 (en) | AUTONOMOUS METER-FLOW METER GAS | |
| CN203869739U (en) | Valve element for mother-son water meter | |
| US12129844B2 (en) | Liquid dispenser comprising piezoelectric detector | |
| CN203670365U (en) | Hydraulic oil cavity pressure relief valve with automatic exhaust function | |
| CN108180305B (en) | A kind of flux controllable solenoid valve | |
| CN203116817U (en) | Pneumatic spring component of piston type standard volume pipe | |
| CN203100837U (en) | Mass flow fuel consumption measurement device | |
| RU84972U1 (en) | DEVICE FOR AUTOMATIC LIQUID DOSING | |
| CN201599467U (en) | Self-operated flow control valve | |
| CN208567988U (en) | A kind of gas flow measurement soap film flowmeter | |
| RU82321U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF FLUID AND GAS CONSUMPTION IN A PIPELINE | |
| JPS60157018A (en) | Flow meter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120923 |
|
| NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20140520 |
|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190923 |