RU169460U1

RU169460U1 - Струйный расходомер газа

Info

Publication number: RU169460U1
Application number: RU2016146122U
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Попов; Михаил Михайлович Беляев; Асим Мустафаевич Касимов
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2017-03-21

Abstract

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах измерения газообразных и текучих сред. Cтруйный расходомер газа характеризуется тем, что содержит проточный корпус с размещенными внутри по потоку в основном канале камерой со струйным генератором, крыльчаткой, камерой выхода, соединенной каналом реверса через камеру струйного генератора с входом крыльчатки и автоматику счета. Технический результат - расширение диапазона измерения расхода, его разделения на две части с понижением предела измерения в первой части диапазона, не снижая верхнего предела второй части диапазона, упрощения функционального состава. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах измерения газообразных сред.

Известно устройство измерения струйным расходомером (RU 1295230, А1, 07.03.1987) с недостаточной зоной чувствительности, которая ограничивает зону работоспособности и диапазон измерения. Недостатком известного устройства является существование противоречивых требований и невозможность их преодоления при реализации только одной физикой течения среды при использовании одного струйного генератора. Эти требования сведены к двум параметрам: минимальный измеряемый расход и максимальный допустимый перепад давления на расходомере в максимальной точке диапазона.

Известно устройство измерения расхода текучей среды (RU 2157967, С2, 21.05.1998). Часть потока среды после магистрального расходомера возвращают через вспомогательный расходомер и ограничительный дроссель в магистраль перед насосом и расход на рабочую нагрузку определяют как разность расходов через магистральный и вспомогательный расходомеры. Этот прием позволяет сместить зону измерения магистрального расходомера в необходимый пониженный диапазон. Однако, диапазон измерения смещается при наличии линии обратного потока, которая понижает порог чувствительности и вместе с ним снижает верхнюю границу измерения.

Известен измеритель потока среды (RU 2572461 С2, 10.01.2016), принятый за прототип, в котором часть потока возвращают через вспомогательный расходомер в основной канал для понижения порога чувствительности. Недостатком устройства является наличие в схеме измерения дополнительного расходомера, который усложняет процедуру измерения. Дополнительный прибор всегда удорожает эксплуатацию, связанную с его аттестацией, увеличивает комплект оборудования, уменьшает общий ресурс измерителя.

Техническим результатом является расширение диапазона измерения расхода, его разделения на две части с понижением предела измерения в первой части диапазона, не снижая верхнего предела второй части диапазона, упрощения функционального состава.

Технический результат достигается тем, что предложенный струйный расходомер газа, характеризуется тем, что содержит проточный корпус с размещенными внутри по потоку в основном канале камерой со струйным генератором, крыльчаткой, камерой выхода, соединенной каналом реверса через камеру струйного генератора с входом крыльчатки и автоматику счета.

На фиг. 1 представлена конструкция модели в продольном разрезе по потоку.

На фиг. 2 приведены статические характеристики модели в координатах частота от расхода среды ƒ=F(Q).

Струйный расходомер газа (фиг. 1), содержит проточный корпус 1 с размещенными внутри по потоку в основном канале 2 камерой 3 со струйным генератором 4 и байпасом 5, крыльчаткой 6. камерой 7 выхода, соединенной каналом 8 реверса через камеру 3 струйного генератора 4 с входом 9 крыльчатки 6, и автоматику счета 10, состоящей из сумматора 11 - это устройства сравнения сигналов по частоте ƒvar, получаемой от струйного генератора 4, и собственного 12 генератора ƒconst, индикатора 13 расхода Q.

Весь диапазон измерения (фиг. 2) разделяют на две части - в первой части работает крыльчатка с потоком реверса (линия Q₂), во второй части - крыльчатка не работает (выключена), поток реверса отсутствует. При этом в первой части: - увеличивают Q₂ при уменьшении потока Q до согласованного выбранного значения нижнего предела и - уменьшают величину Q₂ до нуля по мере увеличения потока Q до согласованного выбранного значения верхнего предела первой части диапазона.

На фиг. 2 линия Q₁ характеризует расход Q₁≅const, измеренный струйным генератором 4 при работе крыльчатки 6, линия Q₂ - изменение расхода Q₂ при подаче в камеру 3 и струйный генератор 4. В этом диапазоне индикатор 13 фиксирует расход газа по формуле Q=Q₁-Q₂.

При наличии перепада давления в сети потребления поток основного канала 2 величиной Q в первой части измерения проходит в камеру 3 струйного генератора 4, общую для потока основного канала 2 и потока канала реверса 8, далее в струйный генератор 4 и байпас 5, камеру выхода 7 к потребителю. В камере 3 образуется суммарный поток Q₁ за счет присоединения потока реверса Q₂ (Q₁=Q+Q₂), величина Q₁ измеряется частотой колебаний ƒ_var струйного генератора 4, которая передается в сумматор 11 электронной автоматики счета 10 с последующим выводом на индикатор 13. Далее в камере 7 выхода из суммарного потока Q₁ выделяется поток реверса Q₂ и на выход расходомера попадает поток величиной Q к потребителю. Выделение потока реверса Q₂ происходит за счет частичного разрежения в камере 7, образованного тягой газа при вращении крыльчатки 6 в той мере, которая определяется величиной разницы частоты ƒvar струйного генератора 4 и заданной генератором 12 частоты ƒconst.

При отсутствии перепада давления в газовой сети струйный генератор 4 измеряет расход только крыльчатки 6, которая включается в работу приводом по сигналу сумматора 11. Поток крыльчатки 6 протекает по кольцу каналов, образованного следующими конструктивными элементами (фиг. 1): камерой 9, крыльчаткой 6 каналом 8 реверса потока, камерой 3, с распложенным в ней струйным генератором 4 и вновь камерой 9. При этом частота ƒvar через пьезосъем струйного генератора 4 сравнивается по величине с заданной частотой ƒconst генератора 12 и полученная максимальная разница этих частот фиксируется как соответствующая нулевому расходу газа (Q=0).

При возрастании перепада давления и измеряемого расхода Q в сети частота струйного генератора возрастает по величине Δƒ=ƒvar-ƒconst сумматор 11 выдает команду на привод крыльчатки 6 для снижения расхода Q₂ для поддержания постоянства Q₁. Одновременно изменение величины частоты Δƒ, которая обратно пропорциональна ΔQ₂, фиксируется индикатором 13, как замеренный расход газа расходомером. При этом полагается, что после процедуры вычитания, тот поток на выходе 7, который поступил в нагрузку, считается равным по величине потоку в основном канале 2 и измерен с некоторой погрешностью ζ, зависимой от стабильности статической характеристики крыльчатки «частота-расход». При изменении величины потока Q, например, при увеличении, пропорционально уменьшается величина потока реверса Q₂. Расход Q₂, развиваемый крыльчаткой 6, управляется сумматором 11, сравнивающий сигналы.

По мере увеличения расхода сети развиваемый крыльчаткой 6 расход Q₂ уменьшается до нуля и крыльчатка отключается.

Во второй части диапазона крыльчатка не работает, измерения расхода Q потока основного канала 2 при нулевой величине потока реверса Q₂ измеряют частотой струйного генератора 4, сигнал которого непосредственно проходит через устройство 11 на индикатор 13, фиксируя измеряемый расход во втором диапазоне.

Измерительная работа крыльчатки 6 (фиг. 2, линия Q₂) и потока реверса Q₂ начинается с условного нуля, например, назначено Q₂₀=20 л/ч (условно ƒ=10 Гц). Величина расхода Q₁ поддерживается постоянной (линия Q₁) по основному каналу 2 через струйный генератор и равной, например с байпасом 5, примерно 300 л/ч. Поддержание расхода Q₁=const на выбранном уровне необходимо для отсчета показаний приращения расхода Q, подаваемых на индикатор 13. Таким образом, измерение начинается с произвольно заданной начальной величины Q₁=20 л/ч, которую можно выбрать и менее, но это определяется порогом чувствительности крыльчатки. При выбранных начальных условиях расход Q<20 л/ч не измеряется.

Предложенная модель позволяет снизить порог чувствительности расходомера и тем самым расширить диапазон измерения расхода.

Claims

Струйный расходомер газа, характеризующийся тем, что содержит проточный корпус с размещенными внутри по потоку в основном канале камерой со струйным генератором, крыльчаткой, камерой выхода, соединенной каналом реверса через камеру струйного генератора с входом крыльчатки и автоматику счета.