RU187533U1

RU187533U1 - MASS CORIOLIS FLOW METER FOR CRYOGENIC MEDIA

Info

Publication number: RU187533U1
Application number: RU2018144631U
Authority: RU
Inventors: Евгений Александрович Горюнов; Станислав Евгеньевич Лобашев; Владимир Александрович Логиновский; Александр Владимирович Жестков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ЭлМетро Групп"
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2019-03-12

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для измерения массового расхода жидкостей и газов, а именно к кориолисовым расходомерам, в частности для сжиженных газов при температурах ниже их точки кипения, и может использоваться для измерений расхода в условиях работы с криогенными средами. Кориолисов расходомер содержит помещенную в защитный корпус 1 систему 2 из двух параллельных измерительных трубок 3 и 4, согнутых каждая в форме равнобедренного треугольника со скругленными вершинами у его основания. Окончания боковых сторон треугольника, представляющие собой входы и выходы измерительных трубок 3 и 4, закреплены под углом к горизонтали и к друг другу в снабженном системой каналов для соединения измерительных трубопроводов 5 несущем основании-манифольде 6. В средней части основания треугольника размещен элемент 7 возбуждения, а в скругленных вершинах треугольника, представляющих собой точки максимума деформации трубок 3 и 4, смонтированы элементы 8 измерения колебаний. На несущем основании-манифольде 6 закреплены с помощью кронштейна 9 герметичный узел 10 коммутации для связи элементов 7 возбуждения и 8 измерения с внешними устройствами (на чертеже не показаны) и дополнительный теплоизоляционный кожух 11 для несущего основания-манифольда 6. Кожух 11 герметично отделяет основание-манифольд 6 от внешней среды. При этом в патрубке 12 кронштейна 9 выполнено, по меньшей мере, одно отверстие 13, сообщающее между собой полости защитного корпуса 1 и теплоизоляционного кожуха 11 с образованием ими единой герметичной полости. Закрепление с помощью кронштейна на несущем основании-манифольде герметичного узла коммутации для обеспечения работоспособности устройства и дополнительного теплоизоляционного кожуха для основания-манифольда в совокупности с выполнением в патрубке кронштейна отверстия, сообщающего между собой защитный корпус всего расходомера и теплоизоляционный кожух несущего основания-манифольда с образованием ими единой герметичной полости, позволяет производить откачку воздуха из обеих полостей одновременно с созданием вакуума или заполнять их одновременно газообразной средой с низкой теплопроводностью, обеспечивая надежную герметизацию расходомера при работе его в условиях криогенных температур. Технический результат - улучшение теплоизоляции расходомера в условиях криогенных температур. 1 ил.The utility model relates to devices for measuring the mass flow rate of liquids and gases, namely to Coriolis flowmeters, in particular for liquefied gases at temperatures below their boiling point, and can be used for flow measurements in conditions of work with cryogenic media. The Coriolis flowmeter contains a system 2, placed in a protective housing 1, of two parallel measuring tubes 3 and 4, each bent in the shape of an isosceles triangle with rounded vertices at its base. The ends of the lateral sides of the triangle, which are the inputs and outputs of the measuring tubes 3 and 4, are fixed at an angle to the horizontal and to each other in a supporting manifold-base 6 equipped with a system of channels for connecting the measuring pipelines 5. In the middle part of the base of the triangle there is an excitation element 7, and in the rounded vertices of the triangle, which are the points of maximum deformation of the tubes 3 and 4, the elements 8 for measuring vibration are mounted. On the supporting base manifold 6, an airtight switching unit 10 is mounted using an arm 9 for connecting the excitation and measurement elements 7 to external devices (not shown in the drawing) and an additional heat-insulating casing 11 for the supporting base manifold 6. The casing 11 seals the base Manifold 6 from the external environment. At the same time, at least one hole 13 is made in the pipe 12 of the bracket 9, communicating with each other the cavities of the protective housing 1 and the heat-insulating casing 11 with the formation of a single hermetic cavity. Fastening with a bracket on a carrier base manifold a sealed switching unit to ensure the operability of the device and an additional heat-insulating casing for the base manifold, in conjunction with a hole in the bracket arm communicating with each other the protective casing of the entire flowmeter and the heat-insulating casing of the carrier manifold with their formation a single sealed cavity, allows pumping air from both cavities simultaneously with the creation of vacuum or filling s them simultaneously a gaseous medium of low thermal conductivity, providing a reliable seal against flow meter when it is functioning under cryogenic temperatures. EFFECT: improved thermal insulation of a flowmeter under conditions of cryogenic temperatures. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам для измерения массового расхода жидкостей и газов, а именно к кориолисовым расходомерам, в частности для сжиженных газов при температурах ниже их точки кипения, и может использоваться для измерений расхода в условиях работы с криогенными средами.The utility model relates to devices for measuring the mass flow rate of liquids and gases, namely to Coriolis flowmeters, in particular for liquefied gases at temperatures below their boiling point, and can be used for flow measurements in conditions of work with cryogenic media.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является кориолисов расходомер, представленный в одноименном патенте РФ №125964 по кл. G01F1/84, з. 21.08.2012 г., оп. 10.03.2013 г.The closest in technical essence to the claimed is a Coriolis flowmeter, presented in the same patent of the Russian Federation No. 125964 in class. G01F1 / 84, c. 08.21.2012, op. 03/10/2013

Известный кориолисовый расходомер содержит помещенную в защитный корпус систему из двух параллельных измерительных трубок, согнутых каждая в форме перевернутого основанием вверх со скругленными вершинами у основания равнобедренного треугольника, окончания боковых сторон которого, представляющие собой входы и выходы измерительных трубок, закреплены под углом к горизонтали и к друг другу в снабженном системой каналов для соединения измерительных трубопроводов с адаптирующими процесс фланцами манифольде, служащем несущим основанием конструкции, при этом на нижних концах измерительных трубок - обеих боковых сторонах треугольника - смонтированы ближе к основанию-манифольду перемычки для фиксации оси колебания трубок, в средней части основания треугольника, параллельного продольной оси манифольда, на измерительных трубках выполнен небольшой перегиб с выступом, и между ними размещен элемент возбуждения колебаний, а в скругленных вершинах треугольника, представляющих собой точки максимума деформации трубок, смонтированы датчики измерения колебаний. Полость внутри корпуса заполняется сухим газом, например, аргоном.The well-known Coriolis flowmeter comprises a system of two parallel measuring tubes placed in a protective housing, each bent in the form of an inverted triangle turned upside down with rounded peaks at the base of an isosceles triangle, the ends of which are the inputs and outputs of the measuring tubes fixed at an angle to the horizontal and to each other in a channel equipped with a system for connecting the measuring pipelines to the process adapting flanges of the manifold, which serves as the supporting base structures, while at the lower ends of the measuring tubes - both sides of the triangle - jumpers are mounted closer to the base manifold for fixing the axis of oscillation of the tubes, in the middle of the base of the triangle parallel to the longitudinal axis of the manifold, a slight bend with a protrusion is made on the measuring tubes, and between they placed an element of vibrational excitation, and in the rounded vertices of the triangle, which are the points of maximum deformation of the tubes, vibration measurement sensors are mounted. The cavity inside the housing is filled with dry gas, such as argon.

При этом следует отметить, что в известном патенте описана только измерительная часть расходомера (поскольку изменения касались только этой части прибора) без указания на электронный преобразователь сигналов измерения в электрический сигнал, хотя такая часть в расходомере, безусловно, есть. Поэтому далее в формуле и описании заявляемого технического решения фигурирует герметичный узел коммутации для связи элементов возбуждения и измерения с внешними устройствами (т.е. с электронным преобразователем), как обеспечивающий работоспособность устройства в целом в совокупности с вновь введенными элементами в условиях криогенных температур.It should be noted that in the well-known patent only the measuring part of the flowmeter is described (since the changes concerned only this part of the device) without indicating the electronic converter of the measurement signals into an electrical signal, although such a part is definitely in the flowmeter. Therefore, further in the formula and description of the claimed technical solution, a sealed switching unit appears for communication of the excitation and measurement elements with external devices (i.e., with an electronic converter), as ensuring the operability of the device as a whole in conjunction with newly introduced elements at cryogenic temperatures.

Недостатком данной конструкции является неудовлетворительная степень теплоизоляции при измерении расхода сжиженных газов. Защитный корпус измерительных трубок может препятствовать теплообмену между измерительными трубками и окружающей средой при условии создания внутри вакуума. Однако сам манифольд непосредственно связан с окружающей средой, и через него происходят основные теплопотери.The disadvantage of this design is the unsatisfactory degree of thermal insulation when measuring the flow of liquefied gases. The protective housing of the measuring tubes can interfere with the heat exchange between the measuring tubes and the environment, provided that a vacuum is created inside. However, the manifold itself is directly connected with the environment, and the main heat loss occurs through it.

Задачей является улучшение теплоизоляции расходомера в условиях криогенных температур.The objective is to improve the thermal insulation of the flowmeter under conditions of cryogenic temperatures.

Поставленная задача решается тем, что в массовом кориолисовом расходомере для криогенных сред, содержащем помещенную в защитный корпус систему из двух параллельных измерительных трубок, согнутых каждая в форме равнобедренного треугольника со скругленными вершинами у его основания, окончания боковых сторон которого, представляющие собой входы и выходы измерительных трубок, закреплены под углом к горизонтали и к друг другу в снабженном системой каналов для соединения измерительных трубопроводов несущем основании-манифольде, в средней части основания треугольника размещен элемент возбуждения, а в скругленных вершинах треугольника, представляющих собой точки максимума деформации трубок, смонтированы элементы измерения колебаний, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, на несущем основании-манифольде закреплены с помощью кронштейна герметичный узел коммутации для связи элементов возбуждения и измерения с внешними устройствами и дополнительный теплоизоляционный кожух для несущего основания-манифольда, герметично отделяющий основание-манифольд от внешней среды, при этом в патрубке кронштейна выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, сообщающее между собой полости защитного корпуса и теплоизоляционного кожуха с образованием ими единой герметичной полости.The problem is solved in that in a mass Coriolis flowmeter for cryogenic media containing a system of two parallel measuring tubes placed in a protective housing, each bent in the form of an isosceles triangle with rounded vertices at its base, the ends of which are the inputs and outputs of the measuring tubes, fixed at an angle to the horizontal and to each other in a channel-manifold equipped with a system of channels for connecting the measuring pipelines, in the middle part of the base of the triangle contains an excitation element, and in the rounded vertices of the triangle, which are the points of maximum deformation of the tubes, vibration measurement elements are mounted, ACCORDING TO THE USEFUL MODEL, on the supporting base manifold, a sealed switching unit is fixed with an arm to connect the excitation and measurement elements with external devices and an additional heat-insulating casing for the supporting base-manifold, hermetically separating the base-manifold from the external environment, while in patr at least one hole is made to the bracket bracket, which communicates the cavities of the protective casing and the heat-insulating casing with each other with the formation of a single tight cavity.

Закрепление с помощью кронштейна на несущем основании-манифольде герметичного узла коммутации для обеспечения работоспособности устройства и дополнительного теплоизоляционного кожуха для основания-манифольда в совокупности с выполнением в патрубке кронштейна отверстия, сообщающего между собой защитный корпус всего расходомера и теплоизоляционный кожух несущего основания-манифольда с образованием ими единой герметичной полости, позволяет производить откачку воздуха из обеих полостей одновременно с созданием вакуума или заполнять их одновременно газообразной средой с низкой теплопроводностью, обеспечивая надежную герметизацию расходомера при работе его в условиях криогенных температур.Fastening with a bracket on a carrier base manifold a sealed switching unit to ensure the operability of the device and an additional heat-insulating casing for the base manifold, in conjunction with a hole in the bracket arm communicating with each other the protective casing of the entire flowmeter and the heat-insulating casing of the carrier manifold with their formation a single sealed cavity, allows pumping air from both cavities simultaneously with the creation of vacuum or filling s them simultaneously a gaseous medium of low thermal conductivity, providing a reliable seal against flow meter when it is functioning under cryogenic temperatures.

Технический результат - улучшение теплоизоляции расходомера в условиях криогенных температур.EFFECT: improved thermal insulation of a flowmeter under conditions of cryogenic temperatures.

Заявляемый расходомер обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как закрепление с помощью кронштейна на несущем основании-манифольде герметичного узла коммутации для связи элементов возбуждения и измерения с внешними устройствами и дополнительного теплоизоляционного кожуха для несущего основания-манифольда, герметично отделяющего основание-манифольд от внешней среды, выполнение в патрубке кронштейна отверстия, сообщающего между собой полости защитного корпуса и теплоизоляционного кожуха с образованием ими единой герметичной полости, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.The inventive flow meter has a novelty in comparison with the prototype, differing from it in such essential features as fixing with a bracket on a carrier base manifold of a sealed switching unit for coupling excitation and measurement elements with external devices and an additional heat-insulating casing for a carrier base manifold, hermetically separating the base -Manifold from the external environment, making a hole in the bracket bracket connecting the cavities of the protective casing with each other and insulating th casing with the formation of a single hermetic cavity, providing in aggregate the achievement of a given result.

Заявляемый кориолисовый расходомер может найти широкое применение при измерении расхода криогенных сред, и потому соответствует критерию «промышленная применимость».The inventive Coriolis flowmeter can be widely used in measuring the flow rate of cryogenic media, and therefore meets the criterion of "industrial applicability".

Полезная модель иллюстрируется чертежом, где показан в частичном разрезе общий вид расходомера.The utility model is illustrated in the drawing, which shows in partial section a General view of the flow meter.

Кориолисов расходомер содержит помещенную в защитный корпус 1 систему 2 из двух параллельных измерительных трубок 3 и 4, согнутых каждая в форме равнобедренного треугольника со скругленными вершинами у его основания. Окончания боковых сторон треугольника, представляющие собой входы и выходы измерительных трубок 3 и 4, закреплены под углом к горизонтали и к друг другу в снабженном системой каналов для соединения измерительных трубопроводов 5 несущем основании-манифольде 6. В средней части основания треугольника, размещен элемент 7 возбуждения, а в скругленных вершинах треугольника, представляющих собой точки максимума деформации трубок 3 и 4, смонтированы элементы 8 измерения колебаний. На несущем основании-манифольде 6 закреплены с помощью кронштейна 9 герметичный узел 10 коммутации для связи элементов 7 возбуждения и 8 измерения с внешними устройствами (на чертеже не показаны) и дополнительный теплоизоляционный кожух 11 для несущего основания-манифольда 6. Кожух 11 герметично отделяет основание-манифольд 6 от внешней среды. При этом в патрубке 12 кронштейна 9 выполнено, по меньшей мере, одно отверстие 13, сообщающее между собой полости защитного корпуса 1 и теплоизоляционного кожуха 11 с образованием ими единой герметичной полости.The Coriolis flowmeter contains a system 2, placed in a protective housing 1, of two parallel measuring tubes 3 and 4, each bent in the shape of an isosceles triangle with rounded vertices at its base. The ends of the lateral sides of the triangle, representing the inputs and outputs of the measuring tubes 3 and 4, are fixed at an angle to the horizontal and to each other in a supporting manifold-base 6 equipped with a system of channels for connecting the measuring pipelines 5. In the middle part of the base of the triangle, an excitation element 7 is placed , and in the rounded vertices of the triangle, which are the points of maximum deformation of the tubes 3 and 4, the elements 8 for measuring the vibrations are mounted. On the supporting base manifold 6, an airtight switching unit 10 is mounted using an arm 9 for connecting the excitation and measurement elements 7 to external devices (not shown in the drawing) and an additional heat-insulating casing 11 for the supporting base manifold 6. The casing 11 seals the base Manifold 6 from the external environment. At the same time, at least one hole 13 is made in the pipe 12 of the bracket 9, communicating with each other the cavities of the protective housing 1 and the heat-insulating casing 11 with the formation of a single hermetic cavity.

Образование ими единой герметичной полости позволяет производить откачку воздуха из обеих полостей одновременно с созданием вакуума или заполнять их одновременно газообразной средой с низкой теплопроводностью, обеспечивая надежную герметизацию расходомера при работе его в условиях криогенных температур.The formation of a single hermetic cavity allows them to pump air from both cavities at the same time as creating a vacuum or to fill them simultaneously with a gaseous medium with low thermal conductivity, providing reliable sealing of the flowmeter when it is operated at cryogenic temperatures.

В сравнении с прототипом заявляемый массовый кориолисовый расходомер для криогенных сред имеет гораздо более надежную теплоизоляцию.Compared with the prototype, the inventive mass Coriolis flowmeter for cryogenic environments has a much more reliable thermal insulation.

Claims

A mass Coriolis flowmeter for cryogenic media containing a system of two parallel measuring tubes placed in a protective housing, each bent in the shape of an isosceles triangle with rounded vertices at its base, the ends of the sides of which, representing the inputs and outputs of the measuring tubes, are fixed at an angle to the horizontal and to each other in the supporting manifold base equipped with a system of channels for connecting the measuring pipelines, in the middle part of the base of the triangle is placed excitation element, and in the rounded vertices of the triangle, which are the points of maximum deformation of the tubes, vibration measurement elements are mounted, characterized in that a sealed switching unit for connecting the excitation and measurement elements to external devices and an additional heat-insulating casing are mounted on the supporting manifold-base for the bearing base-manifold, hermetically separating the base-manifold from the external environment, while at least about but opening communicating between a container body cavity and the heat-insulating casing with the formation of a single sealed cavity.