RU195157U1

RU195157U1 - Расходомер текучей среды

Info

Publication number: RU195157U1
Application number: RU2019124641U
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Попов; Михаил Михайлович Беляев
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2020-01-16

Abstract

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована в системах измерения газообразных и жидких сред. Техническим результатом является расширение диапазона измерения расхода путем его разделения на три части и усиления величины потока в диапазоне малых расходов (первой части диапазона) подключением дополнительного циркулирующего обратного потока с образованием системы управления с отрицательной обратной связью. Технический результат достигается тем, что расходомер текучей среды снабжен проточным трубопроводом, соединяющим его выход с входом расходомера Кориолиса, выход которого соединен с входом управляемой приводом турбинки обратного потока и входом управляемого электроклапана с профильным соплом, расположенных в проточном трубопроводе, вход которого соединен с выходом расходомера Кориолиса. 1 ил.

Description

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

Известно устройство измерения расхода 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 2531030 С2, 20.10.2014), в котором часть потока возвращают по каналу реверса возбудителем потока в основной канал для понижения порога чувствительности. Недостатком устройства является наличие в схеме измерения возбудителя потока реверса с приводом недостаточной величины производительности, затягивающей процедуру компенсации недостающего потока для измерения.

Известен расходомер, работающий на принципе Кориолиса, например Эмис-масс 260 (http://emis-kip.ru), принятый за прототип. Недостатком устройства является небольшой динамический диапазон (до 15) при классе точности 0,15, при классе 0,5 динамический диапазон увеличивается до 20.

Для примера из таблицы диапазонов расхода прототипа для Д_у=50 мм нижняя граница указана 2500 кг/ч для класса точности 0,5. Если измеряемый расход меньше заданной нижней границы, то расходомер прототипа (Эмис-масс 260) по паспорту будет показывать нулевой расход и накопления массы и объема происходить не будет.

Техническим результатом является расширение диапазона измерения расхода, путем его разделения на три части и усиления величины потока в диапазоне малых расходов (первой части диапазона) подключением дополнительного циркулирующего обратного потока с образованием системы управления с отрицательной обратной связью.

Технический результат достигается тем, что расходомер текучей среды снабжен проточным трубопроводом, соединяющим его выход со входом расходомера Кориолиса, выход которого соединен с входом управляемой приводом турбинки обратного потока и входом управляемого электроклапана с профильным соплом, расположенных в проточном трубопроводе, вход которого соединен с выходом расходомера Кориолиса.

На чертеже представлена конструкция модели.

Расходомер газа содержит 1 - расходомер Кориолиса с U-образными трубками 2 с концами 3 и 4 и введенный проточный трубопровод 5, в корпусе 6 которого расположен управляемый привод 7 газовой турбинки 8 обратного потока газа и управляемый электроклапан 9 с выходом 10 в виде профильного сопла, соединенным с входом 11 расходомера Кориолиса, с входом 12, соединенным с общим выходом 13, и блок 14 управления.

Измерение расхода газа происходит в трех частях диапазона следующим образом.

При появлении измеряемого потока Q газ проходит по U-образной трубке с концами 3 и 4 и далее на общий выход 13 всего расходомера газа.

Измерение начинается в первой части диапазона при расходе, уровень которого еще не достиг нижней границы измерения (порога чувствительности U-образной трубки) расходомера Кориолиса. За счет принудительного увеличения измеряемого потока перед U-образной трубкой путем добавления к нему дополнительного потока с изменяемым расходом Q₂ через канал по проточному трубопроводу 5 от управляемого приводом 7 турбинки 8, достигается порог минимального расхода (нижней границы) расходомера кориолиса, который фиксируется электронным блоком 14 измерителя. Принудительный обратный поток величиной Q₂ циркулирует через выход 10, по проточному трубопроводу 5, через U-образную трубку с концами 3 и 4, вход 12 и вновь через турбинку 8, образуя кольцевую связь.

При наличии модернизации устройством по ПМ (турбинки 8 с управляемым приводом 7 обратного потока газа) расходомер измеряет расход менее нижней границы, указанной в паспорте прототипа.

На фигуре обозначены потоки при измерении расхода в первой части диапазона: Q - измеряемый расход, Q₂ - дополнительный обратный поток и Q₁ суммарный поток Q+Q₂.

Для работы вновь введенной системы вместе с блоком управления кориолисова расходомера устанавливается некоторая постоянная частота ƒ=const электронного генератора, входящего в состав системы управления приводом турбинки. Выход э/генератора схемы управления соединен с приводом 7 потока для частотного питания и его отключения при переходе от первой части диапазона измерения ко второй. При отсутствии измеряемого потока Q расходомер кориолиса измеряет только расход циркулирующего от турбинки 8 потока величиной Q₂.

Блок 14 отслеживает соответствие величине измеряемого расхода Q по частям диапазона измерения, переключая турбинку 8, при переходе из одной первой части диапазона во вторую, сравнивая частоту управляемого привода турбинки 8 (ƒ_var) с частотой (ƒ_const) собственного э/генератора введенной системы управления обратного потока. В первой части диапазона на индикаторе электронного блока измерителя 14 отображается величина измеряемого расхода Q по разности частот Δƒ=ƒ_var-ƒ_const. В первой части диапазона расход потока Q₂ изменяется до полной компенсации потока Q₁ в схеме с отрицательной обратной связью, определяемого электронным блоком 14 в частотной форме сумме потоков входного Q и потока реверса Q₂.

Если для первой части диапазона устанавливается нижний предел измерения 1250 кг/ч и устанавливается верхний предел, например, 2500 кг/ч, равный нижнему пределу для класса точности 0,5 (как в прототипе), то подающий обратный поток турбинки 8 отключается при расходе 2500 кг/ч и клапан 9 запирает проток по каналу 5.

После отключения потока Q₂ начинается работа в своей второй традиционной части диапазона измерения, т.е. расход измеряется расходомером Кориолиса. При такой установке нижнего и верхнего пределов измерения получим для первой и второй частей диапазона, увеличенный динамический диапазон 2×200=400 и для класса точности 0,5 новый диапазон будет 40 вместо прежних 20.

При включении управляемого электроклапана 9 предложенная модель ПМ обеспечивает проход потока по каналу 5 для парциального режима измерения расхода Q в третьей части диапазона, при этом конфигурация и сечение клапана 9 подобны сечению измерительной трубке расходомера кориолиса.

Расширенный диапазон измерения расхода газа (более 400) обеспечивается за счет работы трех частей диапазона предложенной ПМ, обладая способностью измерять расход ниже и выше расходов, указанных в паспорте прототипа.

Claims

Расходомер текучей среды, характеризующийся тем, что снабжен проточным трубопроводом, соединяющим его выход с входом расходомера Кориолиса, выход которого соединен с входом управляемой приводом турбинки обратного потока и входом управляемого электроклапана с профильным соплом, расположенных в проточном трубопроводе, вход которого соединен с выходом расходомера Кориолиса.