RU2208767C2 - Pressure transducer for flowmeter - Google Patents

Pressure transducer for flowmeter Download PDF

Info

Publication number
RU2208767C2
RU2208767C2 RU2001123667A RU2001123667A RU2208767C2 RU 2208767 C2 RU2208767 C2 RU 2208767C2 RU 2001123667 A RU2001123667 A RU 2001123667A RU 2001123667 A RU2001123667 A RU 2001123667A RU 2208767 C2 RU2208767 C2 RU 2208767C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
insert
diffuser
confuser
housing
inlet
Prior art date
Application number
RU2001123667A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.М. Бычков
Original Assignee
Бычков Юрий Максимович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бычков Юрий Максимович filed Critical Бычков Юрий Максимович
Priority to RU2001123667A priority Critical patent/RU2208767C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2208767C2 publication Critical patent/RU2208767C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: instrumentation engineering. SUBSTANCE: proposed expansion-type pressure transducer is designed for measuring rates of single-phase and multiple-phase flows of liquid media in pipelines of different application with diameter from 10 to 2500 mm. Diffuser-contraction channel of pressure transducer is formed by diffuser insert and contraction insert placed inside cylindrical housing between inlet and outlet branch pipes, said insert being butt joined in maximum section. Inlet branch pipe is furnished with flange hermetically screwed into housing. Outlet branch pipe is provided with flange hermetically connected with housing. EFFECT: enlarged functional capabilities of device. 5 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода жидкости, газа и пара в напорных трубопроводах. The invention relates to measuring equipment and can be used to measure the flow of liquid, gas and steam in pressure pipelines.

Обычно датчики давления для расходомеров расширяющего типа содержат измерительный канал диффузорно-конфузорного типа с максимальным поперечным сечением, которое больше полного поперечного сечения трубопровода, в котором установлен данный расходомер. Благодаря этому достигается высокая точность измерений при малых перепадах давления, следовательно, уменьшаются связанные с этим потери энергии; повышается надежность из-за отсутствия абразивного износа в условиях потоков с твердыми или абразивными частицами; отсутствует опасность возникновения кавитации в жидкостях, мала вероятность засорения отверстий для отбора давления во взвесенесущих текучих средах. Кроме того, важным преимуществом расходомеров расширяющего типа является то, что определение погрешности измерений в них возможно расчетным путем без трудоемких и дорогостоящих стендовых испытаний, а периодическая калибровка их осуществляется путем инструментальных замеров геометрических параметров измерительного канала, таких как диаметры входного и выходного патрубков с полными поперечными сечениями и диаметр максимального сечения. Typically, pressure sensors for expansion type flowmeters comprise a diffuser-confuser type measuring channel with a maximum cross section that is greater than the total cross section of the pipeline in which the flow meter is installed. Due to this, high measurement accuracy is achieved at small pressure drops, therefore, the associated energy loss is reduced; reliability increases due to the absence of abrasive wear in flow conditions with solid or abrasive particles; there is no risk of cavitation in liquids; there is a small likelihood of clogging of the pressure sampling holes in suspended fluid. In addition, an important advantage of expansion type flowmeters is that the measurement error can be determined in them by calculation without laborious and expensive bench tests, and their periodic calibration is carried out by instrumental measurements of the geometric parameters of the measuring channel, such as the diameters of the inlet and outlet nozzles with full transverse sections and the diameter of the maximum section.

Датчик давления для расходомера расширяющего типа [1], выбранный в качестве прототипа, выполнен в виде встроенного в трубопровод тела, содержащего цилиндрический входной патрубок с нормальным поперечным сечением, корпус, внутри которого выполнен диффузорно-конфузорный канал с максимальным сечением, и выходной цилиндрический патрубок с нормальным поперечным сечением. В нормальных сечениях входного и выходного патрубков, а также в максимальном сечении корпуса выполнены отверстия для отбора давления, окруженные усредняющими коллекторами, к которым вторичные приборы присоединены, например, посредством штуцеров. The pressure sensor for the expanding type flowmeter [1], selected as a prototype, is made in the form of a body built into the pipeline containing a cylindrical inlet pipe with a normal cross section, a housing inside which a diffuser-confuser channel with a maximum cross section is made, and a cylinder outlet pipe with normal cross section. In normal sections of the inlet and outlet nozzles, as well as in the maximum section of the housing, holes for pressure selection are made, surrounded by averaging collectors, to which secondary devices are connected, for example, via fittings.

Для защиты измерительного канала от механических разрушений потоками текучих сред с крупными и твердыми включениями предусмотрена цилиндрическая предохранительная вставка, пропускающая к отверстиям для отбора давления поток текучей среды без включений. Известный датчик для расходомера расширяющего типа обладает всеми описанными выше преимуществами, присущими устройствам подобного типа, а также таким дополнительным преимуществом, как возможность измерения расхода загрязненных текучих сред с высокой точностью. Однако в известном устройстве затруднена калибровка измерительного канала, особенно его максимального сечения. Кроме того, весьма трудоемким является процесс изготовления диффузорно-конфузорного корпуса. Велики также эксплуатационные расходы и малым является срок службы расходомерного узла, например, в условиях интенсивного износа внутренних поверхностей измерительного канала. Все это вместе взятое составляет недостатки известной конструкции-прототипа. To protect the measuring channel from mechanical damage by fluid streams with large and solid inclusions, a cylindrical safety insert is provided that passes a fluid stream without inclusions to the pressure sampling holes. The known sensor for a flowmeter of an expanding type has all the advantages described above inherent in devices of this type, as well as such an additional advantage as the ability to measure the flow rate of contaminated fluids with high accuracy. However, in the known device, calibration of the measuring channel, especially its maximum cross section, is difficult. In addition, the manufacturing process of the diffuser-confuser case is very time-consuming. The operating costs are also large and the service life of the flowmeter assembly is small, for example, in conditions of intensive wear of the internal surfaces of the measuring channel. All this taken together constitutes the disadvantages of the known prototype design.

Целью настоящего изобретения является устранение отмеченных выше недостатков известной конструкции-прототипа. The aim of the present invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages of the known design of the prototype.

Согласно изобретению поставленная цель достигается благодаря тому, что датчик давления для расходомера выполнен в виде встроенного в трубопровод трубчатого тела, содержащего цилиндрический входной патрубок с поперечным нормальным сечением, корпус с диффузорно-конфузорным каналом с поперечным максимальным сечением и цилиндрический выходной патрубок с поперечным нормальным сечением, причем в нормальных сечениях входного и выходного патрубков и в максимальном сечении корпуса выполнены отверстия для отбора давления, окруженные усредняющими коллекторами, выполненными с возможностью присоединения к ним вторичных приборов, отличающийся тем, что диффузорно-конфузорный канал образован размещенными внутри цилиндрического корпуса между входным и выходным патрубками вкладышем-диффузором и вкладышем-конфузором, состыкованными в максимальном сечении, причем входной патрубок снабжен герметично ввинчивающимся в корпус фланцем, а выходной патрубок снабжен герметично соединенным с корпусом жестко закрепленным фланцем. According to the invention, the goal is achieved due to the fact that the pressure sensor for the flow meter is made in the form of a tubular body embedded in the pipeline containing a cylindrical inlet pipe with a transverse normal section, a housing with a diffuser-confuser channel with a transverse maximum section and a cylindrical outlet pipe with a transverse normal section, moreover, in normal sections of the inlet and outlet nozzles and in the maximum section of the housing, holes for pressure selection are made, surrounded by manifolds configured to attach secondary devices to them, characterized in that the diffuser-confuser channel is formed by a diffuser-liner and a confuser-liner arranged inside the cylindrical body between the inlet and outlet nozzles, joined in the maximum section, and the inlet nozzle is tightly screwed into the housing is a flange, and the outlet pipe is provided with a rigidly fixed flange sealed to the housing.

Изобретение детально поясняется чертежами, на которых представлены:
фиг.1 - датчик давления, вид сбоку, половинный разрез;
фиг.2 - разрез по линии (1-1) на фиг.1;
фиг.3 - разрез по линии (2-2) на фиг.1;
фиг.4 - разрез по линии (3-3) на фиг.1;
фиг.5 - разрез по линии (4-4) на фиг.1;
фиг.6 - разрез по линии (5-5) на фиг.1.
The invention is illustrated in detail by drawings, on which:
figure 1 - pressure sensor, side view, half section;
figure 2 is a section along the line (1-1) in figure 1;
figure 3 is a section along the line (2-2) in figure 1;
figure 4 is a section along the line (3-3) in figure 1;
5 is a section along the line (4-4) in figure 1;
6 is a section along the line (5-5) in figure 1.

Поток текучей среды движется по стрелке слева направо. The flow of fluid moves in an arrow from left to right.

Датчик давления для расходомера выполнен в виде встроенного в трубопровод трубчатого тела и содержит входной патрубок (1) с поперечным нормальным сечением (2), корпус (3) с диффузорно-конфузорным каналом (4), имеющим максимальное поперечное сечение (5), выходной патрубок (6) с поперечным нормальным сечением (7). В нормальном сечении (2) выполнены отверстия (8) для отбора давления, окруженные усредняющим коллектором (9), в максимальном сечении (5) выполнены отверстия (10) для отбора давления, окруженные усредняющим коллектором (11), и наконец, в нормальном сечении (7) выполнены отверстия (12) для отвода давления, окруженные усредняющим коллектором (13). Диффузорно-конфузорный канал (4) образован вкладышем-диффузором (14) и вкладышем-конфузором (15), состыкованными в максимальном сечении (5). Входной патрубок (1) снабжен герметично ввинчивающимся в корпус (3) фланцем (16), а выходной патрубок (6) снабжен жестко закрепленным фланцем (17), герметично соединенным с корпусом (3), например, посредством сварного шва. The pressure sensor for the flow meter is made in the form of a tubular body embedded in the pipeline and contains an inlet pipe (1) with a transverse normal section (2), a housing (3) with a diffuser-confuser channel (4) having a maximum cross section (5), an outlet pipe (6) with a transverse normal section (7). In the normal section (2), holes (8) for pressure collection are made, surrounded by averaging manifold (9), in the maximum section (5) holes (10) for pressure collection are made, surrounded by averaging collector (11), and finally, in a normal section (7) openings (12) for pressure removal are made, surrounded by an averaging collector (13). The diffuser-confuser channel (4) is formed by the diffuser insert (14) and the confuser insert (15), joined in the maximum section (5). The inlet pipe (1) is provided with a flange (16) tightly screwed into the body (3), and the outlet pipe (6) is equipped with a rigidly mounted flange (17), hermetically connected to the body (3), for example, by means of a weld.

Каналы усредняющих коллекторов (9) и (13) выполнены Г-образной формы. При этом уседняющий коллектор (9) расположен между торцевой (18) и наружной (19) поверхностями вкладыша-диффузора с одной стороны и внутренней стенкой (20) фланца (16) и внутренней стенкой (21) корпуса (3) с противоположной стороны. Усредняющий коллектор (13) расположен между торцевой (36) и наружной (37) поверхностями вкладыша-конфузора с одной стороны и внутренней стенкой (38) фланца (17) и внутренней стенкой (21) корпуса (3) с противоположной стороны. Канал усредняющего коллектора (11) выполнен в виде концентрического кольца и расположен симметрично относительно стыка вкладыша-диффузора и вкладыша-конфузора в максимальном сечении. The channels of the averaging collectors (9) and (13) are L-shaped. In this case, the averaging collector (9) is located between the end (18) and outer (19) surfaces of the diffuser insert on one side and the inner wall (20) of the flange (16) and the inner wall (21) of the housing (3) on the opposite side. The averaging collector (13) is located between the end (36) and the outer (37) surfaces of the confuser insert on one side and the inner wall (38) of the flange (17) and the inner wall (21) of the housing (3) on the opposite side. The averaging collector channel (11) is made in the form of a concentric ring and is located symmetrically with respect to the junction of the diffuser insert and the confuser insert in the maximum section.

Вкладыш-диффузор (14) и вкладыш-конфузор (15) состыкованы из условия: LD≥LK; αD≤αK, где LD и αD - соответственно осевая длина и угол диффузорности вкладыша-диффузора; LK и αK - соответственно осевая длина и угол конфузорности вкладыша-конфузора.The diffuser insert (14) and the confuser insert (15) are joined from the condition: L D ≥L K ; α D ≤α K , where L D and α D are the axial length and diffuser angle of the diffuser insert, respectively; L K and α K are the axial length and confuser angle of the confuser insert, respectively.

Во избежание перетоков текучей среды в плоскостях посадки (22) и (23) соответственно вкладыша-диффузора (14) и вкладыша-конфузора (15), а также в соответствующих плоскостях их контактов (24) и (25) с внутренней поверхностью (21) корпуса (3) расположены уплотнительные элементы (26). In order to avoid fluid flow in the landing planes (22) and (23), respectively, of the diffuser insert (14) and the confuser insert (15), as well as in the corresponding planes of their contacts (24) and (25) with the inner surface (21) housing (3) are located sealing elements (26).

Для более надежной фиксации в заданных размерах вкладыш-диффузор (14) и вкладыш-конфузор (15) выполнены с соответствующими уступами (27) и (28), упирающимися во внутренние торцевые поверхности соответственно (29) и (30) заподлицо с внутренними стенками (31) и (32) соответственно входного (1) и выходного (6) патрубков. For more reliable fixation in the given dimensions, the diffuser insert (14) and the confuser insert (15) are made with the corresponding ledges (27) and (28) abutting against the inner end surfaces, respectively (29) and (30), flush with the inner walls ( 31) and (32) of the inlet (1) and outlet (6) pipes, respectively.

Усредняющие коллекторы (9), (11) и (13) соединены с соответствующими отверстиями (33), (34) и (35), выполненными в корпусе (3) для присоединения вторичных показывающих или самопишущих приборов типа дифманометров или вторичных электронных приборов-вычислителей. Averaging collectors (9), (11) and (13) are connected to the corresponding holes (33), (34) and (35) made in the housing (3) for connecting secondary indicating or recording instruments such as differential pressure gauges or secondary electronic calculating devices .

Принцип действия описанного датчика давления следующий. Поток текучей среды проходит через входной патрубок (1), где регистрируется давление (P1), диффузорно-конфузорный канал (4), в максимальном сечении (5) которого регистрируется максимальное давление (Р2)>(P1), и далее проходит выходной патрубок (6), где регистрируется давление (Р3)<(Р2). После чего по значениям перепадов давлений (Р2-P1) или (Р23) определяют расход текучей среды, а по перепаду давлений (P12) - потери давления в датчике. При выполнении периодических поверок датчика давления инструментальными методами свинчивают входной фланец (1) и последовательно извлекают наружу вкладыш-диффузор (14) и вкладыш-конфузор (15) и измеряют все необходимые их геометрические параметры. Если же по результатам поверки выявится несоответствие геометрических характеристик измерительного канала требованиям стандарта, например, из-за износа внутренних поверхностей, то без особого труда производят замену только изношенных вкладышей на новые. Тем самым снижаются эксплуатационные расходы и увеличивается срок службы расходомерного узла в целом.The principle of operation of the described pressure sensor is as follows. The fluid flow passes through the inlet pipe (1), where the pressure (P 1 ) is recorded, the diffuser-confuser channel (4), in the maximum cross-section (5) of which the maximum pressure (P 2 )> (P 1 ) is recorded, and then passes outlet pipe (6), where pressure (P 3 ) <(P 2 ) is recorded. Then, by the values of the pressure drops (P 2 -P 1 ) or (P 2 -P 3 ), the flow rate of the fluid is determined, and the pressure drop (P 1 -P 2 ) determines the pressure loss in the sensor. When periodic calibrations of the pressure sensor are carried out using instrumental methods, the inlet flange (1) is screwed up and the diffuser insert (14) and the confuser insert (15) are sequentially pulled out and all their geometric parameters are measured. If, according to the results of verification, a mismatch between the geometric characteristics of the measuring channel and the requirements of the standard is revealed, for example, due to wear on the internal surfaces, then only worn out liners can be replaced with new ones without any difficulty. This reduces operating costs and increases the life of the flowmeter assembly as a whole.

Предлагаемый датчик давления может найти применение в напорных трубопроводах различного назначения диаметром от 10 до 2500 мм для измерения расхода как однофазных, так и многофазных потоков текучих сред. Особенно перспективно использование датчика в газогидравлических системах коммерческого учета расхода жидкости, газа или пара, а также в системах со взвесенесущими или загрязненными потоками текучих сред. Среди возможных областей использования датчика давления можно назвать следующие:
- водоснабжение и водоотведение населенных мест и промпредприятий;
- химическая и нефтехимическая промышленность;
- гидротранспортные системы для строительных растворов и смесей;
- газогидравлические системы в энергетике;
- газогидравлические технологии в пищевой промышленности и сельском хозяйстве.
The proposed pressure sensor can be used in pressure pipelines for various purposes with a diameter of 10 to 2500 mm for measuring the flow rate of both single-phase and multiphase fluid flows. Especially promising is the use of the sensor in gas-hydraulic systems for commercial metering of the flow of liquid, gas or steam, as well as in systems with suspended or contaminated fluid flows. Among the possible areas of use of the pressure sensor are the following:
- water supply and sanitation of populated areas and industrial enterprises;
- chemical and petrochemical industry;
- hydrotransport systems for mortars and mixtures;
- gas-hydraulic systems in the energy sector;
- gas-hydraulic technologies in the food industry and agriculture.

Claims (5)

1. Датчик давления для расходомера, выполненный в виде встроенного в трубопровод трубчатого тела, содержащего цилиндрические входной и выходной патрубки и корпус с диффузорно-конфузорным каналом с поперечным максимальным сечением, причем в сечениях входного и выходного патрубков и в максимальном сечении корпуса выполнены отверстия для отбора давления, окруженные усредняющими коллекторами с отверстиями для измерения перепада давления вторичными приборами, отличающийся тем, что диффузорно-конфузорный канал образован размещенными внутри цилиндрического корпуса между входным и выходным патрубками вкладышем-диффузором и вкладышем-конфузором, состыкованными в максимальном сечении, причем входной патрубок снабжен ввинчивающимся в корпус фланцем, а выходной патрубок снабжен герметично соединенным с корпусом фланцем. 1. The pressure sensor for the flow meter, made in the form of a tubular body embedded in the pipeline, containing cylindrical inlet and outlet nozzles and a housing with a diffuser-confuser channel with a transverse maximum section, and holes for selection are made in the sections of the inlet and outlet nozzles and in the maximum section of the housing pressure surrounded by averaging collectors with holes for measuring the differential pressure by secondary devices, characterized in that the diffuser-confuser channel is formed placed internally When the cylindrical body between the inlet and outlet cone and a liner insert-confuser, docked in the maximum-section, the inlet is provided with a flange is screwed into the housing, and the outlet is provided with a sealingly connected to the housing flange. 2. Датчик давления для расходомера по п.1, отличающийся тем, что каналы усредняющих коллекторов входного и выходного патрубков выполнены Г-образной формы и расположены между торцевыми и наружными поверхностями вкладыша-диффузора и вкладыша-конфузора, с одной стороны, и внутренними стенками фланцев и корпуса с противоположной стороны, а канал усредняющего коллектора в максимальном сечении выполнен в виде концентрического кольца и расположен симметрично относительно стыка вкладыша-диффузора и вкладыша-конфузора в максимальном сечении. 2. The pressure sensor for the flow meter according to claim 1, characterized in that the channels of the averaging collectors of the input and output nozzles are L-shaped and are located between the end and outer surfaces of the diffuser insert and the confuser insert, on the one hand, and the inner walls of the flanges and the case on the opposite side, and the channel of the averaging collector in the maximum section is made in the form of a concentric ring and is located symmetrically relative to the junction of the insert-diffuser and the insert-confuser in the maximum section. 3. Датчик давления для расходомера по п.1, отличающийся тем, что состыковка вкладыша-диффузора и вкладыша-конфузора выполнена из условия LD≥LK; αD≤αK, где LD и αD - соответственно осевая длина и угол диффузорности вкладыша-диффузора; LK и αK - соответственно осевая длина и угол конфузорности вкладыша-конфузора.3. The pressure sensor for the flow meter according to claim 1, characterized in that the coupling of the diffuser insert and the confuser insert is made from the condition L D ≥L K ; α D ≤α K , where L D and α D are the axial length and diffuser angle of the diffuser insert, respectively; L K and α K are the axial length and confuser angle of the confuser insert, respectively. 4. Датчик давления для расходомера по п.1, отличающийся тем, что в плоскостях посадки вкладыша-диффузора и вкладыша-конфузора, а также в плоскостях их контактов с внутренней образующей корпуса расположены уплотнительные элементы. 4. The pressure sensor for the flow meter according to claim 1, characterized in that in the planes of landing of the liner-diffuser and liner-confuser, as well as in the planes of their contacts with the inner generatrix of the housing are sealing elements. 5. Датчик давления для расходомера по п.1, отличающийся тем, что вкладыш-диффузор и вкладыш-конфузор выполнены с уступами, упирающимися во внутренние торцевые поверхности соответственно входного и выходного патрубков заподлицо с их внутренними стенками. 5. The pressure sensor for the flow meter according to claim 1, characterized in that the diffuser insert and the confuser insert are made with ledges abutting against the inner end surfaces of the inlet and outlet pipes, respectively, flush with their inner walls.
RU2001123667A 2001-08-28 2001-08-28 Pressure transducer for flowmeter RU2208767C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001123667A RU2208767C2 (en) 2001-08-28 2001-08-28 Pressure transducer for flowmeter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001123667A RU2208767C2 (en) 2001-08-28 2001-08-28 Pressure transducer for flowmeter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2208767C2 true RU2208767C2 (en) 2003-07-20

Family

ID=29210293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001123667A RU2208767C2 (en) 2001-08-28 2001-08-28 Pressure transducer for flowmeter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2208767C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. - Л.: Машиностроение, 1989, с. 101. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2287479C (en) Fluid flow apparatus
EP2361371B1 (en) Fluid flow meter and mixer
US8429983B2 (en) Insertion type flow measuring device for measuring characteristics of a flow within a pipe
CN102192767B (en) Ultrasound measuring device and method for monitoring the flow speed of a liquid
RU2491513C2 (en) Averaging diaphragm with holes located near inner wall of pipe
JPH03194421A (en) Venturi apparatus
CN203811492U (en) Closed type pipeline cycle erosion test device
US20170322059A1 (en) Low pressure drop and high temperature flow measuring device
RU2208767C2 (en) Pressure transducer for flowmeter
Howe et al. Venturi Tubes, Flow Tubes, and Flow Nozzles
JP3122984B2 (en) Throttle flow meter
RU2157972C2 (en) Pressure transducer for flowmeter
RU222980U1 (en) HOUSING OF THE FLOW PART OF A VORTEX FLOWMETER WITH TWO ELECTRONIC UNITS
Symbol et al. WH HOWE (1969) JB ARANT (1982) LD DINAPOLI (1993)
RU2157974C2 (en) Pressure transducer for flowmeter
RU2157970C2 (en) Pressure transducer for flowmeter
RU52167U1 (en) PRIMARY CONVERTER OF FLOW METERS
SU1742622A1 (en) Heat flowmeter converter
KR100394345B1 (en) segmental wedge DP flow meter
RING JET OPERATING CHAMBER
RU2224984C2 (en) Primary converter of flow meter of variable pressure difference
Urata et al. Steam flowmeters
RU63055U1 (en) FLOW SENSOR
JPH08145749A (en) Vortex flowmeter
LOMAS et al. 2.1 Application and Selection

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20121115

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150829