RU2568146C1 - Device to measure flow rate of reversed multiphase flow - Google Patents

Device to measure flow rate of reversed multiphase flow Download PDF

Info

Publication number
RU2568146C1
RU2568146C1 RU2014126616/28A RU2014126616A RU2568146C1 RU 2568146 C1 RU2568146 C1 RU 2568146C1 RU 2014126616/28 A RU2014126616/28 A RU 2014126616/28A RU 2014126616 A RU2014126616 A RU 2014126616A RU 2568146 C1 RU2568146 C1 RU 2568146C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
screw
multiphase flow
flow
multiphase
flow rate
Prior art date
Application number
RU2014126616/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Спасский
Владимир Яковлевич Логинов
Леонид Владимирович Равичев
Александр Валентинович Беспалов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева)"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева)" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева)"
Priority to RU2014126616/28A priority Critical patent/RU2568146C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2568146C1 publication Critical patent/RU2568146C1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: instrumentation.SUBSTANCE: claimed device consists of single-screw machine. Screw of the machine makes the propulsor for uniform feed of batched amount of mechanical power to reversed multiphase flow and doubles as a sensitive element of the meter. The mode of measurement is supported by the two-circuit ACS. Internal (actuation) circuit of said ACS composed of the motor, tachometer and frequency inverter varies screw direction and rpm for timing with multiphase flow volume throughput. External (master) circuit composed of differential pressure transducer, thrust bearing screw axial force transducer, temperature transducer, controller and mathematic simulation unit, generates the setting of screw direction and rpm timed with multiphase flow volume throughput. Registrator is used to store and to output to the request the measured parameters and multiphase flow volumetric and mass flow magnitudes calculated in mathematical simulation unit, as multiphase flow density and motion direction.EFFECT: decreased number of errors, enlarged measurement range, higher sensitivity, reliability and validity of the results of measurement and calculation, expanded application range.1 dwg

Description

Предлагаемое устройство измерения расхода реверсируемого многофазного потока может быть использовано для измерения расхода сырья, полуфабрикатов, продуктов и отходов в виде суспензий, эмульсий и их смесей в различных отраслях промышленности, например: нефтедобывающей (эмульсии и суспензии при добыче высоковязких и истощенных пластов с накачкой паровоздушной смесью), горнодобывающей (пульпы минералов), металлургической (рудные пульпы и шламы), строительных материалов (пульпы и шламы от нефтепереработки и металлургии), химической (эмульсии, пульпы и шламы в обогащении сырья, извлечении и производстве продукта, например катализаторов, сорбентов и т.д.), пищевой (эмульсии и суспензии в производстве полупродуктов и сухих концентратов), сельскохозяйственной (эмульсии и суспензии в производстве комбикормов, органических удобрений, макрокапсулированных семян и т.д.), деревоперерабатывающей (эмульсии и суспензии в производстве древопластов), машиностроении (композиционные материалы) и других отраслях.The proposed device for measuring the flow rate of reversible multiphase flow can be used to measure the flow rate of raw materials, semi-finished products, products and wastes in the form of suspensions, emulsions and their mixtures in various industries, for example: oil-producing (emulsions and suspensions in the production of highly viscous and depleted reservoirs pumped by a steam-air mixture ) mining (pulps of minerals), metallurgical (ore pulps and sludges), building materials (pulps and sludges from oil refining and metallurgy), chemical (emulsion these, pulps and sludges in the enrichment of raw materials, extraction and production of a product, for example, catalysts, sorbents, etc.), food (emulsions and suspensions in the production of intermediates and dry concentrates), agricultural (emulsions and suspensions in the production of animal feed, organic fertilizers, macrocapsulated seeds, etc.), wood processing (emulsions and suspensions in the production of wood plastics), mechanical engineering (composite materials) and other industries.

Известны устройства измерения расхода потоков, в том числе многофазных с использованием измерения динамических характеристик потока, характеризуемые уменьшением энергии потока на долю энергии, затраченной чувствительным элементом для генерирования первичного сигнала о величине расхода, и доля эта зависит от типа расходомера (см. Кремлевский П.П. Измерение расхода многофазных потоков. Л.: Машиностроение, 1982. С. 101).Known devices for measuring flow rate, including multiphase using dynamic flow characteristics, characterized by a decrease in the flow energy by the fraction of the energy spent by the sensor to generate a primary signal about the flow rate, and this proportion depends on the type of flow meter (see Kremlevsky P.P. The measurement of the flow of multiphase flows. L .: Mashinostroenie, 1982. S. 101).

Недостатками известных устройств измерения расхода является или их полная непригодность для измерения расхода многофазного потока, или значительное увеличение погрешности измерения. Неоднородность состава и физико-механических свойств многофазного потока приводит к нерегулярным скачкообразным изменениям в реакции чувствительных элементов расходомеров, несопоставимыми с действительными показателями расхода.The disadvantages of the known devices for measuring flow is either their complete unsuitability for measuring the flow rate of a multiphase flow, or a significant increase in the measurement error. The heterogeneity of the composition and physico-mechanical properties of the multiphase flow leads to irregular spasmodic changes in the reaction of the sensitive elements of the flow meters, which are not comparable with the actual flow rates.

Известны устройства измерения расхода потоков, в том числе многофазных, основанные на различных физических явлениях: тепловых (см., например, патент РФ RU 2186343 от 27.07.2002 / Позднышев Г.Н., Манырин В.Н., Калугин И.В., Сивакова Т.Г.) электромагнитных (см., например, патент РФ RU 2381457 от 10.02.2010 / Вельт И.Д., Михайлова Ю.В., Терехина Н.В.) оптических, ядерно-магнитных, ионизационных и других (см. Кремлевский П.П. Измерение расхода многофазных потоков. Л.: Машиностроение, 1982), зависящих от расхода и возникающих в результате непрерывного или периодического ввода различного вида энергии в транспортируемый многофазный поток.Known devices for measuring flow rates, including multiphase, based on various physical phenomena: thermal (see, for example, RF patent RU 2186343 dated 07/27/2002 / Pozdnyshev GN, Manyrin V.N., Kalugin I.V. , Sivakova T.G.) electromagnetic (see, for example, RF patent RU 2381457 dated 02.10.2010 / Welt I.D., Mikhailova Yu.V., Terekhina N.V.) optical, nuclear magnetic, ionization and other (see Kremlevsky P.P. Measurement of multiphase flow rates. L .: Mashinostroenie, 1982), depending on the flow rate and arising as a result of continuous or periodic input of times egg type of energy transported in multiphase flow.

Недостатками известных устройств являются значительное увеличение погрешности измерения в области малых и больших расходов, скачкообразное и существенное искажение тепловых, электрических, магнитных и других полей в зоне измерения расхода из-за контакта с твердыми и газовыми включениями многофазного потока.The disadvantages of the known devices are a significant increase in the measurement error in the field of small and large flows, spasmodic and significant distortion of thermal, electric, magnetic and other fields in the flow measurement zone due to contact with solid and gas inclusions of the multiphase flow.

Известны одновинтовые машины, винт которых может быть аналогом чувствительного элемента предлагаемого устройства измерения расхода многофазного потока, например, одновинтовые конвейеры, питатели и дозаторы (авт. св. СССР: SU 128775, SU 195238, SU 222781, SU 555289, SU 964458; Маликов С.П. и др. Весы и дозаторы весовые. М.: Машиностроение, 1981, с.94), патенты РФ: RU 2012527, RU 2046296, RU 2047103, RU 2312807, RU 2340532, RU 2406978.Known single-screw machines, the screw of which can be an analog of a sensitive element of the proposed device for measuring the multiphase flow rate, for example, single-screw conveyors, feeders and batchers (ed. St. USSR: SU 128775, SU 195238, SU 222781, SU 555289, SU 964458; Malikov S .P. Et al. Weight scales and batchers. M: Mashinostroenie, 1981, p. 94), RF patents: RU 2012527, RU 2046296, RU 2047103, RU 2312807, RU 2340532, RU 2406978.

Недостатком перечисленных устройств является непригодность их для измерения расхода многофазного потока.The disadvantage of these devices is their unsuitability for measuring the multiphase flow rate.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству измерения расхода многофазного потока является устройство, выбранное в качестве прототипа RU 2517764 (опубл. 27.05.2014, кл. G01F 1/58, приоритет 17.10.2012), которое включает одновинтовую машину, содержащую корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и расположенный в корпусе вал с винтом, соединенный с приводом. Винт является движителем для равномерного подвода дозированного количества механической энергии в многофазный поток и одновременно служит чувствительным элементом устройства измерения. Режим измерения поддерживается двухконтурной системой автоматического управления, внутренний (исполнительный) контур которой в составе электродвигателя, тахометра и частотного преобразователя изменяет скорость вращения винта для синхронизации с объемным расходом многофазного потока. Внешний (задающий) контур в составе датчика дифференциального давления, датчиков температуры, контроллера и блока математического моделирования формирует задание по скорости вращения винта, синхронизированной с объемным расходом многофазного потока. Регистратор используют для хранения и выдачи по запросу измеренных параметров и рассчитанных в блоке математического моделирования значений объемного и массового расхода многофазного потока и его плотности.The closest in technical essence to the claimed device for measuring the flow of a multiphase flow is a device selected as a prototype RU 2517764 (publ. 05/27/2014, class G01F 1/58, priority 10/17/2012), which includes a single-screw machine containing a housing with boot and unloading nozzles and a shaft located in the housing with a screw connected to the drive. The screw is a mover for uniformly supplying a metered amount of mechanical energy to the multiphase flow and at the same time serves as a sensitive element of the measuring device. The measurement mode is supported by a dual-circuit automatic control system, the internal (executive) circuit of which as part of an electric motor, tachometer and frequency converter changes the rotational speed of the screw to synchronize with the volumetric flow rate of a multiphase flow. An external (master) circuit consisting of a differential pressure sensor, temperature sensors, a controller, and a mathematical modeling unit generates a task for the rotational speed of the screw synchronized with the volumetric flow rate of the multiphase flow. The registrar is used to store and issue, upon request, the measured parameters and the values of the volume and mass flow rate of the multiphase flow and its density calculated in the mathematical modeling block.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое устройство, является возможность измерения расхода реверсируемого многофазного потока, расширение интервала применения способа измерения по составу и свойствам многофазного потока, увеличение чувствительности, надежности и достоверности результатов измерения, расширение метрологически обоснованного интервала измерения и уменьшение погрешности измерения в этом интервале, без существенного увеличения погрешности на границах этого интервала.The technical result, the achievement of which the proposed device is aimed at, is the ability to measure the flow rate of the reversed multiphase flow, extend the interval of application of the measurement method by the composition and properties of the multiphase flow, increase the sensitivity, reliability and reliability of the measurement results, expand the metrologically justified measurement interval and reduce the measurement error in this interval, without a significant increase in the error at the boundaries of this interval.

Для достижения указанного технического результата предлагаемое устройство измерения расхода реверсируемого многофазного потока позволяет изменять направление вращения винта в зависимости от направления потока. Кроме того, для повышения чувствительности, надежности и достоверности измерения, а также определения направления потока внешний задающий контур управления дополняют любым датчиком осевых усилий винта на опорные подшипники, например, на основе тензометрических датчиков.To achieve the specified technical result, the proposed device for measuring the flow rate of reversible multiphase flow allows you to change the direction of rotation of the screw depending on the direction of flow. In addition, to increase the sensitivity, reliability and reliability of the measurement, as well as determine the direction of flow, the external master control loop is supplemented with any axial force sensor of the screw on the thrust bearings, for example, based on strain gauge sensors.

Отличие предлагаемого устройства измерения расхода от известных аналогов заключается в том, что винтом в поток вводится от независимого источника дозированное количество механической энергии, а первичным сигналом являются направление и скорость вращения винта, как чувствительного элемента, синхронизированная с объемным расходом реверсируемого многофазного потока. При этом однородность механической энергии потока и механической энергии, равномерно подводимой всем фазам потока (газовой, жидкой и твердой) от независимого источника (одновинтовой машины), уменьшает влияние состава, в том числе фракционного и физико-механических свойств многофазного потока на погрешность измерения расхода, как интегральной суммы линейных скоростей отдельных частиц потока. Таким образом, предлагаемое устройство измерения расхода реверсируемого многофазного потока включает одновинтовую машину, винт которой является реверсируемым движителем и одновременно чувствительным элементом устройства измерения, оснащенного двухконтурной системой автоматического управления скоростью вращения винта, которая в совокупности с регистратором образуют автоматическую систему измерения, вычисления и регистрации объемного и массового расхода многофазного потока, его плотности и направления движения.The difference between the proposed flow measurement device and its known analogues is that a metered amount of mechanical energy is introduced into the flow from an independent source by a screw, and the direction and speed of rotation of the screw as a sensing element synchronized with the volume flow of the reversed multiphase flow are the primary signal. In this case, the uniformity of the mechanical energy of the flow and mechanical energy uniformly supplied to all phases of the flow (gas, liquid and solid) from an independent source (single-rotor machine) reduces the influence of the composition, including the fractional and physico-mechanical properties of the multiphase flow, on the measurement error of the flow, as an integral sum of linear velocities of individual particles of a stream. Thus, the proposed device for measuring the flow rate of reversible multiphase flow includes a single-screw machine, the screw of which is a reversible propulsion device and at the same time a sensitive element of the measuring device equipped with a dual-circuit system for automatically controlling the speed of rotation of the screw, which together with the recorder form an automatic system for measuring, calculating and recording volumetric and mass flow rate of a multiphase flow, its density and direction of motion.

Одновинтовая машина в качестве движителя и одновременно чувствительного элемента измерительного устройства через силовой привод от независимого источника вносит в поток винтом такое дозированное количество механической энергии, при котором направление и скорость вращения винта синхронизируются с направлением и объемным расходом многофазного потока. Эта синхронная скорость вращения винта является первичным сигналом устройства измерения для вычисления и регистрации объемного и массового расхода транспортируемой среды, ее плотности и направления движения. Определяющим условием дозирования энергии является компенсация потери энергии потока на измерительном участке трубопровода по месту установки одновинтовой машины, поэтому в режиме измерения значение перепада давления на входе и выходе участка измерения пренебрежимо мало в соответствии с калибровочной характеристикой расходомера.A single-rotor machine as a mover and at the same time a sensitive element of the measuring device, through a power drive from an independent source, introduces a metered amount of mechanical energy into the screw flow at which the direction and speed of rotation of the screw are synchronized with the direction and volumetric flow rate of the multiphase flow. This synchronous rotational speed of the screw is the primary signal of the measuring device for calculating and recording the volume and mass flow rate of the transported medium, its density and direction of movement. The decisive condition for energy metering is the compensation of the flow energy loss at the measuring section of the pipeline at the installation site of the single-screw machine, therefore, in the measurement mode, the pressure drop at the inlet and outlet of the measurement section is negligible in accordance with the calibration characteristic of the flowmeter.

Для повышения чувствительности, надежности и достоверности измерения, а также определения направления потока внешний задающий контур управления дополняют любым датчиком осевых усилий винта на опорные подшипники, например, на основе тензометрических датчиков. В этом случае определяющим условием режима измерения может быть близость к нулю осевых усилий винта на опорные подшипники. Возможна также комбинация обоих условий выхода на режим измерений.To increase the sensitivity, reliability and reliability of the measurement, as well as to determine the direction of flow, the external master control loop is supplemented with any axial force sensor of the screw on the thrust bearings, for example, based on strain gauge sensors. In this case, the determining condition of the measurement mode may be the proximity to zero of the axial forces of the screw on the thrust bearings. A combination of both conditions for entering the measurement mode is also possible.

Конструкция предлагаемого устройства измерения расхода многофазного потока и принцип его работы поясняются фиг.1. Устройство измерения расхода реверсируемого многофазного потока включает встроенную в трубопровод с транспортируемой средой одновинтовую машину, состоящую из корпуса 1 загрузочного и разгрузочного патрубков реверсируемых 2, 3, однозаходного винта 4, вращаемого электродвигателем 5 через редуктор 6 с опорой на подшипниковый узел 7.The design of the proposed device for measuring the flow rate of a multiphase flow and the principle of its operation are illustrated in figure 1. The device for measuring the flow of reversible multiphase flow includes a single-screw machine built into the pipeline with the transported medium, consisting of a housing 1 of the loading and unloading nozzles of reversible 2, 3, a single-screw 4, rotated by an electric motor 5 through a gearbox 6 supported by a bearing assembly 7.

Число заходов винта, его длина и другие конструктивные, технические и технологические параметры предлагаемого устройства измерения многофазного потока зависят от состава, в том числе фракционного, физико-механических свойств и расхода многофазного потока и выбираются индивидуально.The number of screw runs, its length and other structural, technical and technological parameters of the proposed device for measuring multiphase flow depend on the composition, including fractional, physico-mechanical properties and flow rate of the multiphase flow and are selected individually.

Измерение расхода реверсируемого многофазного потока обеспечивают следующие элементы двухуровневой системы автоматического управления в составе предлагаемого устройства измерения расхода многофазного потока (фиг. 1): электродвигатель 5, тахометр 8, частотный преобразователь 9, составляющие внутренний контур регулирования скорости вращения винта, задаваемой внешним (задающим) контуром управления направлением и скоростью вращения винта в составе: датчик дифференциального давления 12, датчик осевых усилий винта на опорные подшипники 15, датчики температуры 13, контроллер 10, блок математического моделирования 14. Внутренний контур управления направлением и скоростью вращения винта и внешний (задающий) контур в совокупности с регистратором 11 образуют автоматическую систему измерения, вычисления и регистрации всех измеренных параметров, а также рассчитанных значений расхода и плотности реверсируемого многофазного потока.The flow measurement of reversible multiphase flow is provided by the following elements of a two-level automatic control system as part of the proposed device for measuring the flow of a multiphase flow (Fig. 1): electric motor 5, tachometer 8, frequency converter 9, which make up the internal loop for controlling the rotational speed of the screw, defined by an external (master) loop control the direction and speed of rotation of the screw, consisting of: a differential pressure sensor 12, a sensor of the axial efforts of the screw on the thrust bearings 15, temperature sensors 13, controller 10, mathematical modeling unit 14. The internal circuit for controlling the direction and speed of rotation of the screw and the external (master) circuit together with the recorder 11 form an automatic system for measuring, calculating and recording all measured parameters, as well as calculated values of flow and density reversible multiphase flow.

Предлагаемое устройство работает следующим образом: при выключенном электродвигателе 5 транспортируемая среда свободно течет по каналам неподвижного винта 4 за счет внешнего источника транспортирования при соответствующем максимальном гидравлическом сопротивлении и соответствующем перепаде давления на винте и, следовательно, с максимальной потерей энергии многофазного потока на участке измерения. При запуске электродвигателя по мере увеличения скорости вращения винта уменьшаются гидравлическое сопротивление, перепад давления и потери энергии многофазного потока на участке измерения. В определенный момент времени при разгоне винта достигается режим измерения, при котором перепад давления на винте и/или осевые усилия винта на опорные подшипники не превышают заданной погрешности с учетом калибровочной характеристики устройства измерения. При этом направление и скорость вращения винта, синхронизированная с направлением и объемным расходом многофазного потока, транспортируемого внешним источником, используется в блоке математического моделирования 14 (фиг. 1) для расчета объемного и массового расхода транспортируемой среды, ее плотности и направления движения. С периодичностью, задаваемой блоком математического моделирования 14, в зависимости от динамических характеристик реверсируемого многофазного потока, измеренные параметры и рассчитанные значения объемного и массового расхода многофазного потока, его плотности и направления движения передаются в регистратор 11 (фиг.1 ) для хранения и выдачи по запросу.The proposed device operates as follows: when the motor 5 is turned off, the transported medium flows freely through the channels of the fixed screw 4 due to the external transportation source with the corresponding maximum hydraulic resistance and the corresponding pressure drop across the screw and, therefore, with the maximum energy loss of the multiphase flow in the measurement section. When the motor starts, as the screw rotational speed increases, the hydraulic resistance, pressure drop and multiphase flow energy loss in the measurement section decrease. At a certain point in time during acceleration of the screw, a measurement mode is achieved in which the differential pressure on the screw and / or the axial forces of the screw on the thrust bearings do not exceed the specified error taking into account the calibration characteristics of the measuring device. The direction and speed of rotation of the screw, synchronized with the direction and volumetric flow rate of the multiphase flow transported by an external source, is used in mathematical modeling block 14 (Fig. 1) to calculate the volumetric and mass flow rate of the transported medium, its density and direction of movement. With the frequency set by the mathematical modeling unit 14, depending on the dynamic characteristics of the reversed multiphase flow, the measured parameters and calculated values of the volumetric and mass flow rate of the multiphase flow, its density and direction of movement are transmitted to the recorder 11 (Fig. 1) for storage and delivery upon request .

Режим измерения расхода многофазного потока постоянно поддерживается двухконтурной системой автоматического управления с целью непрерывного измерения разности давлений и температур на участке измерения, осевых усилий винта на опорные подшипники, направления и скорости вращения винта, а также вычисления и регистрации объемного и массового расходов многофазного потока его плотности и направления движения.The multiphase flow rate measurement mode is constantly supported by a dual-circuit automatic control system for the continuous measurement of the pressure and temperature difference in the measurement area, the axial efforts of the screw on the thrust bearings, the direction and speed of rotation of the screw, as well as the calculation and recording of volume and mass flow rates of the multiphase flow of its density and driving directions.

Расчет искомых параметров многофазного потока выполняется в блоке математического моделирования (14) с использованием выбранной математической модели:The calculation of the desired parameters of the multiphase flow is performed in the mathematical modeling block (14) using the selected mathematical model:

Figure 00000001
Figure 00000001

где ρ - средняя плотность многофазного потока, Q - объемный расход многофазного потока, М - массовый расход многофазного потока, Np - скорость вращения винта в режиме измерения, P - вектор параметров многофазного потока, определяющий его физико-механические свойства: компрессионные, реологические, когезионные и адгезионные.where ρ is the average density of the multiphase flow, Q is the volumetric flow rate of the multiphase flow, M is the mass flow rate of the multiphase flow, Np is the rotational speed of the screw in the measurement mode, P is the vector of the parameters of the multiphase flow, which determines its physical and mechanical properties: compression, rheological, cohesive and adhesive.

Для расчета может быть использована простейшая линеаризованная форма моделей (1):For the calculation, the simplest linearized form of models can be used (1):

Figure 00000002
Figure 00000002

где k(Р) - расходный коэффициент, определяющий зависимость объемного расхода от вектора параметров многофазного потока (Р).where k (P) is the flow coefficient that determines the dependence of the volumetric flow rate on the vector of multiphase flow parameters (P).

Массовый расход и плотность многофазного потока рассчитываются аналогично (1). Выбор математической модели (1) или (2) зависит от состава, в том числе фракционного и физико-механических свойств многофазного потока, требуемой погрешности измерения расхода и технических возможностей блока математического моделирования при реализации модели и других элементов устройства.Mass flow rate and multiphase flow density are calculated similarly to (1). The choice of the mathematical model (1) or (2) depends on the composition, including the fractional and physico-mechanical properties of the multiphase flow, the required measurement error of the flow rate, and the technical capabilities of the mathematical modeling unit when implementing the model and other elements of the device.

Определяющим условием режима измерения является близость к нулю значения перепада давления на входе и выходе участка измерения и/или осевых усилий винта на опорные подшипники с учетом калибровочной характеристики расходомера.The determining condition of the measurement mode is the proximity to zero of the pressure drop at the inlet and outlet of the measuring section and / or the axial forces of the screw on the thrust bearings, taking into account the calibration characteristics of the flow meter.

Предлагаемое изобретение предоставляет возможность измерения расхода реверсируемого многофазного потока, уменьшает погрешность измерения, увеличивает метрологически обоснованный интервал измерения расхода транспортируемой среды без существенного увеличения погрешности на границах этого интервала, расширяет интервал применения устройства измерения по составу и физико-механическим свойствам многофазного потока, увеличивает чувствительность надежность и достоверность результатов измерения.The present invention provides the ability to measure the flow rate of reversible multiphase flow, reduces the measurement error, increases the metrologically justified measurement interval of the flow rate of the transported medium without significantly increasing the error at the boundaries of this interval, extends the range of application of the measuring device in terms of the composition and physicomechanical properties of the multiphase flow, increases the sensitivity, reliability and reliability of measurement results.

Предлагаемое устройство измерения расхода реверсируемого многофазного потока может быть использовано в различных отраслях промышленности, например: нефте- и горнодобывающей, металлургической, строительных материалов, химической, пищевой, сельскохозяйственной и других.The proposed device for measuring the flow rate of reversible multiphase flow can be used in various industries, for example: oil and mining, metallurgical, building materials, chemical, food, agricultural and others.

Claims (1)

Устройство измерения расхода многофазного потока, включающее одновинтовую машину, содержащую корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками и расположенный в корпусе вал с винтом, соединенный с приводом, винт является движителем для равномерного подвода дозированного количества механической энергии в многофазный поток и одновременно служит чувствительным элементом устройства измерения, причем внутренний контур регулирования скорости вращения винта для синхронизации с объемным расходом транспортируемой среды состоит из двигателя, тахометра и частотного преобразователя, а внешний задающий контур управления в составе датчика дифференциального давления, датчиков температуры, контроллера и блока математического моделирования используют для управления скоростью вращения винта, а также расчета объемного и массового расхода многофазного потока и его плотности, регистратор используют для хранения и выдачи по запросу измеренных и рассчитанных параметров многофазного потока, отличающееся тем, что с целью уменьшения погрешности, повышения чувствительности, надежности и достоверности измерения расхода, а также изменения направления вращения винта в зависимости от направления реверсируемого многофазного потока внешний задающий контур системы автоматического управления устройством дополняют любым датчиком осевых усилий винта на опорные подшипники. A device for measuring the flow of a multiphase flow, including a single-rotor machine, comprising a housing with loading and unloading nozzles and a shaft with a screw located in the housing and connected to the drive, the screw is a mover for uniformly supplying a dosed amount of mechanical energy to the multiphase flow and at the same time serves as a sensitive element of the measuring device, moreover, the internal circuit of the screw speed control for synchronization with the volumetric flow rate of the transported medium consists of an engine , a tachometer and a frequency converter, and an external control control loop consisting of a differential pressure sensor, temperature sensors, a controller and a mathematical modeling unit are used to control the rotational speed of the screw, as well as to calculate the volume and mass flow rate of the multiphase flow and its density, the recorder is used to store and issuance on request of measured and calculated parameters of a multiphase flow, characterized in that in order to reduce the error, increase sensitivity, reliability and measuring the flow rate and reliability, as well as changing the direction of rotation of the rotor depending on the direction of the reversible multiphase flow external drive automatic control loop complement any sensor device axial forces on the thrust bearings of the screw.
RU2014126616/28A 2014-07-01 2014-07-01 Device to measure flow rate of reversed multiphase flow RU2568146C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014126616/28A RU2568146C1 (en) 2014-07-01 2014-07-01 Device to measure flow rate of reversed multiphase flow

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014126616/28A RU2568146C1 (en) 2014-07-01 2014-07-01 Device to measure flow rate of reversed multiphase flow

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2568146C1 true RU2568146C1 (en) 2015-11-10

Family

ID=54537334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014126616/28A RU2568146C1 (en) 2014-07-01 2014-07-01 Device to measure flow rate of reversed multiphase flow

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2568146C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2406978C1 (en) * 2009-07-06 2010-12-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации агрохимического и материально-технического обеспечения сельского хозяйства Feeder-metering device of loose materials
RU2510489C2 (en) * 2012-06-19 2014-03-27 Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина" (ОАО "АПЗ") Method of simultaneous definition of flow rates of gas mix fluid and gas flow phases (versions)
RU2517764C1 (en) * 2012-10-17 2014-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева)" Method for measurement of multiphase flow rate and device to this end

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2406978C1 (en) * 2009-07-06 2010-12-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации агрохимического и материально-технического обеспечения сельского хозяйства Feeder-metering device of loose materials
RU2510489C2 (en) * 2012-06-19 2014-03-27 Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина" (ОАО "АПЗ") Method of simultaneous definition of flow rates of gas mix fluid and gas flow phases (versions)
RU2517764C1 (en) * 2012-10-17 2014-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева)" Method for measurement of multiphase flow rate and device to this end

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9494503B2 (en) Inline rheology/viscosity, density, and flow rate measurement
Gandhi et al. Performance characteristics of centrifugal slurry pumps
RU2517764C1 (en) Method for measurement of multiphase flow rate and device to this end
CN203877541U (en) Metering control device of powder material
CN103808370B (en) The solid flow detection means and application method of a kind of volume metering method
US20160332129A1 (en) Radial mode fluid process meter
RU2568146C1 (en) Device to measure flow rate of reversed multiphase flow
US8423303B2 (en) Method for real time measurement of mass flow rate of bulk solids
CN203882202U (en) A powder flow rate control system and a material flow meter
CA2868978C (en) Speed of sound and/or density measurement using acoustic impedance
US9593978B2 (en) Device and method for measuring mass flow rate of fluids
MX2020009483A (en) Flowmeter phase fraction and concentration measurement adjustment method and apparatus.
Noël et al. Viscometer using drag force measurements
CN1645068A (en) Dynamic metering device of powdery material
RU2650423C1 (en) Method for determining of the flow meter and dispenser weight readings
CN202614290U (en) Plate-type solid electronic flowmeter
CN201951981U (en) Automatic material-feeding measurement and control system
Marke et al. Cake resistance in rotational dynamic filtration: Determination and modeling
CN204301826U (en) A kind of belt balance weighing system
EP3025198B1 (en) To determine a quantity of a liquid in a chamber
RU2279641C2 (en) Method and device for measuring mass flow rate of gas-liquid mixture
El-Nahhas et al. Effect of particle size distribution on the hydraulic transport of settling slurries
Sørensen et al. Development of low-cost rotational rheometer
Taha et al. Compact screw conveyor for flow metering at a laboratory-scale flow loop
JPS5863630A (en) Granular powder quantitative supply apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180702