RU2680107C1 - Flow meter - Google Patents
Flow meter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680107C1 RU2680107C1 RU2018103453A RU2018103453A RU2680107C1 RU 2680107 C1 RU2680107 C1 RU 2680107C1 RU 2018103453 A RU2018103453 A RU 2018103453A RU 2018103453 A RU2018103453 A RU 2018103453A RU 2680107 C1 RU2680107 C1 RU 2680107C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- flow meter
- flow
- dividers
- welds
- Prior art date
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 5
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 17
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 31
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 235000012907 honey Nutrition 0.000 description 1
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- -1 petrochemical Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004092 self-diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
- G01F1/78—Direct mass flowmeters
- G01F1/80—Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
- G01F1/84—Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к усовершенствованному конструктивному исполнению кориолисова расходомера, т.е. расходомера, использующего эффект Кориолиса для измерения параметров потока жидкостей, газов. Заявляемый расходомер представляет собой первичный преобразователь вибрационный (ППВ) измеряемого параметра текучей среды, преимущественно, расхода текучей среды [далее по тексту: «расходомер (ППВ)» или «расходомер»] - жидкости или газа, транспортируемой по трубопроводу.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular, to an improved design of a Coriolis flowmeter, i.e. a flowmeter using the Coriolis effect to measure the flow parameters of liquids and gases. The inventive flow meter is a vibrational primary transducer (PPV) of the measured fluid parameter, mainly, the fluid flow rate [hereinafter: "flow meter (PPV)" or "flow meter"] - liquid or gas transported through the pipeline.
Заявляемый расходомер может использоваться, в частности, в составе счетчика-расходомера «ШТРАЙ-МАСС». The inventive flow meter can be used, in particular, as part of the counter-meter "STRAY-MASS".
Принцип кориолисовых расходомеров (счетчиков-расходомеров) состоит в обнаружении движения вибрирующей трубки, которая содержит текучую среду. Свойства, связанные с веществом в трубке, например массовый расход, плотность и т.п., можно определять путем обработки сигналов измерения, поступающих от датчиков движения, связанных с трубкой. Расходомер (ППВ) производит прямые измерения частоты и фазового смещения колебаний измерительных трубок и преобразует соответствующие значения расхода и/или плотности перекачиваемой среды в электрические сигналы.The principle of Coriolis flowmeters (flow meters) is to detect the movement of a vibrating tube that contains a fluid. Properties associated with the substance in the tube, such as mass flow rate, density, etc., can be determined by processing measurement signals from motion sensors associated with the tube. The flow meter (PPV) makes direct measurements of the frequency and phase shift of the oscillations of the measuring tubes and converts the corresponding values of the flow rate and / or density of the pumped medium into electrical signals.
Из патентной литературы известны расходомеры US №№ 4109524, 4491025, 5796011, RU №№ 2219502, 2222782, 2358242, 2522130, 2533332, 2571174, 2581428. From the patent literature known flowmeters US No. 4109524, 4491025, 5796011, RU No. 2219502, 2222782, 2358242, 2522130, 2533332, 2571174, 2581428.
Известные кориолисовы расходомеры, как правило, включают в себя одну или несколько трубок, которые установлены последовательно в трубопроводе или другой транспортной системе, которая переносит текучую среду, например жидкости, газы, суспензии и пр., в системе. Предполагается, что каждая трубка имеет набор собственных типов колебаний, включая, например, простые изгибные, торсионные, радиальные и связанные типы. Применительно к обычному измерению массового расхода по принципу Кориолиса в трубке возбуждаются колебания, когда вещество течет по трубке, и движение трубки измеряется в точках, разнесенных по трубке. Возбуждение вибросистемы обычно обеспечивается активатором, например электромеханическим приводом, который действует на трубки с периодически изменяющейся силой. Массовый расход можно определять путем измерения задержки по времени или разности фаз между движениями в местах размещения датчиков-преобразователей. Два таких датчика-преобразователя (или датчика) обычно применяются для измерения колебательного отклика измерительной трубки или трубок и обычно располагаются в положениях до и после активатора. Два датчика-преобразователя и привод подключены к электронному блоку-преобразователю кабельной линией. Блок-преобразователь принимает сигналы от двух датчиков и обрабатывает сигналы для получения измерения массового расхода.Known Coriolis flowmeters typically include one or more tubes that are installed in series in a pipeline or other transport system that carries fluid, such as liquids, gases, suspensions, etc., into the system. It is assumed that each tube has a set of its own types of vibrations, including, for example, simple bending, torsion, radial and related types. For a conventional Coriolis mass flow measurement, vibrations are excited in the tube when the substance flows through the tube, and the movement of the tube is measured at points spaced along the tube. Excitation of a vibratory system is usually provided by an activator, for example an electromechanical drive, which acts on tubes with a periodically changing force. Mass flow can be determined by measuring the delay in time or the phase difference between the movements at the locations of the transducers. Two such transducer sensors (or sensors) are usually used to measure the vibrational response of the measuring tube or tubes and are usually located in the positions before and after the activator. Two transducer sensors and a drive are connected to the electronic transducer block by a cable line. The transducer block receives signals from two sensors and processes the signals to obtain a mass flow measurement.
Наиболее близким к заявляемому является расходомер, действующий с использованием эффекта Кориолиса, содержащий взрывозащитную наружную оболочку (кожух), корпус в виде продольной трубы, заглушенной по концам входным и выходным рассекателями потока перекачиваемой среды, из которых входной рассекатель имеет патрубок для соединения с входной гидролинией перекачиваемой среды и два канала, соединенных с двумя параллельно установленными U-образными трубками вибросистемы, подключенными к двум каналам выходного рассекателя, имеющего с другой стороны патрубок для соединения с выходной гидролинией перекачиваемой среды, при этом к U-образным трубкам в средней их части закреплен привод возбуждения, подключенный к средствам подачи электропитания, а с каждой стороны от привода закреплен индукционный датчик-преобразователь, подключенный к средствам обработки сигналов, принимаемых с датчиков-преобразователей. Closest to the claimed one is a flow meter operating using the Coriolis effect, containing an explosion-proof outer shell (casing), a body in the form of a longitudinal pipe, muffled at the ends of the inlet and outlet flow dividers of the pumped medium, of which the inlet divider has a pipe for connection with the pumped input hydraulic line medium and two channels connected to two parallel-mounted U-shaped tubes of the vibro-system, connected to two channels of the output divider, having it is on the other hand a pipe for connecting to the output fluid line of the pumped medium, while in the middle part of the U-shaped tubes there is a drive for the excitation connected to the power supply, and on each side of the drive there is an induction transducer connected to the processing means signals received from transducers.
В процессе работы устройства кожух (наружная оболочка) изделия может входить в резонанс при частоте, которая по существу равна частоте требуемого режима колебаний U-образных трубок. По этому желательно изменить частоту резонансных колебаний кожуха для того, чтобы предотвратить неправильные показания колебаний U-образных трубок. Одно из решений состоит в прикреплении к трубками скрепляющих пластин и/или массы к по существу плоскому участку кожуха (RU 2237869, прототип) During operation of the device, the casing (outer shell) of the product may resonate at a frequency that is substantially equal to the frequency of the desired vibration mode of the U-shaped tubes. Therefore, it is desirable to change the frequency of the resonant vibrations of the casing in order to prevent incorrect readings of the vibrations of the U-shaped tubes. One solution is to attach the fastening plates and / or mass to the tubes to a substantially flat portion of the casing (RU 2237869, prototype)
Конструкции известных расходомеров (ППВ) в части разделения рассекателями измеряемого потока на две приблизительно равные части и поворота этих частей имеют сложную технологически конструкцию и допускают наличие погрешностей измерений. The constructions of known flowmeters (PPV) in terms of separation by dividers of the measured flow into two approximately equal parts and the rotation of these parts have a complex technological design and allow for measurement errors.
Входной и выходной монолитные рассекатели потока в известных устройствах не позволяют осуществлять эффективный контроль и достаточно точное равенство размеров каналов, и, как правило, изготавливаются методом литья, что существенно усложняет технологию и увеличивает трудоемкость изготовления в части использования специализированного литейного производства, тем более, что требуется не обычное машиностроительное литье, а технологически сложное и дорогостоящее точное литье. Inlet and outlet monolithic flow dividers in known devices do not allow for effective control and fairly accurate equality of channel sizes, and, as a rule, are made by casting, which significantly complicates the technology and increases the complexity of manufacturing in terms of using specialized foundry production, especially since it requires not conventional engineering casting, but technologically sophisticated and costly precision casting.
Неизбежно, имеет место отсутствие или, по меньшей мере, усложнение объективного инструментального контроля таких литых изделий в части скрытых действительных характеристик проточной части: чистоты и формы внутренней поверхности, отсутствия на ней производственных и случайных загрязнений, сколов в местах сопряжений, поворотов и изменения диаметров внутренних каналов, а также в части обеспечения равенства диаметров параллельных каналов и, следовательно, баланса массовых расходов параллельных потоков перекачиваемой среды в трубках вибросистемы.Inevitably, there is a lack or at least a complication of objective instrumental control of such molded products in terms of hidden real characteristics of the flow part: the cleanliness and shape of the inner surface, the absence of industrial and accidental contaminants on it, chips in the joints, rotations and changes in inner diameters channels, as well as to ensure the equality of diameters of parallel channels and, therefore, the balance of mass flow rates of parallel flows of the pumped medium in the tubes of the vibration system.
Различие диаметров каналов и, следовательно, разное их сопротивление не позволяет обеспечить равенство скоростей (обратно пропорциональны квадрату диаметра) и массовых расходов текучей среды в обеих параллельных трубках, находящихся под воздействием силы Кориолиса. Такое несбалансированное разделение и протекание потоков в трубках снижает точность измерений кориолисова расходомера.The difference in the diameters of the channels and, consequently, their different resistance does not allow the equality of velocities (inversely proportional to the square of the diameter) and mass flow rates of the fluid in both parallel tubes under the influence of the Coriolis force. This unbalanced separation and flow in the tubes reduces the accuracy of the Coriolis flowmeter.
Кроме того, дополнительные погрешности измерений вызываются следующим. Наружная оболочка расходомера крепится, как правило, только с противоположных сторон у концов трубок или к рассекателям, воздействует на режимы колебаний трубок в зоне установки датчиков-преобразователей с внесением погрешностей измерения. In addition, additional measurement errors are caused by the following. The outer shell of the flowmeter is fastened, as a rule, only from opposite sides at the ends of the tubes or to dividers, acts on the modes of vibration of the tubes in the installation zone of the transducers with the introduction of measurement errors.
Одновременно усложняется трассировка и может нарушаться баланс электрических характеристик (сопротивлений и др.) электрических кабелей.At the same time, the routing is complicated and the balance of electrical characteristics (resistances, etc.) of electric cables may be disturbed.
В результате усложнена настройка вибросистемы при изготовлении расходомера и вводе его в эксплуатацию, при этом необходимая компенсация возникающих погрешностей измерений требует наличия специального измерительного инструмента и высокой квалификации персонала, достаточно трудоемка и может производиться недостоверно, а также требует соответствующего усложнения средств формирования сигналов на привод возбуждения и обработки сигналов, получаемых с датчиков–преобразователей.As a result, the vibration system is complicated to set up during the manufacture of the flowmeter and put it into operation, while the necessary compensation for the arising measurement errors requires a special measuring tool and highly qualified personnel, it is rather laborious and can be performed unreliably, and it also requires a corresponding complication of the means of generating signals for the excitation drive and processing signals received from transducers.
В связи с этим в известных технических решениях не обеспечиваются достаточная точность и надежность измерений и обработки результатов измерений, а также усложнена технология изготовления и настройки расходомера.In this regard, in the known technical solutions, sufficient accuracy and reliability of measurements and processing of measurement results are not provided, and the manufacturing and tuning technology of the flow meter is complicated.
Техническая проблема, разрешение которой положено в основу изобретения, состоит в создании эффективного расходомера (ППВ), а также расширении арсенала кориолисовых расходомеров.The technical problem, the solution of which is the basis of the invention, is to create an effective flow meter (PPV), as well as expanding the arsenal of Coriolis flow meters.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в упрощении конструкции, повышении точности и надежности настройки расходомера (ППВ) и выполняемых с его помощью измерений, преимущественно, за счет обеспечения баланса массовых расходов потоков перекачиваемой среды в трубках вибросистемы и снижения погрешностей, вносимых ограждающей конструкцией (наружной оболочкой), а также в снижении трудоемкости изготовления расходомера и его настройки при вводе в эксплуатацию.The technical result, which provides a solution to the problem, consists in simplifying the design, improving the accuracy and reliability of the flowmeter (PPV) settings and measurements performed with it, mainly by balancing the mass flow rates of the pumped medium flows in the tubes of the vibrating system and reducing errors introduced by the enclosing structure (outer shell), as well as reducing the complexity of manufacturing a flowmeter and its settings during commissioning.
Входной и выходной рассекатели потока собираются с помощью сварки из деталей, полученных механической обработкой, что существенно упрощает технологию и уменьшает трудоемкость изготовления деталей и конструкции расходомера в целом. В связи с этим имеет место упрощение и повышение точности производственного контроля качества изготовления рассекателей, причем исключено наличие мало доступных для инструментального контроля дефектов в местах сопряжений, поворотов и разброса диаметров внутренних каналов (в рамках полей их допусков), соединяемых с трубками вибросистемы, а также метрологического контроля геометрической формы параллельных каналов рассекателя влияющей на обеспечение баланса массовых расходов потоков перекачиваемой среды в трубках вибросистемы. Контроль качества изготовления и измерения размеров могут производиться, преимущественно, с использованием стандартного измерительного инструмента.The input and output flow dividers are assembled by welding from parts obtained by machining, which greatly simplifies the technology and reduces the complexity of manufacturing parts and the design of the flowmeter as a whole. In this regard, there is a simplification and increase in the accuracy of production control of the quality of manufacture of the dividers, and the presence of defects that are not readily accessible for instrumental control at the points of mating, turning and scatter of the diameters of the internal channels (within the tolerance fields) connected to the vibrating system tubes, as well as metrological control of the geometric shape of the parallel channels of the divider affecting the balance of the mass flow rates of the flows of the pumped medium in the tubes of vibrosystems s. Quality control of manufacturing and measurement of dimensions can be carried out mainly using a standard measuring tool.
При этом за счет простого и безошибочного контроля геометрии втулок рассекателей и их штуцеров, обеспечена возможность селективной попарной подборки штуцеров по внутреннему диаметру и, при необходимости, по его геометрической форме, для каждого рассекателя.At the same time, due to the simple and error-free control of the geometry of the bushings of the dividers and their fittings, the possibility of selective pairwise selection of fittings by the inner diameter and, if necessary, by its geometric shape for each divider is provided.
При исполнении рассекателей, предусмотренном настоящим изобретением, на них дополнительно формируются внешние поверхности, обеспечивающие замкнутую силовую схему крепления наружной оболочки расходомера всеми ее стенками. Это влечет за собой снижение амплитуды колебаний оболочки и, тем самым, минимизация погрешностей измерения параметров колебаний вибросистемы и потока текучей среды. Одновременно существенно улучшаются взрывозащитные качества оболочки, т.е. прочность, устойчивость к трещинообразованию и разгерметизации. When executing the dividers provided by the present invention, external surfaces are additionally formed on them, providing a closed power circuit for fastening the outer shell of the flowmeter with all its walls. This entails a decrease in the amplitude of the vibrations of the shell and, thereby, minimizing the measurement errors of the vibration parameters of the vibratory system and the fluid flow. At the same time, the explosion-proof properties of the casing, i.e. strength, resistance to cracking and depressurization.
Благодаря созданной в заявляемой конструкции возможности использования внутреннего пространства корпуса упрощается трассировка электрических кабелей и обеспечивается баланс электрических характеристик (сопротивлений и др.) кабелей, с соответствующим снижением помех. Достижение указанных преимуществ конструктивно-силовой схемы заявляемого изделия может быть еще более эффективным в его исполнении с дополнительным соединением продольных стенок оболочки стяжкой в виде отрезка трубы. Due to the possibility of using the internal space of the case created in the claimed design, the tracing of electric cables is simplified and the balance of the electrical characteristics (resistances, etc.) of the cables is ensured, with a corresponding reduction in interference. Achieving these advantages of the structural-power scheme of the claimed product can be even more effective in its implementation with the additional connection of the longitudinal walls of the shell with a screed in the form of a pipe segment.
Сущность изобретения заключается в том, что расходомер (ППВ) содержит взрывозащитную наружную оболочку, корпус в виде продольной трубы, заглушенной по концам входным и выходным рассекателями потока перекачиваемой среды, из которых входной рассекатель имеет патрубок для соединения с входной гидролинией перекачиваемой среды и два канала, соединенных с двумя параллельно установленными U-образными трубками вибросистемы, подключенными к двум каналам выходного рассекателя, имеющего с другой стороны патрубок для соединения с выходной гидролинией перекачиваемой среды, при этом к U-образным трубкам в средней их части закреплен привод возбуждения, подключенный к средствам подачи электропитания, а с каждой стороны от привода закреплен индукционный датчик-преобразователь, подключенный к средствам обработки сигналов, принимаемых с датчиков-преобразователей, причем входной и выходной рассекатели потока выполнены в виде полых втулок с заглушенными торцами, закрепленных по концам трубы корпуса поперечно ее продольной оси, каждая из втулок с одной стороны боковой поверхности герметично закреплена на конце трубы корпуса, а со стороны боковой поверхности, диаметрально противоположной указанной трубе, выполнена с отверстием для соединения с одним из патрубков, при этом для соединения каждого рассекателя с U-образными трубками вибросистемы каждая его втулка снабжена двумя штуцерами, герметично смонтированными на ее боковой поверхности между трубой корпуса и патрубком.The essence of the invention lies in the fact that the flow meter (PPV) contains an explosion-proof outer shell, a casing in the form of a longitudinal pipe, muffled at the ends of the inlet and outlet flow dividers of the pumped medium, of which the inlet divider has a pipe for connecting to the input hydraulic line of the pumped medium and two channels, connected to two parallel-mounted U-shaped tubes of the vibro-system, connected to two channels of the output divider, having, on the other hand, a pipe for connecting to the output fluid line of the pumped medium, while in the middle part of the U-tubes there is fixed an excitation drive connected to the power supply means, and on each side of the drive there is an induction sensor transducer connected to the signal processing means received from the transducer sensors, moreover, the inlet and outlet flow dividers are made in the form of hollow bushings with plugged ends fixed at the ends of the pipe of the housing transverse to its longitudinal axis, each of the bushings on one side the lateral surface is hermetically fixed at the end of the housing pipe, and on the side of the side surface diametrically opposite to the specified pipe, it is made with an opening for connection to one of the nozzles, while for connecting each divider with U-shaped tubes of the vibro system, each sleeve is equipped with two fittings, hermetically mounted on its side surface between the pipe of the housing and the pipe.
Предпочтительно, втулки рассекателей герметично соединены с трубой корпуса и патрубками сварными швами, торцы втулок заглушены пластинами, а штуцеры каждого рассекателя смонтированы на боковой поверхности его втулки с помощью сварных швов в отверстиях, выполненных в боковой поверхности этой втулкиPreferably, the bushings of the dividers are hermetically connected to the pipe of the housing and the nozzles by welds, the ends of the bushings are blanked by plates, and the fittings of each divider are mounted on the side surface of its sleeve using welds in the holes made in the side surface of this sleeve
Предпочтительно, каждый рассекатель выполнен с двумя штуцерами, выбранными из условия минимального различия диаметров их каналов в поле допуска.Preferably, each divider is made with two fittings selected from the condition of minimum differences in the diameters of their channels in the tolerance field.
Предпочтительно, канал каждого из штуцеров выполнен с участком, плавно расширяющимся по направлению внутрь втулки, и с кольцевой проточкой со стороны соединения с концом U-образной трубки вибросистемы. Preferably, the channel of each of the fittings is made with a section that gradually expands towards the inside of the sleeve, and with an annular groove on the connection side with the end of the U-shaped tube of the vibro-system.
Предпочтительно, продольная труба корпуса выполнена со сквозным диаметральным отверстием, расположенным симметрично относительно входного и выходного рассекателей потока, с возможностью прокладывания кабелей наружного подключения к средствам подачи электропитания и к средствам обработки сигналов, принимаемых с датчиков-преобразователей. Preferably, the longitudinal pipe of the housing is made with a through diameter hole located symmetrically with respect to the inlet and outlet flow dividers, with the possibility of laying cables of external connection to the power supply means and to the signal processing means received from the transducer sensors.
Предпочтительно, привод и датчики-преобразователи снабжены направляющими, закрепленными на U-образных трубках вибросистемы технологическими операциями из группы: сварка, пайка.Preferably, the drive and the transducers are equipped with guides mounted on U-shaped tubes of the vibro-system with technological operations from the group: welding, soldering.
Предпочтительно, взрывозащитная наружная оболочка выполнена с крышкой и донышком, связанными продольными и боковыми стенками, при этом в боковых стенках выполнены отверстия для их установки на патрубки с помощью сварных швов, а в продольных стенках выполнены отверстия для их установки с помощью сварных швов на заглушенные торцы втулок рассекателей, при этом продольные стенки жестко соединены между собой стяжкой в виде отрезка трубы, установленной с помощью сварных швов симметрично между U-образными трубками вибросистемы.Preferably, the explosion-proof outer shell is made with a lid and a bottom connected by longitudinal and side walls, while holes are made in the side walls for mounting them on the pipes using welds, and holes are made in the longitudinal walls for mounting them on the plugged ends using welds divider sleeves, while the longitudinal walls are rigidly interconnected by a coupler in the form of a pipe segment installed symmetrically between the U-shaped tubes of the vibration system using welds.
Предпочтительно, донышко взрывозащитной наружной оболочки выполнено со сквозным отверстием, в котором симметрично относительно входного и выходного рассекателей потока установлена с помощью сварного шва бобышка со сквозным каналом для прокладывания кабелей наружного подключения к средствам подачи электропитания и к средствам обработки сигналов, принимаемых с датчиков-преобразователейPreferably, the bottom of the explosion-proof outer shell is made with a through hole in which the boss is installed symmetrically with respect to the inlet and outlet flow dividers using a weld seam with a through channel for laying cables of external connection to the power supply means and to the signal processing means received from the transducer sensors
Предпочтительно, взрывозащитная наружная оболочка выполнена в форме прямоугольного параллелепипеда с крышкой и донышком, связанными продольными и боковыми стенками из соединенных герметичными сварными швами пластин нержавеющего материала. Preferably, the explosion-proof outer shell is made in the form of a rectangular parallelepiped with a lid and a bottom connected by longitudinal and side walls of stainless steel plates connected by hermetic welds.
На чертеже фиг.1 изображен расходомер (ППВ) - внешний вид в аксонометрической проекции; на фиг.2 – расходомер, вид спереди; на фиг.3 – вид слева по фиг.2; на фиг.4 - вид А-А по фиг.1; на фиг.5 - вид Б-Б по фиг.1; на фиг.6 – вид В по фиг.4; на фиг.7 – вид Г-Г по фиг.1; на фиг.8 – вид Д-Д по фиг.1; на фиг. 9 – вид Е-Е по фиг.1; на фиг. 10 – вид Ж по фиг.5; на фиг.11 – корпус расходомера в аксонометрической проекции; на фиг.12 – корпус, вид спереди; на фиг.13- вид сверху по фиг.12; на фиг.14 – вид А-А по фиг.12; на фиг.15 – вид Б-Б по фиг.13; на фиг.16 - вид В-В по фиг.12; на фиг.17 - вид Г по фиг.16; на фиг.18 – заготовка корпуса расходомера в аксонометрической проекции до монтажа штуцеров и патрубков; на фиг.19 – вид спереди заготовки корпуса; на фиг.20 – вид сверху по фиг.19; на фиг 21 - вид А-А по фиг.19; на фиг.22 - вид Б-Б по фиг.19; на фиг.23 - вид В-В по фиг.20; на фиг.24 - вид Г по фиг.22; на фиг.25 – вид Д-Д по фиг. 20.The drawing of figure 1 shows a flow meter (PPV) - external view in axonometric projection; figure 2 is a flow meter, front view; figure 3 is a left view of figure 2; figure 4 is a view aa of figure 1; figure 5 is a view of BB in figure 1; figure 6 is a view In figure 4; in Fig.7 is a view of GG in Fig.1; in Fig.8 is a view of DD in Fig.1; in FIG. 9 is a view of EE of FIG. 1; in FIG. 10 is a view G of FIG. 5; figure 11 - flowmeter housing in a perspective view; on Fig - case, front view; Fig.13 is a top view of Fig.12; on Fig - view aa of Fig; on Fig - view BB in Fig; in Fig.16 is a view BB in Fig.12; in Fig.17 is a view of G in Fig.16; on Fig - blank housing of the flowmeter in axonometric projection before mounting the fittings and nozzles; on Fig - front view of the workpiece body; in Fig.20 is a top view of Fig.19; in Fig.21 is a view aa in Fig.19; in Fig.22 is a view bB in Fig.19; Fig.23 is a view BB of Fig.20; in Fig.24 is a view of G in Fig.22; on Fig - view DD according to fig. twenty.
Расходомер (ППВ), представляющий собой измерительное устройство счетчика-расходомера «ШТРАЙ-МАСС», содержит взрывозащитную наружную оболочку, корпус в виде продольной трубы 1, заглушенной по концам входным и выходным рассекателями потока перекачиваемой среды, из которых входной рассекатель имеет патрубок 2 для соединения фланцем 3 с входной гидролинией перекачиваемой среды и два канала, соединенных с двумя параллельно установленными U-образными трубками 4,5 вибросистемы, подключенными к двум каналам выходного рассекателя, имеющего с другой стороны патрубок 6 для соединения фланцем 7 с выходной гидролинией перекачиваемой среды. К U-образным трубкам 4,5 в средней их части закреплен привод 8 возбуждения, подключенный к средствам подачи электропитания, Привод 8 включает закрепленные соосно на разных U-образных трубках 4,5 постоянный магнит и катушку индуктивности (не изображены), подключенную к средствам электропитания и формирования сигналов электронного блока преобразователя (ЭБП) (не изображен) на указанную катушку привода.The flowmeter (PPV), which is a measuring device of the STRAY-MASS flowmeter, contains an explosion-proof outer shell, a casing in the form of a
С каждой стороны от привода 8 к U-образным трубкам 4,5 закреплен считывающий индукционный датчик-преобразователь 9, подключенный к средствам обработки сигналов, принимаемых с датчиков-преобразователей 9. Каждый датчик-преобразователь 9 включает закрепленные на разных U-образных трубках 4,5 постоянный магнит и катушку индуктивности (не изображены), подключенную к средствам обработки сигналов электронного блока преобразователя (ЭБП), принимаемых ими с катушек индукционных датчиков-преобразователей 9. On each side of the
Патрубки 2,6 и фланцы 3,7 установлены, предпочтительно, вдоль одной геометрической оси, совпадающей с геометрической осью трубы 1, т.е. соосно трубе 1.The nozzles 2.6 and the flanges 3.7 are mounted, preferably, along one geometric axis, coinciding with the geometric axis of the
Входной и выходной рассекатели потока выполнены в виде полых кольцевых (цилиндрических или иных) втулок 10,11 с торцами, заглушенными пластинами 12, которые приварены герметичными сварными швами по периметру. Втулки 10,11 рассекателей закреплены по концам трубы 1 корпуса поперечно (например, перпендикулярно) ее продольной геометрической оси. Каждая из этих втулок 10,11 с одной стороны своей боковой поверхности герметично закреплена сварным швом на конце трубы 1 корпуса, а со стороны своей боковой поверхности, диаметрально противоположной указанной трубе 1, выполнена с отверстием для соединения герметичным сварным швом с одним из патрубков 2 (или 6). Для соединения каждого рассекателя с U-образными трубками 4,5 вибросистемы каждая его втулка 10 и 11 снабжена двумя штуцерами 13,14. Штуцеры 13,14 каждого рассекателя смонтированы на боковой поверхности его втулки 10,11 с помощью герметичных сварных швов в отверстиях 15, выполненных в боковой поверхности каждой цилиндрической втулки 10, 11 между зонами соединения с трубой 1 корпуса и с патрубком 2 или 6.The inlet and outlet flow dividers are made in the form of hollow annular (cylindrical or other) bushings 10.11 with ends butt plugged by
Внутренние каналы штуцеров 13,14 могут изготавливаться, например, с допуском по диаметру 20 мкм (±10 мкм). Для сборки каждого из рассекателей в партии штуцеров 13,14 могут быть селективно подобраны пары с отклонением по диаметру, например, 4 мкм (±2 мкм) в паре. Таким образом, без ужесточения допусков на изготовление и механическую обработку штуцеров 13,14 обычным измерением диаметров их каналов обеспечивается существенное уменьшение различия диаметров каналов пары штуцеров 13,14 в каждом рассекателе. Таким образом, пары штуцеров 13,14 каждого рассекателя выбраны из условия минимального различия диаметров их каналов.The internal channels of the
Внутренний канал каждого из штуцеров 13,14 выполнен с участком (например, коническим), плавно расширяющимся по направлению внутрь втулки, и с кольцевой проточкой со стороны соединения с концом U-образной трубки 4 или 5 вибросистемы.The inner channel of each of the
Продольная труба 1 корпуса выполнена со сквозным диаметральным отверстием 16, расположенным симметрично относительно входного и выходного рассекателей потока, с возможностью прокладывания через ее внутренний объем и отверстие 16 кабелей подключения внешнего электронного блока преобразователя к средствам подачи электропитания к приводу 8 и к датчикам-преобразователям 9. The
Привод 8 и датчики-преобразователи 9 снабжены обеспечивающими соосность их катушек индуктивности и постоянных магнитов направляющими, закрепленными на U-образных трубках 4,5 вибросистемы технологическими операциями из группы: сварка, пайка.The
Взрывозащитная наружная оболочка (идентично – наружный кожух) образована крышкой 17 и донышком 18, связанными продольными стенками 19,20 и боковыми стенками 21,22. В боковых стенках 21,22 выполнены отверстия для их установки на патрубки 2,6 с помощью герметичных сварных швов, а в продольных стенках 19,20 выполнены отверстия для их установки с помощью герметичных сварных швов на заглушенные пластинами 12 торцы всех втулок 10,11 рассекателей, при этом продольные стенки 19,20 жестко соединены между собой стяжкой 23, например, в виде отрезка трубы, установленной с помощью герметичных сварных швов симметрично в пространстве между U-образными трубками 4,5 вибросистемы.The explosion-proof outer shell (identically the outer casing) is formed by a
Донышко 18 взрывозащитной наружной оболочки выполнено со сквозным отверстием, в котором симметрично относительно втулок 10,11 входного и выходного рассекателей потока установлена с помощью герметичного сварного шва проходная бобышка 24 со сквозным каналом для герметичного прокладывания (с уплотнением) кабелей наружного подключения к средствам подачи электропитания на привод 8 и к средствам обработки сигналов, принимаемых с датчиков-преобразователей 9, внешнего электронного блока преобразователя.The bottom 18 of the explosion-proof outer shell is made with a through hole in which a
Взрывозащитная наружная оболочка выполнена в форме прямоугольного параллелепипеда с крышкой 17 и донышком 18, связанными продольными и боковыми стенками 19-22 из соединенных герметичными сварными швами пластин нержавеющего материала. The explosion-proof outer shell is made in the form of a rectangular parallelepiped with a
Сварные швы обозначены на чертежах согласно ГОСТ 14771-76.Welds are indicated on the drawings according to GOST 14771-76.
Конструктивно счетчик-расходомер «ШТРАЙ-МАСС» построен по блочному принципу и включает в себя базовый комплект – первичный вибрационный преобразователь ППВ (расходомер) и наружный (вне взрывозащитной наружной оболочки расходомера) легко сменный электронный блок-преобразователь (не изображен). Электронный блок-преобразователь (ЭБП) в свою очередь включает средства подачи электропитания и средства обработки сигналов, принимаемых с датчиков-преобразователей, а также средства отображения информации - дисплей (монитор) и, при необходимости, клавиатуру.Structurally, the counter-meter "STRAY-MASS" is built on a block basis and includes a basic set - a primary vibration transmitter PPV (flow meter) and an external (outside the explosion-proof outer shell of the flow meter) easily replaceable electronic block converter (not shown). The electronic block converter (EBP), in turn, includes means for supplying power and means for processing signals received from the sensor converters, as well as means for displaying information - a display (monitor) and, if necessary, a keyboard.
Прокладывание кабелей наружного подключения к средствам подачи электропитания на привод 8 возбуждения и к средствам обработки сигналов, принимаемых с датчиков-преобразователей 9, осуществляется через внутренний объем продольной трубы 1 корпуса, сквозное отверстие 16 трубы 1, а далее – наружу через сквозной уплотныемый канал бобышки 24 в донышке 18 взрывозащитной наружной оболочки.Laying cables of external connection to the means of supplying power to the
Расходомер (ППВ) в составе счетчика-расходомера «ШТРАЙ-МАСС» работает следующим образомThe flow meter (PPV) as part of the meter-meter "STRAY-MASS" works as follows
Расходомер (ППВ) используется для измерения параметров потока бензина, сжиженного газа, керосина, дизельного топлива, нефти, нефти с водой, мазута, других жидкостей и агрессивных сред при рабочем давлении и рабочей температуре на предприятиях химической, нефтехимической, нефтяной, пищевой, фармацевтической, других отраслях промышленности и объектах коммунального хозяйства.A flow meter (PPV) is used to measure the flow parameters of gasoline, liquefied gas, kerosene, diesel fuel, oil, oil with water, fuel oil, other liquids and aggressive media at operating pressure and operating temperature at chemical, petrochemical, oil, food, pharmaceutical enterprises, other industries and utilities.
Расходомер (ППВ) может устанавливаться фланцами 3,7 на горизонтальном, вертикальном или наклонном участках трубопровода. При этом оптимальным является монтаж на горизонтальном участке. При горизонтальной установке рекомендуется установка расходомера U-образных трубками 4,5 вниз для полного их заполнения и исключения скапливания газа. При вертикальной установке необходимо обеспечить восходящий поток жидкости.The flow meter (PPV) can be installed with 3.7 flanges on horizontal, vertical or inclined sections of the pipeline. At the same time, installation on a horizontal section is optimal. For horizontal installation, it is recommended that the U-shaped flowmeter be installed with 4.5 downward tubes to completely fill them and to prevent gas accumulation. With vertical installation, it is necessary to provide an upward flow of fluid.
Расходомер (ППВ) не требует обеспечения прямых участков до и после места установки, а также установки дополнительных устройств, выравнивающих профиль потока (струевыпрямителей и пр.).The flow meter (PPV) does not require direct sections before and after the installation site, as well as the installation of additional devices that align the flow profile (flow straighteners, etc.).
Счетчик-расходомер ШТРАЙ-МАСС используют в различных технологических процессах для автоматического контроля и учета массового количества (потока) жидких или газообразных продуктов, транспортируемых по трубопроводу, с вязкостью от 0,6 до 4600 мм2/с, плотностью от 0,5 до 1,9 г/см3, температурой от минус 60 до плюс 350°С, при давлении от 0,1 до 25,0 МПа (от 1 до 250 кгс/см2) в диапазоне расхода от 0,01 до 200 т/ч.The STRAY-MASS flowmeter is used in various technological processes for automatic control and accounting of the mass quantity (flow) of liquid or gaseous products transported through the pipeline, with a viscosity of 0.6 to 4600 mm 2 / s, density from 0.5 to 1 , 9 g / cm 3 , temperature from minus 60 to plus 350 ° С, at a pressure from 0.1 to 25.0 MPa (from 1 to 250 kgf / cm 2 ) in the flow range from 0.01 to 200 t / h .
Ближайшие источники электромагнитных колебаний должны находиться не ближе 5 м от расходомера (ППВ).The nearest sources of electromagnetic waves should be no closer than 5 m from the flow meter (PPV).
В процессе работы расходомер (ППВ) преобразует возникающие при движении текучей среды колебания и температуру измерительных трубок 4,5 в электрические сигналы и передает их в ЭБП. Электронный блок преобразователя (ЭБП) пересчитывает величину фазового сдвига и частоты колебаний измерительных трубок и конвертирует полученную от расходомера информацию в цифровой сигнал и в стандартные выходные сигналы. ЭБП совместно с расходомером (ППВ) образует базовый комплект счётчика.During operation, the flow meter (PPV) converts the vibrations and temperature of the measuring tubes 4.5 that occur during the movement of the fluid into electrical signals and transmits them to the electronic computer. The electronic unit of the converter (EBP) recalculates the magnitude of the phase shift and the oscillation frequency of the measuring tubes and converts the information received from the flowmeter into a digital signal and into standard output signals. EBP together with a flowmeter (PPV) forms a basic set of the counter.
После подачи напряжения питания на привод 8 и подключения цепей датчиков-преобразователей 9 электронный блок преобразователя (ЭБП) производит самодиагностику расходомера (ППВ) и счетчика-расходомера в целом и, в случае ее успешного завершения, расходомер (ППВ) начинает измерять массу (или объем) жидкости, генерировать выходные сигналы и отображать измеренные значения на дисплее. After applying the supply voltage to the
Поток текучей среды поступает из входного трубопровода в патрубок 2 рассекателя во втулки 10,11, где разделяется в них по штуцерам 13,14 на равные части, протекающие через U-образные трубки 4,5. Поток текучей среды поступает через такой же другой рассекатель в выходной трубопровод. При этом текучая среда, поступающая в расходомер (ППВ), разделяется на две практически равные части, протекающие через U-образные трубки 4,5 благодаря обеспеченному равенству каналов штуцеров 13,14. За счет движения в U-образных трубках 4,5 потоков текучей среды с определенной массой, формируется Кориолисова сила (одна из сил инерции, воздействующая при движении относительно вращающейся системы отсчёта.), которая сопротивляется колебаниям U-образных трубок 4,5 вибросистемы.The fluid stream flows from the inlet pipe into the
Процедура измерения основана на изменениях фаз механических колебаний U-образных трубок 4,5, по которым движется текучая среда. Привод 8 создает непрерывно колебания U-образных трубок 4,5. Как только жидкость начинает перемещаться по U-образным трубкам 4,5 на имеющуюся вибрацию, возбуждаемую приводом, накладываются дополнительные колебания в результате инерции текучей среды (жидкости). При этом текучей среде, проходящей через трубки 4 и 5, придается вертикальная составляющая движения вибрирующей трубки. Поступательное движение текучей среды при движении каждой U-образной трубки 4 и 5 приводит к возникновению кориолисового ускорения, которое, в свою очередь, приводит к появлению кориолисовой силы. Эта сила направлена против движения трубки 4 и 5, приданного ей задающей приводом 8. Когда U-образная трубка 4 или 5 движется вверх во время первой половины ее собственного цикла колебаний, то для жидкости, поступающей внутрь (втекающей в трубку), создается сопротивление движению вверх, в результате сила Кориолиса направлена на трубку 4 или 5 вниз. The measurement procedure is based on phase changes in the mechanical vibrations of the
Как только жидкость проходит изгиб трубки 4 или 5, поглотив вертикальный импульс при движении вокруг изгиба трубки, направление действия силы меняется на противоположное, поскольку жидкость, вытекающая из трубки 4 или 5, сопротивляется уменьшению вертикальной составляющей движения, в результате сила Кориолиса направлена на трубку вверх. As soon as the liquid passes the bend of the
Таким образом, во входной половине каждой трубки 4 и 5 сила, действующая со стороны жидкости, препятствует смещению трубки 4 и 5, а в выходной – способствует. Это изменение направления изгиба во второй фазе вибрационного цикла приводит к закручиванию трубки. Это закручивание называется эффектом Кориолиса. Thus, in the inlet half of each
Вследствие эффекта Кориолиса вибрация трубок 4 и 5 на входе и выходе каждой из трубок отличается друг от друга. Исходя из второго закона Ньютона, угол закручивания трубки 4 и 5 прямо пропорционален количеству жидкости, проходящей через трубку в единицу времени. Поскольку скорость и массовый расход текучей среды в обеих параллельных трубках 4,5, находящихся под воздействием силы Кориолиса, практически одинаковы, углы закручивания трубок 4,5 также одинаковы (симметричны).Due to the Coriolis effect, the vibration of the
Таким образом, в условиях движущегося потока текучей среды U-образные трубки 4 и 5 практически симметрично колеблются в противоположных направлениях. Колебания U-образных трубок 4 и 5 подобны колебаниям камертона и имеют амплитуду менее 1 мм и частоту около 100 Гц. Сдвиг фаз (фазовые смещения) колебаний U-образных трубок 4 и 5 друг относительно друга влечет за собой разность по времени в поступлении сигналов датчиков-преобразователей 9. Эта разница во времени измеряется в микросекундах и прямо пропорциональна величине массового расхода, протекающего через расходомер. Чем больше разница во времени, тем больше массовый расход. Thus, under the conditions of a moving fluid flow, the
Индукционные датчики (датчики–преобразователи) 9 осуществляют преобразование скорости линейных и угловых перемещений U-образных трубок 4 и 5 в ЭДС. Они относятся к датчикам генераторного типа. Принцип действия индукционных датчиков 9 основан на явлении электромагнитной индукции. Катушка каждого датчика движется сквозь однородное магнитное поле постоянного магнита (не изображено). Сгенерированное напряжение от каждой катушки имеет форму синусоидальной волны. Эти сигналы отражают движение одной трубки 4 относительно другой трубки 5.Induction sensors (transducers) 9 convert the speed of linear and angular displacements of
Выходным сигналом индукционных датчиков 9 является синусоидальная волна или импульсная ЭДС, которая пропорциональна скорости изменения магнитного потока, пронизывающего витки его катушки (не изображена). Это изменение происходит за счет перемещения его катушки в постоянном магнитном поле постоянного магнита датчика 9.The output signal of the
Индукционные датчики 9 отмечают изменение в вибрации трубок 4 и 5 в условиях времени и пространства. Данное явление служит для измерения того, сколько жидкости или газа перемещается по трубке в настоящий момент. Чем выше скорость потока и таким образом общий поток, тем больше вибрация измерительных U-образных трубок 4 и 5.
Электромагнитные катушки индукционных датчиков 9, расположенные с каждой стороны трубки 4 и 5, снимают сигнал, соответствующий колебаниям (фазовым смещениям) трубок 4 и 5. Поскольку U-образные трубки 4 и 5 практически симметрично колеблются в противоположных направлениях с одинаковым массовым расходом, возможность возникновения погрешностей, обусловленных неравенством массовых расходов в них, минимальна. Массовый расход текучей среды определяется программным вычислителем в электронном блоке-преобразователе счетчика-расходомера как результат измерения временной задержки между сигналами датчиков 9. The electromagnetic coils of the
Кроме того, датчики 9 также фиксируют частоту вибрации U-образных трубок. 4 и 5. Программным вычислителем счетчика-расходомера учитывается частота колебательного движения каждой трубки 4 и 5 вперед и назад за 1 секунду. Трубка, заполненная, например, водой, вибрирует чаще, чем трубка, заполненная медом, например, плотность которого намного выше. Таким образом, измерение частоты вибрации служит прямым измерением плотности жидкости. In addition, the
Программным вычислителем электронного блока преобразователя (ЭБП) фиксируется разность задающей частоты привода 8 и фактической частоты колебаний U-образных трубок 4 и 5, измеренной датчиками 9. Указанная разность частот пропорциональна плотности продукта проходящего через измерительные U-образные трубки 4 и 5.The software calculator of the electronic unit of the converter (EBP) records the difference between the driving frequency of the
И плотность, и расход определяются программным вычислителем электронного блока преобразователя (ЭБП) одновременно, но независимо друг от друга при наличии вибрации U-образных трубок 4 и 5.Both density and flow rate are determined by the software calculator of the electronic unit of the converter (EBP) at the same time, but independently from each other in the presence of vibration of the
Дисплей счетчика-расходомера может отображать следующие параметры: The flow meter display can display the following parameters:
• массовый расход; • mass consumption;
• объемный расход; • volumetric flow rate;
• плотность среды; • density of the medium;
• температуру среды; • temperature of the medium;
• накопленную массу жидкости; • accumulated mass of liquid;
• накопленный объем жидкости; • accumulated volume of fluid;
• калибровочные коэффициенты, все основные настройки и конфигурацию счетчика-расходомера. • calibration factors, all basic settings and configuration of the flow meter.
При отсутствии потока текучей среды через расходомер закручивания трубки 4 и 5 не происходит, и между сигналами датчиков 9 нет временной разности.In the absence of fluid flow through the flowmeter, there is no twisting of the
При измерениях массового расхода и плотности возможен сдвиг нуля расходомера (ППВ) и сдвиг показаний плотности, возникающие вследствие влияния температуры рабочей среды от значения температуры, при которой была выполнена установка на нуль и калибровка измерения плотности. Влияние давления определяется изменением чувствительности при измерении расхода и плотности при давлении рабочей среды отличном от давления калибровки нуля счетчика-расходомера. When measuring mass flow and density, a zero flow meter (PPV) and a shift in the density readings are possible due to the influence of the temperature of the medium on the temperature at which the zero was set and the density measurement was calibrated. The effect of pressure is determined by the change in sensitivity when measuring flow and density at a pressure of the working medium other than the zero calibration pressure of the flow meter.
Для недопущения возникновения погрешностей, обусловленных температурой текучей среды в составе электронного блока преобразователя (ЭБП) производится соответствующая корректировка результатов измерений.To prevent the occurrence of errors caused by the temperature of the fluid in the electronic unit of the transducer (EBP), the corresponding adjustment of the measurement results is carried out.
Измерение температуры выполняется при помощи встроенного платинового чувствительного элемента Pt100 (не изображен). Измеренная температура среды позволяет проводить автоматическую коррекцию данных расхода и плотности посредством коэффициента компенсации расхода и плотности от температуры, записываемые в программу программного вычислителя электронного блока преобразователя (ЭБП). Temperature measurement is carried out using the built-in Pt100 platinum sensor (not shown). The measured temperature of the medium allows automatic correction of flow and density data by means of a coefficient of flow and density compensation from temperature, which are recorded in the program of the program calculator of the electronic unit of the converter (EBP).
Влияние величины рабочего давления текучей среды на погрешность расходомера (ППВ) может быть скорректировано внесением в настройки вычислителя коэффициента компенсации расхода и плотности от давления. При этом измеренные значения расхода и плотности корректируются процессором (модуль процессора) пропорционально отклонению рабочего давления от величины, при которой проводилась последняя калибровка нуля.The effect of the working fluid pressure on the error of the flow meter (PPV) can be corrected by adding a coefficient of flow compensation and density to pressure in the calculator settings. In this case, the measured values of flow rate and density are corrected by the processor (processor module) in proportion to the deviation of the operating pressure from the value at which the last zero calibration was carried out.
Влияние температуры и давления может быть скорректировано через электронный блок преобразователя путем проведения калибровки нуля расходомера (ППВ) при текущем значении температуры и давления измеряемой среды на месте эксплуатации. При реализации функции корректировки расхода и плотности по давлению (если калибровка нуля была проведена не на рабочем давлении) дополнительная погрешность равна нулюThe effect of temperature and pressure can be corrected through the electronic unit of the converter by calibrating the flowmeter (PPV) zero at the current temperature and pressure of the measured medium at the place of operation. When implementing the function of adjusting the flow rate and density by pressure (if the zero calibration was not carried out at the operating pressure), the additional error is zero
Расходомер (ППВ) и счетчик-расходомер в целом не имеет вращающихся частей, и результаты измерений не зависят от плотности, вязкости, наличия твердых частиц и режимов течения измеряемой среды.The flow meter (PPV) and the flow meter as a whole have no rotating parts, and the measurement results are independent of density, viscosity, the presence of solid particles and the flow regimes of the measured medium.
Заявляемый расходомер (ППВ) с помощью программного вычислителя в составе электронного блока преобразователя (ЭБП) формирует следующие выходные сигналы: The inventive flow meter (PPV) using a software calculator as part of the electronic unit of the Converter (EBP) generates the following output signals:
• частотно-импульсный масштабируемый; • frequency-pulse scalable;
• аналоговый токовый;• analog current;
• дискретный; • discrete;
• цифровой, стандарта RS-485 Modbus RTU (HART). • digital, standard RS-485 Modbus RTU (HART).
Скорость обмена данными от 1200 до 38400 бит/сек, один стоповый бит, нечетный. The data exchange speed is from 1200 to 38400 bps, one stop bit, odd.
По цифровому интерфейсу электронного блока преобразователя (ЭБП) могут передаваться следующие измеренные параметры: массовый (объемный) расход, масса (объем), плотность, температура измеряемой текучей среды. The following measured parameters can be transmitted via the digital interface of the electronic unit of the converter (EBP): mass (volume) flow rate, mass (volume), density, temperature of the measured fluid.
По цифровому интерфейсу электронного блока преобразователя (ЭБП) может осуществляться настройка параметров счетчика-расходомера и его калибровка.Using the digital interface of the electronic unit of the converter (EBP), the counter-flowmeter can be adjusted and calibrated.
Пределы допускаемых погрешностей счетчика-расходомера:Limits of permissible errors of the flow meter:
– пределы основной относительной погрешности измерений массового расхода и массы, не превышают ± 0,1 (± 0,2)* %;- the limits of the main relative error in the measurement of mass flow and mass do not exceed ± 0.1 (± 0.2) *%;
– пределы основной относительной погрешности измерений объемного расхода и объема, не превышают ± 0,1 (± 0,2)* %; - the limits of the main relative measurement error of the volumetric flow rate and volume do not exceed ± 0.1 (± 0.2) *%;
– пределы основной абсолютной погрешности измерений плотности, не превышают ± 2 кг/м3;- the limits of the main absolute error of density measurements do not exceed ± 2 kg / m 3 ;
– пределы основной абсолютной погрешности при измерении температуры жидкости, не превышают ± 1,0 0С;- the limits of the basic absolute error in measuring the temperature of the liquid do not exceed ± 1.0 0 C;
– пределы допускаемой приведенной погрешности токового выхода от полной шкалы, не более ± 0,1 %.- the limits of the permissible reduced error of the current output from the full scale, not more than ± 0.1%.
Преимущества предлагаемого расходомера определяются тем, что входной и выходной рассекатели потока собираются с помощью сварки из деталей, полученных механической обработкой, что существенно упрощает технологию и уменьшает трудоемкость изготовления расходомера (по сравнению с использованием специализированного литейного производства). The advantages of the proposed flowmeter are determined by the fact that the inlet and outlet flow dividers are assembled by welding from parts obtained by machining, which greatly simplifies the technology and reduces the laboriousness of manufacturing the flowmeter (compared to using specialized foundry).
В связи с этим имеет место повышение производительности при изготовлении партий расходомеров, упрощение и повышение точности производственного контроля качества изготовления рассекателей, причем исключено наличие мало доступных для инструментального объективного контроля дефектов в местах сопряжений, поворотов и изменения диаметров внутренних каналов, а также метрологического контроля в части обеспечения равенства диаметров параллельных каналов рассекателя и, следовательно, баланса парциальных параллельных потоков перекачиваемой среды в трубках вибросистемы.In this regard, there is an increase in productivity in the manufacture of batches of flowmeters, a simplification and increase in the accuracy of production quality control of the manufacture of dividers, and it excludes the presence of defects that are not readily accessible for instrumental objective control at the interfaces, rotations and changes in the diameters of internal channels, as well as metrological control in part ensuring equal diameters of the parallel channels of the divider and, therefore, the balance of partial parallel flows wetted medium in the tubes of the vibrosystem.
Также на обеспечение более точных измерений с помощью заявляемой конструкции расходомера положительно влияют, как возможность простого и безошибочного контроля геометрии втулок рассекателей и их штуцеров, так и возможность селективной попарной подборки штуцеров по внутреннему диаметру (в рамках полей их допусков) и, при необходимости, по его геометрической форме, для каждого рассекателя и, тем самым, обеспечения наиболее точного равенства проходных сечений на входе и/или на выходе каждой пары U-образных трубок.Also, the provision of more accurate measurements using the claimed design of the flowmeter is positively affected by the possibility of simple and error-free control of the geometry of the bushings of the dividers and their fittings, as well as the possibility of selective pairwise selection of fittings according to their inner diameter (within their tolerance fields) and, if necessary, its geometric shape, for each divider and, thereby, ensuring the most accurate equality of the bore at the inlet and / or outlet of each pair of U-shaped tubes.
Обеспечение наиболее более точного равенства диаметров каналов, особенно, селективным подбором штуцеров рассекателей и, следовательно, практически равное их сопротивление позволяет обеспечить равенство скоростей и массовых расходов текучей среды в обеих параллельных трубках, находящихся под воздействием силы Кориолиса. Такое сбалансированное разделение и протекание потоков в трубках существенно повышает точность измерений кориолисова расходомера.Ensuring the most accurate equality of the diameters of the channels, especially by the selective selection of nozzles of the dividers and, therefore, practically equal resistance, allows to ensure equal velocities and mass flow rates of the fluid in both parallel tubes under the influence of the Coriolis force. This balanced separation and flow of flows in the tubes significantly increases the accuracy of the measurements of the Coriolis flowmeter.
Чем больше серийность расходомера (размер партии), тем выше экономическая эффективность селективного подбора штуцеров рассекателейThe greater the seriality of the flow meter (batch size), the higher the economic efficiency of the selective selection of nozzles dividers
При исполнении рассекателей, предусмотренном настоящим изобретением, на них формируются поверхности, обеспечивающие крепление наружной оболочки (ограждающей конструкции) расходомера (предпочтительно, из материала, имеющего практически одинаковую характеристику демпфирования колебаний, как и материал трубок вибросистемы) на все стенки наружной оболочки по ее периметру, т.е. как на ее продольные стенки, закрепленные на торцах обеих втулок рассекателей, так и на ее боковые стенки, закрепленные на патрубках рассекателей и, тем самым, жестко скрепленные со всех сторон с корпусом и между собой.When executing the dividers provided by the present invention, surfaces are formed on them, which ensure the fastening of the outer shell (enclosing structure) of the flow meter (preferably from a material having almost the same vibration damping characteristic as the material of the vibration system tubes) on all walls of the outer shell around its perimeter, those. both on its longitudinal walls, fixed on the ends of both bushings of the dividers, and on its side walls, mounted on the nozzles of the dividers and, thus, rigidly fastened on all sides to the housing and to each other.
Таким образом, в заявляемом исполнении наружной оболочки и корпуса расходомера реализуется уравновешенная несущая конструкция с замкнутой конструктивно-силовой схемой. В ней обеспечивается, в частности, рациональное изменение собственных частотных характеристик в направлении максимально возможного несовпадения с частотой колебаний U-образных трубок вибросистемы. ограждающей конструкции (оболочки). Также это влечет за собой снижение амплитуды колебаний оболочки и, тем самым, минимизация погрешностей измерения параметров колебаний вибросистемы и потока текучей среды. Уменьшается возможность возникновения опасных резонансных явлений при наличии вибрации трубопроводов входной и выходной гидролиний. Thus, in the claimed design of the outer shell and body of the flowmeter, a balanced supporting structure with a closed structural power scheme is realized. It provides, in particular, a rational change in the natural frequency characteristics in the direction of the maximum possible mismatch with the oscillation frequency of the U-shaped tubes of the vibration system. building envelope (shell). This also entails a decrease in the amplitude of vibrations of the shell and, thereby, minimizing the measurement errors of the vibration parameters of the vibratory system and fluid flow. The possibility of hazardous resonance phenomena in the presence of vibration of the inlet and outlet hydraulic lines is reduced.
Одновременно за счет реализации выбранной конструктивно-силовой схемы установки наружной оболочки существенно улучшаются ее взрывозащитные качества, т.е. прочность, устойчивость к трещинообразованию и разгерметизации. At the same time, due to the implementation of the selected structural-power scheme for installing the outer shell, its explosion-proof qualities are significantly improved, i.e. strength, resistance to cracking and depressurization.
Благодаря использованию внутреннего пространства корпуса (объема его продольной трубы) для симметричного размещения, по меньшей мере, части электрооборудования упрощается трассировка электрических кабелей и обеспечивается баланс электрических характеристик (сопротивлений и др.) кабелей, с соответствующим снижением помех. Due to the use of the internal space of the casing (the volume of its longitudinal pipe) for symmetrical placement of at least part of the electrical equipment, the tracing of electric cables is simplified and the balance of the electrical characteristics (resistances, etc.) of the cables is ensured, with a corresponding reduction in interference.
Достижение указанных преимуществ конструктивно-силовой схемы заявляемого изделия может быть еще более эффективным в его исполнении с дополнительным соединением продольных стенок оболочки стяжкой в виде отрезка трубы. Achieving these advantages of the structural-power scheme of the claimed product can be even more effective in its implementation with the additional connection of the longitudinal walls of the shell with a screed in the form of a pipe segment.
При этом взрывонепроницаемость (взрывобезопасность) оболочки расходомера (ППВ) обеспечивается следующими средствами:In this case, the flameproof (explosion proof) shell of the flow meter (PPV) is provided by the following means:
- сварные швы выполнены по ГОСТ 14771-76;- welds are made in accordance with GOST 14771-76;
– оболочка выдерживает испытание на взрывоустойчивость при значении испытательного давления, равного четырехкратному давлению взрыва;- the shell withstands the test of explosion resistance at a test pressure equal to four times the pressure of the explosion;
– осевая длина резьбы и число полных витков в зацеплении резьбовых взрывонепроницаемых соединений оболочки соответствуют требованиям ГОСТ IEC 60079-1-2011;- the axial length of the thread and the number of full turns in the engagement of threaded flameproof shell joints comply with the requirements of GOST IEC 60079-1-2011;
– величины зазоров и длин плоских и цилиндрических взрывонепроницаемых соединений соответствуют требованиям ГОСТ IEC 60079-1-2011;- the gaps and lengths of flat and cylindrical flameproof joints comply with the requirements of GOST IEC 60079-1-2011;
– конструкция защитной оболочки соответствует высокой степени механической прочности по ГОСТ 31610.0-2014;- the design of the containment corresponds to a high degree of mechanical strength according to GOST 31610.0-2014;
– максимальная температура нагрева поверхности счетчика-расходомера в условиях эксплуатации не должна превышать значений, установленных в ГОСТ 31610.0-2014 для соответствующих температурных классов.- the maximum heating temperature of the surface of the flow meter under operating conditions should not exceed the values established in GOST 31610.0-2014 for the corresponding temperature classes.
Предлагаемый расходомер (ППВ) разработан для ввода в эксплуатацию в составе устройства счетчик-расходомер «ШТРАЙ-МАСС» с обозначением "Счетчик-расходомер жидкости массовый, ШМ-Х-ХХХ-Х-ХХХ-Х-ХХХХ, ТУ 4213-001-30265144-2015“, где состав обозначения Х-ХХХ-Х-ХХХ-Х-ХХХХ отражает с помощью цифр и символов следующие сведения: The proposed flow meter (PPV) is designed for commissioning the STRAY-MASS meter and flowmeter as part of the device with the designation "Mass liquid meter, mass flow meter, ШМ-Х-ХХХ-Х-ХХХ-Х-ХХХХ, TU 4213-001-30265144 -2015 “, where the designation Х-ХХХ-Х-ХХХ-Х-ХХХХ reflects the following information with the help of numbers and symbols:
- специальные исполнения прибора;- special versions of the device;
- исполнение размещения ЭБП;- execution of placement of electronic components;
- исполнение фланцев (патрубков); - execution of flanges (branch pipes);
- материал трубок расходомера (ППВ);- material of the tubes of the flow meter (PPV);
- диаметр условного прохода;- diameter of conditional pass;
- код модели прибора.- model code of the device.
Функциональные преимущества заявляемого расходомера (ППВ):Functional advantages of the inventive flow meter (PPV):
• наиболее высокая точность измерений параметров благодаря оптимальной конструкции и технологии изготовления;• the highest accuracy of parameter measurements due to the optimal design and manufacturing technology;
• высокая надежность (высокая вероятность безотказной работы) работы благодаря оптимальной конструкции и технологии изготовления, в том числе, работы при наличии вибрации трубопровода, при изменении температуры и давления рабочей среды;• high reliability (high probability of failure-free operation) of operation due to the optimal design and manufacturing technology, including operation in the presence of vibration of the pipeline, with a change in temperature and pressure of the working medium;
• долговечность - длительный срок службы и простота обслуживания благодаря практическому исключению несоосностей в сопряжении магнитов с катушками и отсутствию движущихся и изнашивающихся частей;• durability - long service life and ease of maintenance due to the practical elimination of misalignment in the coupling of magnets with coils and the absence of moving and wearing parts;
• одинаковая точность измерений вне зависимости от направления потока;• equal measurement accuracy regardless of flow direction;
• не требует прямолинейных участков трубопровода до и после расходомера;• does not require straight sections of the pipeline before and after the flow meter;
• измерение расхода сред с широким диапазоном значения вязкости.• flow measurement of media with a wide range of viscosity values.
Все указанные преимущества обеспечивают высокую эффективность работы в составе счетчика-расходомера «ШТРАЙ-МАСС» в различных областях промышленности.All these advantages provide high efficiency in the composition of the meter-meter "STRAY-MASS" in various industries.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018103453A RU2680107C1 (en) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | Flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018103453A RU2680107C1 (en) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | Flow meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2680107C1 true RU2680107C1 (en) | 2019-02-15 |
Family
ID=65442707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018103453A RU2680107C1 (en) | 2018-01-30 | 2018-01-30 | Flow meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2680107C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779382C1 (en) * | 2021-05-28 | 2022-09-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет" | Volumetric gas meter |
WO2023165045A1 (en) * | 2022-03-02 | 2023-09-07 | 沃森测控技术(河北)有限公司 | Coriolis mass flowmeter using built-in supporting structure |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5796011A (en) * | 1993-07-20 | 1998-08-18 | Endress + Hauser Flowtech Ag | Coriolis-type mass flow sensor |
RU2237869C2 (en) * | 1999-10-29 | 2004-10-10 | Майкро Моушн, Инк. | Flowmeter based on coriolis effect of reduced overall dimensions for measurement of high mass flow rates |
US7562585B2 (en) * | 2004-12-13 | 2009-07-21 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Vibration-type measurement transducer with improved measurement accuracy |
US8596143B2 (en) * | 2010-09-16 | 2013-12-03 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Measuring system having a measuring transducer of vibration-type |
US9052225B2 (en) * | 2009-03-11 | 2015-06-09 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Method of determining viscosity by exciting two measuring tubes using two actuators |
-
2018
- 2018-01-30 RU RU2018103453A patent/RU2680107C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5796011A (en) * | 1993-07-20 | 1998-08-18 | Endress + Hauser Flowtech Ag | Coriolis-type mass flow sensor |
RU2237869C2 (en) * | 1999-10-29 | 2004-10-10 | Майкро Моушн, Инк. | Flowmeter based on coriolis effect of reduced overall dimensions for measurement of high mass flow rates |
US7562585B2 (en) * | 2004-12-13 | 2009-07-21 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Vibration-type measurement transducer with improved measurement accuracy |
US9052225B2 (en) * | 2009-03-11 | 2015-06-09 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Method of determining viscosity by exciting two measuring tubes using two actuators |
US8596143B2 (en) * | 2010-09-16 | 2013-12-03 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Measuring system having a measuring transducer of vibration-type |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779382C1 (en) * | 2021-05-28 | 2022-09-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет" | Volumetric gas meter |
WO2023165045A1 (en) * | 2022-03-02 | 2023-09-07 | 沃森测控技术(河北)有限公司 | Coriolis mass flowmeter using built-in supporting structure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2810448C (en) | Measuring system having a measuring transducer of vibration type | |
US5301557A (en) | Stability coriolis mass flow meter | |
CA2808248C (en) | Measuring system having a measuring transducer of vibration-type | |
RU2589506C2 (en) | Vibration-type measurement sensor and measuring system for measurement of density and/or percentage mass flow rate | |
US8381600B2 (en) | Measuring system having a measuring transducer of vibrating-type | |
RU2492430C2 (en) | Vibratory sensor, and flow monitoring and metering instrument with said sensor | |
RU2538422C2 (en) | Initial transducer of vibration type | |
CN102472652B (en) | Vibratory transducer and measuring device comprising such a transducer | |
EP0757782A1 (en) | Coriolis mass flow rate meter | |
WO1995016897A2 (en) | Single path radial mode coriolis mass flow rate meter | |
US9546890B2 (en) | Measuring transducer of vibration-type as well as measuring system formed therewith | |
US20150323362A1 (en) | Mass flowmeter | |
US20220236160A1 (en) | Vibration-type measuring transducer and vibronic measuring system formed therewith | |
CA2754788A1 (en) | Measuring transducer of vibration-type, as well as an in-line measuring device having such a measuring transducer | |
RU2680107C1 (en) | Flow meter | |
RU2662035C1 (en) | Flowmeter and its manufacturing method | |
RU2685085C1 (en) | Flow meter | |
US9593973B2 (en) | Measuring transducer of vibration-type as well as measuring system formed therwith | |
RU2685084C1 (en) | Flow meter | |
USRE36376E (en) | Stability coriolis mass flow meter | |
RU2122182C1 (en) | Device for measuring of mass flow rate of fluid materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200131 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210203 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210205 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210726 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20220117 Effective date: 20220117 |