RU35671U1

RU35671U1 - Vortex flowmeter for liquid or gas

Info

Publication number: RU35671U1
Application number: RU2003129351/20U
Authority: RU
Inventors: А.Г. Быковский; А.Л. Манин
Original assignee: Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Промприбор"
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2003-10-08
Publication date: 2004-01-27

Description

П Вихревой расжодомер жидкости или газа. олезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода или объёма жидкости или газа в любой отрасли промышленности. Известен «Вихревой электромагнитный расходомер-счётчик жидкости, включающий в себя измерительный з часток трубопровода с телом обтекания, продольная ось которого перпендикулярна оси трубопровода, магнитную систему, размещенную в теле обтекания или снаружи измерительного участка трубопровода, создающую магнитное поле в контролируемой области внутртрубного пространства, чувствительный элемент в виде двух электродов, по крайней мере один из которых введён в контролируемую область внутритрубного пространства и элекгроизолирован от стенок трубы и дфугих металлических конструкций расходомера, а также блок обработки выходного сигнала, подключённый к электродам, причём магнитное поле в контролируемой области внутритрубного пространства, создаваемое магнрггной системой, направлено преимущественно параллельно продольной оси тела обтекания, введённый в контролируемую область внутршрубного пространства элекгрод включает в себя элекгроконтактную часть, выполненную в виде протяжённого тела, длина которого превьнпает его поперечные размеры, и токовыводяЩую часть, поверхность которой во внутрнпрубном пространстве имеет покрытие из электроизоляционного материала, при этом длина электроконтакгной частиP Swirl flow meter for liquid or gas. The useful model refers to test equipment and can be used to measure the flow or volume of a liquid or gas in any industry. The well-known "Vortex electromagnetic flowmeter-liquid meter, which includes measuring the part of the pipeline with the body flow around, the longitudinal axis of which is perpendicular to the axis of the pipeline, a magnetic system located in the body of the flow around or outside the measuring section of the pipeline, creating a magnetic field in the controlled area of the tube space, sensitive an element in the form of two electrodes, at least one of which is inserted into the controlled area of the tube space and is electrically insulated from the wreath of the pipe and other metallic constructions of the flowmeter, as well as the output signal processing unit connected to the electrodes, the magnetic field in the controlled area of the in-pipe space created by the magngg system is directed mainly parallel to the longitudinal axis of the flow body, the electrogd introduced into the controlled area of the in-pipe space includes electrical contact part, made in the form of an extended body, the length of which exceeds its transverse dimensions, and the current-carrying part, moreover ited during vnutrnprubnom which space has a coating of electrically insulating material, wherein the length portion elektrokontakgnoy

электрода не превосходит продольный размер области концентрации магнитногоelectrode does not exceed the longitudinal size of the magnetic concentration region

Патент РФ № 2142614 МПК 6: G01F 1/32; G 01 Р 5/08 публ. 10.12.99г. бюл.№34RF patent No. 2142614 IPC 6: G01F 1/32; G 01 P 5/08 publ. 12/10/99. Bulletin No 34

Наиболее близким к предлагаемому в качестве изобретгения техническому решению является «Вихревой счётчик текучей среды, включающий участок трубы с внутренним постоянным диаметром, в котором протекает среда, расположенные в середине потока среды в участке трубы и способные генерировать основные вихри в результате колебательного процесса, по меньшей мере два препятствия, одно, верхнее по ходу потока и второе, нижнее по ходу потока, имеющие уд.линённую форму с продольными и поперечными размерами, перпендикулярными направлению потока среды. И средства для детектирования сигнала, соответствующего колебаниям вихрей, для вычисления по нему объёма среды, при этом нижнее препятствие образовано из двух частей, соединённых между собой в форме буквы Т, причём первая часть с продольным размером h и поперечным размером 1 имеет две большие поверхности, верхняя из которых параллельна нижней поверхности первой части и нижней поверхности верхнего по ходу потока препятствия и расположена от неё на расстоянии di , и две маленькие поверхности, а вторая часть имеет две большие поверхности одних и тех же размеров, параллельные направлению потока среды, и две параллельные между собой маленькие поверхности одинаковых размеров. Перпендикулярные направлению потока среды, при этом верхнее препятствие с продольным размером h имеет две большие поверхности, перпендикулярные направлению потока среды и расположенные на расстоянии t, одна из которых, верхняя, с поперечным размером d, который больше поперечного размера другой поверхности, нижней, и две маленькие боковые симметричные пов хности, каждая из которых образует с верхней поверхностью угол Р 30° - 70°Closest to the technical solution proposed as an invention is a “Vortex fluid meter comprising a pipe section with an internal constant diameter, in which a medium flows, located in the middle of the medium flow in a pipe section and capable of generating basic vortices as a result of an oscillatory process, at least two obstacles, one, upstream and the second, downstream, having an elongated shape with longitudinal and transverse dimensions perpendicular to the direction of flow of the medium s. And means for detecting the signal corresponding to the vibrations of the vortices, for calculating the volume of the medium from it, while the lower obstacle is formed of two parts interconnected in the form of the letter T, and the first part with a longitudinal size h and a transverse size of 1 has two large surfaces, the upper one is parallel to the lower surface of the first part and the lower surface of the upper obstacle along the flow of the obstacle and is located at a distance di from it, and two small surfaces, and the second part has two large surfaces, one and the same size, parallel to the direction of flow, and two parallel to each other small surface the same size. Perpendicular to the direction of the medium flow, while the upper obstacle with a longitudinal dimension h has two large surfaces perpendicular to the direction of the medium flow and located at a distance t, one of which is the upper one with a transverse dimension d that is larger than the transverse dimension of the other surface, the lower one, and two small lateral symmetrical surfaces, each of which forms an angle P 30 ° - 70 ° with the upper surface

Патент РФ № 2162206 МПК: 7 G 01 F 1/32 публ. 20.01.2001 бюл. № 2RF patent No. 2162206 IPC: 7 G 01 F 1/32 publ. 01/20/2001 bull. Number 2

К недостаткам прототипа относится сложность геометрической формы второго тела обтекания, а также большие потери давления в измерительном канале, вызванные повышенным гидравлическим сопротивлением передней грани первого тела обтекания.The disadvantages of the prototype include the complexity of the geometric shape of the second body of the flow around, as well as the large pressure loss in the measuring channel caused by increased hydraulic resistance of the front face of the first body of the flow.

К техническому результату, достигаемому с помощью предлагаемого технического решения относится расширение рабочего дингилического диапазона определения расхода жидкости или газа с сохранением высокой точности измерения за счёт оптимально подобранных геометрических профилей и соотношения геометрических размеров тел обтекания, а также уменьшение потерь давления при измерении расхода жидкости или газа.The technical result achieved using the proposed technical solution includes the expansion of the working dingilical range for determining the flow of liquid or gas while maintaining high measurement accuracy due to optimally selected geometric profiles and the ratio of the geometric dimensions of the flow bodies, as well as reducing pressure losses when measuring the flow of liquid or gas.

Достижение указанного результата обеспечивается за счёт того, что вихревой расходомер жидкости или газа включает измерительный цилиндрический канал, два тела обтекания, одно верхнее по ходу потока жидкости или газа, другое - нижнее по ходу потока. Измерительный канал снабжён средством детектирования сигнала, соответствуюшего частоте колебания вихрей, создаваемых в потоке. Средство детектирования установлено после второго тела обтекания и связано с блоком преобразования и обработки основного сигнала. Тела обтекания вьшолнены в виде трёхгранных призм с поперечным сечением в форме равнобедренных треугольников, расположенных так, что их продольные шюскоста симметрии совпадшот с диаметральной продольной плоскостью цилиндрического канала, а основание треугольников в поперечном сечении тел обтекания ориентированы навстречу друг другу и параллельны между собой. Вершина треугольника верхнего тела обтекания направлена навстречу потоку жидкости или газа, при этом отношение ширины d основания равнобе фенного треугольника к диаметру DThe achievement of this result is ensured due to the fact that the vortex flowmeter of a liquid or gas includes a measuring cylindrical channel, two flow bodies, one upstream along the flow of liquid or gas, and the other downstream. The measuring channel is equipped with a means of detecting a signal corresponding to the frequency of oscillations of the vortices created in the stream. The detection means is installed after the second flow body and is connected to the conversion and processing unit of the main signal. The flow bodies are executed in the form of trihedral prisms with a cross-section in the form of isosceles triangles, arranged so that their longitudinal symmetries coincide with the diametrical longitudinal plane of the cylindrical channel, and the base of the triangles in the cross section of the flow bodies are oriented towards each other and parallel to each other. The apex of the triangle of the upper body of the flow around is directed towards the flow of liquid or gas, while the ratio of the width d of the base of the isosceles triangle to the diameter D

измерительного канала устанавливают в пределах 0,22 - 0,38, раестояние L между верхним и нижним телами обтекания (0,3 - 0,6)d а угол а между боковыми гранями равнобедренного треугольника (10° - 60°). В случае измерения расхода в потоке с изменяющимся направлением жидкости или газа, измерительный канал снабжён дополнительным средством детектирования вихревых сигналов, установленным перед верхним телом обтекания. Нижнее по ходу потока жидкости тело обтекания может бьпъ выполняю в виде трапецеидальной призмы с поперечным сечением равнобедренной трапеции, большее основание которой направлено навстречу потоку жидкости, при этом угол р между боковыми гранями равнобедренной трапеции соответствует интервалу (10° - 60°), ширина основания в составляет (0,9 - l,0)d , а высота равнобедренной трапеции находится в пределах (0,5 - 2,8)d, при этом измерительный канал снабжён одним средством детектирования вихревых сигналов, расположенным после нижнего по ходу потока тела обтекания. Измерительный канал может быть выполнен квадратной формы. Измерительный канал может быть выполнен прямоугольной формы и снабжён двумя телами обтекания, расположенными вдоль плоскости симметрии, параллельной меньшей стороне прямоугольного канала.the measuring channel is set within 0.22 - 0.38, the distance L between the upper and lower bodies of the flow around (0.3 - 0.6) d and the angle a between the side faces of an isosceles triangle (10 ° - 60 °). In the case of measuring the flow rate in a flow with a changing direction of the liquid or gas, the measuring channel is equipped with an additional means of detecting vortex signals installed in front of the upper flow body. The body of the flow, which is lower in the direction of the fluid flow, can be made in the form of a trapezoidal prism with a cross section of an isosceles trapezoid, the larger base of which is directed towards the fluid flow, while the angle p between the lateral faces of the isosceles trapezoid corresponds to an interval (10 ° - 60 °), the width of the base is is (0.9 - l, 0) d, and the height of the isosceles trapezoid is within (0.5 - 2.8) d, while the measuring channel is equipped with one means of detecting vortex signals located after the downstream body stream flow. The measuring channel may be made square in shape. The measuring channel can be made rectangular in shape and equipped with two flow bodies located along a plane of symmetry parallel to the smaller side of the rectangular channel.

Измерительный канал может быть также выполнен в виде вставного блока в трубопровод с большим проходным сечением вдоль продольной оси последнего и соосно с нимThe measuring channel can also be made in the form of a plug-in unit in the pipeline with a large bore along the longitudinal axis of the latter and coaxially with it

Заявляемое изобретение поясняется чфгежами:The invention is illustrated by black flags:

Фиг. 1 - вихревой расходомер жидкости или газа,, вертикальное сечение; Фиг. 2 -сечение А-А на фиг. 1FIG. 1 - vortex flowmeter of a liquid or gas, vertical section; FIG. 2, section AA in FIG. 1

- -

Вихревой расходомер жидкости или газа включает измерительный цилиндрический канал 1, два тела обтекания 2,3 и средства детектирования сигналов частоты колебания вихрей 4,5 .The vortex flowmeter of a liquid or gas includes a measuring cylindrical channel 1, two flow bodies 2,3 and means for detecting signals of the frequency of vibration of the vortices 4,5.

Вихревой расходомер жидкости или газа работает следующим образом: поток жидкости или газа, движущийся со скоростью, пропорциональной его расходу, в измеригельном канале 1 и, взаимодействуя с телами обгекания 2 и 3, создаёт на боковых противоположных гранях тела обтекания 3 поочередно периодически сходящие вихри больщой ингенсивности. Частоту генерации вихрей, которая связана с расходом жидкости или газа регистрирует средство детектирования 4. При использовании расходомера в качестве измерителя расхода с изменяющимся направлением движения потока в измерительном канале в окрестности средства детектирования 4 вихри отсутствуют, поэтому частоту генерации вшфей проташоположного направления регистрирует средство детектирования 5. Учитывая значение каждого зарегистрированного сигнала в виде электрического импульса средств детектирования 4 и 5 в единицах расхода, известное из предварительной градуировки расходомера, определяют суммарный за время регистрации расход жидкости или газа.A vortex flowmeter of a liquid or gas works as follows: a flow of liquid or gas moving at a speed proportional to its flow rate in the measuring channel 1 and interacting with the encircling bodies 2 and 3 creates alternating periodically alternating vortices of large intensity on the opposite sides of the flow body 3 . Detection means 4 registers the vortex generation frequency, which is associated with the flow rate of liquid or gas. When using a flow meter as a flow meter with a changing flow direction in the measuring channel in the vicinity of the detection means 4, there are no vortices, therefore, the detection means 5 registers the opposite direction direction. Given the value of each recorded signal in the form of an electrical pulse of the detection means 4 and 5 in flow units, peppermint from the preliminary calibration of the meter, determining the total of the registration flow of liquid or gas.

Предложенный в качестве изобретения вихревой расходомер жидкости или газа позволяет расширить рабочий динамический диапазон определения расхода жидкости или газа и при этом сохранить высокую точность измерения за счёт оптимально подобранных геометрических профилей и соотношения геометрических размеров тел обтекания, а также уменьшить потери давления при измерении расхода жидкости или газа.The vortex liquid or gas flowmeter proposed as an invention allows one to expand the working dynamic range of determining the liquid or gas flow rate and at the same time maintain high measurement accuracy due to optimally selected geometric profiles and the ratio of the geometric dimensions of the flow bodies, as well as reduce pressure losses when measuring the flow of liquid or gas .

Claims

1. Vortex flowmeter of a liquid or gas, including a measuring cylindrical channel, two flow bodies, one upper along the flow of liquid or gas, the other lower downstream, located so that their longitudinal planes of symmetry coincide with the diametrical longitudinal plane of the measuring channel, the latter is equipped with means for detecting a signal corresponding to the oscillation frequency of the vortices created in the stream installed after the second body around the flow and associated with the signal conversion and processing unit characterized in that both flow bodies are made in the form of trihedral prisms with a cross section of isosceles triangles arranged so that the base of the triangles in the cross section of the flow bodies are oriented towards each other and parallel to each other, while the ratio of the width d of the base of the isosceles triangle to the diameter D the measuring channel is set within 0.22-0.38, the distance L between the upper and lower bodies of the flow around (0.3-0.6) d, and the angle α between the side faces of an isosceles triangle (10-60 °).

2. The vortex flowmeter of a liquid or gas according to claim 1, characterized in that the measuring channel is equipped with additional means for detecting vortex signals installed in front of the upper body of the flow around, which is used in the case of changing the direction of flow of liquid or gas to the opposite.

3. The vortex flowmeter of a liquid or gas according to claim 1, characterized in that the lower body of the flow around the body is made in the form of a trapezoidal prism with a cross section of an isosceles trapezoid, the larger base of which is directed towards the fluid flow, while the angle β between the side faces of the isosceles the trapezoid corresponds to the interval (10-60 °), the width of the base is (0.9-1.0) d, and the height of the isosceles trapezoid is in the range (0.5-2.8) d, while the measuring channel is equipped with one detection means swirl signal fishing located after the downstream body stream.

4. The vortex flowmeter of a liquid or gas according to claims 1 and 2, characterized in that the measuring channel is square in shape.

5. Vortex flowmeter of a liquid or gas according to claims 1 to 3, characterized in that the measuring channel is made in a rectangular shape and is equipped with two flow bodies located along a symmetry plane parallel to the smaller side of the rectangular channel.

6. Vortex flowmeter of a liquid or gas according to claims 1 to 4, characterized in that the measuring channel is made in the form of a plug-in unit in a pipeline with a large bore along the longitudinal axis of the latter and coaxially with it.