RU96119317A

RU96119317A - Вихревой расходомер, включающий трубу с фасонным профилем

Info

Publication number: RU96119317A
Application number: RU96119317/28A
Authority: RU
Inventors: Зиелинска Барбара; Зикику Суад
Original assignee: Шлюмберже Эндюстри С.А.
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1995-03-20
Publication date: 1998-12-20

Claims

1. Вихревой расходомер (1) для текучей среды, содержащий трубу (2), имеющую максимальный внутренний диаметр D, для прохождения текучей среды, по меньшей мере, одно препятствие (8), расположенное в середине потока текучей среды и приспособленное для генерирования колебательных вихрей в текучей среде, причем препятствие (8) имеет удлиненную общую форму с продольным размером D1 и с поперечным размером d, измеренным в направлении, перпендикулярном направлению потока текучей среды, средства (10, 10а, 10b, 10с, 12, 12a, 12b, 12с, 14, 16, 16a, 16b, 16c, 18, 18a, 18b, 18с, 200 - 221) для обнаружения сигнала, соответствующего колебаниям вихрей, и для определения на их основе объема текучей среды, отличающийся тем, что труба (2) имеет внутренний профиль, который содержит от расположенного выше по ходу течения конца до расположенного ниже по ходу течения конца: первый участок (4) трубы, на котором внутренний диаметр трубы постепенно уменьшается до значения D1 и который имеет внутреннюю стенку (4а, 4b, 4с, 4d), расположенную под непрерывно изменяющимся углом к общему направлению потока текучей среды, причем угол имеет нулевое значение в тех местах в трубе, в которых диаметр первого участка (4) соответственно равен D и D1, второй участок (6) трубы с постоянным диаметром D1, в котором размещено препятствие (8), и третий участок (20) трубы, на котором происходит увеличение внутреннего диаметра трубы (2) до его исходного значения D и который приспособлен для отделения граничного слоя потока текучей среды у расположенного ниже по ходу течения конца (6а) второго участка (6) трубы.

2. Вихревой расходомер по п.1, отличающийся тем, что третий участок (20) трубы имеет острую кромку (20а) у конца, расположенного выше по ходу течения и совпадающего с расположенным ниже по ходу течения концом (6а) второго участка (6) трубы, и имеет находящуюся за острой кромкой (20а) по ходу течения внутреннюю стенку (20в), которая расположена под постоянным углом α, составляющим от 9 до 20^o к направлению потока текучей среды.

3. Вихревой расходомер по п.2, отличающийся тем, что угол α предпочтительно составляет от 10 до 15^o.

4. Вихревой расходомер по п.1, отличающийся тем, что третий участок (20) трубы имеет у своего конца, расположенного выше по ходу течения и совпадающего с расположенным ниже по ходу течения и совпадающего с расположенным ниже по ходу течения концом (6а) второго участка (6), выступ (22), имеющий наружный диаметр D1, внутренний диаметр D2, меньший, чем D1, и внутренний край (22а), образующий острую кромку.

5. Вихревой расходомер по п.4, отличающийся тем, что выступ (22) имеет продольный размер, составляющий (D1 - D2)/2 и находящийся в диапазоне от 2 до 5% диаметра D1 второго участка (6) трубы.

6. Вихревой расходомер по п.4 или 5, отличающийся тем, что в плоскости, содержащей ось симметрии трубы, выступ (22) имеет местное поперечное сечение, которое является одинаковым и имеет треугольную форму, причем вершина треугольника образует местный внутренний край (22а) выступа.

7. Вихревой расходомер по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что внутренняя стенка (4а, 4в, 4с) первого участка (4) трубы имеет местный внутренний профиль, который образован в плоскости, содержащей ось симметрии трубы, в направлении по ходу течения двумя последовательно расположенными дугами окружностей, которые своими вогнутыми сторонами обращены в противоположные стороны и соответствуют окружностям с радиусами r и R, удовлетворяющими уравнению
r = (a²+b²)/2b(μ+1),
где

b = (D - D1)/2;
μ = R/r.
8. Вихревой расходомер по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что внутренняя стенка (4d) первого участка (4) трубы имеет местный внутренний профиль, который образован в плоскости, содержащей ось симметрии трубы, частью синусоидальной кривой.

9. Вихревой расходомер по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что диаметр D1 второго участка (6) трубы составляет от 60 до 90% значения исходного диаметра D.

10. Вихревой расходомер по п.9, отличающийся тем, что диаметр D1 предпочтительно составляет от 70% до 80% исходного диаметра D.

11. Вихревой расходомер по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что второй участок (6) трубы имеет длину, которая превышает диаметр D1 в 1.5 - 3 раза.

12. Вихревой расходомер по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что отношение d/D1 составляет от 0,15 до 0,30.

13. Вихревой расходомер по п.1, отличающийся тем, что препятствие (8) имеет поверхность (8а), расположенную выше по ходу течения, и поверхность (8в), расположенную ниже по ходу течения, которые параллельны друг к другу и перпендикулярны направлению потока текучей среды, и две симметричные боковые поверхности (8c, 8d), причем поперечное сечение препятствия (8) имеет форму трапеции, причем основание трапеции находится на стороне, расположенной выше по ходу течения.

14. Вихревой расходомер по пп.1 и 13, отличающийся тем, что расположенная выше по ходу течения поверхность (8а) препятствия (8) расположена на расстоянии от первого участка (4) трубы, которое составляет от 0,5 D1 до D1.

15. Вихревой расходомер по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что средства для обнаружения сигнала, соответствующего колебаниям вихрей, и для определения объема текучей среды на их основе присоединены к препятствию (8).

16. Вихревой расходомер по п.15, отличающийся тем, что средства для обнаружения сигнала, соответствующего колебаниям вихрей, и для определения на их основе объема текучей среды содержат два параллельных основных продольных проходных отверстия (10, 12), расположенных симметрично в препятствии (8) рядом с боковыми поверхностями (8с, 8d) препятствия, и множество равномерно распределенных вспомогательных проходных отверстий (10а. 10в, 10с, 12а, 12b, 12с), соединяющих основные проходные отверстия (10, 12) в направлении, перпендикулярном к боковым поверхностям (8с, 8d), и датчик, соединенный с основными проходными отверстиями (10, 12) и с электронной схемой (202 - 221), которая предназначена для определения объема текучей среды на основе детектированного сигнала.

17. Вихревой расходомер по любому из пп.1 - 14, отличающийся тем, что средства для обнаружения сигнала, соответствующего колебаниям вихрей, и для определения на их основе объема текучей среды содержат пластину (14), расположенную в середине потока текучей среды за препятствием (8) по ходу течения и во втором участке (6) трубы, причем пластина (14) имеет продольный размер D1, измеренный в направлении, перпендикулярном направлению потока текучей среды, и прямоугольное поперечное сечение, образованное двумя боковыми поверхностями (14а, 14b) большего размера, параллельными направлению потока текучей среды, и двумя поверхностями (14с, 14d) меньшего размера, расположенными выше по ходу течения и ниже по ходу течения, два параллельных продольных основных проходных отверстия (16, 18) в пластине (14) рядом с поверхностью (14с), расположенной выше по ходу течения, причем каждое из основных проходных отверстий соединено только с одной из боковых поверхностей (14а, 14b) с помощью множества равномерно распределенных, проходящих перпендикулярно вспомогательных проходных отверстий (16а, 16b, 16с, 18a, 18b, 18с), и датчик, соединенный с основными проходными отверстиями (16, 18) и с электронной схемой (202 - 221), которая предназначена для определения объема текучей среды на основе детектированного сигнала.

18. Вихревой расходомер по п.17, отличающийся тем, что расположенная выше по ходу течения поверхность (14с) пластины (14) имеет поперечный размер, составляющий от 0,1 до 0,4 от поперечного размера d препятствия (8).

19. Вихревой расходомер по пп.13 и 17, отличающийся тем, что расположенная выше по ходу течения поверхность (14с) пластины (14) находится на расстоянии от расположенной выше по ходу течения поверхности (8а) препятствия (8), которое составляет от 3d до 7d.

20. Вихревой расходомер по пп.17 и 19, отличающийся тем, что основные проходные отверстия (16, 18) имеют диаметр, который немного меньше поперечного размера расположенной выше по ходу течения поверхности (14с) пластины (14), а основные проходные отверстия (16, 18) смещены друг относительно друга в направлении потока текучей среды.

21. Вихревой расходомер по п.16 или 17, отличающийся тем, что датчик представляет собой тепловой датчик.

22. Вихревой расходомер по п.16 или 17, отличающийся тем, что датчик представляет собой датчик давления.

23. Вихревой расходомер по существу как описанный в данном материале со ссылкой на сопровождающие чертежи и изображенный на них.