SU678306A1 - Medium rate-of-flow measuring and indicating device - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к приборам дл  определени  параметров текучих сред, например двухфазных потоков, и может быть испо.пьзовано в гидравлических системах дл  измерени  и инди кации наличи  газовых включений в потоке жидкости. Известный индикатор наличи  газа в жидкостных системах содержит корпус , преобразователь сигнала и чувст вительный элемент, помещенный в пото ке жидкости, выполненный в форме обтекаемого тела вращени , смонтированного на одном конце стержн , шарнирно укрепленного на опоре и соединенного другим концом, с наконечником из ферромагнитного материала (1 Недостатком указанного индикатора  вл етс  то, что чувствительный элемент не охватывает все сечение трубопровода , имеет низкую чувствительность и не может реагировать на малые объемы включени  газа. Известно также устройство дл  измерени  пульсации скорости потока (расхода) жидкости или газа/ в котором чувствительный элемент выполнен в форме пластины аэродинамического профил  2. Указанное устройство содержит пластину, преобразующую скоростной напор в подъемную силу, установленную на жестко соединенном с ней рычаге , шарнирно укрепленном на вынесенном из потока основании, т гу(или упругий элемент), воспринимающую усилие , создаваемое пластиной и преобразуюксую его в полезный сигнал. Пластина в этом устройстве имеет только небольшие перемещени , обусловленные упругими деформаци ми т ги. При спокойном потоке жидкости полезный сигНсШ в системе не возникает поскольку устанавливаетс  равновесное состо ние , и все элементы наход тс  в стабильном псотожении. При наличии пульсации потока из-за резкого изменени  подъемной силы крыла мен етс  нагрузка на т гу, что преобразуетс  с помощью тензодатчика или другого устройства в полезный сигнал. Вследствие малого перекрыти  сечени  трубопровода пЬастиной, в этом устройстве достоверность обнаружени  включений газа в потоке жидкости, т.е. нарушений сплошности потока,  вл етс  низкой . Низкой  вл етс  также и чувствительность , поскольку подъемна  сила пластиныодного пор дка с силами трени  в направл ющих и сопротивлением преобразовател  сигнала.The invention relates to instruments for determining parameters of fluids, such as two-phase flows, and can be used in hydraulic systems for measuring and indicating the presence of gaseous inclusions in a fluid flow. The known indicator of the presence of gas in liquid systems includes a housing, a signal transducer and a sensing element placed in a fluid flow, made in the form of a streamlined rotational body mounted on one end of a rod hinged on a support and connected to the other end with a ferromagnetic material tip (1 The disadvantage of this indicator is that the sensitive element does not cover the entire cross section of the pipeline, has a low sensitivity and cannot respond to small volumes of water. gas shutoff. It is also known a device for measuring the pulsation of the flow rate (flow rate) of a liquid or gas / in which the sensitive element is made in the form of an aerodynamic profile plate 2. The said device contains a plate that converts a velocity head into a lifting force mounted on a lever rigidly connected to it, hinged on the base removed from the flow, tgu (or elastic element), the sensing force created by the plate and transforming it into a useful signal. The plate in this device has only small movements due to elastic deformations of the pull rod. With a steady flow of fluid, the useful sgNSH in the system does not arise as an equilibrium state is established, and all elements are in stable position. In the presence of flow pulsation, due to an abrupt change in the lifting force of the wing, the load on the thrust is changed, which is converted by a strain gauge or other device into a useful signal. Due to the small overlap of the cross section of the pipeline, in this device the reliability of detecting gas inclusions in the fluid flow, i.e. flow discontinuity is low. Sensitivity is also low because the lift is plate-like with frictional guiding forces and resistance of the signal converter.

Целью изобретени   вл етс  повьпление чувствительности устройства при измерении двухфазных пот.оков. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в нем чувствительный элемент выполнен в виде отдельных пластин, равномерно распределенных по всему поперечному сечению измерительного трубопровода, при этом их суммарна  площадь составл ет- О, 3-0, 5 площади поперечного сечени  измерительного трубопровода, а зазор между пластинами не превышает 20% диаметра поперечного сечени  трубопровода . Это повышает чувствительность устройства при измерении двухфазных потоков за счет увеличени  подъемной силы на пластинах, а указанные соотношени  размеров пластин и измерительного трубопровода- полученные экспериментально, позвол ют получать линейную зависимость выходного сигнала и расхода. -The aim of the invention is to detect the sensitivity of the device when measuring two-phase flow. The goal is achieved by the fact that in it the sensing element is made in the form of separate plates evenly distributed over the entire cross section of the measuring pipeline, while their total area is about 3-0, 5 cross-sectional area of the measuring pipeline does not exceed 20% of the cross-sectional diameter of the pipeline. This increases the sensitivity of the device when measuring two-phase flows by increasing the lifting force on the plates, and the indicated ratios of the sizes of the plates and the measuring pipeline, obtained experimentally, allow to obtain a linear dependence of the output signal and flow rate. -

На фиг. 1 показано устройство, продольное сечение; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение.FIG. 1 shows a device with a longitudinal section; in fig. 2 is the same cross section.

В корпусе - трубопроводе 1 устройства помещен чувствительный элемент , состо щий из пластин 2 аэродинамического профил , укрепленных на оси 3, один конец которой подпружинен пружиной 4, а другой заканчиваетс  ферромагнитным наконечником 5, помещенным в индуктивную катушку б (преобразователь перемещени  пластин в выходной сигнал). Катушка закрыта крышкой 7. В корпусе 1 выполнен люк 8, закрытый крышкой , который служит дл  замены оси 3 с пластинами 2.In the case of the device pipe 1, a sensing element is placed consisting of plates 2 of an aerodynamic profile fixed on axis 3, one end of which is spring-loaded by spring 4, and the other ends with ferromagnetic tip 5 placed in an inductive coil b (plate-to-output converter) . The coil is closed by a cover 7. In the housing 1 there is a hatch 8, closed by a cover that serves to replace the axis 3 with the plates 2.

При взаимодействии сплош ного потока жидкости с пластинами 2 за счёт разности давлений, возникающих на поверхност х этик пластин, создаетс  подъемна  сила и ось 3 с пласти-нами 2 займет положение, уравновешенное противодействующей пружиной 4, укрепленной на. одном ее конце.When a continuous fluid flow interacts with the plates 2, due to the pressure difference arising on the surfaces of these plates, a lift force is created and the axis 3 with the plates 2 takes a position balanced by the opposing spring 4 fixed on. one end of it.

Взаимодействие подъемной силы пластин и пружины рассчитаны дл  определенного диапазона скоростей потока жидкости. В зависимости от параметров потока жидкости ось 3 с пластинами 2 и пружиной 4 может быть .заменена ерез люк 8, закрытый крышкой 9..-.The interaction of the lifting force of the plates and the spring is calculated for a specific range of flow rates of the fluid. Depending on the parameters of fluid flow, the axis 3 with plates 2 and spring 4 can be replaced by hatch 8, closed by a cover 9 ..-.

При нар5 шенйи сплошности notoka, прохождении включений газа у поверхности одной или нескольких пластин 2, равновесие нарушитс , ось 3 с пластинами 2 и ферромагнитным наконечником 5 переместитс , и преобразователь б выдаст электрический сигнал (выходной сигнал), по величине которого Можно определить величину газовых включений. Как показали экспериментальные исследовани  при увеличении толщины отдельной пластины чувствительность устройства повышаетс , однако лийейна  зависимость сохран етс  при соотнесении суммарной площади пластин и поперечного сечени  измерительного трубопровода равным 0,3-0,5, при большем соотнесении (увеличиваетс  перепад давлени  на ш1астинах, а вследствие турбулизации потока на, пластинах с большим попе0 речным сечением снижаетс  чувствительность . При увеличении зазора между пластинами больше 20% диаметра поперечного сечени  измерительного трубопровода значительно искажаетс  поток среды, снижаютс  чувствитель5 ность устройства и достоверность показаний- , поскольку газовые включени  дроб тс  на входе в пласртины, что вызывает скачкообразные изменени  выходного сигнала.With notoka continuous leakage, passing gas inclusions at the surface of one or several plates 2, the equilibrium is disturbed, axis 3 with plates 2 and ferromagnetic tip 5 will move, and converter b will give an electrical signal (output signal), the magnitude of which can determine the amount of gas inclusions . As shown by experimental studies, as the thickness of an individual plate increases, the sensitivity of the device increases, but the linear relationship is maintained when the total area of the plates and the cross-section of the measuring pipeline are correlated to 0.3-0.5, with greater correlation (the pressure drop across the curvatures increases, and due to turbulization flow on plates with a large cross section decreases the sensitivity. With an increase in the gap between the plates of more than 20% of the diameter of the cross section, Tel'nykh flow pipe significantly distorted environment are reduced chuvstvitel5 NOSTA device pokazaniy- and reliability because the gas inclusions are crushed at the entrance to plasrtiny, causing abrupt changes of the output signal.

00

Использование изобретени-  в измерительной и испытательной технике повысит чувствительность, точность измерений и техническую безопасность испытываелих гидравлических уст5 ройств, чувствительных к газовым включени м.The use of the invention in measuring and testing equipment will increase the sensitivity, accuracy of measurements, and technical safety of hydraulic devices that are sensitive to gas inclusions.

Claims (2)

1.Устройство дл  измерени  и индикации расхода среды, содержащее чувствительный элемент,. выполненный в форме пластины аэродинамического 1. A device for measuring and indicating the flow rate of a medium containing a sensitive element. made in the form of an aerodynamic plate 5 профил , установленной в измерительiiOM трубопроводе и кинематически св занный с преобразователем его перемещени  в выходной сигнал, о т л и чающеес  тем, что/ с целью повышени  чувствительности при из0 мерении двухфазных потоков, в нем чувствительный элемент выполнен в виде отдельных пластин, равномерно распределенных по всему поперечному сечению измерительного трубопровода, при этом суммарна  площадь их в поперечном сечении.составл ет 0,3-0,5 площади поперечного сечени  измерительного трубопровода.5 profile installed in the measuring instrument andOM pipeline and kinematically connected with the transducer of its movement to the output signal, which means that in order to increase the sensitivity in measuring two-phase flows, the sensitive element is made in the form of separate plates evenly distributed over the entire cross section of the measuring pipeline, while their total area in the cross section is 0.3-0.5 of the cross section of the measuring pipeline. 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что в нем зазор между упом нутыми пластинами не превышает 20% диаметра поперечного сечени  измерительного трубопровода.2. A device according to claim 1, wherein the gap between said plates in it does not exceed 20% of the diameter of the cross section of the measuring pipeline. Источники информации, прин тые во Sources of information taken in 5 внимание при экспертизе5 attention in the examination 1.Авторское свидетельство СССР 487304, кл, G 01 f 1/00, 1973.1. Authors certificate of the USSR 487304, class, G 01 f 1/00, 1973. 2.Реферативный научно-техническИй сборник. Машины и нефт ное оборудование .1972, №2, с. 25.2. Referative scientific and technical collection. Machines and oil equipment .1972, №2, p. 25 678306678306 //