Система перекачивания текучей среды и способ измерения потока перекачиваемой среды

Система перекачивания текучей среды и способ измерения потока перекачиваемой среды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к системам перекачивания текучей среды, а более конкретно к упрощенной системе перекачивания текучей среды, в которой по существу предотвращается измерение многофазного потока текучей среды во время перекачивания текучей среды от источника к месту назначения.

Системы перекачивания текучей среды предназначены для перекачивания текучих сред разнообразных видов от источника к месту назначения. Некоторые примеры этих продуктов включают нефтяные продукты, такие, как жидкий нефтяной газ, бензин, керосин, нефть и другие аналогичные продукты. Другие примеры продуктов включают удобрения, кукурузную патоку, молоко и глюкозу, полученную из кукурузы. Часто источник представляет собой автоцистерну, железнодорожный вагон или морское судно, при этом местом назначения является складской резервуар, расположенный на перерабатывающем заводе или на пристани. Точно так же справедливо обратное, когда источник представляет собой складской резервуар, а местом назначения является автоцистерна, железнодорожный вагон или морское судно.

Системы перекачивания текучей среды обычно включают насос, присоединенный к источнику, который создает давление, необходимое для продвижения текучей среды через систему от источника к месту назначения. В некоторых, но не всех случаях применения используют фильтр грубой очистки для обеспечения фильтрации, защищающей от проникновения мелких твердых частиц и других посторонних материалов, которые могут повредить элементы, расположенные ниже по потоку, например измерительный прибор. Измерительный прибор обычно представляет собой расходомер объемного типа, или турбинный объемный расходомер, который измеряет объем текучей среды, когда текучая среда перекачивается от источника к месту назначения.

Проблемой в системах перекачивания текучей среды является предотвращение измерения воздуха или пара, увлеченного жидкостью во время перекачивания. Например, когда источник текучей среды опорожняется, давление в результате действия насоса может резко изменить поверхностное натяжение жидкости, оставшейся в источнике, и вызвать перекачивание многофазного потока, состоящего из воздуха и жидкости, через систему перекачивания. Когда это происходит, объемный расходомер не может провести различие между простым потоком текучей среды и многофазным потоком текучей среды, содержащим как воздух, так и жидкость.

Одно решение этой проблемы заключается в использовании отделителя воздуха для выделения и удаления нежелательного воздуха или пара из текучей среды до перекачивания к измерительному прибору. Отделитель воздуха удаляет увлеченный воздух путем снижения скорости текучей среды до достижения относительно спокойного состояния с обеспечением возможности накопления текучей среды в камере отделителя воздуха. Существенное снижение скорости вынуждает захваченные пузырьки воздуха или пара подниматься из жидкости и собираться в верхней части камеры, которая вентилируется. Отделитель воздуха также предохраняет измерительный прибор от повреждения путем предотвращения прохождения больших количеств воздуха через измерительный прибор. При больших количествах воздуха, проходящего через измерительный прибор, может возникнуть превышение допустимой скорости измерительного устройства или избыточный износ, со временем приводящий к отказу измерительного прибора.

К сожалению, вследствие необходимости использования отделителя воздуха для современных систем перекачивания характерны несколько проблем. Первая проблема, связанная с отделителем воздуха, заключается в размере, необходимом при некоторых применениях. Например, скорость разделения высоковязких продуктов, например нефтепродуктов, вынуждает иметь большой отделитель воздуха. Точно так же в случае высоковязких продуктов требуется большее время удерживания для разделения, что приводит к более медленному перекачиванию текучей среды и к меньшей производительности системы перекачивания.

Вторая проблема, связанная с отделителями воздуха, заключается в том, что продукты, такие, как топочный мазут, дизельное топливо и керосин, при прохождении через систему перекачивания часто вспениваются с выделением среды в виде пара. Пар из этих продуктов является вредным и не может быть выпущен непосредственно в атмосферу, вследствие чего нужен складской резервуар для размещения отводимых паров.

Третья проблема, связанная с отделителями воздуха, заключается в затратах, добавляемых к затратам на систему перекачивания за счет включения отделителя воздуха, а в некоторых случаях и складского резервуара для отводимого пара. Например, в системах перекачивания, предназначенных для сырой нефти, размеры резервуара являются настолько большими, что часто более выгодно предотвращать увлечение воздуха, чем удалять его во время перекачивания. Однако в этом случае следует учитывать разнообразные дополнительные и дорогостоящие меры предосторожности, затраты на которые вносят существенный дополнительный вклад в стоимость транспортировки и хранения этих продуктов.

Из уровня техники известно использование массовых расходомеров для измерения массового расхода и получения другой информации относительно материалов, проходящих по трубопроводу. Массовые расходомеры некоторых типов, особенно массовые расходомеры Кориолиса, могут работать таким образом, чтобы обеспечивать непосредственное измерение плотности для получения волюметрической информации с помощью отношения массы к плотности. Например, патент США №4872351 (Ruesch), переуступленный Micro Motion, на вычислитель нетто-объема добычи нефти, в котором использован расходомер Кориолиса для измерения плотности неизвестной многофазной текучей среды. В патенте США №5687100 (Buttler et al.) описан принцип построения денситометра на основе эффекта Кориолиса, в котором отсчеты плотности корректируются с учетом эффектов массового расхода в массовом расходомере, работающем как денситометр с вибрирующей трубкой.

Расходомеры Кориолиса непосредственно измеряют скорость массового потока, проходящего по трубопроводу. Как описано в патенте США №4491025 (выданном J.E. Smith et al. 1 января 1985 г., ниже именуемом патентом США №4491025) и в заменяющем патенте США №31450 (выданном J.E. Smith 11 февраля 1982 г., ниже именуемом патентом США № Re. 31450), эти расходомеры имеют одну или несколько расходомерных трубок прямолинейной или криволинейной конфигурации. Расходомерная трубка каждой конфигурации в массовом расходомере Кориолиса имеет набор собственных мод колебаний, которые могут быть просто изгибными, крутильными или сопряженными. Текучая среда входит в расходомер из прилегающей трубы на впускной стороне, направляется через расходомерную трубку или трубки и выходит из расходомера на выпускной стороне расходомера. Собственные моды колебаний колеблющейся, заполненной текучей средой системы частично определяются суммарной массой расходомерных трубок и текучей среды внутри расходомерных трубок. Каждую трубку возбуждают так, чтобы она совершала резонансные колебания на одной из этих собственных мод.

При отсутствии потока через расходомер все точки вдоль расходомерной трубки колеблются с одинаковой фазой. Когда текучая среда начинает проходить, ускорения Кориолиса приводят к тому, что каждая точка вдоль расходомерной трубки имеет свою фазу. Фаза на впускной стороне расходомерной трубки отстает от фазы возбудителя, тогда как фаза на выпускной стороне опережает фазу возбудителя. Для получения синусоидальных сигналов, характеризующих перемещение расходомерной трубки, на расходомерной трубке могут быть размещены датчики. Разность фаз между сигналами двух датчиков пропорциональна массовому расходу текучей среды, проходящей через расходомерную трубку. Усложняющим обстоятельством в этом измерении является то, что плотность типичных текучих сред изменяется. Изменения плотности вызывают изменения частот собственных мод. Поскольку устройство управления расходомерами поддерживает резонанс, в ответ на это изменяется частота колебаний. В этой ситуации массовый расход пропорционален отношению разности фаз к частоте колебаний.

Расходомер Кориолиса предназначен для использования в условиях, когда имеется многофазный поток. Многофазный поток определяется как поток, включающий по меньшей мере два состояния вещества: твердое, жидкое или газообразное. Расходомер является особенно полезным в многофазных системах, включающих газ и жидкость или газ и твердые частицы. Эти условия являются особенно распространенными в нефтяной отрасли, где нефтяной продукт перекачивается от источника к месту назначения. К сожалению, расходомеры Кориолиса не используются в системах перекачивания нефти отчасти из-за того, что они измеряют массу в противоположность объему, а продажа нефти осуществляется в единицах объема. Кроме того, хотя эти измерительные приборы по принципу действия могут обнаруживать многофазный поток, они не могут удалять газ или твердые частицы из потока, поэтому требуется отделитель воздуха.

В настоящем изобретении решены проблемы, описанные выше, и усовершенствован уровень техники путем создания системы перекачивания текучей среды, которая включает массовый расходомер Кориолиса для исключения необходимости установки отделителя воздуха и/или фильтра грубой очистки. В первом варианте осуществления настоящего изобретения система перекачивания текучей среды содержит массовый расходомер Кориолиса, насос и рециркуляционный клапан. Насос присоединен к источнику текучей среды и к входному концу массового расходомера Кориолиса. Рециркуляционный клапан присоединен к выходному концу массового расходомера Кориолиса, к источнику текучей среды и к месту назначения для текучей среды. Рециркуляционный клапан работает под управлением измерительного прибора для того, чтобы предотвращалось измерение многофазного потока текучей среды во время заполнения системы. Во время заполнения системы измерительная электронная аппаратура управляет рециркуляционным клапаном, чтобы многофазный поток текучей среды, содержащий увлеченный воздух, направлялся обратно в источник текучей среды до установления по существу чистого потока текучей среды. После установления чистого потока текучей среды измерительная электронная аппаратура снова управляет рециркуляционным клапаном, чтобы поток текучей среды направлялся к месту назначения, и начинает измерение перекачиваемой жидкости. Для начала и прекращения перекачивания текучей среды через систему перекачивания текучей среды насос также работает под управлением измерительного прибора. В некоторых примерах представленной системы перекачивания текучей среды также может быть предусмотрен обратный клапан для предотвращения обратного потока текучей среды через систему перекачивания, когда система остановлена. В контексте этого применения заполнением системы считается установление по существу чистого потока текучей среды вслед за введением многофазного потока текучей среды. Во всяком случае заполнение системы необходимо, если в ней имеется воздух, что обычно случается, когда система не сохранялась заполненной, например во время остановки системы или при опорожнении источника. Специалистам в области техники, к которой относится изобретение, должно быть понятно, что этот вариант осуществления является идеальным для таких жидкостей, как молоко, керосин и бензин, которые имеют склонность вспениваться во время перекачивания или при заполнении системы. В этих ситуациях расходомер предотвращает измерение и перекачивание к месту назначения до установления по существу чистого потока.

Во втором варианте осуществления настоящего изобретения система перекачивания содержит массовый расходомер Кориолиса, насос и обратный клапан. Насос присоединен к источнику текучей среды и к входному концу массового расходомера Кориолиса. Обратный клапан присоединен к выходному концу измерительного прибора и к месту назначения для текучей среды. Насос работает под управлением измерительного прибора, чтобы перекачивание текучей среды прекращалось в ответ на обнаружение многофазного потока текучей среды через измерительный прибор. Обратный клапан также работает под управлением измерительного прибора, чтобы при остановке системы предотвращался обратный поток текучей среды через систему перекачивания. Этот вариант осуществления является идеальным для сжиженных сжатых газов, которые изменяют свое состояние от жидкого до газообразного, когда источник опорожняется, а давление приближается к атмосферному давлению. В ответ на обнаружение присутствия многофазного потока массовый расходомер Кориолиса отключает насос и закрывает обратный клапан, чтобы предотвратить измерение многофазного потока. Когда источник снова заполняется с доведением давления обратно до давления, требуемого для жидкого состояния сжиженного сжатого газа, любой материал, находящийся в газообразном состоянии, возвращается в жидкое состояние. Поэтому насос может снова включиться, а обратный клапан открыться для дальнейшего перекачивания сжиженного сжатого газа.

Массовый расходомер Кориолиса можно использовать в качестве вибрирующего денситометра в условиях многофазного потока, включающего газ и жидкости, газ и твердые частицы или твердые частицы или жидкости. Расходомер содержит по меньшей мере одну расходомерную трубку и возбудитель для создания колебаний расходомерной трубки на основной частоте, соответствующей плотности материала, проходящего через расходомерную трубку. Измерительная электронная аппаратура контролирует колеблющуюся расходомерную трубку (трубки), оценивая изменение значения плотности текучей среды, чтобы обнаружить образование многофазного потока через измерительный прибор. Во время работы измерительного прибора значение плотности сравнивается с пороговым значением, при этом многофазный поток, включающий газ и жидкость, характеризуется измеренным значением плотности, превышающим пороговое значение. Второе сравнение может быть сделано со вторым пороговым значением, чтобы отразить образование многофазного потока, включающего газ и твердые частицы, жидкость и твердые частицы или жидкость, газ и твердые частицы, которые могут оказывать тормозящее действие в газовых и жидких системах. Измерительная электронная аппаратура реагирует на существование многофазного потока в расходомерной трубке (трубках) и подает выходные сигналы на насос, рециркуляционный клапан и обратный клапан, чтобы либо прекратить перекачивание текучей среды, либо перенаправить текучую среду обратно в источник для предотвращения измерения и перекачивания многофазного потока.

Первое преимущество предложенной системы перекачивания заключается в том, что не требуется отделитель воздуха. Предложенная система перекачивания выполнена с возможностью прекращения прохождения текучей среды через систему или перенаправления потока обратно в источник текучей среды в ответ на обнаружение многофазного потока продукта. Поэтому в первом варианте осуществления, описанном выше, текучий продукт перенаправляется обратно в источник для установления по существу чистого потока текучей среды до перекачивания к месту назначения и измерения. Во втором варианте осуществления, описанном выше, в системе перекачивания текучей среды вообще прекращается перекачивание текучей среды в ответ на обнаружение многофазного потока текучей среды. Второе преимущество предложенной системы перекачивания заключается в том, что массовый расходомер Кориолиса можно было использовать в любой ситуации, когда существует многофазный поток. Поэтому в предложенной системе перекачивания не требуется фильтр грубой очистки для предотвращения проникновения мелких твердых частиц и других посторонних материалов, которые могут повредить элементы, расположенные ниже по потоку. При обнаружении посторонних материалов измерительный прибор осуществляет управление рециркуляционным клапаном и обратным клапаном так, что перекачивание текучей среды прекращается, или она перенаправляется обратно в источник текучей среды.

Поэтому объект настоящего изобретения представляет собой систему перекачивания текучей среды с измерением по существу чистого потока текучей среды и с предотвращением измерения многофазного потока текучей среды во время перекачивания текучей среды от источника (300) текучей среды к месту (306) назначения, которая содержит насос, расположенный между источником текучей среды и местом назначения, для перекачивания текучей среды от источника текучей среды к месту назначения, массовый расходомер Кориолиса, расположенный между насосом и местом назначения и выполненный с возможностью обнаружения начальной стадии многофазного потока текучей среды, когда текучая среда перекачивается от источника текучей среды к месту назначения, при этом система также содержит обратный клапан, выполненный с возможностью открывания и закрывания под управлением массового расходомера Кориолиса, рециркуляционный клапан, который соединен с источником текучей среды, с местом назначения и через обратный клапан - с массовым расходомером Кориолиса, при этом рециркуляционный клапан выполнен с возможностью направления текучей среды в первом направлении, которое заканчивается в источнике текучей среды, и во втором направлении, которое заканчивается в месте назначения, массовый расходомер Кориолиса выполнен с возможностью управления насосом в ответ на обнаружение начальной стадии многофазного потока текучей среды, чтобы посредством насоса прекратить перекачивание текучей среды от источника к месту назначения, и с возможностью управления обратным клапаном в ответ на обнаружение начальной стадии многофазного потока текучей среды, чтобы обеспечить закрытие обратного клапана, при этом массовый расходомер Кориолиса предотвращает измерение многофазного потока текучей среды посредством прекращения перекачивания текучей среды в ответ на обнаружение начальной стадии многофазного потока текучей среды, также массовый расходомер Кориолиса выполнен с возможностью управления рециркуляционным клапаном в ответ на обнаружение начальной стадии многофазного потока текучей среды, чтобы посредством рециркуляционного клапана направить текучую среду в первом направлении, при этом массовый расходомер Кориолиса предотвращает измерение многофазного потока текучей среды посредством направления рециркуляционным клапаном текучей среды в первом направлении, обратно в источник текучей среды.

Предпочтительно, чтобы обратный клапан был выполнен с возможностью создания противодавления в системе перекачивания текучей среды.

Предпочтительно, чтобы измерительная электронная аппаратура была электрически соединена с рециркуляционным клапаном и выполнена с возможностью подачи первого выходного сигнала на рециркуляционный клапан в ответ на обнаружение начальной стадии многофазного потока текучей среды, посредством которого рециркуляционный клапан направляет текучую среду в первом направлении, обратно в источник текучей среды.

Предпочтительно, чтобы измерительная электронная аппаратура была электрически соединена с насосом и выполнена с возможностью подачи второго выходного сигнала на насос в ответ на обнаружение начальной стадии многофазного потока текучей среды, посредством которого насос прекращает перекачивание текучей среды от источника текучей среды к месту назначения.

Предпочтительно, чтобы измерительная электронная аппаратура была электрически соединена с обратным клапаном и выполнена с возможностью подачи третьего выходного сигнала на обратный клапан в ответ на обнаружение начальной стадии многофазного потока текучей среды, посредством которого обратный клапан создает противодавление в системе перекачивания текучей среды.

Предпочтительно, чтобы измерительная электронная аппаратура была выполнена с возможностью измерения значения плотности текучей среды и, если значение плотности больше верхнего порогового значения плотности, с возможностью подачи по меньшей мере одного из первого, второго и третьего выходных сигналов.

Предпочтительно, чтобы измерительная электронная аппаратура была выполнена с возможностью измерения значения плотности текучей среды и, если значение плотности меньше нижнего порогового значения плотности, с возможностью подачи по меньшей мере одного из первого, второго и третьего выходных сигналов.

Предпочтительно, чтобы измерительная электронная аппаратура была выполнена с возможностью измерения значения плотности текучей среды и, если значение плотности равно верхнему пороговому значению плотности, с возможностью подачи по меньшей мере одного из первого, второго и третьего выходных сигналов.

Предпочтительно, чтобы измерительная электронная аппаратура была выполнена с возможностью измерения значения плотности текучей среды и, если значение плотности равно нижнему пороговому значению плотности, с возможностью подачи по меньшей мере одного из первого, второго и третьего выходных сигналов.

Другой объект настоящего изобретения представляет собой способ для измерения потока текучей среды во время перекачивания текучей среды от источника текучей среды к месту назначения, включающий следующие этапы:

перекачивание текучей среды от источника текучей среды к месту назначения,

обнаружение начальной стадии многофазного потока текучей среды, когда текучую среду перекачивают от источника текучей среды к месту назначения,

подачу второго выходного сигнала на насос для прекращения перекачивания текучей среды в ответ на обнаружение начальной стадии многофазного потока текучей среды,

при этом способ также включает следующие этапы:

подачу третьего выходного сигнала на обратный клапан для создания противодавления в ответ на обнаружение начальной стадии многофазного потока текучей среды,

подачу первого выходного сигнала на рециркуляционный клапан для направления текучей среды в первом направлении в источник текучей среды, когда многофазный поток текучей среды обнаружен, и снятие третьего сигнала с рециркуляционного клапана для направления текучей среды во втором направлении, заканчивающемся в месте назначения, когда многофазный поток текучей среды не обнаружен.

Предпочтительно осуществлять измерение значения плотности текучей среды, когда текучую среду перекачивают от источника текучей среды к месту назначения, и сравнивать измеренное значение плотности с верхним пороговым значением плотности, при этом признаком многофазного потока текучей среды служит измеренное значение плотности, большее по сравнению с верхним пороговым значением плотности.

Предпочтительно осуществлять измерение значения плотности текучей среды, когда текучую среду перекачивают от источника текучей среды к месту назначения, и сравнивать измеренное значение плотности с верхним пороговым значением плотности, при этом признаком многофазного потока текучей среды служит измеренное значение плотности, равное верхнему пороговому значению.

Предпочтительно осуществлять измерение значения плотности текучей среды, когда текучую среду перекачивают от источника текучей среды к месту назначения, и сравнивать измеренное значение плотности с нижним пороговым значением плотности, при этом признаком многофазного потока текучей среды служит измеренное значение плотности, меньшее по сравнению с нижним пороговым значением плотности.

Предпочтительно осуществлять измерение значения плотности текучей среды, когда текучую среду перекачивают от источника текучей среды к месту назначения, и сравнивать измеренное значение плотности с нижним пороговым значением плотности, при этом признаком многофазного потока текучей среды служит измеренное значение плотности, равное нижнему пороговому значению плотности.

На фиг.1 изображена система перекачивания текучей среды согласно уровню техники;

на фиг.2 изображен массовый расходомер Кориолиса согласно настоящему изобретению;

на фиг.3 изображен первый вариант осуществления системы перекачивания текучей среды согласно настоящему изобретению;

на фиг.4 изображена рабочая диаграмма, иллюстрирующая пример работы варианта осуществления на фиг.3 согласно настоящему изобретению;

на фиг.5 изображен второй вариант осуществления системы перекачивания текучей среды согласно настоящему изобретению; и

на фиг.6 изображена рабочая диаграмма, иллюстрирующая пример работы варианта осуществления на фиг.5 согласно настоящему изобретению.

Далее настоящее изобретение будет более подробно описано со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых показаны варианты осуществления изобретения. Специалистам в области техники, к которой относится изобретение, должно быть понятно, что изобретение может быть реализовано во многих различных формах и не должно толковаться как ограниченное вариантами осуществления, изложенными в данном описании. Точнее, эти варианты осуществления представлены так, что это раскрытие является глубоким и завершенным и полностью определяет объем изобретения для специалистов в области техники, к которой относится изобретение. На всех чертежах одинаковые номера относятся к аналогичным элементам. Кроме того, специалистам в области техники, к которой относится изобретение, должно быть понятно, что различные признаки, описанные ниже, могут сочетаться для образования многочисленных вариантов изобретения.

На фиг.1 показан пример типовой системы 100 согласно уровню техники, предназначенной для перекачивания текучей среды. В системе 100 перекачивания текучей среды насос 101, присоединенный к источнику 107, создает давление, необходимое для прохождения текучей среды 108 через систему 100 перекачивания от источника 107 текучей среды к месту 110 назначения. Фильтр 102 грубой очистки, присоединенный к насосу 101, обеспечивает фильтрацию, защищающую от проникновения мелких твердых частиц и других посторонних материалов, которые могут повредить элементы, расположенные ниже по потоку, например измерительный прибор 104. Обычно измерительный прибор 104 представляет собой расходомер объемного типа, или турбинный объемный расходомер, который измеряет объем текучей среды, проходящей через систему 100 перекачивания текучей среды от источника 107 к месту 110 назначения.

Отделитель 103 воздуха удаляет увлеченный воздух путем снижения скорости текучей среды 108 до достижения относительно спокойного состояния, при этом текучая среда 108 накапливается в камере 105 отделителя 103 воздуха. Существенное уменьшение скорости вызывает подъем захваченных пузырьков воздуха или пара из текучей среды 108 и накопление их в верхней части камеры 105. Когда пары воздуха вытесняют объем текучей среды, для отведения паров воздуха из камеры 105 открывается поплавковый клапан 106. В зависимости от вида перекачиваемой текучей среды 108 пары воздуха выпускаются либо в атмосферу, либо в отдельный герметичный контейнер (непоказанный). После выпуска воздуха из камеры 105 сброс давления обеспечивает возможность подъема уровня среды и закрывание поплавкового клапана 106.

На фиг.2 показаны массовый расходомер 200 Кориолиса, расходомерный узел 201, измерительная электронная аппаратура 202, насос 221, первый клапан 220 и второй клапан 222, соединенные с измерительной электронной аппаратурой 202. Для получения в линии 204 сигналов, пропорциональных плотности, удельному массовому расходу, объемному массовому расходу, общему массовому расходу, и другой информации измерительная электронная аппаратура 202 соединена с расходомерным узлом 201 посредством линий 203. Кроме того, измерительная электронная аппаратура 202 соединена с насосом 221 посредством линии 218 для передачи выходных сигналов, управляющих насосом 221 и вызывающих включение и отключение насоса 221. Наконец, измерительная электронная аппаратура 202 соединена с клапаном 220 посредством линии 219 и с клапаном 222 посредством линии 223 для передачи выходных сигналов, управляющих клапаном 220 и клапаном 222. Расходомерный узел 201 включает пару фланцев 205 и 206, распределитель 207 и расходомерные трубки 208 и 209. Возбудитель 210 и измерительные датчики 211 и 212 прикреплены к расходомерным трубкам 208 и 209. Стяжки 213 и 214 служат для определения осей W и W', вокруг которых колеблется каждая расходомерная трубка 208 и 209.

Когда расходомерный узел 201 встроен в трубопроводную систему (непоказанную), по которой транспортируется измеряемая текучая среда, то текучая среда входит в расходомерный узел 201 через фланец 206 и проходит через распределитель 207. Текучая среда направляется в расходомерные трубки 208 и 209, проходит по расходомерным трубкам 208 и 209 и возвращается обратно в распределитель 207, где она выходит из расходомерного узла 201 через фланец 205.

Расходомерные трубки 208 и 209 выбраны и соответственно прикреплены к распределителю 207 так, что имеют по существу одинаковые значения распределения масс, моментов инерции и модулей упругости относительно осей W-W и W'-W' изгиба соответственно. Расходомерные трубки 208 и 209 выходят наружу из распределителя 207 по существу параллельно. Расходомерные трубки 208 и 209 возбуждаются посредством возбудителя 210 в противоположных направлениях относительно их соответствующих осей W и W' изгиба, возле которых обозначен изгиб расходомерного узла 201. Возбудитель 210 представляет собой одно из многих хорошо известных устройств. Одним примером возбудителя 210 является магнит, установленный на расходомерной трубке 208, с противолежащей катушкой, установленной на расходомерной трубке 209. Переменный ток, проходящий через противолежащую катушку, вызывает колебания обеих расходомерных трубок 208 и 209. С измерительной электронной аппаратуры 202 по линии 215 на возбудитель 210 подается соответствующий сигнал возбуждения.

Массовый расходомер 200 Кориолиса выполнен с возможностью различения по существу чистого потока продукта в многофазном потоке текучей среды путем сравнения изменений частоты колебаний расходомерных трубок 208 и 209 с изменением плотности, когда по существу чистый поток продукта превращается в многофазный поток продукта. Когда поток через расходомер 200 отсутствует, все точки вдоль расходомерных трубок 208 и 209 колеблются с одинаковой фазой. Когда текучая среда начинает проходить, ускорение Кориолиса является причиной того, что каждая точка вдоль расходомерных трубок 208 и 209 имеет свою фазу. Фаза на впускной стороне расходомерных трубок 208 и 209 отстает от фазы возбудителя 210, тогда как фаза на выпускной стороне расходомерных трубок 208 и 209 опережает фазу возбудителя 210. Измерительные датчики 211 и 212 формируют синусоидальные сигналы, отражающие перемещение расходомерных трубок 208 и 209. Разность фаз между сигналами датчиков пропорциональна массовому расходу текучей среды, проходящей через расходомерные трубки 208 и 209. Изменения плотности потока текучей среды приводят к изменениям частот собственных мод.

Во время работы возбудитель 210 вызывает колебания расходомерных трубок 208 и 209 на основной частоте, соответствующей плотности текучей среды, проходящей по расходомерным трубкам 208 и 209. С помощью измерительной электронной аппаратуры 202 контролируется приращение движения колеблющихся расходомерных трубок 208 и 209 для изменения его значения с целью определения изменения плотности, служащего признаком обнаружения многофазного потока через расходомерные трубки 208 и 209. Изменение плотности сравнивается с верхним пороговым значением, при этом признаком многофазного потока, включающего газ и жидкость, является измененное значение плотности, превышающее верхнее пороговое значение. Второе сравнение делается с нижним пороговым значением для обнаружения многофазного потока, включающего газ и твердые частицы, жидкость и твердые частицы, или жидкость, газ и твердые частицы, которые оказывают аналогичное тормозящее действие на газовые и жидкостные системы. Поэтому в измерительной электронной аппаратуре 202 можно использовать одно или оба из верхнего порогового значения или нижнего порогового значения для определения начальной стадии многофазного потока среды. Эти пороговые значения плотности заранее определяются пользователем или изготовителем посредством массового расходомера 200 Кориолиса и вводятся в программу измерительной электронной аппаратуры 202. Измерительная электронная аппаратура 202 реагирует на начальную стадию многофазного потока путем подачи выходных сигналов на насос 221 и на клапаны 220 и 222, чтобы либо прекратить перекачивание текучей среды, либо изменить направление перекачивания, обратно к источнику текучей среды.

На измерительную электронную аппаратуру 202 поступают сигналы скорости с правой стороны и с левой стороны, появляющиеся на линиях 216 и 217 соответственно. В измерительной электронной аппаратуре 202 формируется сигнал возбуждения, поступающий в линию 215, в результате которого возбудитель 210 вызывает колебания расходомерных трубок 208 и 209. Чтобы вычислить удельный массовый расход, в измерительной электронной аппаратуре 202 обрабатываются сигналы скорости с левой стороны и с правой стороны. Линия 204 предназначена для подключения входных и выходных средств, которые обеспечивают согласование измерительной электронной аппаратуры 202 с оператором. Кроме того, в измерительной электронной аппаратуре 202 формируются выходные сигналы, поступающие по линии 218 к насосу 221, по линии 223 к клапану 222 и по линии 219 к клапану 220. Выходные сигналы формируются в ответ на обнаружение измерительной электронной аппаратурой 202 многофазного потока. Выходные сигналы приводят к тому, что насос 221, клапан 222 и клапан 220 приостанавливают поток текучей среды, чтобы предотвратить измерение многофазного потока среды, или направляют поток среды обратно, чтобы прекратить перекачивание к месту назначения и измерение. Как станет очевидно из последующего описания, во время заполнения измерительная электронная аппаратура 202 может обеспечить посредством клапана 222 направление потока среды обратно в источник текучей среды, чтобы по существу чистый поток среды установился до перекачивания к месту назначения и до измерения. В другом примере измерительная электронная аппаратура 202 может отключить насос 221 и закрыть клапан 220, чтобы по существу полностью исключить перекачивание и измерение многофазного потока среды.

Описание фиг.2 приведено только в качестве примера работы массового расходомера Кориолиса, и при этом не предполагается ограничения идеи настоящего изобретения. Настоящее изобретение применимо к массовым расходомерам других типов, включая измерительные приборы с одной трубкой. Кроме того, настоящее изобретение также применимо к системам для перекачивания среды, имеющим много насосов и/или много клапанов.

На фиг.3 показан пример системы перекачивания текучей среды согласно настоящему изобретению, а именно системы 300 перекачивания текучей среды. Система 300 перекачивания текучей среды содержит источник 301 текучей среды, в котором помещена текучая среда 303, насос 221, расходомер 200 Кориолиса, рециркуляционный клапан 222, обратный клапан 220 и место 306 назначения для текучей среды 303. Специалистам в области техники, к которой относится изобретение, должно быть понятно, что система 300 перекачивания текучей среды может быть автономной системой или может быть установлена на подвижном транспортном средстве, таком, как автомобиль.

Источник 301 текучей среды может быть любым источником, выполненным с возможностью размещения текучей среды 303. Например, источник 301 текучей среды может быть выполнен с возможностью размещения сжиженного нефтяного газа, сырой нефти, керосина, молока, бензина, кукурузной патоки, глюкозы, полученной из кукурузы, удобрений, а также других жидких продуктов. Аналогично источником 301 текучей среды может быть складской резервуар, предназначенный для заливки текучей среды 303 в автоцистерну, железнодорожный вагон или на морское судно. В числе других примеров источником 301 текучей среды может быть автоцистерна, железнодорожный вагон или морское судно, из которых текучая среда 303 перек