Вибрационно-частотный преобразователь плотности и расхода газожидкостных потоков

Вибрационно-частотный преобразователь плотности и расхода газожидкостных потоков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.".79н -.. и:.. «о .м» Менам

Я

ОП ИСА НИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1i i! 659937

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.06.77 (21) 2496155, 18-25 с присоединением заявки М (51) М. 1х.t.- (i 01N 9, 00

6 01Х 1, 00

ГосУдаРственнык комитет (23) Прио1,и, по делам изобретений (43) Опубликовано 30.04.79, Бюллетень 1Ъ 16 (53 ) УД К 532.14 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (72) Авторы изобретения В. Г. Булыгин, В. М. Колесников, В. С. Нестеренко, А, Л. ЛавровАверин, М. Н. Исаев, Е. Г. Зиновьев, В. Е. Мираков и С. С. Пустынников

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности и Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной обороны (71) Заявители (54) ВИБРАЦИОННО-ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЛОТНОСТИ И РАСХОДА ГАЗО-ЖИДКОСТНЫХ ПОТОКОВ

Изобретение относится к средствам измерения с помощью вибрационно-частотных преобразователей плотности, расхода и других параметров контролируемых сред и может быть использовано при автоматическом контроле и управлении технологическими процессами в нефтяной, газовой и химической промышленности, а также в автоматических установках пожаротушения.

Известны конструкции вибрационно-частотных преобразователей, которые используют взаимодействие колебаний чувствительного элемента с контролируемой средой для измерения плотности и расхода.

Недостатком указанных преобразователей является зависимость демпфирования контролируемой среды, которая участвует в колебаниях чувствительного элемента, от структуры газожидкостного потока.

Наиболее близким к предлагаемому является вибрационно-частотный преобразователь, чувствительный элемент которого выполнен в виде двухступенчатой консольной трубы с переменной площадью проходного сечения.

Протекающая через внутреннюю полость и окружающая чувствительный элемент среда воспринимает поперечные колебания чувствительного элемента и изменяет его собственную частоту и коэффициент затухания колебании, по величине которы.; определяют плотность и расход среды.

Недостатком указанного преобразователя является малая точность измерения за

10 счет вредного влияния присоединенной массы и демпфирования окружающей чувствительный элемент средой.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения соб15 ственной частоты колебаний чувствительного элемента.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь дополнительно снабжен торспоном, один конец которого жестко за20 крсплен на корпусе, а другой — на выходном конце отрезка трубопровода чувствительного элемента, причем входной конец отрезка трубопровода соединен с корпусом посредством шарнира. Торсион предлагает25 ся выполнять в виде упругого стержня, продольная ось которого размещена пер65(1037 10

60 псндикулярно плоскости колебаний чувствительного элемента, а шарнир -- в виде двух опор, расположенных друг напротив друга на оси, перпендикулярной плоскости колебаний чувствительного элемента, На фиг. 1 схематично изображен предлаг I(мый впбрацио!шо-частотный преобразовательь; ня фиг. 2 — разр,;3 по Л Л пя фиг. 1.

Преобразователь содержит герметичный корпус 1, систему съема 2 и возбуждения

3, чувствительный элемент 4, выполненный в виде отре,зка трубопровода, шарнир б и торсиоп 6.

Вибрационно- гастотцый преобраз()ватель работает следу(ощим образом.

Подаваемый в систему возбуждения 3 сигнал вызывает поперечные колебания чувствительного элемента 4. Протекающая через чувствительный элемент и окружающая его среда изменяст собственную частоту и коэффициент затухания колебаний чувствительного элемента 4. В системе съема 2 наводится сигнал, пропорциональный скорости колебаний чувствительного элемента 4. По частоте и амплитуде сигнала на выходе системы съема 2 соответственно определяют измеряемые плотность и расход контролируемой среды.

Известно, что вредное влияние коэффициента демпфирования К окружающей чувствительный элемент средой пропорциона1hHo внешнему диаметру D и собственной частоте колебаний (), чувствительного элемента где С, — коэффициент пропорциональности.

Присоединенная масса окружающей чувствительный элемент среды представляется

1> ВИ 1Гъ

Л„= С, () -1 — д-)> (2) где С> — коэффициент пропорциональности;

d — диаметр проходного канала чувствительного элемента.

При увеличении верхнего предела измерения расхода возрастает допустимое значение диаметра проходного сечения d, что вызываст резкое возрастание величины жесткости на изгиб консольно закрепленной конструкции чувствительного элемента.

Это приводит к увеличению собственной частоты колебаний (); чувствительного элемента и уменьшению точности измерения, которос вызвано возрастанием влияния окружающей среды и вредным действием сжимаемости среды.

С целью уменьшения собственной частоты колебаний изменено крепление входного конца чувствительного элемента на шарнирное, а элемент, задающий упругую возраста)ощую силу, выполнен в виде торсиона, 10

1 )

Ш(11Р11иР:) вl>1llолпсп в BII>1(дз> ОпоР, расположенных друг няпротшз друга на оси, перпендикулярной плоскости колебаний. Примером выполнения торсиона б приводится упругий стержень, один конец которого жестко закреплен на корпусе 1 преобразователя, а другой --- а выходном к(гпцс Iувствптельногo элемента 4, причем 111)одольная ось стержня перпендикулярна плоскости колебаний. жесткость на изгиб и кручение торсиона б определяется выбором его геомстри !Гских оазмеров, нс зависит от дпамс(ра проходногo канала чувствитель1!Ог() э,lc >Ic I17(I и мо)кс 1 и:1 .>1(н)1 1 ГЯ в пп11) )кlfх пределах, Прсдлягасмос устр()йство ()беспсчпвя()т по сравненик) с прототипом следующие преимущества: уменьшение вредного влияния окружающей чувствительный элемент среды на точность измерения; уменьшение габаритных размеров преобразователя и его метяллосмкости; горизонтальное рабочее положение прсобрязоватсля; уменьшение вредного влияния реакции протекающей среды; увеличение метрологичсскп допусп(мого диаметра проходного канала чувствительного элемента.

Экономический эффект достигается за счет повышения точности измерения плотности и расхода на газо)кидкостных потоках и повышения оперативности управления гязожидкостнымп тсхнологичсскгми процессами.

Формула изобретения

1. Вибрационно-частотный преобразователь плотности и расхода газо-жидкостных потоков, содерн(ащлй герметичный корг.ус, внутри которого установлен чувствительный элемент, выполненный в виде отрезка трубопровода, входной конец которого соединен с корпусом, и установленные на корпусе системы возбуждения и съема колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения точностл измерения, преобразователь снабжен торсионом, один конец которого жестко закреплен на корпусе, а другой — на выходном конце отрезка трубопровода чувствительного элемента, причем входной конец отрезка трубопровода соединен с корпусом посредством шарнира.

2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ющп и с я тем, что торсион выполнен в виде упругого стержня, продольная ось которого размещена перпендикулярно плоскости колебаний чувствительного элемента.

3. Преобразователь по пп. 1 и 2, отл ич а ю щи и с я тем, что шарнир выполнен в виде двух опор, располо)кенных друг напротив друга на оси, перпендикулярной плоскости колебаний чувствительного элемента.

Составитель Э. Скорняков

Корректор Н. Нозн яковская

Редактор Н. Коляда

Заказ 1046/14 Изд. № 269 Тираж 1089 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раугиская иаб., д. 4, 5

Типография, пр. Сап .иова, 2