Щелевой расходомер

Щелевой расходомер Анемометр

О и-и”с – A”” – ” н-и е

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 1 6.Ч1.1969 (№ 1337794/18-10) с присоединением заявки №

Кл. 42е, 23/15

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете й1инистрое

УДК 681 121 88(088 8) Авторы изобретения В. Ф. Акимов и В. В. Бледных

Заявитель Украинский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтедобывающей промышленности

Настоящее изобретение относится к области измерения расхсда жидкостей, а именно к расходомерам щелевого типа, у которых расход жидкости через щель пропорционален уровню или количеству жидкости перед щелью.

Недостаток известных щелевых расходомеров с профилированной щелью заключается в том, что нижняя и верхняя часть щели в их наиоолее узких участках подвержены засорению содержащимися в загрязненной жидкости твердыми частицами, что приводит к существенной погрешности измерения.

В предлагаемом расходомере щель имеет прямоугольную форму при сохранении линейной связи между расходом жидкости через нее и показаниями прибора.

Такое выполнение устройства повышает надежность измерения расхода и получение линейной связи между весом жидкости, заключенной в камере, и ее расходом через щель.

На чертеже показан описываемый расходомер.

Камера 1, связанная с весоизмерительным устройством 2, состоит из двух плоских параллельно расположенных параболических -егментов 8, кромки которых образованы по зависимости у = Ых -, где х и у — соответственно высота и ширина сегмента, d — постоянная.

Сегменты cîåäèíåíû между собой плоской полосой 4 по их образующим. Жидкость поступает в камеру по трубе 5 через окна б, расположенные на вертикальных стенках последней с целью уменьшения влияния гидродинамического воздействия струи на вес камеры, и выходит из нее через прямоугольную щель 7, Прн выбранной форме камеры площадь ее поперечного сечения S по высоте у изменяется по закону 5 = 2с 1 вЂ, где с и d — посГ d тоянные. При этом расход жидкости через прямоугольную щель пропорционален весу закюченной в камере жидкости и определяется по показаниям весоизмерительного устройства.

Щелевой расходомер, содержащий камеру, присоединенную к весоизмерительному устройству, от.и чающийся тем, что, с целью повьппе20 ния надежности измерения расхода и получения линейной связи между весом жидкости, заключенной в камере, и ее расходом через щель, камера выполнена из двух плоских параболических сегментов, соединенных между

25 собой прямоугольной полосой по их образующим, причем закон изменения площади поперечного сечения S камеры по высоте у определяется уравнением S = 2с y — „, где с и d—

30 постоянные, а щели в параболических сегментах имеют прямоугольную форму.

Составитель С. Шапельзои

Редактор С, И. Хейфиц Телрсд А, А. Камышиикова

Корректор О, С. Зайцева

Заказ 3160/16 Тираж 480 Подписпос

ЦНР1ИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Щелевой расходомер

Щелевой расходомер

ViATF.. < ю0 “;. ñ71Öôô

О П И С- -АЧЧ”М”Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (») 453576

АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 16.11.72 (21) 1848393 18-10 (51) М. 1хл. G Olf 1/00 с присоединением заявки ¹

Совета Министров СССР по делам и обретеиий и открытий (32) Приоритет

В. В, Бернгардт (71) Заявитель (54) ЩЕЛ ЕВОЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, при измерении расходов загрязненных жидкостей.

В известных щелевых расходомерах, в которых щелевое отверстие выполнено непосредственно в стенке измерительной емкости, невозможны осмотр, замена и чистка щелевого отверстия без прекращения подачи измеряемой среды.

Для повышения надежности измерения в предлагаемом расходомере щелевое отверстие выполнено в боковой стенке съемной камеры, снабженной рукоятками и установленной на запорном кольце на трубопроводе, соединенном с измерительной емкостью.

Про анемометры:  Газовый манометр для настройки газовых котлов: выбор прибора для измерения давления газа и регулировки отопительного устройства. Манометры для настройки газовых котлов

На чертеже представлена схема описываемого устройства, содержащего подводящий патрубок 1, щелевое отверстие 2, выполненное в боковой стенке съемной камеры 3, снабженной рукоятками 4 и установленной на запорном кольце 5 на трубопроводе 6 внутри измерительной емкости 7, и датчик уровня 8.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемая среда поступает во входной патрубок 1 и вытекает из щслевого отверстия 2, выполненного в съемной камере 3.

5 При изменении расхода измеряемой среды уровень ее в измерительной емкости “, соответственно изменяется, )To контролируется плп регистрируется дат:иком уровня 8.

Осмотр, замену п о гпстку щслевого отверстия

10 2, зарастающего при измерешш загрязненных сред, производят без прекращения подачи измеряемой среды путем съема камеры 3 при помощи рукояток 4.

Щелевой расходомер, содержащий измерительную емкость с щелевым отверстием и датчик уровня, отличающийся тем, что, сцслью повышения надежности измерения. в нем

20 щелевое отверстие Выполнено В ооковой степке съемной камеры, снабжспнои рукоятками и установленной на запорном кольце на трубопроводе, соединенном с измерительной емкостью.

Составитель Б. Розовская

Техред Е. Борисова

Редактор С. Хейфиц

Корректор Т. Хворова

Заказ 3722/7 Изд. № 1941 Тираж 750 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Щелевой расходомер

Щелевой расходомер

Заявлено 19 !У.1971 (№ 1647739/18 10) с присоединением заявки №

Дата опубликования описания 28.VI.1973

М: Кл. G Olf 1/00 комитет по делам изобретений н открытий ори Совете Министров

УДК, 681.121(088.8) Автор изобретения

Н, Н. Трофименко

Институт автоматики AH Киргизской ССР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении весового расхода жидкости.

Известные щелевые расходомеры не обеспечивают линейную зависимость между весо- 5 вым расходом жидкости и напором перед мерным отверстием во всем диапазоне измерения и, кроме того, в них сложно изготовить мерное отверстие, выполненное по заданной криволинейной зависимости. 10

В предложенном расходомере боковая стенка снабжена мерным отверстием постоянной ширины и плавно изогнута в вертикальной плоскости согласно зависимости

Z(g) = )Vg(h„— у) + h„arctg

“м — У вертикальная координата, м; горизонтальная координата, м; 20 максимальный расчетный напор, м вод. ст.

На фиг. 1 показана схема расходомера; на фиг. 2 — боковая стенка “с мерным отверстием,. 25 общий вид.

Расходомер содержит подводящий штуцер

1, успокоительную камеру 2 с перегородкой 8; измерительную камеру 4 с выпуклой боковой стенкой 5, в которой выполнено мерное отвер- 30 стие б, касающееся нижней кромкой 7 горизонтальной плоскости, приемную камеру 8 и отводящий штуцер 9.

Расходомер работает следующим образом.

Через штуцер 1 жидкость поступает в успокоительную камеру 2, ударяясь о перегородку. 8, жидкость теряет скорость и поступает в измерительную камеру 4. В этой камере напор Й,, пропорциональность которого величине весового расхода жидкости обеспечивается тем, что боковая стенка 5 изогнута по высоте согласно кривой

Z(g) = ф у(1т„— у) + h„arctg

܄— jl где Z(g) — функция Z от у;

Лиу — координаты кривой Z(g), м;

h„— максимальный расчетный напор, м вод. ст., а мерное отверстие б, выполненное в боковой стенке 5, имеет а постоянную ширину, равную Х,=

1 где Х, — ширина мерного отверстия, м;

h„— максимальный расчетный напор, м. вод; ст.; а — константа данного мерного отвер стия, м -..

Предмет изобретения х(у) +1+(Zy ) =

Техред Г. Дворина

Редактор Т. Рыбалова

Корректор Е. Талалаева

Заказ 1747I I Изд. № 1425 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Длина мерного отверстия 6 в спрямленной боковой стенке б равна L=2h,„, где L — длина мерного отверстия в спрямленной боковой стенке, м.

Про анемометры:  Крановый анемометр - купить недорого | AliExpress

Далее жидкость поступает в приемную камеру 8, из которой отводится через штуцер 9.

Величину напора h измеряют любым из известных методов, например пьезометрическим, Мерное отверстие обеспечивает закономерность х(у) =

3 У где х (у) — функция х от у; х и у — соответственно ширина и высота кривой, образующей мерное отверстие, м; а — константа данного мерного отверстия в м”, следующим образом: где х, у, Z — координаты профиля мерного отверстия,м;

Zy — скорость изменения Я по у; а — константа данного мерного отверстия, м* .

Щелевой расходомер, содержащий успокои10 тельную камеру с перегородкой, измерительную камеру с пьезометрической трубкой и боковой стенкой с мерным отверстием, отличающийся тем, что, с целью обеспечения линейной зависимости между весовым расходом и

15 напором перед мерным отверстием, в нем боковая стенка снабжена мерным прямоугольным отверстием постоянной ширины и плавно изогнута в вертикальной плоскости согласно зависимости

Z(y) = у (܄— у) + h„arctg лм — у где у — вертикальная координата, м, 25 Z — горизонтальная координата, м, h„„— максимальный расчетный напор, м вод. ст.

Щелевой расходомер

Щелевой расходомер

Щелевой расходомер

Щелевой расходомер

Щелевой расходомер

Щелевой расходомер

Щелевой расходомер

Щелевой расходомер

Щелевой расходомер

Щелевой расходомер

РАСХОДОМЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО УРОВНЯ

Расходомеры переменного уровня основаны на измерении высоты уровня жидкости в сосуде при свободном вытекании ее через отверстие в дне или боковой стенке сосуда.

Эти приборы в химической промышленности применяются для измерения расхода особо активных жидкостей. Они могут также применяться для измерения расхода в пульсирующих потоках и жидкостей, смешанных с газом.

Во всех случаях расход жидкости расходомерами переменного уровня измеряется при атмосферном давлении, что в значительной степени ограничивает их применение.

Расходомер переменного уровня включает в себя приемную емкость (сосуд) с отверстием истечения той или иной формы и измеритель уровня жидкости.

В качестве измерителей уровня могут применяться любые стандартные приборы. Приемными емкостями служат цилиндрические или прямоугольные сосуды с круглым (диафрагма) или щелевым отверстием истечения.

Щелевой расходомер

Рисунок 1 – Схема расходомера переменного уровня с нормальной диафрагмой:

1 – уровнемерное стекло; 2 – патрубок; 3 – сетчатые перегородки; 4 – сосуд; 5 – нормальная диафрагма

Диафрагма может быть расположена как в дне сосуда, так и в боковой стенке, причем уровень жидкости в сосуде должен быть выше отверстия истечения. Щелевые отверстия располагаются только в боковой стенке приемного сосуда; в этом случае уровень жидкости в сосуде должен быть не выше верхнего края щелевого отверстия.

Расходомеры с круглым отверстием истечения. На рис. 1 показана схема расходомера переменного уровня с нормальной диафрагмой, установленной в дне цилиндрического сосуда.

Расходомер состоит из цилиндрического сосуда с подводящим жидкость патрубком 2 . Внутри сосуда установлены сетчатые перегородки 3 , которые выполняют роль фильтра, предотвращающего засорение диафрагмы, а также роль успокоителя потока жидкости.

В дне сосуда 4 установлена нормальная диафрагма 5 , через которую жидкость может свободно вытекать в отводящий трубопровод.

По уровнемерному стеклу 1 определяют уровень жидкости в сосуде (могут быть применены и другие уровнемерные устройства). Заменяя диафрагму можно менять пределы измерения (в широком диапазоне).

Величина расхода при свободном истечении определяется по формуле

В данном случае

следовательно, уравнение расхода примет вид

где a – коэффициент расхода диафрагмы;

Щелевой расходомер

– сечение отверстия диафрагмы в

Щелевой расходомер

H – высота столба жидкости над отверстием диафрагмы в м .

Из уравнения (1) следует, что объемный расход жидкости определяется высотой уровня жидкости Н , а изменение плотности жидкости не влияет на показания прибора.

Расходомеры переменного уровня применяются для измерения небольших расходов. При больших расходах велика высота приемных емкостей (сосудов), которая обычно не должна превышать 1000-1500 мм . Это обстоятельство приводит к небольшим скоростям истечения.

Про анемометры:  Детекторы транспорта, Классификация детекторов, Комплексные детекторные системы - Информационные технологии на автомобильном транспорте

Диаметр отверстия истечения у расходомеров переменного уровня обычно небольшой, поэтому влияние неостроты входной кромки диафрагмы здесь весьма существенно.

Если диафрагма устанавливается в боковой стенке сосуда, то в формулу (1) следует подставлять высоту уровня Н, считая от центра отверстия диафрагмы.

Расходомеры со щелевым отверстием истечения. В сосуде со щелевым отверстием истечения расход определяется по высоте уровня жидкости над нижней кромкой отверстия.

На рис. 2 показана принципиальная схема расходомера (типа РМ) со щелевым отверстием истечения.

Щелевой расходомер

Рисунок 2 – Схема расходомера с щелевым отверстием истечения:

1 – пьезометрическая трубка; 2 – корпус; 3 – дифманометр; 4 – контрольный стаканчик; 5 – манометр; 6 – редуктор; 7 – фильтр

Датчик расходомера представляет собой прямоугольный корпус 2 с двумя штуцерами: боковым – для ввода измеряемой жидкости и нижним – для слива жидкости в открытый приемник. Внутри корпус датчика разделен глухой перегородкой, к которой герметично прикреплен щит с профилированной щелью.

В зависимости от измеряемой жидкости корпус датчика изготавливается из различных материалов: стали Х18Н9Т, футерованной свинцом стали, из фаолита и т.д.

Уровень жидкости измеряется пьезометрическим методом.

В сосуд перед сливной щелью в защитном чехле погружена пьезометрическая трубка 1 , через которую непрерывно продувается воздух. Количество продуваемого воздуха контролируется с помощью контрольного стаканчика 4 , а давление воздуха поддерживается постоянным с помощью редуктора 6 .

Для очистки воздуха служит фильтр 7 . Аппаратура регулирования и дозирования сжатого воздуха монтируется на специальной панели, называемой блоком питания воздуха (типа БПВщ).

Характерной особенностью расходомера, показанного на рис. 6, является равномерная шкала вторичного прибора.

Выведем зависимость между Q и H для отверстия произвольной формы (рис.3).

Щелевой расходомер

Рисунок 3 – Отверстие истечения типа водослива

Для элементарной площадки ds , имеющей ширину х и высоту dy , можно применить основное уравнение расхода, взятое в дифференциальной форме. Будем иметь

Интегрируя уравнение (2) в пределах от 0 до Н , получим полную величину расхода:

Для решения (3) необходимо знать зависимость между х и у .

Для получения равномерной шкалы прибора между Q и H должна быть линейная зависимость, т.е.

Щелевой расходомер

– коэффициент пропорциональности, определяемый из условия

Подставляя значение Q из уравнения (4) в уравнение (3), получим

Это уравнение и определяет искомую зависимость профиля отверстия x = f ( y ).

Величина х должна убывать с ростом у , поэтому уравнение (5) удовлетворяется гиперболической зависимостью между х и у вида

где С – некоторая постоянная величина.

Если коэффициент расхода a постоянный, то уравнение (5) можно переписать в следующем виде:

Таким образом, гиперболическая зависимость вида

действительно удовлетворять уравнению (5) и обеспечивает равномерную шкалу.

Значение постоянной определяется выражением

Щелевой расходомер

? . Следовательно, нельзя получить равномерную шкалу на всем диапазоне высоты от 0 до

Щелевой расходомер

. Поэтому практически начальная часть отверстия истечения выполняется прямоугольной формы с шириной

Щелевой расходомер

Щелевой расходомер

Щелевой расходомер

Рисунок 4 – Форма отверстия истечения, обеспечивающая пропорциональность между расходом и высотой уровня жидкости в приемном сосуде: а – симметричного отверстия; б – несимметричного отверстия

Коэффициент расхода щелевого расходомера зависит от геометрической формы щели и, особенно от остроты входной кромки щелевого отверстия. При ориентировочных расчетах коэффициент расхода a принимается равным 0,6. Точное значение коэффициента расхода определяется индивидуальной градуировкой прибора.

В щелевых расходомерах измерителями давления обычно служат дифманометры с вялой мембраной и дифманометры типа ДМПК с соответствующими вторичными приборами. Длина пневматических линий до дифманометра не должна превышать 35 м ; длина соединительных проводов между дифманометром и вторичным прибором не должна превышать 500 м .

Поиск по сайту:

Главная
О нас
Популярное
ТОП
Новые страницы
Случайная страница
Изречения для студентов
Пожаловаться на материал
Обратная связь
FAQ

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий