Расходомер

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСН РЕаЪБЛ 1/3(51) 4 ЕТЕНИЯ ИСАНИ У оижит трствомчерез итель давлен первыи повкоторого и 1 через дро второй пов 17 которог тута "Гипены к трубопро 11-13, поступаь давления 15, динено с атмосамера 16 соепервогминарныи д одключсселиторител в т на о пло киио с щая ерои, а управлинена с однимторителя 3 и чель 14 - с атм о по рос- давз соп омер газамым пототво пнев 969,еэ ла ферой ения после авнивается 1 с опорноиреобразуетсяелем 25 в эк еобраэова исло пнев ивалентное моимпульсов,преобраэоватеэлектрические обоазуются в е дования которь ходу контролир уемого поток ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ(56) Плотников В.М. Расходс ответвленным невозвращаеком. Сб. Системы и устройсмоавтоматики, М.: Наука, 1с. 367.АвторскоеР 536397, кл свидетельство СССР С 01 Р 1/34, 1977(57) Изобретение предназначено дляизмерения расходов газообразных среЦелью изобретения является повышениточности измерения. Расходомер соде опровод 1 с сужающ ерепад давления на котором орого повторителя 16а третьем повторителееличиной давления 23,частотным пр оторые пневмоэлектро импульсы, частота сле х пропорциональна рас3 150959Изобретение относится к приборостроению, а именно к расходомерам газообразных сред, и может найти применение в нефтегазовой, химической и других отраслях промышленности.Целью изобретения является повышение точности иэмерения.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. 10Расходомер содержит трубопровод с установленным сужающим устройством 2, первый повторитель 3 давления, содержащий два сопла 4 и 5 и две мембраны 6 и 7, образующих с корпусом 15 одну управляющую 8 и две проточные камеры 9 и 10. Управляющая камера 8 соединена с трубопроводом 1 за сужающим устройством 2 через первый дроссель 1, а проточные камеры 9 и 1 О 20 через второй и третий дроссели 12 и 13 соответственно соединены с трубопроводом 1 перед сужающим устройством 2. Первое сопло 4 повторителя 3 давления соединено с входом лами нарного дросселя 14 и управляющей камерой 15 второго повторителя 16, сопло 17 которого соединено с атмосферой, а проточная камера 18 через четвертый дроссель 19 соединена с вто рым соплом 5 повторителя 3 давления и проточной камерой 20 повторителя 21, управляющая камера 22 которого соединена с задатчиком 23, а сопло 24 с частотным преобразователем 25, выходной канал 26 которого соединен с пневмоэлектрическим преобразователем, 27. Выходной канал пневмоэлектрического преобразователя 27 является выходом расходомера. 40Расходомер работает следующим образом.При протекании газа по трубопроводу 1 на сужающем устройстве 2 соз дается перепад давления, равный;.гР = Р 1 - Р 2 Давление Р( устанавливается перед дросселями 12 и 13 непосредственно, а давление за дросселями формируется при помощи повторителя 3 давления.На мембраны 6 и 7 повторителя 3 действуют силы:г. м Р 2( м Бс) РЗБс где Р - давление в управляющей камегре 8 повторителя;(3) ВР =дР+ Й,Как видно из уравнения (3), переIпад а Р на дросселях 12 и 13 превышает перепад А Р на сужающем устройстве 2 на постоянную величину с и в сВязи с этим расходы я( и Ч 2 В за висимости от расхода 0 имеют вид с = Ч = К - -+ Ч (4) От г 1 максгде Х=га- о -Ь 0 мдкс так как - - --От Ч мкс Ч мдкскоэффициент пропорциональностиг- 1, тогда где (,1 т - текущее значение расходачерез сужающее устройство 2;максимальное значение расхода через сужающее устройство 2;Ч - расход через дроссели 12 и13, обусловленный величинойй при Яг = О.Расход Ч 1 через линейный дроссель14 сбрасывается в атмосферу. Переддросселем 14 формируется давление Р 4,которое пропорционально Ч, а следовательно, и расходу 11 через сужающееустройство, т,е.Р 4 = К,(К + Чо) (5)ч м 4 ксгде К - коэффициент пропорционально сти,7 4Р 2 - давление в приточных камерах 9 и 10 повторителя;Р - давление эа соплами 4 и 53повторителя;С - масса мембранного блока повторителя;Б - эффективные площади мембранби 7;Б - площади сопел 4 и 5;с - жесткость мембранного блока;х - ход мембранного блока.При расположении повторителя давления 3 вертикально исключается влияние массы мембранного блока и тогдаР 2 = ЬРг (2)Б Бс где Ъ(г( Й = --РБ -ББм-БссхБм БсУчитывая, что Бм г) Бс, принимаем Ь = 1, тогда перепад на дросселях 12 и 13 равен5 150Это давление устанавливается в управляюц)ей и проточной камерах 15 и 18 повторителя 16.Расход Ч одновременна поступает на дроссель 19 и в проточную камеру 20 повторителя 21. Наполнение камеры 20 происходит до давления Р) которое устанавливается при помощи задатчика 23 в управляющей камере 22.При достижении давления Рз происходит открытие сопла 24 повторителя 21 и расход ЧЧ 4 = Ч Чз (6) поступает на частотный преобразователь 25. В дальнейшем при работе устройства давление Рз перед дросселем 19 остается постоянным.Расход Чз через дроссель 19 ввиду малых перепадов давления на нем и с учетом уравнения (5), можно записать в виде- К ГГ " К,(К- + Ч,) . (7)2 3( Ч) йг Ч к)дкс Из уравнения (8) видно, что выбирая соответствующим образом (при настройке расходомера) коэффициенты КК и уровень давления Рь ) можно добиться, чтобы второй и третий членыуравнения были равными.Это достигается следующим образом;при ----- = 0,1 (т.е. при минималь( -,Я мдксном расходе) проводимость дросселя 19)а.,передачи (К,) линейного дросселя 14и давление Р устанавливаются так,чтобы Р = Р при этом Ч равно нулю, т.е. расход Ч через дроссель 19функционально зависит от величинырасхода Ц) причем зависимость обратно пропорциональна,Таким образом, уравнение приобретает вид 9597Ч Кз 0 т)где Кз -Й м 4 ксРасход Ч поступает на аналогочастотный преобразователь 25, который преобразует расход в импульсы давления, частота которого пропорцианальна расходу Ч.)Частота пневматических импульсовЕ при помощи певмаэлектрическога преобразователя 27 преобразуется в электрические импульсы, частота кото рых также прямо прапарциаальа расходу Ч; протекаюцему па трубопроводу,формула изобретенияРасходомер, садержащй сужаюшееустройство, установленное в трубопроводе, первый повторитель давления,управляющая и проточная камеры кото -рого через первый и второй драссели 25 соединены с трубопроводом до и поклсужающего устраства соатветсгвса)а его первое сопла соедиеа с ламинарным дросселем, а гакже певмоэлектропреобразовгтель, а т л и 30ч ающий с я тем чта с целью. второй и третий повторители давлеия,третий драссельчетвертый,црассель,выполненный перемеым, и-частотныйпреобразователь и задатчик, прчемпервый повторитель давления сабженвторым соплом и второй мембраной, об -разуюц)ей с корпусом повторителя вторую проточную камеру, которая черезтретий дроссель соединеа с трубопроводом до сужающего устройства, а его 40первое сопла соединено с управляющейкамерой второго повторителя давления,сопла которого соединено с атмосферой, а проточная камера через четвертый. дроссель - с вторым соплом первого повторителя давления и проточнойкамерой третьего повторителя давления, сопла которого соединено с аалого-частотным преобразователем, управляющая камера - с выходным каналомзадатчика, а выход частотного преоб разователя - с пневмаэлектропреабразователем.