Кориолисовый расходомер

(21) 4929179 иолисового у и элемент ых упругих длина 1 пряина Ь и маснта, а также э соотноше 8К+3 0,4 а2 ил. Г СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(5(7) Использование: в технике измеренияр схода, Сущность изобретения: прямоИзобретение относится к технике измер ния массового расхода жидкостей и газов и может быть использовано в газовой, нефт ной, химической и пищевой промышленн сти.Известен расходомер для измерения м ссового расхода, состоящий из двух прям х измерительных труб, выполненных из т тана, электромагнитного возбудителя изг(1 бных колебаний, двух инфракрасных бескфнтактных съемников информации, расположенных на одинаковых расстояниях от возбудителя колебаний и блока электрон 1 ки, определяющего сдвиг по фазе между сигналами, поступающими от съемников информации.Недостаток устройства состоит в том, что неизбежны гидравлические потери, обусловленные необходимостью разветвлен 11 я потока жидкости на два трубопровода и пдследующее объединение двух потоков.Наиболее близким к заявленному устройству является расходомер. состоящий иэ трубный мерный участок кор расходомера содержит каретк развязки из восьми идентич элементов. Погонная масса (т) и мотрубного мерного участка, дл са п)о каждого упругого элеме масса Мк каретки выбираются и ния М входного и выходного патрубков с фланцами, входного и выходного сильфонов, обеспечивающих температурную компенсацию, Ф промежуточных фланцев и мерного участка, представляющего собой прямую трубу с размещеннымв центральной зоне электромагнитным возбудителем изгибных колебаний, и двух датчиков положения, равноотстоящих от возбудителя колебайий, 6 дНедостаток устройства состоит в том, Я что в процессе возбуждения изгибных коле- (Д баний линия центров масс сечений трубоп- ф, ровода колеблется с частотой вынужденных колебаний; что приводит к вибрациям всего расходомера и, как следствие, к увеличению фф его ошибки.Предложенное решение решает задачу уменьшения гидравлических потерь напора жидкости и снижения паразитных вибраций фланцев, Для решения этой задачи в кориолисовый расходомер введена каретка с двусторонней державкой, элемент развязки выполнен из восьми идентичных упругихэлементов, при этом электродинамический возбудитель колебаний установлен на каретке, каретка закреплена на упругих элементах, каждый из которых, в свою очередь, закреплен между фланцами, пара датчиков закреплена на двусторонней держаоке, а погонная масса и длина прямотрубного участка - т и 1, длина и погонная масса каждого упругого элемента - Ь и во, а также масса каретки - Мк выбираются из соотношения38На фиг, 1 представлена схема предлагаемого расходомера; на фиг, 2 - вторая колебательная система (расчетная схема),Расходомер состоит из прямого мерного участка 1, представляющего собой отрезок трубы, приваренный к промежуточным фланцам 2 и 3, Эти фланцы вмонтированы в жесткий силовой корпус 4, Между фланцами 2 и 3 жестко закреплены восемь упругих элементов 5. Они расположены симметрично относительно осевой линии мерного участка 1, На упругих элементах 5 закреплена подвижная каретка 6 с закрепленными на ней электродинамическими возбудителями 7, На каретке 6 закреплена держаока 8 с установленными на ев концах датчиками 9 положения. Информация датчиков 9 поло- женил поступает на вход блока 10 обработки информации.Устройство работает следующим образом.При подаче гармонического электрического сигнала на оход электродинамических возбудителей 7 колебаний возникает периодически изменяющаяся сила, которая вызывает изгибные колебания мерного участка 1 и колебанйя противоположного направления каретки 6 на упругих элементах 5, В общем случае амплитуды колебаний мерного участка 1 и каретки 6 отличаются друг от друга. Возникающие при этом инерционные силы такхе различны по величине. Для уравнбоешиоания этих сил необходимо обеспечить равенстеэ участвующих в движении масс,Из теорий колебаний известно, что система с распределенными параметрами (а такой системой является мерный участок 1, заполненный жидкост . ю), совершающая изгибные колебания, х:-;ратерйзуется так называемой приведенной массой, Величина этой массы определяе: ся выражением2напр = 3 пЛп (х)дх,огде в -погонная масса мерного участка 1 с жидкостью; Ь(х) - форма иэгибных колебаний и-готона;- длина мерного участка.Для защемленного с двух сторон мерно го участка 1 форма изгибных колебаний определяется выражением1 п(х) = э 1 Кх - э 1 йхЗЫБИ - 3 и Ы сЫс - сов ( 10 х (сах - совках),а приоеденная массатпр = 0,4 гл.15Колеблющаяся каретка 6 вместе с восемью упругими элементами 5 образует вторую колебательную систему, расчетная схема которой приведена на фиг, 2, 20 Приведенная масса системы, изображенной на фиг, 2, определяется выражением825 иР= М+ - 1иО3При равенстое собственных частот колебаний и приведенных масс двух колебательных систем обеспечивается полное30 уравновешивание инерционных и упругихсил, поэтому возникающие при работе электродинамических возбудителей 7 силы непередаются на корпус 4 и фланцы 2 и 3,При отсутствии расхода жидкости через35 мерный участок 1 осе точки мерного участкадвижутся в одной фазе, При наличии расхода жидкости из-за возникновения кориолисовых сил возникает сдвиг по фазе междуколебаниями двух равноотстоящих от элек 40 тродинамического возбудителя 7 сеченияхмерного участка 1. В предлагаемой конструкции расходамера на каретке 6 размещена деркаока 8, которая совершаетпоступательные колебания вместе с карет 45 кой 6, так как упругие элементы 5 образуютупругий параллелограмм. Датчики 9 положения, размещенные на державке 8, однооременно периодически приближаются кмерному участку 1. При наличии расхода50 жидкости сигналы датчиков 9 отличаютсяодин от другого, причем величина сдвига пофазе между ними пропорциональна массовому расходу. Определение сдвига фаэ производится электронным блоком 10,В настоящее время разработан и изготовлен действующий макет массовогорасходомера, проведены испытания с положительными результатами,1793234 1Формула изобретения Кориолисовый расходомер, содержащий прямотрубный мерный участок с закрепленными на его концах фланцами, сЬпряженный с парой датчиков положения, уСтановленных симметрично относительно эйектродинамического возбудителя колебаний, элемент развязки и электронный блок, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 1уменьшения гидравлических потерь напора в идкости и снижения паразитных вибраций фланцев, в него введена каретка с двусторонней державкой, элемент развязки выполнен из восьми идентичных упругих элементов, при этом электродинамический возбудитель колебаний установлен на каретке, каретка закреплена на упругих элементах, каждый из которых закреплен между фланцами, пара датчиков положения закреплена на двусторонней деркавке, а погонная масса е и длина прямотрубного мерного участка, длина Ь и погонная масса ео каждого упругого элемента, а также масса каретки М выбираются из соотношения 0,4 п 1 = Мк+ 8/3 Ь п 1 о.