Гравиметрический плотномер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК июЯОаи 1564 А 2(51)5 С 01 М 9/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТГЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСКОМ,Ф С ЛЬСТВУ ик о по тно(61) 1395991(56) Авторское свидетельство СССРР 395991, кл. С О 1 1 9/00, 1985.(57) Изобретение относится к техизмерения плотности двухфазноготока типа газ - жидкость, Цель -вышение чувствительности измеренплотности двухфазных потоков. Пл Изобретение относится к технике измерения концентрации жидкой фазы в двухфазном потоке типа газ - жидкость или плотности двухфазного потока типа газ - жидкость и может быть использовано в качестве датчика для непрерывного измерения указанных параметров .таких потоков,Цель изобретения вповышение чувствительности измерения плотности двухфазных потоков.На фиг,1 показано устройство, общий вид, фронтальная проекция, осевой вертикальный разрез кожуха; на фиг.2- соединение подвижных чувствительных элементов друг с другом, вертикальное продольное сечения.Гравиметрический плотномер состоит иэ кожуха 1 с жесткими подводящим 2 и отводящим 3 патрубками. В кожухе 1 установлены два подвижных чувствимер содержит кожух с подводящим иотводящим патрубками, внутри которогоустановлены два подвижных чувствительных элемента, выполненых в видежестких колец, установленных сооснои связанных между собой гибкими патрубками. Каждое кольцо шарнирносоединено с поворотными рычагами,причем поворотные рычаги одного чувствительного элемента шарнирно соединены с кожухом со стороны подводящего патрубка, а поворотные рычагидругого чувствительного элементашарнирно соединены с кожухом со стороны отводящего патрубка. 2 ил. тельных элемента, Первый из них состоит из соединенной с подводящим патрубком гибкой проточной трубки 4, поверх которой с определенныминтервалом установлены жесткие кольца 5.Кольца 5 с помощью клея или другим, каким-либо известным способом соединяются своей внутренней поверхностью с участками гибкой трубки.4. При этом ширина колец 5 и ширина просветов между ними могут быть примерно одинаковыми.Жесткие кольца 5 через имеющиеся в них верхние и нижние жесткие стойки шарнирно соединяются с верхним 6и нижним 7 поворотными П-образнымирычагами, которые свободными своимиконцами шарнирно соединяются с кожухом со стороны расположения подводящего патрубка 2, На каждом из поворотных рычагов 6 и 7 оси всех шар 564518нирных соединений лежат в своей плоскости, каждая из которых параллельна продольной оси канала гибкой проточной трубки 4. Оси шарнирных соединений на каждом из этих поворотных рычагов перекрещиваются с продольной осью канала проточной гибкой трубки 4 под прямым углом.Второй подвижный чувствительный 1 элемент плотномера состоит из соеди,ненной с отводящим патрубком 3 гибкой проточной трубки 8, поверх которой с определенным интервалом .уста.новлены жесткие кольца 9. Кольца 9 с помощью клея или другим каким-либо . известным способом соединяются своей внутренней поверхностью с участками гибкой трубки 8. При этом ширина колец 9 и ширина просветов между ними могут быть, примерно одинаковыми,Жесткие кольца 9 через имеющиеся в них верхние и нижние жесткие стойки шарнирно соединяются с верхним 10 и нижним 11 поворотными П-образ ными рычагами, которые своими свободными концами соединяются шарнирно с кожухом 1 со стороны расположения его отводящего патрубка 3. Оси всех шарнирных соединений рычага 10 а также рычага 11 лежат в своей плоскости каждая из которых параллельна продольной оси канала второго подвижного чувствительного элемента, обра.,зованного гибкой проточной трубкой 8. Оси шарнирных соединений на каждом35 из рычагов 10 и 11 перекрещиваются с продольной осью канала трубки 8 под прямым углом, располагаются параллельно друг другу и параллельно40 осям шарнирных соединений на поворотных рычагах 6 и 7.Обращенные друг к другу свободные концы гибких проточных трубок 4 и 8 соединяются друг с другом гибким патрубком 12, который изготавливается из материала, способного к растяжению в продольном направлении к его оси (продольной оси его канала). Для исключения чрезмерного прогиба под50 воздействием сил собственного веса, а таже сил веса находящегося в нем измеряемого потока патрубок 12 изготавливается сравнительно коротким.При этом поворотный рычаг 10 второго подвижного чувствительного элемента через гибкую нить 13 подвешивается к поворотному рычагу 6 первого подвижного чувствительного элемента,имеющему на своем конце жесткую стойку 14. Нижний поворотный рычаг 7упирается при этом на пружину 15 дат-,чика силы, имеющего также прибор 16для измерения малых перемещений с показывающим прибором 17.В нейтральном положении продольныеоси патрубков 2 и 3, а также проточных гибких трубок 4 и 8 и гибкогопатрубка 12 лежат на одной линии, их,внутренние диаметры равным между собой и равны диаметру транспортноготрубопровода с измеряемым потоком.Внутренняя полость кожуха 1 заполняется жидкостью, например машинныммаслом или дистиллированной водой,Гравиметрический плотномер работает следующим образом,Плотномер устанавливают на прямолинейном участке горизонтальноготранспортного трубопровода соосно егоканалу. Соединение с впереди лежащими последующим участками трубопроводаосуществляется при этом с помощьюфланцев на концах патрубков 2 и 3.При движении по трубопроводу двухфазного потока типа газ - жидкостьдля измерения плотностей которых ипредназначен этот плотномер, измеряемый поток проходит по каналу этогоплотномера, образованному гибкой трубкой 4, гибким патрубком 12 и гибкойтрубкой 8. Поскольку наличие жесткихколец 5 и 9, а также сравнительно незначительная длина гибкого патрубка12 обеспечивают цилиндрическую формуканала трубок 4 и 8, а также патрубка12 при движении по ним измеряемогопотока, их тормозящее воздействие нанего будет минимальным. Поэтому параметры измеряемого потока в канале.этого плотномера равны таковым в канале транспортного трубопровода, т,е.соответствуют им,Таким образом, сила веса потоканесущей и транспортируемой фаз, которая в общем случае пропорциональнаконцентрации жидкой фазы в измеряемомдвухфазном потоке, воспринимаетсястенками гибких проточных трубок4 и 8, а также гибкого патрубка 12,Через жесткие кольца 5 и 9 эта силапередается поворотным рычагам 6 и 7первого подвижного чувствительного5 1514 поворотного рычага 6, воздействиеуказанных сил с этих поворотных рычагов складывается и передается пружине 15 датчика силы, измеряется подеформации этой пружины датчикомприбором 16 малых перемещений иуказывается на шкале показывающегоприбора 17,Сжатие пружины 15 под силовымвоздействием со стороны измеряемогопотока приводит к некоторому отклонению поворотных рычагов 6 и 7, а также 10 и 11 от нейтрального положения,в.результате чего жесткие кольца 5на первом подвижном чувствительномэлементе и кольца 9 на втором подвижном чувствительном элементе несколькосмещаются друг относительно другав поперечном направлении каналов трубок 4 и 8, Однако, учитывая, чтопри такой конструкции подвижных чувствительных элементов количествоколец 5 на первом из них и колец 9на втором из них равно и количествосвободных просветов гибких трубок4 и 8 между этими кольцами может бытьдостаточно большим, деформация указанных просветов при этом ничтожномала. Тем более деформация происходит в наиболее податливом, а именнопоперечном, к их образующим направлениях, Поэтому усилия деформаций гибких трубок 4 и 8 при этом ничтожномало и не оказывает. существенноговлияния на показания плотномера. Этому способствует и применение достаточно жесткой пружины 15 датчика силы,поскольку наличие датчика для измерения минимальных перемещений не требует значительных сжатий пружины 15при измерении силы ее сжатия,1 то касается продольных сил со стороны измеряемого потока, включая исилы продольного натяжения свободныхпросветов гибких трубок 4 и 8, то онитакже не участвуют в отклонениях.подвижных чувствительных элементов,поскольку эти силы компенсируютсяреакциями в шарнирных соединениях пооротных рычагов 6 и 7, а также. 10 и11 с кольцами 5 и 9, а также с кожухом 1,Поскольку при смещениях подвижныхчувствительных элементов от нейтрального положения кольца 5 и 9 смещаютсяпараллельно самим себе, гибкий патру.бок 12 в этом случае подвергаетсятолько одному виду деформации, а 64518 6именно деформации растяжения. Этадеформация пропорциональна в данномслучае отношению абсолютного смещенияпродольной оси канала патрубка 12 от5неитрального своего положения к абчсолютной длине каждого подвижногочувствительного элемента, Последняяу первого и второго подвижных чувствительных элементов, как правило,одинаковая,Поскольку при прочих равных условиях это отношение сравнительно невелико, абсолютное значение деформации растяжения гибкого патрубка 12в данном случае значительно меньше,чем это имеет место в известныхустройствах, что приводит к резкомууменьшению силы сопротивления такой20 деформации патрубка 12,Имеющаяся сила сопротивления деформации гибкого патрубка 12 действует в горизонтальном направлении,перераспределяясь между шарнирными25 соединениями сопрягающихся с ним крайних жестких колец 5 и 9 обеих по 1- вижных чувствительных элементов(фиг,2), Так как при работе плотномера шарнирные соединения крайнихколец 5 и 9 с поворотными рычагами6 и 7, а также 10 и 11 располагаютсяниже шарнирных соединений этих рычагов с кожухом 1 примерно на величинусжатия пружины 15 датчика силы, сос 35тавляющие силы деформации патрубка12 в шарнирных соединениях крайнегокольца 5 с рычагами 6 и 7 и в шарнирных соединениях крайнего кольца9 с рычагами 10 и 11 будут иметь пле 40 чо относительно шарнирных соединенийэтих рычагов с кожухом 1. Действуяна этом плече, указанные составляющие пытаются вернуть рычаги 6 и 7,1 О и 11 в нейтральное положение.Однако, это плечо в данном случаебудет весьма незначительным и равнымсмещению указанных шарнирных соединений крайнего кольца 5 и крайнегокольца 9 с указанными рычагами от ихнейтрального положения, Поэтому помехообразующий момент сил деформациигибкого патрубка 12 при работе предлагаемого устройства сравнительномал как за счет сравнительно мень 55шей, чем в известных устройствах, величины деформации этого патрубка,так и за счет весьма малого плеча,с которым силы сопротивления деформа"ции этого патрубка воздействуют на1564518 г.г Составитель В.КалиТехред М.Ходанич Парфенова ктор М.Кучерявая едакто аж 488митета по иэсква, Ж,1155 За одпис сударственного 113035, НИИПИ оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород Гагарина, 101 подвижные чувствительные элементыданного плотномера. Все это повышает1чувствительность плотномера,Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я5 Гравиметрический плотномер по авт. св Р 1395991,.о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен двумя подвижными чувствительными элемента,ми каждый иэ которых выполнен в ви 1 б РР 14 АУ 7 Р У де жестких колец, установленныхсоосно и соединенных между собой гибкими патрубками, при этом каждоекольцо шарнирно соединено с поворотными рычагами, причем поворотные рычаги одного чувствительного элементашарнирно соединены с кожухом со стороны подводящего патрубка, а йоворотные рычаги другого чувствительногоэлемента шарнирно соединены с кожухом со стороны отводящего патрубка,ретениям и открытиям при ГКНТ СССушская наб. д, 4/5