Осредняющая напорная трубка для расходомера переменного перепада давления

Полезная модель относится к средствам измерения расхода и может использоваться в расходометрии жидких и газообразных сред.

Целью заявляемой полезной модели является снижение стоимости осредняющей напорной трубки для трубопроводов большого размера и расходомера на ее основе.

Заявляемая осредняющая напорная трубка (далее - ОНТ) представляет собой полый стержень, внутренняя полость которого разделена на осредняющие камеры, воспринимающие повышенное давление среды перед ОНТ и пониженное давление среды за ОНТ через отверстия в стенке ОНТ. ОНТ крепится на стенке измерительного трубопровода или на стенке специально изготовленной проточной части, устанавливаемой в разрез измерительного трубопровода. Выступающая в поток часть ОНТ имеет длину не более 0,5 от величины характерного линейного размера поперечного сечения измерительного трубопровода. Длина ОНТ, а также размеры и форма поперечного сечения выбираются таким образом, чтобы:

- обеспечить достаточный для измерения уровень разности давлений между осредняющими камерами;

- максимизировать диапазон измерений расходомера;

- обеспечить прочность ОНТ.

В части ОНТ, расположенной вне измерительного трубопровода, выполнены соединительные отверстия для соединения осредняющих камер с преобразователем разности давлений.

Уменьшение длины выступающей в поток части ОНТ позволяет также уменьшить размеры поперечного сечения ОНТ, так как для обеспечения прочности самой ОНТ, а также для обеспечения достаточной величины разности давлений (р1-р2) между длиной ОНТ и размерами поперечного сечения ОНТ должны соблюдаться определенные соотношения. Таким образом, уменьшение длины ОНТ позволяет снизить стоимость самой ОНТ, монтажных частей, предназначенных для установки и крепления ОНТ в измерительном трубопроводе (фитинги, фланцы), а также всего расходомера на базе ОНТ. 3 п.ф., 3 ил.

Полезная модель относится к средствам измерения расхода и может использоваться в расходометрии жидких и газообразных сред.

Известны осредняющие напорные трубки (делее - ОНТ) типа Annubar Diamond II+® и Annubar® 485, используемые в расходомере переменного перепада давления Метран-350, описанном в руководстве по эксплуатации «Расходомер Метран-350. Руководство по эксплуатации. СПГК.5180.00.00 РЭ».

Известные ОНТ имеют вид полого стержня, установленного перпендикулярно потоку, пересекающего все сечение измерительного трубопровода, внутренняя полость которого разделена на осредняющие камеры. При наличии в трубопроводе потока измеряемой среды перед ОНТ формируется область повышенного давления, за ОНТ - область пониженного давления. Давление р1 перед ОНТ передается в осредняющую камеру высокого давления. Давление р2 за ОНТ передается в осредняющую камеру низкого давления. Передача давлений в осредняющие камеры осуществляется через специальные отверстия в стенках ОНТ. Величина разности давлений (р1-р2) зависит от скорости потока среды в трубопроводе. Величина разности давлений может быть измерена различными способами. По измеренной разности давлений вычисляется средняя скорость потока, а затем, по скорости потока и известному внутреннему диаметру, вычисляется расход среды в трубопроводе.

Недостатком известных ОНТ является существенное возрастание стоимости ОНТ и комплекта ее монтажных частей вследствие возрастания размеров ОНТ, т.к. длина ОНТ должна быть не меньше диаметра трубопровода, а размеры поперечного сечения ОНТ возрастают с ростом длины ОНТ, что соответственно приводит к возрастанию стоимости расходомера в целом.

Целью заявляемой полезной модели является снижение стоимости расходомеров на базе ОНТ для трубопроводов большого диаметра.

Поставленная цель достигается тем, что в осредняющей напорной трубке, выполненной в виде полого стержня, полость которого разделена на осредняющие камеры, одни из которых через отверстия в стенке стержня воспринимают повышенное давление среды перед стержнем, другие - пониженное давление среды за стержнем, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, выступающая в поток часть ОНТ имеет длину не

более 0,5 от величины характерного линейного размера поперечного сечения измерительного трубопровода.

В качестве характерного линейного размера поперечного сечения трубопровода принимается:

- диаметр - для трубопроводов круглого сечения;

- сторона поперечного сечения - для трубопровода прямоугольного или квадратного сечения;

- отрезок между точками контура поперечного сечения трубопровода, через которые проходит ось ОНТ - для трубопровода произвольного поперечного сечения.

Уменьшение длины выступающей в поток части ОНТ позволяет уменьшить также размеры поперечного сечения ОНТ, так как для обеспечения прочности самой ОНТ, а также для обеспечения достаточной величины разности давлений (р1-р2) между длиной ОНТ и размерами поперечного сечения ОНТ должны соблюдаться определенные соотношения. Таким образом, уменьшение длины ОНТ позволяет снизить стоимость самой ОНТ и монтажных частей, предназначенных для установки и крепления ОНТ в измерительном трубопроводе (фитинги, фланцы).

Разность давлений между осредняющими камерами ОНТ (р1-р2) зависит от распределения скорости потока по длине ОНТ. При наличии у поперечного сечения измерительного трубопровода хотя бы двух перпендикулярных осей симметрии (например, в случае круглого или прямоугольного сечения) распределение скоростей по длине ОНТ, установленной вдоль одной из осей и пересекающей все сечение трубопровода, является симметричным. В связи с этим, использование ОНТ, у которой длина выступающей в поток части равна 0,5 от величины характерного линейного размера поперечного сечения трубопровода, позволяет получить ту же информацию о потоке, что и использование ОНТ, пересекающей все сечение трубопровода. При использовании ОНТ, имеющей длину выступающей в поток части менее 0,5 от характерного линейного размера поперечного сечения трубопровода, получение полной информации о потоке по разности давлений на ОНТ возможно с учетом априорной информации о характере распределения скорости потока по сечению трубопровода.

Техническим результатом полезной модели является уменьшение размеров ОНТ и комплекта монтажных частей.

В сравнении с прототипом, заявляемая ОНТ обладает новизной, отличаясь от него таким существенным признаком, как выполнение ОНТ в виде стержня, у которого длина выступающей в поток части составляет не более 0,5 от величины характерного линейного

размера поперечного сечения измерительного трубопровода, обеспечивающим достижение заданного результата - снижения стоимости расходомера.

Заявляемая ОНТ может найти широкое применение в расходометрии жидких и газообразных сред, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».

Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где показана на:

- фиг.1 - ОНТ в блок-схеме расходомера с проточной частью, устанавливаемой в разрез измерительного трубопровода;

- фиг.2 - ОНТ в блок-схеме расходомера, монтируемого непосредственно в измерительный трубопровод;

- фиг.3 - схема расположения областей повышенного и пониженного давления вблизи ОНТ при набегании потока среды.

Заявляемая ОНТ представляет собой полый стержень 1, внутренняя полость которого разделена на осредняющие камеры - две или более. При наличии потока измеряемой среды одни камеры воспринимают повышенное давление среды перед ОНТ, другие - пониженное давление среды за ОНТ. Передача давлений в осредняющие камеры осуществляется через отверстия в стенке ОНТ 1. ОНТ 1 крепится с помощью монтажных принадлежностей 2 на стенке измерительного трубопровода или на стенке специально изготовленной проточной части, устанавливаемой в разрез измерительного трубопровода. Выступающая в поток часть ОНТ имеет длину не более 0,5 от величины характерного линейного размера поперечного сечения измерительного трубопровода. Длина ОНТ, а также размеры и форма поперечного сечения выбираются таким образом, чтобы

- обеспечить достаточный для измерения уровень разности давлений между осредняющими камерами;

- максимизировать диапазон измерений расходомера;

- обеспечить прочность ОНТ.

В части ОНТ, расположенной вне измерительного трубопровода, выполнены соединительные отверстия для соединения осредняющих камер с преобразователем разности давлений.

Расходомер на базе заявляемой ОНТ работает следующим образом.

При набегании потока среды на ОНТ 1, в области потока, расположенной непосредственно перед ОНТ 1, возникает давление р1, превосходящее статическое давление в трубопроводе, а в области, расположенной непосредственно за ОНТ возникает давление р2, меньшее, чем статическое давление в трубопроводе. Давления р1 и р2 через отверстия в стенке ОНТ 1 воспринимаются осредняющими камерами и через систему 4 передачи давлений из осредняющих камер передаются на преобразователь 3 разности

давлений. Сигнал преобразователя 3 разности давлений, содержащий информацию о разности давлений (р1-р2), воспринимается вторичным преобразователем 5, преобразующим этот сигнал в выходной сигнал, удобный для непосредственного восприятия или последующей обработки и соответствующий расходу и/или объему измеряемой среды в трубопроводе 6 или в проточной части 7 расходомера.

Вследствие малой длины выступающей в поток части ОНТ снижается стоимость самой ОНТ и комплекта ее монтажных принадлежностей, а вместе с тем и стоимость всего расходомера.

1. Осредняющая напорная трубка для расходомера переменного перепада давления, выполненная в виде полого стержня, полость которого разделена на осредняющие камеры, одни из которых через отверстия в стенке стержня воспринимают повышенное давление среды перед стержнем, другие - пониженное давление среды за стержнем, отличающаяся тем, что выступающая в поток измеряемой среды часть осредняющей напорной трубки имеет длину не более 0,5 от характерного линейного размера поперечного сечения измерительного трубопровода.

2. Осредняющая напорная трубка по п.1, отличающаяся тем, что она установлена непосредственно в измерительном трубопроводе.

3. Осредняющая напорная трубка по п.1, отличающаяся тем, что она установлена в специально изготовленном отрезке трубопровода, предназначенном для установки в разрез измерительного трубопровода.