SU877334A1

SU877334A1 - Tubular-piston flowmetric plant

Info

Publication number: SU877334A1
Application number: SU792759340A
Authority: SU
Inventors: Валерий Борисович Овандер
Original assignee: Предприятие П/Я В-8670
Priority date: 1979-04-26
Filing date: 1979-04-26
Publication date: 1981-10-30

Description

1one

Изобретение относитс к устройст- вам дл измерени расхода жидкости или газаThe invention relates to devices for measuring the flow of a liquid or gas.

Известны трубопоршневые установки , содержащие трубу с поршнем и путевыми датчиками, передающими сигнал на счетный прибор/ ловушку дл удержани поршн в конце трубы и вентили, реверсирующие поток жидкости в трубе дл возврата поршн в исходное положение перед мерной зоной. Величина расхода жидкости в таких расходомерах объемного действи определ етс по времени прохождени поршнем мерной зоны трубы, ограниченной пу- : тевыми датчиками 1 .Piston-piston installations are known, comprising a pipe with a piston and travel sensors transmitting a signal to a counting device / trap for holding the piston at the end of the pipe and valves reversing the flow of fluid in the pipe to return the piston to its original position in front of the gauge zone. The magnitude of the fluid flow in such volumetric flow meters is determined by the time the piston passes through the measuring zone of the pipe bounded by puff sensors 1.

Особенностью таких расходомеров вл етс простота конструкции, высока точность, малое гидравлическое сопротивление, работоспособность на любых жидкост х и газах в широком диапазоне температур и давлений. К их недостаткам следует отнести периодичность действи и длительную подготовку к замерам, а также наличие вентилей с системой привода и управлени .The peculiarity of such flow meters is simplicity of design, high accuracy, low hydraulic resistance, performance on any liquids and gases in a wide range of temperatures and pressures. Their disadvantages include the frequency of action and lengthy preparation for measurements, as well as the presence of valves with a drive and control system.

Известны также трубопоршневые установки, содержащие кольцевую трубу с поршн ми, подвод щим и отвод щим патрубками, раздел ющими кольцевую трубу на зону ловушки с захватом/ удерживающим поршни, и Mepv: ную зону с путевыми датчиками, передающими сигнал на счетный прибор. В этих расходомерах шаровые поршни движутс по кольцевой трубе только в одном направлении, поэтому.они не содержат вентилей и имеют сокращен10 ные промежутки времени между отдельными замерами расхода 2.Piston-piston installations are also known, which contain an annular tube with pistons, inlet and outlet nozzles, which divide the annular tube into the trap zone with gripping / holding pistons, and Mepv: a zone with track sensors transmitting a signal to a counting device. In these flow meters, the ball pistons move in an annular tube in one direction only, therefore, they do not contain any valves and have shortened periods of time between separate flow measurements 2.

Дл исключени погрешности установки от протока жидкости мимо мерной зоны через ловушку, захват ловушки выполн етс в виде герметичной заслонки или в зоне ловушки посто нно удерживаетс один или несколько поршней, которые перекрывают собой отверстие кольцевой трубы. Перемещение поршней из ловушки в мерную зону трубы осуществл етс внешним механическим приводом, соединенным с захватом валом с уплотнением.To avoid installation errors from the flow of fluid past the dimensional zone through the trap, the trap is gripped by a hermetic valve or one or more pistons are permanently held in the trap zone, which block the opening of the annular tube. The movement of the pistons from the trap into the measuring zone of the pipe is carried out by an external mechanical drive connected to the gripper by a shaft with a seal.

Наличие внешнего механического при25 вода с гермовводом дл управлени . захватом усложн ет конструкцию расходомера , снижает его надежность, не. позвол ет обеспечить непрерывную , автоматическую работу расходомера иThe presence of an external mechanical water with a sealed lead for control. capturing complicates the design of the flow meter, reduces its reliability, not. allows for continuous, automatic flow meter operation and

30 использовать Такой расходомер как . счетчик cywviapHoro расхода без дополнительных сложных устройств. Цель изобретени - обеспечение непрерывной автоматической работы расходомера без механического, приво да к захвату, возможность использовани его как счетчик суммарного ра ход;а, т.е. упрощение конструкции. Указанна цель достигаетс тем, что узел захвата и ввода шара в кольцевой участок трубопровода выполнен в виде магнита, охватывающего з ну, ввода шара, причем полюса магнита выполнены скошеннЕлми с увеличени ем зазора в направлении подвод щего патрубка. Такой захват обеспечивает фиксацию магнитного поршн в ловушке до тех пор, пока другой поршень, пройд мерную зону трубы, не подойдет к ловушке Наличие второго порш н около магнитного захвата снимает его фиксирующее действие с первого поршн и тот, за счет своего веса и сил удара от второго поршн , переме щаетс в мерную зону трубы примерно с той же скоростью,какую имел поршень , пришедший из мерной зоны. Таким образом, скорость поршней на всех участках движени равна средней скорсгсти потока жидкости и суммарный расход может быть определен по сумме импульсов от одного из путевых датчиков . С целью обеспечени работы при м лых скорост х потока жидкости в коль цевой трубе и любой ее ориентации от носительно силы т жести, напр жен ность магнитного прл захвата уменьша етс в сторону подвод щего патрубка более плавно, чем в сторону отвод щего патрубка. Така форма магнитного пол кроме того, что Удерживает поршень в ловушке, еще и создает усилие, прит гивающее очередной поршень из Мерной зоны в ловушку и сдви гающее ранее наход щийс в ней поршень за отверстие подвод щего патрубка в мерную зону трубы. Выталки .вание поршн из захвата в этом случае происходит за счет сил давлени жидкости в подвод щем патрубке. С целью исключени изнашивани поршней и кольцевой трубы в перерывах между замерами расхода магнит захвата може.т быть перемещен из ловушки в мерную зону трубы. При этом поршни увлекаютс вместе с г агнитом в мерную зону, где они остаютс неподви ными , а поток жидкости проходит по более короткому пути - через ловушку. На чертеже представлена принципиальна схема расходомера. Расходомер содержит кольцевую немагнитную трубу 1 с магнитными поршн ми 2 и 3, подвод щим:. 4 и отвод щим . 5 патрубками, раздел ющими трубу на зону ловушки с магнитным захватом б, установленным с наружной стороны трубы, и мерную зону с путевыми датчиками 7 и 8, например индукционного типа, передающими сигнал на счетный прибор 9. Распределение напр женности Н магнитного пол захвата вдоль оси 6 трубы характеризуетс эпюрой 10. Расходомер работает следующим образом. В начальной стадии поршень 3 удерживаетс в магнитном захвате б и герметизирует ловушку, а поршень 2 находитс в мерной зоне. При подводе жидкости в патрубок 4, поршегь 2перемещаетс жидкостью по мерной зоне кольцевой трубы до отвод щего патрубка и касани с поршнем 3 (положение 2) , где он попадает в магнитное поле захвата и снимает его фиксирующее действие с поршн 3. Поршень 3за счет своего веса и силы удара от поршн : 2 перемещаетс в мерную зону трубы примерно с той же скоростью , какую имел поршень 2, а поршень 2 вт гиваетс магнитом на место поршн 3. Далее цикл повтор етс . При малых скорост х потока жидкости и при такой ориентации расходомера , когда вес поршней не способствует их перемещению из ловушки в мерную зону в сторону подвод щего патрубка, энергии удара от поршн 2 может не хватить дл выталкивани поршн 3 из ловушки. Дл обеспечени работы расходомера и при этих услови х напр женность магнитного пол захвата делаетс уменьшающейс в сторону подвод щего патрубка более плавно, чем в сторону отвод щего патрубка, например, за счет увеличени зазора между полюсами магни- . та в сторону подвод щего патрубка. В этом случае в начальной стадии оба поршн удерживаютс в магнитном захвате 6. Жидкость из подвод щего патрубка 4 попадает в кольцевую трубу между поршн ми 2 и 3 и перемещаетс поршень 2, который находитс в зоне с меньшей напр женностью магнитного пол и удерживаетс с меньшей силой, чем поршень 3. После прохода поршнем 2 мерной.зоны трубы и касани с поршнем 3 (поз.2V оба поршн наход тс при равном давлении : жидкости и прит гиваютс магнитным полем захвата до исходного равновесного дл магнитных сил, положени . Далее цикл- работы повтор етс . Движение поршней по кольцепой трубе может быть остановлено- перемещением магнита б вдоль кольцевой немагнитной трубы в положение б . При этом поршни задерживаютс в мерной зоне, а поток жидкости проходит через зону ловушки, В мерной зоне поршни взаимодействуют с путевьк ш датчиками 7 и 8, передающими сигнал на счетный прибор 9, в качестве которого может использоватьс ,как и в известном рас ходомере, измеритель интервалов времени , а также частотомер или счетчик импульсов, соединенные только с одним из путевых датчиков. Величина расхода определ етс как частное от делени объема трубы между путевыми датчиками на врем прохождени поршнем рассто ни между датчикси о или же как произведение объемной посто нной расходомера на частоту прохождени поршней мимо одного из датчиков.30 use Such a flow meter as. counter cywviapHoro consumption without additional complex devices. The purpose of the invention is to ensure the continuous automatic operation of the flow meter without mechanical, leading to the capture, the ability to use it as a counter for the total flow; simplified design. This goal is achieved by the fact that the gripping and insertion assembly of the ball in the annular section of the pipeline is made in the form of a magnet encompassing the ball insertion, and the magnet poles are made obliquely with an increase in the gap in the direction of the inlet nozzle. Such a grip ensures the fixation of the magnetic piston in the trap until the other piston passes the measuring zone of the pipe to the trap. The presence of the second piston near the magnetic capture removes its locking action from the first piston and due to its weight and force The second piston is displaced into the measuring zone of the pipe at approximately the same speed as the piston that came from the measuring zone. Thus, the speed of the pistons in all parts of the movement is equal to the average flow rate of the fluid flow and the total flow rate can be determined by the sum of the pulses from one of the track sensors. In order to ensure operation at low fluid flow rates in an annular tube and any orientation relative to gravity, the magnetic gripping intensity decreases towards the inlet pipe more smoothly than in the outlet pipe. This form of magnetic field, besides holding the piston in the trap, also creates a force that attracts the next piston from the measured zone to the trap and shifts the piston that was previously in it by the opening of the inlet pipe into the measured zone of the pipe. Pushing the piston out of the grip in this case occurs due to the pressure forces of the fluid in the inlet nozzle. In order to prevent wear of the pistons and the annular tube, in the intervals between measurements of the flow rate, the trap magnet can be moved from the trap to the measuring zone of the pipe. At the same time, the pistons are carried along with the gnite into the measuring zone, where they remain unconnected, and the fluid flow passes through a shorter path through the trap. The drawing shows a schematic diagram of a flow meter. The flow meter comprises an annular non-magnetic pipe 1 with magnetic pistons 2 and 3, supplying:. 4 and dischargers. 5 nozzles dividing the pipe into a trap zone with a magnetic gripper b installed on the outside of the pipe, and a measuring zone with track sensors 7 and 8, such as an induction type, transmitting a signal to a counting device 9. The distribution of the intensity H of the magnetic field of the gripping axis 6 pipe is characterized by a plot 10. The flow meter operates as follows. At the initial stage, piston 3 is held in a magnetic gripper b and seals the trap, and piston 2 is in the measured zone. When fluid is supplied to the pipe 4, the piston 2 moves with the liquid along the measuring zone of the ring pipe to the discharge pipe and touches the piston 3 (position 2), where it falls into the magnetic field of the gripper and removes its locking action from the piston 3. Piston 3 due to its weight and impact forces from the piston: 2 moves into the measuring zone of the pipe at approximately the same speed as piston 2 had, and piston 2 is drawn by the magnet to the place of piston 3. Then the cycle repeats. At low flow rates and with such an orientation of the flow meter, when the weight of the pistons does not facilitate their movement from the trap to the measuring zone towards the supply pipe, the impact energy from the piston 2 may not be enough to push the piston 3 out of the trap. In order to ensure the operation of the flow meter and under these conditions, the magnetic field strength of the gripper is made decreasing in the direction of the inlet pipe more smoothly than in the direction of the outlet pipe, for example, by increasing the gap between the magnetic poles. that in the direction of the inlet pipe. In this case, in the initial stage, both pistons are retained in the magnetic gripper 6. Fluid from the supply nozzle 4 enters the annular tube between the pistons 2 and 3 and the piston 2 moves in the zone with a lower magnetic field strength and is held with less force than piston 3. After piston 2 passes, the measuring tube and contact with piston 3 (position 2V both pistons are at equal pressure: fluids and are attracted by the magnetic gripping field to the original equilibrium for magnetic forces, position. Next cycle repeat e The movement of the pistons through the ring pipe can be stopped by moving the magnet b along the ring non-magnetic pipe to position B. The pistons are held in the measuring zone and the fluid flows through the trap zone. In the measuring zone the pistons interact with the track gauge 7 and 8. , transmitting the signal to the counting device 9, which can be used, as in the known flow meter, a time interval meter, as well as a frequency meter or pulse counter, connected to only one of the track sensors. The flow rate is defined as the quotient of the volume of the pipe between the travel sensors by the time the piston travels the distance between the sensors or the product of the volume constant flow meter by the frequency of the pistons passing by one of the sensors.

Предлагаема установка характеризуетс простотой и.компактностью, малым гидравлическим сопротивлением и минимальным количеством подвижных частей, что обуславливает повыг-. шенную ее надежность и снижает стоимость .The proposed installation is characterized by simplicity and compactness, low hydraulic resistance and the minimum number of moving parts, which leads to waggles. its reliability and reduces cost.

Claims

1. Calculation and design of flowmeters. Ed. pp Kremlin L., 1978, p. 180, FIGS. 1 and 2.,

2. US patent 3817268, cl. F 16 K 25/00, 1974 (prototype.