Патент на изобретение №2194958
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЗОНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО И ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЙ ГАЗА ИЛИ ЖИДКОСТИ В ТРУБОПРОВОДЕ
(57) Реферат: Изобретение относится к средствам для измерения параметров газового потока или жидкости в трубопроводах. Зонд для измерения дифференциального и избыточного давлений газа или жидкости в трубопроводе содержит цилиндрический стержень, в котором выполнены отверстия для отбора полного и статического давлений, с фланцем для закрепления на трубопроводе и датчики дифференциального и избыточного давлений. Цилиндрический стержень также содержит камеры полного и статического давлений, камера полного давления расположена на конце стержня, а статического – со стороны фланца, в которых соответственно размещены датчики дифференциального и избыточного давлений, причем датчик дифференциального давления соединен трубопроводом с камерой статического давления, а датчик избыточного давления – с атмосферой. При этом в цилиндрическом стержне могут быть выполнены два приемных отверстия для отбора статического давления и они могут быть выполнены симметрично относительно плоскости, проходящей через продольные оси цилиндрического стержня и отверстия отбора полного давления, и разнесены на угол  32o по окружности сечения стержня. Изобретение направлено на повышение точности измерения, а также снижение габаритно-массовых характеристик и стоимости устройства. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к приборному оборудованию применительно к средствам измерения параметров газового потока или жидкости и может быть использовано для измерения давлений в трубопроводе с различными рабочими средами (природный газ, жидкость, пар и т.д.) в различных отраслях промышленности. Известные измерители давления газа или жидкости в трубопроводе, использующие элементы сужающих устройств потока, например, в виде диафрагм, измеряют давление до и после диафрагмы [1]. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является измерительное устройство, содержащее корпус, датчик давления и смонтированный на корпусе приемник давления в виде трубки Пито. Работает ближайший аналог следующим образом. Приемник Пито вводится в поток, давление которого необходимо измерить. Через отверстие в носовой части приемника и отверстия, выполненные на его цилиндрической части, полное давление и статическое давление соответственно по трубопроводам передаются на датчик давления, который выдает электрический сигнал, пропорциональный разности этих давлений [2]. Основным недостатком указанного устройства является зависимость коэффициента усиления от угла скоса потока, что приводит к дополнительной погрешности при измерении давления. Другим недостатком ближайшего аналога являются сложность конструктивного исполнения, а также дороговизна, обусловленная наличием высокоточных элементов трубки Пито. Задачей заявляемого технического решения является создание устройства, свободного от указанных недостатков, позволяющего создать конструкцию измерителя давления в виде зонда, вносимого в поток, с помощью которого можно измерять как дифференциальное, так и избыточное давление потока. Технический результат выражается в увеличении точности измерения, а также в снижении габаритно-массовых характеристик и стоимости устройства. Сущность заявляемого технического решения заключается в следующем. Заявляемый зонд выполнен в виде цилиндра, на одном конце которого выполнен фланец для закрепления на трубопроводе, давление в котором необходимо измерить. Зонд содержит камеры полного и статического давления. В камерах давлений размещены датчики давлений соответственно дифференциального и избыточного. Датчик дифференциального давления соединен трубопроводом с камерой статического давления, датчик избыточного давления соединен трубопроводом с атмосферой. Особенностью заявляемого технического решения является то, что функцию приемника давлений (трубки Пито) выполняет зонд, в котором выполнены отверстия для забора измеряемых давлений, соединяющие камеры полного и статического давления с внутренней полостью трубопровода, давление в котором необходимо измерить. Другой особенностью заявляемого технического решения является то, что цилиндрический стержень зонда содержит одно отверстие для приема полного давления и два отверстия для приема статического давления. Отверстия для приема статического давления выполнены симметрично относительно плоскости, проходящей через продольные оси цилиндрического стержня и отверстия приемника полного давления, и разнесены на угол 32 градуса по окружности сечения зонда.
На чертеже представлен общий вид заявляемого технического решения, где 1 – цилиндрический стержень зонда, 2 – камера полного давления, 3 – камера статического давления, 4 – датчик дифференциального давления, 5 – датчик избыточного давления, 6 – отверстие для отбора полного давления, 7 – отверстие для отбора статического давления, 8 – фланец, 9 – втулка, 10 – гайка, 11 – крышка, 12 – трубопровод статического давления, 13 – трубопровод атмосферного давления, 14 – электрические разъемы, 15 – канал, 16 – трубопровод.
Зонд содержит цилиндрический стержень 1 с фланцем 8. Фланец выполнен в виде полого цилиндра, жестко закрепленного соосно на конце стержня. К фланцу с торца герметично закреплена крышка 11 с электроразъемами 14 для подсоединения электропроводов с датчиков давления 4, 5. Крышка содержит отверстие для трубопровода 13, соединяющего датчик избыточного давления с атмосферой. Камера статического давления выполнена герметичной относительно атмосферы. Закрепление зонда на трубопроводе, давление в котором необходимо измерить, осуществляется с помощью гайки 10 и втулки 9, жестко закрепленной на трубопроводе.
Зонд работает следующим образом.
Зонд устанавливают на трубопроводе 16, пропуская его в отверстие, выполненное в стенке трубопровода так, чтобы продольная ось трубопровода лежала в плоскости, проходящей через продольные оси цилиндрического стержня и отверстия забора полного давления. При этом продольная ось зонда перпендикулярна продольной оси трубопровода 16. Зонд закрепляют гайкой 10 до упора фланцем 8 в корпус трубопровода.
Производят нагнетание давления в трубопроводе. Через приемные отверстия 7 статическое давление поступает в камеру 3 и воздействует на разделительную мембрану датчика избыточного давления 5. С другой стороны в датчик 5 по трубопроводу 13 поступает атмосферное давление. В результате воздействия этих давлений датчик выдает сигнал, пропорциональный избыточному давлению в трубопроводе.
Через приемное отверстие 6 полное давление поступает в камеру 2 и воздействует на разделительную мембрану датчика дифференциального давления 4. С другой стороны в датчик 4 по трубопроводу 12 поступает статическое давление. В результате воздействия этих давлений датчик выдает сигнал, пропорциональный дифференциальному давлению в трубопроводе.
Электрические сигналы по проводам, размещенным в канале 15, передаются на разъемы 14.
Зонд прост в изготовлении, практически все элементы выполнены в виде тел вращения и не требуют использования дефицитных материалов. Датчики давлений содержат измерительную мембрану с нанесенными на ней терморезисторами, преобразующими перемещение мембраны в электрический сигнал.
Источники информации1. П. П. Кремлевский “Расходомеры и счетчики количества”. Справочник. Изд. 4-е переработанное и дополненное. Л.: Машиностроение, 1989. 2. К.А. Миронов и Л.И. Шипетин “Теплотехнические измерительные приборы”. Изд 2-е переработанное и дополненное. Машгиз, М., 1958, с.419. Формула изобретения
32o по окружности сечения стержня.
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 20.06.2003
Извещение опубликовано: 20.11.2004 БИ: 32/2004
|
||||||||||||||||||||||||||
