ВОДОМЕРНЫЙ УЗЕЛ

Полезная модель относится к водоснабжению, в частности к водопроводным системам, предназначенным для водоснабжения и учета расхода воды. Задача, решаемая полезной моделью - увеличение точности измерения и массогабаритных показателей водомерного узла.
Известен водомерный узел [1], предназначенный для присоединения с одной стороны к магистральной водопроводной сети, с другой стороны к абонентской водопроводной сети. Указанный узел содержит измерительную ветвь, имеющую в своем составе последовательно соединенные (перечень по потоку воды) - водомерное устройство с подсоединенными к нему патрубками и два запорных устройства, расположенные по обе стороны от водомерного устройства, фильтр очистки воды, расположенный перед водомерным устройством, а также расположенные со стороны магистральной водопроводной сети, по меньшей мере, одно переходное колено и, по меньшей мере, один переходник, входное отверстие которого соответствует диаметру труб магистральной водопроводной сети, а выходное отверстие имеет меньший диаметр, соответствующий диаметру подсоединительных патрубков водомерного устройства.
Известен также взятый за прототип водомерный узел [2], имеющий фильтр очистки воды, расположенный перед водомерным устройством, а также расположенные со стороны магистральной водопроводной сети, по меньшей мере, одно переходное колено и, по меньшей мере, один переходник, входное отверстие которого соответствует диаметру труб магистральной водопроводной сети, а выходное отверстие имеет меньший диаметр, соответствующий диаметру подсоединительных патрубков водомерного устройства.
В качестве водомерного устройства зачастую используют вихреакустические или кориолисовы расходометры. Недостатком рассмотренных выше водомерных узлов является влияние турбулизированного потока на работу водомерного устройства, работающего по принципу вихреакустического или кориолисова расходометра.
Суть вихреакустического принципа измерения расхода (Фиг.1) состоит в измерении скорости потока путем определения частоты образования вихрей за телом обтекания, установленным в проточной части преобразователя расхода [3]. Определение частоты вихреобразования производится при помощи ультразвука. В корпусе проточной части (см. Фиг.1) расположены: тело обтекания - призма (1) трапецеидального сечения, пьезоизлучатели (2), пьезоприемники (3) и термодатчик (7). Электронный блок включает в себя генератор (4), фазовый детектор (5), микропроцессорный адаптивный фильтр с блоком формирования выходных сигналов (6), смонтированные на печатной плате.
Тело обтекания установлено на входе жидкости в проточную часть. При его обтекании потоком жидкости за ним образуется вихревая дорожка, частота следования вихрей в которой с высокой точностью пропорциональна скорости потока, а следовательно, и расходу. Турбулентные вихри в жидкости меняют характер срыва вихрей с тела обтекания.
Кориолисовый расходомер [4] состоит из датчика расхода (сенсора) 1 и преобразователя 2 (Фиг.2). Сенсор напрямую измеряет расход сенсорных трубок. Преобразователь конвертирует полученную с сенсора информацию в стандартные выходные сигналы. Измеряемая среда, поступающая в сенсор, разделяется на равные половины, протекающие через каждую из сенсорных трубок 1. Движение задающей катушки приводит к тому, что трубки колеблются вверх-вниз в противоположном направлении друг к другу.
Сборки магнитов и катушек - соленоидов, называемые детекторами, установлены на сенсорных трубках. Катушки смонтированы на одной трубке,магниты на другой. Каждая катушка движется сквозь однородное магнитное поле постоянного магнита. Сгенерированное напряжение от каждой катушки детектора имеет форму синусоидальной волны. Эти сигналы представляют собой движение одной трубки относительно другой. При движении измеряемой среды через сенсор проявляется физическое явление, известное как эффект Кориолиса. Поступательное движение среды во вращательном движении сенсорной трубки приводит к возникновению кориолисового ускорения, которое, в свою очередь, приводит к появлению кориолисовой силы. Эта сила направлена против движения трубки, приданного ей задающей катушкой, т.е. когда трубка движется вверх во время половины ее собственного цикла, то для жидкости, поступающей внутрь, сила Кориолиса направлена вниз. Как только жидкость проходит изгиб трубки, направление силы меняется на противоположное. Таким образом, во входной половине трубки сила, действующая со стороны жидкости, препятствует смещению трубки, а в выходной способствует. Это приводит к изгибу трубки. Когда во второй фазе вибрационного цикла трубка движется вниз, направление изгиба меняется на противоположное. Сила Кориолиса и, следовательно, величина изгиба сенсорной трубки прямо пропорциональны массовому расходу жидкости. Детекторы измеряют фазовый сдвиг при движении противоположных сторон сенсорной трубки. Разница во времени между сигналами измеряется в микросекундах и прямо пропорциональна массовому расходу. Чем больше ΔT, тем больше массовый расход. Турбулентные вихри в жидкости изменяют показания прибора.
Техническим результатом полезной модели является увеличение точности измерения расхода жидкости путем снижения степени турбулентности потока жидкости перед водомерным устройством.
Предлагаемый водомерный узел имеет в своем составе соединенные последовательно: трубу (1) соединения с магистральной водопроводной сетью, первое запорное устройство (2), фильтр-струевыпрямитель (3),водомерное устройство - счетчик (4), патрубок (5) универсальный, второе запорное устройство (6), трубу (7) для соединения с абонентской водопроводной сетью.
Водомерный узел работает следующим образом.
В водомерный узел вода поступает из трубы (1) магистральной водопроводной сети и последовательно проходит через первое запорное устройство (2), фильтр-струевыпрямитель (3), который гасит турбулентные потоки в струе жидкости, счетчик (4), патрубок (5) универсальный, второе запорное устройство (6) и трубу (7) абонентской водопроводной сети.
Использованные информационные источники:
1. ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». Схема водомерного узла, альбом схем, черт. ЦИРВ 02А.00.00.00, лист 38
2. Астафуров П.В. Водомерный узел. Свидетельство РФ на полезную модель №5163 // Бюллетень Изобретения. Полезные модели от 16.10.1997
3. Каталог: Преобразователь расхода вихреакустический Метран-300ПР (http://www.metran.ru/catalog/rs/va/va_63.html)
4. Каталог: Массовые кориолисовые расходомеры и плотномеры Micro Motion (http://www.metran.ru/catalog/rs/kor/kor_49.html)