МАССОВЫЙ КОРИОЛИСОВЫЙ РАСХОДОМЕР С УЗЛОМ КОНТРОЛЯ НАЛИЧИЯ РАЗРЕЖЕНИЯ В ЕГО КОРПУСЕ

Полезная модель относится к устройствам для измерения массового расхода жидкостей и газов, а именно к кориолисовым расходомерам, в частности, для сжиженных газов при температурах ниже их точки кипения. Более конкретно, данная полезная модель относится к теплоизоляции корпуса расходомера в условиях криогенных температур с контролем ее целостности.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является кориолисов расходомер, представленный в одноименном патенте РФ №125964 по кл. G01F 1/84, з. 21.08.2012 г., оп.10.03.2013 г.
Известный расходомер содержит помещенную в защитный корпус систему из двух параллельных измерительных трубок, согнутых каждая в форме перевернутого основанием вверх со скругленными вершинами у основания равнобедренного треугольника, окончания боковых сторон которого, представляющие собой входы и выходы измерительных трубок, закреплены под углом к горизонтали и к друг другу в снабженном системой каналов для соединения измерительных трубопроводов с адаптирующими процесс фланцами манифольде, служащем несущим основанием конструкции при этом на нижних концах измерительных трубок - обеих боковых сторонах треугольника - смонтированы ближе к основанию-манифольду перемычки для фиксации оси колебания трубок, в средней части основания треугольника, параллельного продольной оси манифольда на измерительных трубках выполнен небольшой перегиб с выступом, и между ними размещен элемент возбуждения колебаний, а в скругленных вершинах треугольника, представляющих собой точки максимума деформации трубок, смонтированы датчики измерения колебаний. Полость внутри корпуса заполняется сухим газом, например, аргоном.
При этом следует отметить, что в известном патенте описана только измерительная часть расходомера (поскольку изменения касались только этой части прибора) без указания на электронный преобразователь сигналов измерения в электрический сигнал, хотя такая часть в расходомере безусловно есть. Поэтому далее в формуле и описании заявляемого технического решения фигурирует герметичный узел коммутации для связи элементов возбуждения и измерения с внешними устройствами (т.е. с электронным преобразователем), как обеспечивающий работоспособность устройства в целом в совокупности с вновь введенными элементами в условиях криогенных температур.
При использовании расходомера для измерения расхода криогенных сред для предотвращения намерзания влаги и конденсации газов во внутренней полости корпуса расходомера создают вакуум через специально отведенную для этого трубку. Трубка после процесса вакуумирования герметизируется. Недостатком данной конструкции является отсутствие возможности проверить герметичность загерметизированной трубки. При этом все остальные части корпус проверяются на герметичность гелиевым течеискателем до процесса вакуумирования.
Задачей является обеспечение возможности контроля наличия разрежения во внутренней полости кожуха.
Поставленная задача решается тем, что в массовом кориолисовом расходомере с узлом контроля наличия разрежения в его корпусе, содержащем помещенную в защитный корпус систему из двух параллельных измерительных трубок, согнутых каждая в форме перевернутого основанием вверх со скругленными вершинами у основания равнобедренного треугольника, окончания боковых сторон которого, представляющие собой входы и выходы измерительных трубок, закреплены под углом к горизонтали и к друг другу в снабженном системой каналов для соединения измерительных трубопроводов манифольде, служащем несущим основанием конструкции, при этом в средней части основания треугольника, параллельного продольной оси манифольда. на измерительных трубках выполнен небольшой перегиб с выступом, и между ними размещен элемент возбуждения колебаний, а в скругленных вершинах треугольника, представляющих собой точки максимума деформации трубок, смонтированы датчики измерения колебаний, согласно полезной модели, на несущем основании смонтирован для связи с внешними устройствами герметичный узел коммутации, к которому подключены выводы от элемента возбуждения колебаний и датчиков их измерения, в защитном корпусе герметично закреплен для создания в его полости вакуума с вмонтированным в него гермопроводником штуцер с герметично закрепленной в нем трубкой для откачивания воздуха, герметично закрываемой после этого крышкой, в которой смонтирована плата с контактными площадками на ней, соединенными через вышеупомянутый гермопроводник с выводами в герметичном узле коммутации, поверх которой расположена металлическая мембрана, закрываемая сверху защитным колпачком и выполненная с возможностью касания нижней поверхностью упомянутых контактных площадок на плате при возникновении разрежения в полости защитного корпуса.
Размещение на несущем основании для связи с внешними устройствами герметичного узла коммутации, к которому подключены выводы от элемента возбуждения колебаний и датчиков их измерения, обеспечивающем работоспособность устройства, в совокупности герметичным креплением в защитном корпусе для создания в его полости вакуума с вмонтированным в него гермопроводником для вышеупомянутых выводов штуцера с герметично закрепленной в нем трубкой для откачивания воздуха, герметично закрываемой после этого крышкой, и монтажом в крышке платы с контактными площадками на ней, соединенными с выводами в герметичном узле коммутации, размещение поверх платы металлической мембраны, закрываемой сверху защитным колпачком и выполненной с возможностью касания нижней поверхностью упомянутых контактных площадок на плате обеспечивает возможность контроля наличия разрежения в полости защитного корпуса.
Технический результат - обеспечение возможности контроля наличия разрежения в полости защитного корпуса.
Заявляемый расходомер обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как монтаж на несущем основании для связи с внешними устройствами герметичного узла коммутации, к которому подключены выводы от элемента возбуждения колебаний и датчиков их измерения, герметичное крепление в защитном корпусе для создания в его полости вакуума с вмонтированным в него гермопроводником для вышеупомянутых выводов штуцера с герметично закрепленной в нем трубкой для откачивания воздуха, герметично закрываемой после этого крышкой, размещение в крышке платы с контактными площадками на ней, соединенными с выводами в герметичном узле коммутации, расположение поверх платы металлической мембраны, закрываемой сверху защитным колпачком, выполнение последней с возможностью касания нижней поверхностью упомянутых контактных площадок на плате при возникновении разгерметизации полости защитного корпуса, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемый расходомер может найти применение в измерительной технике для контроля состояния расходомера и потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг. 1 - общий вид расходомера частично в разрезе со штуцером;
- фиг. 2 - штуцер для вакуумирования внутренней полости кожуха в разрезе;
- фиг. 3 - общий вид платы с контактными площадками.
Массовый кориолисовый расходомер с узлом контроля наличия разрежения в его корпусе содержит помещенную в защитный корпус 1 систему 2 из двух параллельных измерительных трубок 3 и 4, согнутых каждая в форме перевернутого основанием вверх со скругленными вершинами у основания равнобедренного треугольника. Окончания боковых сторон этого треугольника, представляющие собой входы и выходы измерительных трубок 3 и 4, закреплены под углом к горизонтали и друг к другу в снабженном системой каналов для соединения измерительных трубопроводов несущем основании-манифольде 5. При этом в средней части основания треугольника, параллельного продольной оси основания-манифольда 5 на измерительных трубках 3 и 4 выполнен небольшой перегиб с выступом, и между ними размещен элемент 6 возбуждения колебаний, а в скругленных вершинах треугольника, представляющих собой точки максимума деформации трубок 3 и 4, смонтированы датчики 7 измерения колебаний. На основании-манифольде 5 смонтирован для связи с внешними устройствами герметичный узел 8 коммутации, к которому подключены выводы от элемента 6 возбуждения колебаний и датчиков 7 их измерения. В защитном корпусе 1 герметично закреплен для создания в его полости вакуума с вмонтированным в него гермопроводником 9 для вышеупомянутых выводов штуцер 10 с герметично закрепленной в нем трубкой 11 для откачивания воздуха, герметично закрываемой после этого крышкой 12. В крышке 12 смонтирована плата 13 с контактными площадками 14 на ней, соединенными через гермопроводник 9 с выводами в герметичном узле 8 коммутации, поверх которой расположена металлическая мембрана 15. Эта мембрана 15 закрывается сверху защитным колпачком 16 и выполнена с возможностью касания нижней поверхностью упомянутых контактных площадок 14 на плате 13 при возникновении разгерметизации полости защитного корпуса 1 через трубку 11 для откачивания воздуха.
Более конкретно расходомер выполнен следующим образом.
На фиг. 1 в аксонометрии изображен массовый кориолисовый расходомер, служащий для измерения массового расхода протекающей в трубопроводе среды. Средой может быть практически любое, способное к течению вещество, например, жидкости или газы. Кориолисовый расходомер содержит для этого измерительные трубки 3 и 4, на которых закрепляются элемент 5 возбуждения колебаний и датчики 6 их измерения. Измерительные трубки 3 и 4 жестко закреплены, например, сваркой, на несущем основании 4 и защищены от внешних воздействий защитным корпусом 1, также жестко закрепленном на несущем основании 4. На корпусе 1 снаружи закреплен штуцер 10 для вакуумирования. Для подключения к трубопроводу (на чертежах не показан) к основанию 5 присоединены, например, сваркой штуцеры 17, к которым, в свою очередь, могут присоединяться любые типы подключения к процессу по требованию заказчика. Для коммутации с блоком электроники (на чертеже не показан) на основании 4 смонтирован герметичный узел коммутации 8, к которому внутри кожуха подключаются элемент 6 возбуждения колебаний и датчики 7 их измерения.
На фиг. 2 в разрезе изображен штуцер 10 для вакуумирования внутренней полости кожуха массового кориолисового расходомера. Штуцер 10 герметично закреплен в корпусе 1 расходомера, например, при помощи сварки. В штуцере герметично закреплена, например, пайкой, трубка 11, через которую будет откачиваться воздух. Трубка 11 может быть выполнена, например, из меди или латуни. После откачки воздуха трубка 11 герметизируется, например, пайкой или сваркой, и закрывается крышкой 12. Крышка 12 герметизируется на штуцере 10, например, при помощи сварки или, в случае резьбового соединения, герметиком.
В крышку 12 монтируется, например, посредством пайки или вклеивания, плата 13, а поверх нее, например, при помощи сварки, герметично устанавливается мембрана 15. Мембрана 15 может быть выполнена, например, из нержавеющей стали, а ее толщина и расположение выбраны таким образом, чтобы при создании разрежения под крышкой 12 в случае негерметичности трубки 11 мембрана 15 касалась платы 13 и замыкала контактные площадки 14 на ней (см. фиг. 3). Для защиты от механических повреждений мембрана 15 закрывается защитным колпачком 16, не препятствующим доступу атмосферного воздуха к мембране. В штуцере 10 смонтирован гермопроводник 9, через который провода с платы 13 поступают на узел 8 коммутации с блоком электроники (см. фиг. 1).
На фиг. 3 изображена плата 13 с контактными площадками 14, которые при образовании разрежения под крышкой 12 замыкаются мембраной 15 (см. фиг. 2). Для обеспечения пропускания воздуха в плате 13 выполнено как минимум одно отверстие 18. Провода 19, присоединенные, например, с помощью пайки, к контактным площадкам 14, присоединяются через гермопроводник 9 к узлу 8 коммутации (см. фиг. 1), а оттуда - в блок электроники (на чертежах не показан). На краях платы 13 может быть выполнена металлизация 20 для монтажа при помощи пайки.
Устройство работает следующим образом. Трубка 11 после откачки воздуха сразу же герметизируется, после чего накрывается крышкой 12. Все остальные места соединений деталей расходомера проверяются гелиевым течеискателем до этапа вакуумирования. При негерметичном запечатывании трубки 11 или разгерметизации в процессе эксплуатации воздух из-под крышки 12 утянет в защитный корпус 1 расходомера. Под крышкой 12 создастся разрежение, которое заставляет мембрану 15 прогибаться и касаться платы 13, замыкая контактные площадки 14 на ней. Замыкание регистрируется блоком электроники (на чертежах не показан) как неисправность.
В сравнении с прототипом заявляемый расходомер обеспечивает возможность контроля наличия разрежения в его защитном корпусе.