ОСРЕДНЯЮЩАЯ НАПОРНАЯ ТРУБКА ДЛЯ РАСХОДОМЕРА ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ

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.