RU2157970C2 - Pressure transducer for flowmeter - Google Patents
Pressure transducer for flowmeter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2157970C2 RU2157970C2 RU98116044A RU98116044A RU2157970C2 RU 2157970 C2 RU2157970 C2 RU 2157970C2 RU 98116044 A RU98116044 A RU 98116044A RU 98116044 A RU98116044 A RU 98116044A RU 2157970 C2 RU2157970 C2 RU 2157970C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- grooves
- diffuser
- pressure sensor
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
- G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
- G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
- G01F1/44—Venturi tubes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
- G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
- G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
- G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
- G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
- G01F15/04—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
Abstract
Description
Область техники
Изобретение относится к измерению расхода текучих сред в закрытых трубопроводах, в частности к датчикам давления для используемых в таких случаях расходомеров.Technical field
The invention relates to measuring the flow rate of fluids in closed pipelines, in particular to pressure sensors for flow meters used in such cases.
Предшествующий уровень техники
Обычно датчики давления, используемые для указанной выше цели, представляют собой расходомерные диафрагмы, измерительные сопла и трубки Вентури. Последние из перечисленных устройств выполнены в форме трубчатого тела, поперечное сечение которого постепенно, в направлении потока уменьшается от полного размера примерно до половинного значения, а затем снова увеличивается до первоначального значения. Измеряют разность давлений между точками, расположенными вверх по течению потока и отвечающими полному сечению, и точками, отвечающими минимальному сечению, при этом для отбора давления предусмотрено несколько отверстий, распределенных по периметру плоскости сечения и окруженных усредняющим коллектором, образующим кольцевую камеру.State of the art
Typically, the pressure sensors used for the above purpose are flow diaphragms, measuring nozzles, and venturi tubes. The last of these devices are made in the form of a tubular body, the cross section of which gradually, in the direction of flow, decreases from the full size to about half the value, and then again increases to the original value. The pressure difference is measured between points located upstream of the flow and corresponding to the total cross section and points corresponding to the minimum cross section, while several holes are provided for pressure selection, distributed along the perimeter of the cross section plane and surrounded by an averaging collector forming an annular chamber.
Датчики давления описанного выше типа не вполне удовлетворительны, скажем, в отношении наблюдаемых при их работе потерь, пропускной способности и ввиду наступающих вибрации и шума. The pressure sensors of the type described above are not entirely satisfactory, for example, with respect to the losses observed during their operation, throughput, and due to oncoming vibration and noise.
В патенте США N 2573430 описан расходомер, который с целью снижения потерь в потоке выполнен без изменений поперечного сечения, при этом в стенке трубопровода выполнены косые отверстия; оси тех из них, которые расположены вверх по течению, направлены против потока, а оси тех из них, которые расположены вниз по течению потока, направлены по потоку. Разность давлений между этими отверстиями зависит в первую очередь от трения и включает компоненты динамического напора. Хотя в одном из вариантов такого расходомера сужение поперечного сечения потока и осуществляется по типу трубки Вентури, отверстия отбора давления размещены до и после самого узкого места, на одинаковом расстоянии от него и в местах одинакового сечения. US Pat. No. 2,573,430 describes a flowmeter which, in order to reduce losses in the flow, is made without changing the cross section, while oblique openings are made in the wall of the pipeline; the axes of those located upstream are directed upstream, and the axes of those located downstream are directed downstream. The pressure difference between these holes depends primarily on friction and includes the components of the dynamic pressure. Although in one version of such a flow meter the flow cross-section is narrowed like a venturi, the pressure selection holes are located before and after the narrowest point, at the same distance from it and in places of the same cross section.
Трубка Вентури по патенту Германии N 305339, предназначенная для измерения скорости свободной газовой струи, имеет расположенный за самым узким местом участок с расширением, площадь поперечного сечения которого увеличивается ступенчато, что, по мысли заявителя, должно обеспечить нечувствительность к явлению косой обдувки. The venturi tube according to German patent N 305339, designed to measure the speed of a free gas stream, has a section with an extension located behind the narrowest point, the cross-sectional area of which increases stepwise, which, according to the applicant, should provide insensitivity to the oblique blowing phenomenon.
Из патента Германии N 1022021 известно устройство для измерения разности давлений между двумя расположенными друг за другом участками канала; речь здесь идет о потоке газа, транспортирующего твердые материалы, когда на первом измерительном участке постоянного сечения измеряется разность давлений, являющаяся функцией количества перемещенного твердого материала, а на втором, расширяющемся наподобие диффузора измерительном участке измеряется разность давлений, на основании которой вычисляют расход транспортируемого газа. A device for measuring the pressure difference between two adjacent sections of the channel is known from German Patent No. 1022021; we are talking about the flow of gas transporting solid materials, when the pressure difference is measured in the first measuring section of a constant cross section, which is a function of the amount of solid material moved, and in the second measuring section, expanding like a diffuser, the pressure difference is measured, based on which the flow rate of the transported gas is calculated.
Известен также датчик давления для расходомера, предназначенного для измерения расхода сильно загрязненных жидкостей, содержащих твердые частицы. Известный датчик давления выполнен в форме трубчатого тела с отверстиями для отбора давления в соответствующих поперечных сечениях трубчатого тела, имеющего последовательно расположенные участки: конус-диффузор, участок максимального диаметра и конус- конфузор (Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л. , Машиностроение, 1989, с. 101). Перепад давления для расчета расхода текучей среды определяют на участке конуса-конфузора. В этом случае повышение измеряемого перепада давления и, следовательно, повышение точности определения расхода достигается за счет увеличения максимального диаметра и связанных с этим длин участков конуса-диффузора и конуса-конфузора при сохранении угла конусности последнего. Это приводит к увеличению веса и габаритов датчика давления, а также к увеличению потерь энергии текучей среды, что является существенными недостатками известного датчика давления. A pressure sensor is also known for a flowmeter for measuring the flow rate of highly contaminated liquids containing solid particles. The known pressure sensor is made in the form of a tubular body with holes for sampling the pressure in the corresponding cross sections of the tubular body having successively arranged sections: cone-diffuser, section of maximum diameter and cone-confuser (Kremlevsky P.P. Flow meters and quantity counters. L., Engineering, 1989, p. 101). The pressure drop for calculating the flow rate of the fluid is determined on the site of the cone-confuser. In this case, an increase in the measured pressure drop and, therefore, an increase in the accuracy of determining the flow rate is achieved by increasing the maximum diameter and the associated lengths of the sections of the cone-diffuser and cone-confuser while maintaining the taper angle of the latter. This leads to an increase in the weight and dimensions of the pressure sensor, as well as to an increase in the energy loss of the fluid, which are significant disadvantages of the known pressure sensor.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного датчика давления для расходомера.Disclosure of Invention
An object of the present invention is to provide an improved pressure sensor for a flow meter.
Решение поставленной задачи достигается благодаря тому, что у датчика в форме трубчатого тела, имеющего участок-диффузор, следующий за ним участок максимального сечения и участок-конфузор, согласно изобретению в области участка-диффузора, на его внутренней стенке выбраны пазы, которые обладают определенной геометрической конфигурацией и способны изменять профиль скоростей потока в желательную сторону, а участок максимального сечения имеет отверстия для отбора максимального давления. The solution to this problem is achieved due to the fact that the sensor in the form of a tubular body having a diffuser section, a section of the maximum cross section following it and a confuser section, according to the invention, in the region of the diffuser section, grooves are selected on its inner wall that have a certain geometric configuration and are able to change the profile of flow rates in the desired direction, and the maximum section has openings for the selection of maximum pressure.
Краткое описание фигур чертежей
Изобретение детально поясняется с привлечением чертежей, на которых представлены:
фиг. 1 - продольный разрез датчика давления с тремя точками отбора давления и тремя секциями пазов на участке-диффузоре;
фиг. 2 - поперечный разрез по линии 1-1 на фиг. 1;
фиг. 3 - детали выполнения паза диффузора;
фиг. 4 - датчик давления, вид сбоку;
фиг. 5 - поперечный разрез по линии 1-1 для варианта выполнения диффузора, снабженного следующими друг за другом пазами трех секций;
фиг. 6 - распределение скоростей в пристеночной области потока на начальном участке диффузора в отсутствии пазов;
фиг. 7 - распределение скоростей в пристеночной области потока на начальном участке диффузора при наличии пазов.Brief Description of the Drawings
The invention is explained in detail with reference to the drawings, in which:
FIG. 1 is a longitudinal section of a pressure sensor with three pressure points and three sections of grooves in the diffuser section;
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 1-1 of FIG. 1;
FIG. 3 - details of the groove of the diffuser;
FIG. 4 - pressure sensor, side view;
FIG. 5 is a cross section along line 1-1 for an embodiment of a diffuser provided with consecutive grooves of three sections;
FIG. 6 - velocity distribution in the near-wall region of the flow in the initial section of the diffuser in the absence of grooves;
FIG. 7 - velocity distribution in the near-wall region of the flow in the initial section of the diffuser in the presence of grooves.
Варианты осуществления изобретения
Датчик давления, через который слева направо протекает поток текучей среды, выполнен в форме трубчатого тела, состоящего из входного патрубка (1) (для соединения с подводящей линией), следующего за патрубком диффузора (4), участка (5) максимального сечения, конфузора (8) и выходного патрубка (9). Одно из мест отбора давления (2) образовано на входном патрубке (1) отверстиями (3), которые распределены по периметру поперечного сечения и с внешней стороны (12) сообщаются с усредняющим коллектором (13); к коллектору присоединен штуцер (16) для отбора давления, равного давлению (P1) в плоскости сечения (2).Embodiments of the invention
The pressure sensor through which the fluid flow flows from left to right is made in the form of a tubular body consisting of an inlet pipe (1) (for connection to a supply line), following a diffuser pipe (4), a section (5) of the maximum cross section, a confuser ( 8) and outlet pipe (9). One of the pressure sampling points (2) is formed on the inlet pipe (1) by openings (3), which are distributed along the perimeter of the cross section and communicate with the averaging collector (13) from the outside (12); a fitting (16) is attached to the manifold to select a pressure equal to the pressure (P 1 ) in the section plane (2).
Аналогично на участке (5) максимального сечения, имеющем длину (l1) (фиг. 4), образован участок (6) с отверстиями (7) для отбора давления, которые снаружи окружены усредняющим коллектором и благодаря которым в штуцере (17) создается максимальное давление (P2). На выходном патрубке (9) отверстия (11) образуют третий участок (10) для отбора давления (P3), который с внешней стороны сообщается с усредняющим коллектором (15) со штуцером (18). На внутренней поверхности (19) участка-диффузора (4) выполнены пазы (20) в виде трех расположенных друг за другом секций с распределением пазов по периметру; дно пазов (21) образует с линией уклона внутренней поверхности (19) угол (α1) ; угол уклона внутренней поверхности (α2) равен половине угла при вершине конуса-раствора диффузора (αo), который может составлять от 10o до 90o, а угол (α1) больше угла уклона внутренней поверхности или равен ему; иными словами, дно паза параллельно оси трубчатого тела или ориентировано в направлении потока расходящимся образом. Переход от внутренней поверхности (19) в начало паза (20) образован торцевой поверхностью паза (23), которая ориентирована по нормали к оси трубчатого тела.Similarly, in the section (5) of the maximum section having a length (l 1 ) (Fig. 4), a section (6) is formed with holes (7) for pressure selection, which are surrounded on the outside by an averaging collector and due to which a maximum is created in the union (17) pressure (P 2 ). On the outlet pipe (9), the openings (11) form a third section (10) for pressure selection (P 3 ), which externally communicates with the averaging collector (15) with a fitting (18). On the inner surface (19) of the diffuser section (4), grooves (20) are made in the form of three sections arranged one after another with distribution of grooves around the perimeter; the bottom of the grooves (21) forms an angle (α 1 ) with a slope line of the inner surface (19); the slope angle of the inner surface (α 2 ) is equal to half the angle at the apex of the diffuser cone (α o ), which can be from 10 o to 90 o , and the angle (α 1 ) is greater than or equal to the slope of the inner surface; in other words, the bottom of the groove is parallel to the axis of the tubular body or oriented in the direction of flow in a diverging manner. The transition from the inner surface (19) to the beginning of the groove (20) is formed by the end surface of the groove (23), which is oriented along the normal to the axis of the tubular body.
Согласно примеру выполнения, три секции пазов следуют друг за другом без промежутков между ними. Возможен, впрочем, и вариант лишь с одной секцией пазов, расположенных по периметру, и вариант с несколькими секциями пазов, когда между соседними секциями сохраняется промежуток, т.е. остается беспазовая поверхность в виде усеченного конуса. According to an exemplary embodiment, three sections of the grooves follow each other without gaps between them. However, a variant with only one section of grooves located along the perimeter, and a variant with several sections of grooves when a gap is maintained between adjacent sections, i.e. there remains a baseless surface in the form of a truncated cone.
В случае варианта с несколькими следующими друг за другом секциями пазы в отдельных секциях могут располагаться друг за другом, как представлено на (фиг. 2); они могут быть также смещенными друг относительно друга, как показано на (фиг. 5), причем, согласно (фиг. 5), пазы первой и третьей секций располагаются по образующей боковой поверхности конуса, а пазы второй секции занимают место посредине. In the case of a variant with several consecutive sections, the grooves in the individual sections can be arranged one after another, as shown in (Fig. 2); they can also be offset from each other, as shown in (Fig. 5), and, according to (Fig. 5), the grooves of the first and third sections are located along the generatrix of the lateral surface of the cone, and the grooves of the second section occupy a place in the middle.
Боковые поверхности (22) пазов на представленных примерах выполнены параллельными друг другу; они вместе с тем могут расходиться или сходиться в направлении движения потока. The side surfaces (22) of the grooves in the examples presented are made parallel to each other; at the same time, they can diverge or converge in the direction of flow.
Размеры пазов следующие:
h/δ < 1,0; b/h≤ 3; l2/l3 ≤ 1,0; l4/b≤2,0,
где h - максимальная глубина пазов;
δ - толщина стенок участка-диффузора (4);
b - ширина паза;
l2 - длина паза;
l3 - длина участка-диффузора;
l4 - расстояние между соседними пазами в одной секции при обходе по наружному периметру.The dimensions of the grooves are as follows:
h / δ <1.0; b / h≤ 3; l 2 / l 3 ≤ 1.0; l 4 / b≤2.0,
where h is the maximum depth of the grooves;
δ is the wall thickness of the diffuser section (4);
b is the width of the groove;
l 2 is the length of the groove;
l 3 - the length of the section of the diffuser;
l 4 - the distance between adjacent grooves in one section when bypassing the outer perimeter.
Участок (5) с максимальным сечением может ограничиваться плоскостью сечения с отверстиями (7) для отбора давления, то есть практически иметь нулевую длину, так что участок диффузора непосредственно переходит в участок конфузора. На (фиг.4) длина участка (5) равна (l1); максимальная длина (l1) соответствует максимальному диаметру (dmax) участка максимального сечения;
l1/dmax ≤ 1,0.The section (5) with the maximum cross section can be limited by the section plane with holes (7) for pressure selection, that is, practically have zero length, so that the diffuser section directly passes to the confuser section. In (figure 4) the length of the plot (5) is equal to (l 1 ); the maximum length (l 1 ) corresponds to the maximum diameter (d max ) of the section of the maximum section;
l 1 / d max ≤ 1,0.
Конфузор (8) выполнен в форме коноидального сопла. The confuser (8) is made in the form of a conoidal nozzle.
Описанный датчик давления работает по следующему принципу. Текучая среда поступает из подводящего трубопровода через входной патрубок (1) равного диаметра на участок диффузора (4). В пазах (20) возникают продольные вихревые потоки с разрежением внутри, в то время как в остальном течении в диффузоре создается положительный градиент давления. Эффект заключается в ускорении в сечении (2) течения в приграничном слое и в уменьшении сопротивления потоку вдоль внутренней поверхности (19). The described pressure sensor works according to the following principle. The fluid enters from the inlet pipe through an inlet pipe (1) of equal diameter to a portion of the diffuser (4). In the grooves (20), longitudinal vortex flows arise with a rarefaction inside, while in the rest of the flow a positive pressure gradient is created in the diffuser. The effect consists in accelerating the flow in the boundary layer in section (2) and in reducing the flow resistance along the inner surface (19).
На (фиг. 6) представлено распределение скоростей в пристеночном потоке в начале участка-диффузора (что соответствует плоскости сечения 2) при угле наклона α2 внутренней поверхности (19) для варианта без пазов, причем вектор средней скорости (V1) оказывается лежащим вне приграничного слоя. На (фиг.7) показаны характеристики потока с пазами (20), которые, образуя торцевые поверхности (23) и дно (21), приводят ко взаимной угловой ориентации; в данном случае (α1= α2), то есть дно (21) каждого паза параллельно оси. Угол наклона (α2) внутренней поверхности (19) меньше, чем угол отрыва (αsep(αsep>α2)); все же на кромке торцевой поверхности (23) происходит локальный отрыв и образование продольных вихрей между боковыми поверхностями (22) пазов, следствием чего является падение давления внутри продольных вихрей и уменьшение сопротивления потоку вдоль внутренней поверхности диффузора (19). Образуется такой профиль скоростей, при котором в приграничном слое имеет место увеличение скорости на ( Δ V) до значения (V2). Эти процессы повторяются во всех секциях пазов, следующих друг за другом в направлении потока.On (Fig. 6) shows the distribution of velocities in the near-wall flow at the beginning of the diffuser section (which corresponds to the section plane 2) at an inclination angle α 2 of the inner surface (19) for the variant without grooves, and the average velocity vector (V 1 ) is lying outside border layer. Fig. 7 shows the flow characteristics with grooves (20), which, forming the end surfaces (23) and the bottom (21), lead to a mutual angular orientation; in this case (α 1 = α 2 ), that is, the bottom (21) of each groove is parallel to the axis. The angle of inclination (α 2 ) of the inner surface (19) is less than the separation angle (α sep (α sep > α 2 )); nevertheless, at the edge of the end surface (23), there is a local detachment and the formation of longitudinal vortices between the side surfaces (22) of the grooves, which results in a drop in pressure inside the longitudinal vortices and a decrease in flow resistance along the inner surface of the diffuser (19). A velocity profile is formed at which in the boundary layer there is an increase in velocity by (Δ V) to the value (V 2 ). These processes are repeated in all sections of the grooves following each other in the direction of flow.
В результате пазы оказывают такое действие, что уже в сечении (2) скорость жидкости больше, а давление меньше, чем в подводящем трубопроводе, и в штуцере (16) через отверстия (3) для отбора давления создается минимальное давление (P1).As a result, the grooves have such an effect that even in section (2) the fluid velocity is greater and the pressure is less than in the supply pipe, and the minimum pressure (P 1 ) is created in the nozzle (16) through the holes (3) for pressure selection.
В плоскости (6) с максимальным сечением текучая среда достигает своей самой низкой скорости, и, следовательно, в штуцере (17) через отверстия (7) создается максимальное давление (P2).In the plane (6) with the maximum cross section, the fluid reaches its lowest speed, and therefore, in the nozzle (17) through the holes (7) the maximum pressure is created (P 2 ).
В конфузоре (8) поток снова ускоряется и поступает в выходное сечение (10) с большей скоростью и более низким давлением, чем в трубопроводе, так что в результате в отверстиях (11) для отбора давления и соответственно штуцере (18) создается минимальное давление (P3).In confuser (8), the flow accelerates again and enters the outlet section (10) with a higher speed and lower pressure than in the pipeline, so that as a result, the minimum pressure is created in the holes (11) for pressure selection and, accordingly, the fitting (18) ( P 3 ).
К штуцерам (16, 17, 18) присоединены приборы для измерения величины падения давления, например дифференциальные манометры, благодаря показаниям которых появляется возможность определять расход (объем/время) в плоскостях поперечного сечения (2 и 10) по нижеследующим формулам:
Q = Q2 = Q10
где D - диаметр трубопровода, в котором измеряют расход Q;
P1, P2, P3 - давление в местах отбора давления (2, 6 или 10);
β - постоянный множитель:
α3, α4 - поправочные коэффициенты:
где kc1, kc2, kc3 - поправочные члены, учитывающие неравномерность распределения скоростей в соответствующих сечениях (2, 6 и 10);
εD коэффициент уширения потока в диффузоре между плоскостями сечения (2 и 6):)
εD W2/W6 (W2(6) - площади поперечного сечения в плоскостях (2 или 6);
εC - коэффициент сужения потока в плоскости сечения (10):
εC= Wc/W10,
где Wс и W10 - площадь суженного потока в сечении (10) и площадь сечения (10) выходного патрубка;
m=W10/W6;
ζ1-2 коэффициент, учитывающий потери вследствие трения между плоскостями сечений (2 и 6);
ζ2-3 коэффициент, учитывающий потери вследствие трения между плоскостями сечений (6 и 10).Instruments for measuring the pressure drop, for example differential pressure gauges, are connected to the fittings (16, 17, 18), due to the readings of which it becomes possible to determine the flow rate (volume / time) in the cross-section planes (2 and 10) according to the following formulas:
Q = Q 2 = Q 10
where D is the diameter of the pipeline in which the flow rate Q is measured;
P 1 , P 2 , P 3 - pressure in places of pressure selection (2, 6 or 10);
β is a constant factor:
α 3 , α 4 - correction factors:
where kc 1 , kc 2 , kc 3 are correction terms that take into account the uneven distribution of velocities in the corresponding sections (2, 6, and 10);
ε D is the coefficient of broadening of the flow in the diffuser between the section planes (2 and 6) :)
ε D W 2 / W 6 (W 2 (6) - the cross-sectional area in the planes (2 or 6);
ε C is the coefficient of narrowing of the flow in the section plane (10):
ε C = W c / W 10 ,
where W with and W 10 - the area of the narrowed flow in section (10) and the cross-sectional area (10) of the outlet pipe;
m is W 10 / W 6 ;
ζ 1-2 coefficient taking into account losses due to friction between the planes of sections (2 and 6);
ζ 2-3 coefficient taking into account losses due to friction between the planes of sections (6 and 10).
Предлагаемый датчик давления для расходомеров за счет образования продольных вихрей в пазах позволяет уменьшить потери при прохождении текучей среды и увеличить коэффициенты пропускной способности, а также разность давлений, в частности в протяженных или разветвленных системах трубопроводов, состоящих из труб большого диаметра и служащих для транспортировки жидкостей или газов. Существенно улучшаются виброакустические свойства таких систем, а именно значительно снижается шум и вибрация. Удается полностью избежать износа измерительного участка, обусловленного его истиранием абразивными примесями в потоке. Датчик можно надежно эксплуатировать даже и тогда, когда в текучей среде содержатся включения, размер которых по порядку величины сопоставим с диаметром трубы. Наконец, здесь отсутствуют какие- либо ограничения, касающиеся максимальной скорости жидкости, поскольку на измерительном участке отсутствует опасность кавитации. The proposed pressure sensor for flowmeters due to the formation of longitudinal vortices in the grooves can reduce losses during the passage of the fluid and increase the flow rate coefficients, as well as the pressure difference, in particular in long or branched piping systems consisting of pipes of large diameter and used to transport liquids or gases. The vibro-acoustic properties of such systems are significantly improved, namely, noise and vibration are significantly reduced. It is possible to completely avoid the wear of the measuring section due to its abrasion by abrasive impurities in the stream. The sensor can be reliably operated even when the fluid contains inclusions whose size is in order of magnitude comparable to the diameter of the pipe. Finally, there are no restrictions regarding the maximum fluid velocity, since there is no risk of cavitation in the measuring section.
Промышленная применимость
Предлагаемый датчик давления для расходомера может найти применение в напорных газогидравлических системах различного назначения с условным диаметром трубопроводов от 10 до 2500 мм для измерения расхода одно- и многофазных текучих сред, содержащих включения различного физико-механического или химического состава. Особенно перспективным использование датчика представляется в трубопроводах среднего и большого диаметра (250-2500 мм), а также в трубопроводах с повышенным гидроабразивным или кавитационным коррозионно-эрозионным износом. Среди возможных областей использования датчика можно назвать следующие:
- водоснабжение и водоотведение населенных мест и промышленных предприятий;
- газовая и нефтяная промышленность;
- теплогазоснабжение и вентиляция населенных мест и промышленных предприятий;
- химическая и нефтехимическая промышленность;
- разработка месторождений полезных ископаемых гидравлическим способом;
- гидротранспорт хвостов обогатительных фабрик;
- системы транспортировки и распределения жидкого и газообразного топлива в энергетике;
- системы гидротранспорта строительных растворов и смесей;
- оросительные системы в сельском хозяйстве (гидромелиорация);
- технологические газогидравлические системы пищевой промышленности, например, в виноделии при перекачке деликатесных вин, в молочной промышленности, при перекачке соков и т.д.Industrial applicability
The proposed pressure sensor for a flow meter can find application in pressure-sensitive gas-hydraulic systems for various purposes with a nominal diameter of pipelines from 10 to 2500 mm for measuring the flow rate of single and multiphase fluids containing inclusions of various physical, mechanical or chemical composition. Particularly promising is the use of the sensor in medium and large diameter pipelines (250-2500 mm), as well as in pipelines with increased hydroabrasive or cavitation corrosion-erosion wear. Among the possible areas of use of the sensor are the following:
- water supply and sanitation of populated areas and industrial enterprises;
- gas and oil industry;
- heat and gas supply and ventilation of populated areas and industrial enterprises;
- chemical and petrochemical industry;
- development of mineral deposits hydraulically;
- hydrotransport of tailings of concentration plants;
- systems for the transportation and distribution of liquid and gaseous fuels in the energy sector;
- Hydrotransport systems of mortars and mixtures;
- irrigation systems in agriculture (irrigation and drainage);
- technological gas-hydraulic systems of the food industry, for example, in winemaking when pumping delicious wines, in the dairy industry, when pumping juices, etc.
Claims (8)
где h - максимальная глубина пазов;
δ - толщина стенок участка-диффузора;
b - ширина пазов;
l2 - длина пазов в одной секции;
l3 - длина участка-диффузора;
l4 - расстояние между соседними пазами по наружному периметру.7. The pressure sensor according to claim 6, characterized in that the grooves has the following dimensions:
where h is the maximum depth of the grooves;
δ is the wall thickness of the diffuser;
b is the width of the grooves;
l 2 - the length of the grooves in one section;
l 3 - the length of the section of the diffuser;
l 4 - the distance between adjacent grooves along the outer perimeter.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19648583.5 | 1996-11-23 | ||
| DE1996148583 DE19648583C1 (en) | 1996-11-23 | 1996-11-23 | Effective pressure indicator of flow rate meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98116044A RU98116044A (en) | 2000-06-10 |
| RU2157970C2 true RU2157970C2 (en) | 2000-10-20 |
Family
ID=7812588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98116044A RU2157970C2 (en) | 1996-11-23 | 1997-11-17 | Pressure transducer for flowmeter |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU5500998A (en) |
| DE (1) | DE19648583C1 (en) |
| RU (1) | RU2157970C2 (en) |
| WO (1) | WO1998023930A1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2208767C2 (en) * | 2001-08-28 | 2003-07-20 | Бычков Юрий Максимович | Pressure transducer for flowmeter |
| RU2224984C2 (en) * | 2002-04-17 | 2004-02-27 | Бычков Юрий Максимович | Primary converter of flow meter of variable pressure difference |
| RU2239161C1 (en) * | 2003-10-17 | 2004-10-27 | Будько Игорь Олегович | Flowmeter |
| RU2368874C1 (en) * | 2008-02-08 | 2009-09-27 | Владимир Анатольевич Афанасенко | Device for measurement of fluid working medium flow |
| RU2615223C1 (en) * | 2016-03-17 | 2017-04-04 | Владимир Анатольевич Афанасенко | Device for measuring fluid flow |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010026740A1 (en) * | 2010-07-09 | 2012-01-12 | Alexander Breitenbach | Device i.e. flow meter, for measuring flow rate of e.g. liquid, flowing through tubular element, has two pipe sections exhibiting respective pipe cross-sections with areas, where ratio of one of areas to other area lies in certain range |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2051829B2 (en) * | 1969-11-03 | 1975-05-07 | General Signal Corp., New York, N.Y. (V.St.A.) | Flow meter |
| US4418723A (en) * | 1980-08-12 | 1983-12-06 | Citizen Watch Co., Ltd. | Flow restrictor |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE454409C (en) * | 1928-01-07 | J C Eckardt Akt Ges | Measuring nozzle for liquids, gases and vapors with only one mounting flange | |
| DE305339C (en) * | ||||
| US2573430A (en) * | 1947-03-14 | 1951-10-30 | Jr Vincent Gentile | Flow-measuring device |
| SE502681C2 (en) * | 1990-12-21 | 1995-12-04 | Stratos Ventilation Prod Ab | Device for causing pressure drop in a ventilation or air treatment plant and use thereof |
-
1996
- 1996-11-23 DE DE1996148583 patent/DE19648583C1/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-11-17 WO PCT/RU1997/000363 patent/WO1998023930A1/en not_active Ceased
- 1997-11-17 AU AU55009/98A patent/AU5500998A/en not_active Abandoned
- 1997-11-17 RU RU98116044A patent/RU2157970C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2051829B2 (en) * | 1969-11-03 | 1975-05-07 | General Signal Corp., New York, N.Y. (V.St.A.) | Flow meter |
| US4418723A (en) * | 1980-08-12 | 1983-12-06 | Citizen Watch Co., Ltd. | Flow restrictor |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КРЕМЛЕВСКИЙ П.П. Расходомеры и счетчики количества. - Л.: Машиностроение, 1989, с. 101. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2208767C2 (en) * | 2001-08-28 | 2003-07-20 | Бычков Юрий Максимович | Pressure transducer for flowmeter |
| RU2224984C2 (en) * | 2002-04-17 | 2004-02-27 | Бычков Юрий Максимович | Primary converter of flow meter of variable pressure difference |
| RU2239161C1 (en) * | 2003-10-17 | 2004-10-27 | Будько Игорь Олегович | Flowmeter |
| RU2368874C1 (en) * | 2008-02-08 | 2009-09-27 | Владимир Анатольевич Афанасенко | Device for measurement of fluid working medium flow |
| RU2615223C1 (en) * | 2016-03-17 | 2017-04-04 | Владимир Анатольевич Афанасенко | Device for measuring fluid flow |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1998023930A1 (en) | 1998-06-04 |
| AU5500998A (en) | 1998-06-22 |
| DE19648583C1 (en) | 1998-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6463810B1 (en) | Method and device for bi-directional low-velocity flow measurement | |
| US7926360B2 (en) | Sonar circumferential flow conditioner | |
| US4641535A (en) | Flowmeter | |
| US20120188842A1 (en) | Meter flow conditioner | |
| RU2491513C2 (en) | Averaging diaphragm with holes located near inner wall of pipe | |
| EP1305579A1 (en) | A meter for the measurement of multiphase fluids and wet gas | |
| US7533579B2 (en) | Reduced bore vortex flowmeter having a stepped intake | |
| US3355946A (en) | Pitot tubes | |
| US6912919B2 (en) | Restriction flowmeter | |
| US9297679B2 (en) | Flowmeter with a flow conditioner formed by a protrusion having restriction provided upstream of the measurement section | |
| RU2157970C2 (en) | Pressure transducer for flowmeter | |
| JPS60111113A (en) | Low energy-loss flowmeter | |
| CN105917198B (en) | Devices for measuring the flow of fluids | |
| RU2055322C1 (en) | Flowmeter | |
| RU2157973C2 (en) | Pressure transducer for flowmeter | |
| RU2157972C2 (en) | Pressure transducer for flowmeter | |
| RU2157975C2 (en) | Portable device for local measurement of pressure | |
| US7281436B1 (en) | Wedge flow meter with conditioner | |
| RU2157971C2 (en) | Pressure transducer for flowmeter | |
| EP2233895A1 (en) | Method and device for flow metering and for forming a fluid medium sample | |
| RU2157974C2 (en) | Pressure transducer for flowmeter | |
| CN115380172A (en) | Gas flow regulator, particularly for use in flow bends of ultrasonic gas flow meters | |
| Howe et al. | Venturi Tubes, Flow Tubes, and Flow Nozzles | |
| CN1155071A (en) | Two phase flow meter | |
| US3398576A (en) | Flow measuring device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081118 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081118 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20090920 |
|
| QB4A | License on use of patent |
Effective date: 20091014 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141118 |