Enderezador de flujo.

Enderezador de flujo (1) para el acondicionamiento de un flujo de fluido, que comprende lo siguiente:

- un tubo

(9, 11) con un estrechamiento (15) con sección transversal de tubo reducida,

- al menos un elemento anular (21, 23) dispuesto dentro del tubo (9, 11), que presenta un diámetro exterior, quees menor que el diámetro interior del tubo (9, 11) en la zona axial del tubo (9, 11), en la que está dispuesto el almenos un elemento anular, y

- al menos un alma planiforme (25, 27), cuya normal a la superficie no es paralela al eje (A) del tubo (9, 11),

estando previstas varias almas (25), que están orientadas en contra de la dirección de flujo (3), y estando previstasvarias almas (27), que están orientadas en la dirección de flujo (3),

caracterizado por que

las almas (25) orientadas en contra de la dirección de flujo y las almas (27) orientadas en la dirección de flujo estándispuestas de manera alterna en la dirección circunferencial del tubo (9, 11).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11009945.

Solicitante: SICK ENGINEERING GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Bergener Ring 27 01458 Ottendorf-Okrilla ALEMANIA.

Inventor/es: GURR,ANDREAS, SCHRÖTER,GERRY, PFEIFER,ANDREAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DEL VOLUMEN, FLUJO VOLUMETRICO, FLUJO MASICO... > Medida del flujo volumétrico o flujo másico de... > G01F1/66 (mediante la medida de la frecuencia, el desfase o el tiempo de propagación de ondas electromagnéticas o de otro tipo de ondas, p. ej. medidores de flujo ultrasónicos)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > DISPOSITIVOS ACCIONADORES POR PRESION DE UN FLUIDO;... > DINAMICA DE LOS FLUIDOS, ES DECIR, PROCEDIMIENTOS... > Acción sobre el flujo de los fluidos > F15D1/02 (en las tuberías o en los conductos)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DEL VOLUMEN, FLUJO VOLUMETRICO, FLUJO MASICO... > G01F15/00 (Detalles o accesorios de aparatos de los grupos G01F 1/00 - G01F 13/00 en tanto que dichos detalles y accesorios no estén adaptados a tipos particulares de tales aparatos)

PDF original: ES-2451566_T3.pdf

 

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Enderezador de flujo.

Fragmento de la descripción:

Enderezador de flujo La invención se refiere a un enderezador de flujo para el acondicionamiento de un flujo de fluido a través de un tubo.

Por ejemplo, en la medición de la velocidad de un fluido (es decir, de un gas o de un líquido) en un tubo, se utilizan sistemas de medición de ultrasonidos. Por ejemplo, a este respecto se envían impulsos de medición de ultrasonidos de manera inclinada a través del tubo atravesado por el flujo. De manera en sí conocida, a partir de la diferencia del

tiempo de propagación de una señal de ultrasonidos que, de esta manera tiene una componente de movimiento en la dirección del flujo predominante en el tubo, y de una señal de ultrasonidos, que tiene una componente de movimiento en contra del flujo predominante en el tubo, puede determinarse la velocidad del fluido en el tubo. Disposiciones correspondientes para la irradiación y para la recepción de señales de ultrasonidos, se encuentran a este respecto en una sección de medición del tubo.

Por ejemplo, mediante variaciones en la sección transversal y en la dirección del tubo que se encuentran opcionalmente aguas arriba de la sección de medición, tal como se provocan por ejemplo por codos, difusores, boquillas o combinaciones de los mismos, y/o piezas incorporadas ulteriormente (por ejemplo obturadores) , se modifica la situación del flujo como desviación de un flujo tubular lineal y completamente desarrollado. Para que la medición dentro de la sección de medición se vea afectada lo menos posible por efectos de este tipo, es deseable efectuar un acondicionamiento del flujo antes de la sección de medición, para acondicionar el perfil de flujo alterado de nuevo en la dirección de un flujo no alterado.

Un procedimiento conocido por el estado de la técnica intenta impedir las componentes de velocidad de flujo no axiales existentes en el flujo alterado mediante la incorporación de láminas o elementos tubulares orientados en la dirección de un flujo no alterado. Esto sirve para la reducción de un momento angular opcionalmente existente en el flujo. Sin embargo, desviaciones adicionalmente existentes opcionalmente de un perfil de velocidad axial con simetría de rotación en sí, se compensan poco o no se compensan en absoluto por tales elementos de tubo y láminas.

Otras soluciones del estado de la técnica prevén el uso de una o varias placas perforadas en la sección transversal de flujo. Con ello puede conseguirse una ruptura del balance de impulso de todas las componentes de velocidad en toda la sección transversal de tubo. Un perfil de velocidad axial opcionalmente no simétrico se homogeneiza mediante esta ruptura. Placas perforadas forman sin embargo un bloqueo comparativamente alto de la sección transversal de flujo y por lo tanto un bloqueo del flujo en la placa. Se genera por lo tanto una pérdida de presión significativa. Detrás de la placa perforada se forman además chorros libres turbulentos que se mezclan, que provocan opcionalmente una carga acústica de la sección de medición y en este sentido, son negativos para la acústica de señal de una medición de ultrasonidos.

En el documento EP 1 775 560 A2 se da a conocer un enderezador de flujo para un medidor de flujo de paso basado en ultrasonidos, que comprende dos medios de enderezamiento separados entre sí y tortuosos con respecto a la dirección de flujo. Los medios de enderezamiento están diseñados como una disposición de almas curvadas a modo de tornillo.

El enderezador de flujo que se da a conocer en el documento US 2005/0039809 A1 presenta una entrada cónica y una salida cónica, de modo que en la sección transversal resulta una forma similar a un reloj de arena. En la zona central del elemento constructivo están dispuestas varias paredes de guía de flujo, que presentan cantos delanteros que acaban en punta.

En el documento US 5 937 908 A se da a conocer un difusor tubular que se ensancha de manera cónica en la dirección de flujo. Para el enderezamiento del flujo están previstos así mismo tubos interiores de forma cónica.

El documento WO 93/09353 A1 da a conocer un desviador de flujo, en el que están dispuestas varias paredes de guía de flujo curvadas con forma espiral en un tubo estrechado.

Es objetivo de la presente invención proporcionar un acondicionamiento del flujo eficaz en un tubo atravesado por fluido con la menor pérdida de presión posible, limitándose de manera eficaz posiblemente en el flujo el momento angular existente e irregularidades en la distribución de las velocidades axiales y debiendo permanecer lo más baja posible la influencia del acondicionamiento del flujo sobre una medición realizada aguas abajo.

Este objetivo se consigue con un enderezador de flujo para el acondicionamiento de un flujo de fluido a través de un tubo con las características de la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes se refieren a configuraciones preferidas. La reivindicación 8 se refiere a un sistema de medición del flujo de paso para la medición del flujo de paso de fluido a través de un tubo con un enderezador de flujo de acuerdo con la invención.

El enderezador de flujo de acuerdo con la invención presenta un estrechamiento con una sección transversal de tubo reducida. Además, está previsto al menos un elemento anular dispuesto dentro del tubo, que presenta un diámetro exterior, que es menor que el diámetro interior del tubo en la posición axial del elemento anular. Además, un enderezador de flujo de acuerdo con la invención presenta al menos un alma planiforme, cuya normal a la superficie no es paralela al eje de tubo.

La disposición de los tres elementos mencionados en la misma zona axial del tubo lleva a una interacción ventajosa y a una disposición compacta.

En el caso de un flujo no alterado, es decir, que en particular no presenta momento angular o poco momento angular y cuyo perfil de velocidad axial tiene esencialmente simetría de rotación, en el caso de la disposición de acuerdo con la invención mediante el bloqueo comparativamente bajo de la sección transversal de tubo, se garantiza que se altera también sólo mínimamente el flujo no alterado.

De acuerdo con la invención se prevén además varias almas planiformes, que están orientadas en contra de la dirección de flujo, es decir, están dispuestas de tal manera que el alma planiforme se extiende en contra del flujo en el centro del tubo. Así mismo, están previstas varias almas que están orientadas en la dirección de flujo, es decir se extienden en contra del flujo en la zona del borde de tubo. El arrastre de flujo de una parte de alma, que se alcanza en primer lugar por el flujo, en una disposición de este tipo, chocará una vez más sobre un alma orientada al revés, de modo que se refuerza el efecto reductor del momento angular. Con “arrastre de flujo” quiere decirse en este caso el flujo a continuación del elemento acondicionador del flujo respectivo.

Está especialmente marcado el efecto reductor del momento angular por que de acuerdo con la invención las almas orientadas en contra de la dirección de flujo y las almas orientadas en la dirección de flujo se alternan en la dirección circunferencial del tubo. La dirección cambiante de las almas induce adicionalmente el flujo cortante entre los arrastres que se orientan de manera opuesta en dirección radial con cada alma siguiente en la dirección circunferencial.

Ventajosamente, el al menos un anillo y la al menos un alma planiforme están dispuestos en el arrastre de flujo del estrechamiento.

Mediante el centrado con ayuda del estrechamiento se desplaza el eje de momento angular de un momento angular opcionalmente existente en el centro del acondicionamiento del flujo. Una o varias almas, cuyas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Enderezador de flujo (1) para el acondicionamiento de un flujo de fluido, que comprende lo siguiente:

- un tubo (9, 11) con un estrechamiento (15) con sección transversal de tubo reducida,

- al menos un elemento anular (21, 23) dispuesto dentro del tubo (9, 11) , que presenta un diámetro exterior, que es menor que el diámetro interior del tubo (9, 11) en la zona axial del tubo (9, 11) , en la que está dispuesto el al menos un elemento anular, y

- al menos un alma planiforme (25, 27) , cuya normal a la superficie no es paralela al eje (A) del tubo (9, 11) ,

estando previstas varias almas (25) , que están orientadas en contra de la dirección de flujo (3) , y estando previstas varias almas (27) , que están orientadas en la dirección de flujo (3) ,

caracterizado por que las almas (25) orientadas en contra de la dirección de flujo y las almas (27) orientadas en la dirección de flujo están 15 dispuestas de manera alterna en la dirección circunferencial del tubo (9, 11) .

2. Enderezador de flujo (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la normal a la superficie de la al menos un alma (25, 27) es perpendicular a la dirección del eje de tubo (A) , extendiéndose preferentemente la superficie de la al menos un alma (25, 27) en el tubo (9, 11) radialmente hacia fuera.

3. Enderezador de flujo de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que dentro del tubo (9, 11) están dispuestos al menos dos elementos anulares (21, 23) , que presentan un diámetro exterior, que es menor que el diámetro interior del tubo (9, 11) en la zona axial del anillo respectivo (9, 11) , teniendo los al menos dos elementos anulares (21, 23) preferentemente diámetros diferentes.

4. Enderezador de flujo de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que el elemento anular (21) dispuesto aguas arriba en la dirección de flujo se encuentra en la zona axial del al menos un estrechamiento (15) .

5. Enderezador de flujo de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado por que la al menos un

alma (25, 27) con al menos la mitad de su extensión axial se encuentra en la zona axial entre los elementos anulares (21, 23) .

6. Enderezador de flujo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el al menos un elemento anular (23) es soportado por al menos un alma (25, 27) . 35

7. Enderezador de flujo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por al menos un tubo interior (32) soportado preferentemente por al menos un alma (25, 27) con un diámetro menor que el diámetro del tubo (9, 11) , siendo el eje del tubo interior (32) preferentemente paralelo al eje de tubo (A) del tubo (9, 11) y más preferentemente coincidiendo con el mismo.

8. Sistema de medición del flujo de paso para la medición de un flujo de paso de fluido a través de un tubo con

- un aparato de medición, preferentemente un aparato de medición de ultrasonidos, para la realización de una medición en el fluido, en particular de su velocidad, y

- un enderezador de flujo (1) dispuesto aguas arriba del aparato de medición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7.