CS247868B1 - Průtokoměr s volitelnou funkční závislostí - Google Patents

Abstract

Průtokoměr s volitelnou funkční závislostí sestává ze soustavy obtokových kanálků, které akční clen ve spolupráci se zařízením k indikaci tlakového spádu paralelně připojuje mezi vstupní potrubí průtokoměru tak, aby na něm udržoval konstantní tlakový spád. Poloha akčního orgánu je pak funkčně závislá na průtoku, přičemž funkční závislost lze volit konstrukčním uspořádáním obtokových kanálků. Průtokoměr by mohl najít uplatnění ve všech rezortech národního hospodářství a to především pro přesné měření malých průtoků. Jeho uspořádání navíc umožňuje uzavřít průtok media při poruše tlakových poměrů v měřeném okruhu.

Description

Vynález se týká průtokoměru s volitelnou funkční závislostí, u něhož lze konstrukčním uspořádáním volit závislost výstupního signálu na průtoku.

Doposud známé principy měření průtoku se liší ve snímání pohybu média, a to třeba rotačním pohybem vrtule, např. vrtulové průtokoměry, dále jsou to rotametry, elektroindukční průtokoměry, nebo průtokoměry založené na měření rozdílu tlaků, způsobované bu5 škrtícím orgánem vloženým do cesty proudícímu médiu, např. clona, dýza, nebo změnou směru hybnosti média, např. kolenové, popřípadě přeměnou dynamického tlaku na statický, jako je tomu u Prandtlovy či Pittotovy trubice· Uvedené způsoby mají ty nevýhody, že jejich prvotní výstupní signál, závisející na průtoku média, je nelineární, jako např. kvadratická závislost tlakového spádu u průtokoměrů založených na měření rozdílů tlaků, nebo jsou výrobně příliš náročné, s omezeným použitím, např. elektroindukční, vrtulové, popřípadě nevhodné pro dálkové měření, jako třeba rotametry·

Výše uvedené nedostatky odstraňuje průtokoměr s volitelnou funkční závislostí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vstupní potrubí je spojeno s výstupním potrubím prostřednictvím akčního orgánu přes soustavu obtokových kanálků, přičemž akční orgán je spojen se zařízením k indikaci tlakového spádu a dále připojen k snímači své polohy.

Výhodou průtokoměru s volitelnou funkční závislostí je možnost volby funkční závislosti průtok - poloha akčního orgánu a realizovat tak např· lineární měření, měření s potlačením počátku, konce, počátku a konce stupnice měřidla, nebo zvýšení citlivosti měření v určitém rozsahu průtoků· Další podstatnou výhodou je možnost realizace měření extrémně malých průtoků· Při porušení tlakových poměrů, na které je průtokoměr navržen, což může nastat např· při prasknutí přívodního nebo odvodního potrubí, může toto potrubí průtokoměr ze své strany uzavřít·

- 2 Výhodou je i snadná změna rozsahu měření průtoku pomocí volby tlakového spádu na průtokoměru· Přesnost měření je úměrná celkovému počtu obtokových kanálků·

Principielní uspořádání průtokoměru je znázorněno na obr.l, kde vstupní potrubí £ je spojeno s výstupním potrubím 2 prostřednictvím akčního orgánu 3, přes soustavu 4 obtokových kanálků· Akční orgán 3 je spojen se zařízením _5 k indikaci tlakového spádu a dále je spojen se snímačem 6 své polohy·

Vlivem protékajícího média vznikne na každém otevřeném obtokovém kanálku tlakový spád Ap. Je-li tento tlakový spád větší, resp· menší než zvolený, akční orgán otevírá, resp. uzavírá, další obtokové kanálky tak dlouho, až je tlakový spád roven zvolenému· Výsledná poloha akčního orgánu je pak funkčně závislá na průtoku média, což plyne z následujícího odvození·

Mějme soustavu obtokových kanálků odporu R*, vzdálených o rozteč a* a nechE poloha akčního orgánu, a tím počet připojených kanálků, je reprezentována vzdáleností y

Celková vodivost j- připojených kanálků je:

Protože průtok I je pro zadané Δρ z definice roven

I - , je funkčně závislý na veličinách 1= Ffa^/R. ,y(j)J ·

Tak např· pro a* β a, R. · Rj pro všechna i, platí . γ _τ ΔΡ „

T “ Ř7 ' Ϋ ^=af ^{a odtud 1} “ οΐζ?'

Protože i ap je konstatní, je poloha akčního orgánu y lineárně závislá na průtoku I.

Na obr.l- a ηΛ eVn 3 jsou uvedena dvě konkrétní uspořádání průtokoměru podle vynálezu. Na obr. 2 je znázorněn průtokoměr pro měření průtoku dielektrických médií a sestává ze vstupního dielektrického potrubí 1, ve kterém je vložen elektricky vodivý píst&Představující akční orgán 3, soustavy 4 obtokových kanálků a spojovacího potrubí 7, jež spojují vstupní potrubí £ s výstupním potrubím 2. V tomto uspořádání plní píst 9 i funkci zařízení 5 k indikaci tlakového spádu, navíc spolu s půlválcovými elektrodami 10 tvoří kapacitní snímač 6 své polohy· Spojovací potrubí 7 je zaústěno nad píst a výstupní potrubí £ proti směru proto, aby se vyrušily dynamické složky tlaku proudícího média na píst, způsobované změnou směru hybnosti měřeného média.

- 3 Průtokem média vznikne na připojených obtokových kanálcích tlakový spád# který zvedne pístg «.připojí takové množství obtokových kanálků# až se vyrovná síla na píst# způsobená rozdílem tlaků, £ gravitační silou působící na píst ponořený do média. Poloha pístu gja pak úměrná měřenému průtoku, Kalibrace, popřípadě změna rozsahu průtokoměru_; se dá provést dovažován/rn dutého pístu# tedy úpravou tlakového spádu na průtokoměru. Nevýhodou tohoto uspořádání je nutnost zaručení neustálého kluzného chodu pístu a nutnost situování průtokoměru ve svilé poloze. Výhodou je automatická funkce bez použití vnějšího zdroje energie.

Průtokoměr na obr. 3 sestává ze vstupního potrubí 1# výstupního potrubí 2, spojených soustavou 4 obtokových kanálků. Akčním orgánem 3 je píst# poháněný servopohonem 8, který je iniciován ze zařízen-í 5 pro indikaci tlakového spádu. Servopohon současně ovládá i snímač 6 polohy pístu. Servopohon 8 prostřednictvím pístu otevře takové množství obtokových kanálků# až vznikne na průto korněru požadovaný tlakový spád, který pohyb servopohonu zastaví. Výhodou tohoto uspořádání je možnost montáže v jakékoliv poloze# neobsahuje samostatné kluzně se pohybující součásti# umožňuje pří mé odečítání průtoku a jednoduchý dálkový přenos pomocí vhodného vysílače. Nevýhodou je nutnost použití vnějšího zdroje energie pro pohon servopohonu.

Využití průtokoměru podle vipálezu se dá očekávat především v případech přesného měření malých průtoků.

Claims (1)

1. Průtokoměr s volitelnou funkční závislostí, vyznačující se tím# že vstupní potrubí (1) je spojeno s výstupním potrubím (2) prostřednictvím akčního orgánu (3) přes soustavu (4) obtokových kanálků# přičemž akční orgán (3) je spojen se zařízením (5) k indikaci tlakového spádu a dále je připojen ke snímači (6) své polohy.