CZ32298A3

CZ32298A3 - Jednoproudový průtokoměr kapaliny

Info

Publication number: CZ32298A3
Application number: CZ98322A
Authority: CZ
Inventors: Henri Oszajca; Charles Brunson
Original assignee: Schlumberger Industries S. A.
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1996-08-01
Publication date: 1998-07-15
Also published as: BR9609918A; US6079281A; HUP9901380A2; NO980468D0; MX9800948A; ATE209775T1; PL181790B1; NO980468L; CN1194031A; MA23948A1; FR2737563A1; HUP9901380A3; FR2737563B1; PL324800A1; RO117943B1; WO1997006414A1; DE69617438T2; PT842398E; DK0842398T3; DE69617438D1

Description

Jednoproudový průtokoměr kapaliny

Oblast techniky

Vynález se týká jednoproudového průtokoměru kapaliny, obsahujícího těleso, v němž je uložena měřicí komora v podstatě válcového tvaru, opatřená rotačním členem s podélnou osou XX' a opatřeným lopatkami, a mající přívodní trubici kapaliny a výstupní trubici kapaliny, připojenou k uvedenému tělesu a uspořádané v ose YY' kolmo protínající uvedenou podélnou osu XX', a dále pouzdro uložené v uvedeném tělese okolo obvodu rotačního členu a obsahující nejméně dvě štěrbiny, umístěné jednak proti odpovídající přívodní trubici a jednak proti odpovídající výstupní trubici, přičemž tyto štěrbiny jsou uzpůsobeny pro vhánění a vypuzování proudu kapaliny šikmo vzhledem k ose trubic.

Dosavadní stav techniky

Jednoproudové průtokoměry kapaliny obsahují obvykle těleso, uvnitř kterého je vytvořena v podstatě válcová měřicí komora, opatřená rotačním členem, otáčejícím se okolo podélné osy a opatřeným více lopatkami. Na těleso průtokoměru navazují přívodní a výstupní trubice kapaliny.

Používají se průtokoměry, jejichž trubice jsou souosé, ale jsou posunuté vůči ose rotačního členu, t.j. jejich osa neprotíná podélnou osu, neboli osu otáčení rotačního členu. Toto uspořádání trubic je nevýhodné v tom, že se takové měřiče dají obtížně instalovat v měřicích prostorách, kde je nedostatek prostoru.

Existují dále průtokoměry, u nichž jsou trubice obdobně posunuté vzhledem k rotačnímu členu, ale jsou nakloně-29« » 4

9 ny souměrně vzhledem k tomuto otáčivému členu a nejsou spolu souosé. Takové měřiče vyžadují měnit naklonění trubic, když se mění délka měřiče.

Konečně existují průtokoměry 2, znázorněné na obr.l, obměněné tak, že přívodní trubice 4. kapaliny a výstupní trubice 6 kapaliny leží souběžné a jejichž společná osa YY¹kolmo protíná podélnou osu XX’ rotačního členu 8.

V tomto typu průtokoměrů je okolo obvodu rotačního členu 8 osazeno uvnitř tělesa průtokoměrů pouzdro 10, známé jako injekční pouzdro, zpravidla vyrobené z plastu. Toto pouzdro má dvě štěrbiny 12 a 14 umístěné jednak proti přívodní trubici 4 a jednak proti výstupní trubici 6 kapaliny. Štěrbiny 12, 14 jsou nakloněny souměrně vzhledem k ose vzájemně souosých trubic pro vedení proudu kapaliny na obvod rotačního členu a pro vypouštění tohoto proudu od obvodu otáčivého členu. Když se rotační člen takového měřiče otáčí kapalinou proudící měřicí komorou, přenáší svůj otáčivý pohyb na sčítač, a to buď prostřednictvím magnetického hnacího systému nebo mechanicky pomocí ozubeného soukolí.

Τ7γ,1^Ί V V.4--i

V £jll±CUC.lLL JX. JCJ UliKJO U- J

S λ S ί m i ry τη nokio o _J ť_l VX V lAhtX J_1LL přitahovacím silám vyvíjejí magnety magnetického hnacího systému na průtokoměr mechanický točivý moment, který vzdoruje roztáčení rotačního členu, zejména při nízkých průtocích. To má za následek zvýšení chyby přesnosti měření průtokoměru při nízkých průtocích.

Pro řešení tohoto problému je možné učinit pokusy zvětšit počet lopatek otáčivého členu nebo zvýšit počet radiálních žeber uložených na dolní nebo horní části měřicí • *

komory, nebo vytvořit ve spojení s každou z trubic v pouzdře více štěrbin. To však nesnižuje chybu v přesnosti měření, prováděných průtokoměrem při nízkých průtocích.

Přihlašovatel konstatoval, že by bylo výhodné vytvořit jednoproudový průtokoměr umožňující snížit chybu v přesnosti měření při nízkých průtocích, opatřený magnetickým hnacím systémem, a dosáhnout čisté zvýšení přesnosti měření po alespoň větší části rozsahu měřených průtoků, když má průtokoměr mechanický pohon.

Podstata vynálezu

Vynález přináší jednoproudový průtokoměr kapaliny, obsahující těleso, v němž je uložena měřicí komora v podstatě válcového tvaru, opatřená rotačním členem s podélnou osou XX’ a opatřeným lopatkami, a mající přívodní trubici kapaliny a výstupní trubici kapaliny, připojenou k uvedenému tělesu a uspořádané v ose YY' kolmo protínající uvedenou podélnou osu XX’, a dále pouzdro uložené v uvedeném tělese okolo obvodu rotačního členu a obsahující nejméně dvě štěrbiny, umístěné jednak proti odpovídající přívodní trubici a jednak proti odpovídající výstupní trubici, přičemž tyto štěrbiny jsou uzpůsobeny pro vháněni a vvpuzování proudu kapaliny šikmo vzhledem k ose trubic, jehož podstatou je, že nejméně jedna štěrbina je umístěna proti přívodní trubici a vystavuje vůči proudu kapaliny, vystupujícímu z uvedené trubice, profilovanou plochu, která progresivně zvyšuje rychlost uvedeného proudu.

Podle dalšího znaku vynálezu je profil plochy je hlavně tvořen dvěma zakřivenými částmi, majícími vzájemně vzájemně opačné orientované konkávní strany (t.j. plochy se

vzájemné inverzně obrácenými konkávnostmi). Zakřivená část blíže k přívodní trubici je s výhodou konkávní. Pro zjednodušení je výhodné, aby štěrbina měla lokální průřez obdélníkového tvaru, jehož větší rozměr je uspořádán rovnoběžně s osou XX'.

Profilovaná plocha podle dalšího znaku vynálezu náleží k první stěně štěrbiny, ležící proti přívodní trubici, přičemž proti první stěně štěrbiny leží druhá stěna štěrbiny, vedoucí proud kapaliny, progresivně zrychlovaný uvedenou profilovanou plochou. Druhá stěna může mít profil, který má v průmětu do roviny kolmé k podélné ose XX' v podstatě přímkový profil. Může mít také profil, který je v průmětu do roviny kolmé k podélné ose XX' konkávní.

Podle dalšího znaku vynálezu je rozměr štěrbiny ve směru kolmo k podélné ose XX' v rovině kolmé k ose YY' trubic větší, než je vnitřní průměr přívodní trubice v části štěrbiny nejblíže k uvedené trubici.

Konkrétněji má v dalším provedení vynálezu zakřivená část, která je blíže k přívodní trubici, v průmětu do roviny kolmé k podélné ose XX' kruhový profil Cl. Zakřivená část, která má konkávní stranu orientovanou opačně vzhledem k části, která je blíže k přívodní trubici (t.j. má vůči ní inverzně obrácenou konkávnost), má v průmětu do roviny kolmé k podélné ose XX' kruhový profil C2 o poloměru větším, než je poloměr profilu Cl.

Kruhové profily Cl a C2 jsou v průmětu do roviny kolmé k podélné ose XX' vzájemně spojeny třetím kruhovým profilem C3 s konkávností opačně orientovanou (inverzně obráce··« ·

-5nou) vzhledem ke konkávnosti kruhového profilu Cl, a mající poloměr, který je větší, než je poloměr kruhového profilu C2. Profil plochy první stěny, ležící proti přívodní trubici, je prodloužen na výstupní straně od kruhového profilu C2 profilem LI, který je v průmětu do roviny kolmé k podélné ose XX' v podstatě přímkový.

Uvedený v podstatě přímkový profil LI podle dalšího znaku vynálezu svírá s osou YY' trubic úhel od 28° do 32°.

Podle dalšího provedení vynálezu je uvedený v podstatě přímkový profil LI je prodloužený na výstupní straně jiným v podstatě přímočarým profilem L2 rovnoběžným se v podstatě přímočarým profilem protilehlé stěny.

S výhodou stěna, která má profilovanou plochu, maskuje měřicí komoru vůči proudu kapaliny ležícímu v přívodní trubici.

Obě štěrbiny jsou podle dalšího znaku vynálezu vzájemně souměrné vzhledem k rovině kolmé k ose YY' trubic a obsahující podélnou osu XX'.

Podle varianty provedení vynálezu jsou obé štěrbiny umístěny proti přívodní trubici kapaliny, přičemž jedna ze štěrbin, a to první štěrbina, vystavuje vůči proudu kapaliny profilovanou plochou, která progresivně zrychluje rychlost proudu. Například jsou obě štěrbiny vzájemné od sebe oddělovány profilovanou stěnou, umístěnou proti přívodní trubici kapaliny. Druhá štěrbina může mít stěnu, která je nejdále od profilované plochy první štěrbiny a která má v průmětu do roviny kolmé k podélné ose XX' konkávní profil.

-6·· * ·· · « · ·

• · ·

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení, neomezujících jeho rozsah, s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l schéma jednoproudového průtokoměru kapaliny podle známého stavu techniky, v řezu rovinou kolmou k podélné ose rotačního členu průtokoměru, obr.2 schematický řez vodoměrem v provedení podle vynálezu, vedený rovinou obsahující podélnou osu XX' otáčení průtokoměru a osu souose uspořádaných trubic, přičemž na obrázku je vypuštěna stěna každé štěrbiny, obr.3 schematický řez průtokoměrem z obr.2 v pohledu ve směru šipky A, v němž je vypuštěn rotační člen, obr.3a schematický zvětšený řezový pohled na injektor vodoměru z obr.3, v němž je však poloha injektoru vzhledem k poloze z obr.3 obrácena, obr.3b schematický řezový pohled, ukazující polohy dolních žeber a horních žeber koncových stěn měřicí komory, obr.3c schematický řezový pohled na první obměněné provedení vynálezu, analogické vůči provedení z obr.3, obr.3d schematický řezový pohled na druhé obměněné provedení vynálezu, analogické vůči provedení z obr.3 a obr.4 dvě chybové křivky jako funkce měřeného průtoku, získané jednak u průtokoměru podle známého stavu techniky (křivka A) a jednak u průtokoměru podle vynálezu (křivka B).

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 2 je znázorněn jednoproudový vodoměr 20., obsahující těleso 22 označované dále jako nádržka průtokoměru, které je obvykle z mosazi a má k sobě připojené dvě trubice 24, 26 z nichž první slouží pro přívod vody do měřiče ve směru šipky F a druhá pro její odtok. Uvnitř nádržky měřiče je měřicí komora 28, v níž je uložen axiální rotační člen 30.

uložený otočně okolo čepu 32 s podélnou osou XX*. Rotační člen obsahuje střední náboj 34, nesoucí skupinu k němu připojených lopatek 36, rozmístěných s pravidelnými odstupy, například devět lopatek. Ke spodnímu konci náboje 34 je upevněn límcový člen 38, a uspořádaný souběžně s podélnou osou XX’. Funkce límcového členu je usnadňovat zvedání axiálního rotačního členu 30 při velkých průtocích, například větších než 200 1/hod., aby se zabránilo poškození hrotu čepu 32, který přispívá k zajišťování citlivosti měřiče při nízkých průtocích. K protilehlým koncovým stěnám 42 a 44 měřicí komory jsou upevněna odpovídající asymetrická radiální žebra 39 a 40.

Horní konec axiálního rotačního členu 30 nese hřídel 46. opatřený pohyblivým nosičem 48 magnetů, tvořící hnací část magnetického pohonného systému měřiče. Hnaná část magnetického pohonného systému leží nad stěnou 50 ve sčítači 52, který zde není pro zjednodušení popisu znázorněn.

V nádržce měřiče je okolo axiálního rotačního členu 30 osazeno pouzdro .54, vytvořené z plastového výlisku. Toto pouzdro je označováno jako injekční pouzdro a má tlustou stěnu a obecně válcový tvar, jak je znázorněno na obr.3 a dále dnovou část tvořenou koncovou stěnou 42 měřicí komory 28. Část 44 , tvořící protilehlou stěnu měřicí komory (obr.2), která je také označována jako horní deska, není částí injekčního pouzdra 54. Tato část 44 obsahuje ložisko, v němž se hřídel 46 otáčí.

Jak je znázorněno na obr.3, má injekční pouzdro dvě štěrbiny 58 a 60, uložené proti přívodní trubici 24 vody a výstupní trubici 26 vody. Trubice 24., 26 leží v ose YY ¹ , • 9

-8kolmo protínající podélnou osu XX' rotačního členu 30. Štěrbina 58 je dále označována jako injektor a štěrbina 60 je dále označována jako ejektor. Injektor 58 vychyluje proud vody vystupující z trubice 24 pro jeho vedení k obvodu rotačního členu, zatímco ejektor 60 přijímá vodu při obvodu rotačního členu 30 pro její vyhánění do trubice 26. Jak je znázorněno na obr.3, má injektor 58 profilovanou plochu 62, jejíž funkcí je postupně zvýšit rychlost proudu vody, přicházející z přívodní trubice 24. Tato profilovaná plocha 62 leží proti přívodní trubici 24 vody tak, že leží na dráze proudu. Profilovaná plocha je tvořena hlavně zakřivenými částmi s opačně orientovanými konkávními stranami. Zakřivená část přilehlá k přívodní trubici 24 je konkávní.

V uspořádání znázorněném na obr.3 a 3a má štěrbina 58 lokální průtočný průřez, který je obdélníkový a má dvě protilehlé stěny 62 a 64., které vymezují větší rozměr uvedené štěrbiny, orientovaný rovnoběžně s podélnou osou XX' a označovaný jako výška. Druhá stěna 64 vede proud, zrychlovaný první stěnou, ve vhodném směru. Je třeba poznamenat, že štěrbina 58 nemá nutně průtočný průřez obdélníkového tvaru. Je také možné vytvořit štěrbinu složitějšího tvaru, jejíž celý vnitřní povrch má tvar postupně zvyšující rychlost průtoku vody.

Injektor 58 má tvar znázorněný na obr.3 a 3a pro účely zjednodušení a v důsledku toho přívodní trubice 24 , která má válcový tvar, a injektor 58 si přesně neodpovídají. Výška injektoru 58 je v podstatě stejně velká, jako vnitřní průměr přívodní trubice 24, ale rozměr štěrbiny, kolmý k podélné ose XX' v rovině obr.3, který je označen jako šířka, je větší než vnitřní průměr uvedené trubice.

*· ···* «» · ·· ·· « · · · · · · · · · «· · « · · ♦ · · · • « · · · · ···· · ··· · · • · · · · · · · .· · «· · ♦· ··

Jak je znázorněno na obr.3a a počínaje od přívodní trubice 24, obsahuje profilovaná (tvarovaná) plocha 62 zakřivenou část mající kruhový profil Cl v průmětu do roviny obr.3a, jejíž střed je uložen na vnějším okraji 54a injekčního pouzdra 54.. Profilovaná plocha 62 má také druhou zakřivenou část, která má v průmětu na rovinu obr.3a konvexní kruhový profil C2 o poloměru větším, než je poloměr kruhového profilu Cl. Tyto dva kruhové profily s navzájem opačné orientovanými konkávními stranami (inverzně obrácenými konkávnostmi) tvoří hlavní část profilované plochy. Druhý kruhový profil C2 umožňuje postupné zrychlování průtoku vody. Oba profily Cl a C2 jsou vzájemně spojeny třetím kruhovým profilem C3, který je také konvexní, ale jehož střed je uložen na ose XX' rotačního členu, takže má poloměr, který je mnohem větší, než je poloměr kruhového profilu C2. Kruhový profil C3 je rovnoběžný s vnějším okrajem 54a injekčního pouzdra 54.

Na výstupní straně od kruhového profilu C2 je profilovaná plocha 62 prodloužena profilem LI, který je v průmětu do roviny obr.3a v podstatě přímkový. Profil LI je nakloněn vzhledem k ose trubic v úhlu od 28° do 32°, například 30°. Profil LI slouží ke sbíhání vodního proudu. Je třeba poznamenat, že střed kruhového profilu C2 je určen jeho poloměrem a potřebou spojení s profily C3 a LI. Na výstupní straně od tohoto profilu přechází k vnitřnímu okraji 54b injekčního pouzdra 54 další v podstatě přímkový profil L2.

V průmětu do rovinu obr.3a má druhá stěna 64 v podstatě přímkový profil. Je třeba poznamenat, že tento profil by také mohl být konkávní. Tento v podstatě přímkový profil *· ««·« • · · • · · • · · ♦ · · ·* ·

-10• · • « « • ··*· ··· · • · ♦ » 4 v úhlu od prodloužen stěny 64 je nakloněn vzhledem k ose YY ¹ trubic 19° do 24° a je rovný například 22°.

Když je tento profil geometricky (myšlené) směrem k měřicí komoře 28. je tangenciální ke kružnici C4 se středem na ose XX' a o průměru menším, než má kružnice popisované konci lopatek 36 rotačního členu 30. Tento parametr dodává vodoměru dobrou opakovatelnost měření.

Profil L2 první stěny 62 je rovnoběžný s přímkovým profilem druhé stěny 64 , aby se snížila deformace proudu v závislosti na průtoku na vstupu do měřicí komory. Kromě toho je stěna 62 štěrbiny 58 uložena tak, že maskuje měřicí komoru vůči proudu vody přicházejícímu z přívodní trubice 24 vody. Toto uspořádání zabraňuje tomu, aby voda proudila přímo z trubice směrem k měřicí komoře bez ovlivňování profilovanou plochou 62. Takový přímý proud by měl za následek posun chybové křivky při vysokých průtocích směrem dolů a zvýšil by proto chybu měření prováděných při takových vysokých průtocích.

Výška injektoru 58 je s výhodou větší, než je výška lopatek 36 axiálního rotačního členu .30, čímž je umožňováno využívat laminárního smykového účinku v proudu vody, opouštějícím uvedený injektor, a tím zlepšovat hnací točivý moment při nízkých průtocích.

Když je požadováno dosažení stejného měřicího výkonu bez ohledu na to, zda se počítá směrem nahoru nebo dolů (t.j. proud vody přichází od výstupní trubice 26), jsou injektor 58 a ejektor vzájemně souměrné okolo roviny kolmé k ose YY' trubic a obsahující podélnou osu XX¹.

-11·· ···· • * • · · « «*·* ·«

Ke stěně 42 je upevněno šest žeber 39 , zatímco ke stěně 44 jsou upevněna pouze tři žebra 40. Žebra 39 jsou pravidelné vzájemně rozmístěna, stejně jako žebra 40. Tři horní žebra 40 tvoří útvar ve tvaru písmene Y, jehož dvě horní větve jsou uloženy tak, aby byly proti štěrbinám 58. a 60, zatímco dolní větev je uložena v rovině kolmé k ose YY¹ a obsahující osu XX' (obr.3b). Toto obzvláštní uspořádání dodává vodoměru dobrou citlivost.

Uvedených šest dolních žeber 39 je uloženo tak, že dvě žebra, ležící na stejné přímce, leží v rovině kolmé k ose YY¹ a obsahující osu XX' (obr.3 a 3a). Dvě horní žebra 40, která tvoří dvě horní žebra útvaru ve tvaru písmene Y, jsou uložena nad dvěma dolními žebry 39 , ležícími proti štěrbinám 58 a 60 (obr.3b). Uložení tří horní žeber 40 nad šesti dolními žebry 39 umožňuje zvýšit impuls, přenášený proudem vody v měřicí komoře 28 do rotačního členu a tím zvýšit hnací točivý moment, přenášený do tohoto rotačního členu.

Napřimování chybové křivky při vysokých průtocích se dosahuje hlavně tím, jak jsou uložena horní a dolní žebra. Je třeba poznamenat, že způsob, v němž jsou uložena horních žebra v měřicí komoře vzhledem k injektoru a ejektoru, platí i pro injekční pouzdro s injektorem a ejektorem běžného tvaru, jaký je znázorněn na obr.l, nebo i pro případ běžnějšího vodoměru s posunutými trubicemi. V obou těchto případech toto uspořádání slouží ke zvýšení citlivosti měřiče při nízkých průtocích.

Obr.3c ukazuje alternativní provedení, v němž profil

-12• · · ···♦ · • · · ·· · ··· • · · I druhé stěny 70 v průmětu do roviny ale konkávní. V závislosti na tomto stěny 72 změněn tak, že vzdálenost mezi přívodní trubicí 24 a profilovanou plochou první stěny 72. kterou vymezuje proud vody, je větší, než je odpovídající vzdálenost znázorněná pro měřič z obr.3. Tento tvar plochy první stěny umožňuje zrychlovat proud vody, přicházející z přívodní trubice 24, progresivněji než v měřici znázorněném na obr.3.

Je třeba poznamenat, že tento tvar injektoru vyvolává menší ztrátu tlaku, než v případě znázorněném na obr.3 pro stejný výstupní úsek, ústící na vnitřním pr§měru 54b injekčního pouzdra.

S výjimkou profilu druhé stěny a číselných hodnot, vztahujících se k profilu první stěny, platí celý výše uvedený popis, pokud jde o obr.2,3,3a a 3b rovněž pro toto provedení vynálezu.

V jiném provedení, znázorněném na obr.3d, jsou v injekčním pouzdře 54 vodoměru vytvořeny dvě štěrbiny 74 , 76, uložené proti přívodní trubici 24 vody, takže jsou vytvořeny dva injektory. Tyto dvě štěrbiny 74 a 76 jsou vzájemně oddělovány profilovanou stěnou 78, tvořící deflektor a uloženou proti proudu kapaliny přicházející od přívodní trubice 24. Na tomto obrázku vychází profilovaný deflektor 78 z vnitřního průměru 54b injekčního pouzdra 54 směrem k přívodní trubici 24, a končí u vnějšího průměru injekčního pouzdra. Je však možné uvažovat i uspořádání, v němž deflektor vychází z vnitřního průměru 54b s vnějšímu průměru 54a injekčního pouzdra 54.

obrázku není přímkový, profilu je profil první

-13• · • · · • ···

Jak je znázorněno na obr.3d, vystavuje první štěrbina vůči proudu vody vystupujícímu z přívodní trubice 24 profilovanou plochu 75, která postupné zvyšuje rychlost uvedeného proudu a tvoří hlavně konkávní první část 75a a konvexní druhou část 75b, které jsou tvarově upraveny vzhledem ke tvaru profilované plochy 62 z obr.3 tak, že umožňují progresivnější zrychlování proudu vody. Je třeba poznamenat, že vzdálenost mezi přívodní trubicí 24 a profilovanou plochou první štěrbiny 74 je větší, než je stejná vzdálenost znázorněná pro měřič z obr.3. Tvarovaná plocha 75 první štěrbiny 74 spolupůsobí se stěnou 78a profilovaného deflektoru 78, umístěného proti uvedené tvarované ploše. Stěna 78a deflektoru 78 slouží pro vedení proudu kapaliny, který je progresivně zrychlován profilovanou plochou 75 Kromě toho má druhá štěrbina 76 stěnu 77, uloženou proti profilovanému deflektoru 78 a dále směrem od profilované plochy 75 první štěrbiny 7_4· V průmětu do roviny z obr.3d, která je kolmá k podélné ose XX', má stěna 77 konkávní profil 78, který spolupůsobí s protilehlou stěnou 78b profilovaného deflektoru 78 pro progresivní zrychlování proudu vody, přicházejícího z přívodní trubice 24

T T τϊ» VK ·*% T <X u^pU-L αααιιχ <xVxx^ ζ-Ί τηιΐ'ίι*, VxT Γ+· iLlU.

lži i vst?* i VI __L.

j_to pro zlepšení hnacího momentu, který může být přenášen vodoměrem při malých průtocích, ve srovnání s průtokoměry podle známého stavu techniky, zejména průtokoměru z obr.5, když se zvýší velikost průchodu průtokoměru. Toto provedení může zahrnovat další znaky popsané s odvoláním na obr.2,3,3a a 3b, s výjimkou parametrů týkajících se druhé stěny 64, a číselných hodnot týkajících se první stěny 62 a druhé stěny 64.

Jako příklad číselných hodnot je možné uvést, že mě-14·· ···· ·· • · · · · ·

...... ··.

• · * · a a a · · · · * • · a · · · řičí komora 28 má vnitřní průměr 45 mm, pouzdro 54 má tlouštku 12 mm, lopatky 36 rotačního členu 30 mají výšku 14 mm, horní žebra 40 mají výšku 2 mm, šířku 2,5 mm a délku 9,5 mm, a dolní žebra 39 mají výšku 4 mm, šířku 1,5 mm a délku 13 mm. Štěrbiny 58 a 60 mají výšku 17 mm, šířku 21 mm, v níž navazují na trubice 24 a 26., a šířku, v níž ústí do měřicí komory, o velikosti 6,5 mm. Profily Cl, C2 a C3 profilované plochy 62 mají odpovídající poloměry rovné 5 mm, 8 mm a 29,5 mm. Profily LI a L2 mají odpovídající délky 3,5 mm a 1 mm.

Obr.4 znázorňuje dvě křivky, udávající relativní chybu měření, vykonávaných dvěma vodoměry v závislosti na průtoku procházejícím každým průtokomérem. Průtokoměry jsou umístěny do takové polohy, že osa rotačního členu je svislý. Plnou čarou jsou na obrátku znázorněny povolené chyby měřiče třídy C.

Křivka A byla získána při použití vodoměru podle známého stavu techniky, znázorněného na obr.5. Takový měřič mí přívodní a výstupní trubici kapaliny, umístěné souose proti sobě, jejichž osa YY¹ kolmo protíná podélnou osu XX' rotačLi j ekcm okolo obvodu rotačního členu a obsahuje dvě štěrbiny, umístěné jednak proti vstupní trubici a jednak proti výstupní trubici. Každá z těchto štěrbin je umístěna souměrně vzhledem k ose YY¹ trubic. Injekční pouzdro má tlouštku stěny 4,5 mm, vnitřní průměr 48,8 mm, přičemž štěrbiny mají výšku 13 mm. V dolní části měřicí komory jsou umístěna dvě dolní žebra, rozmístěná v pravidelných odstupech. Rotační člen má sedm lopatek, které jsou vysoké 12 mm. Vnější průměr rotačního členu s lopatkami má velikost 45,5 mm. V horní části ·· *99» «· ·

-15měřicí komory na horní desce jsou umístěna dvě žebra. Průtokoměr je opatřen magnetickým pohonem s přitahováním ploch ležících proti sobě, přičemž každý z magnetů je vytvořen ve formě prstence.

Křivka B byla získána vodoměrem podle vynálezu a konkrétněji při použití vodoměru znázorněného na obr.2 a 3. Je tak patrné, že vodoměr podle vynálezu přináší podstatné zlepšení hnacího momentu udělovaného rotačnímu členu při malých průtocích, čímž se umožňuje kompenzovat parazitní moment vyvolávaný magnetickým pohonem, a umožňuje se tak dosáhnout lepší přesnosti měření bez ohledu na polohu osy rotačního členu.

S výhodou tvoří injekční pouzdro 54 , axiální rotační člen 30 a horní deska 44 modulovou sestavu, která může být osazena v nádržce 22 vodoměru vhodných rozměrů.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Jednoproudový průtokomér kapaliny (20), obsahující těleso (22), v němž je uložena měřicí komora (28) v podstatě válcového tvaru, opatřená rotačním členem (30) s podélnou osou XX' a opatřeným lopatkami (36), a mající přívodní trubici (24) kapaliny a výstupní trubici (26) kapaliny, připojenou k uvedenému tělesu a uspořádané v ose YY* kolmo protínající uvedenou podélnou osu XX', a dále pouzdro (54) uložené v uvedeném tělese okolo obvodu rotačního členu a obsahující nejméně dvě štěrbiny (58, 60), umístěné jednak proti odpovídající přívodní trubici a jednak proti odpovídající výstupní trubici, přičemž tyto štěrbiny jsou uzpůsobeny pro vhánění a vypuzování proudu kapaliny šikmo vzhledem k ose trubic, vyznačený tím, že nejméně jedna štěrbina (58, 74) je umístěna proti přívodní trubici a vystavuje vůči proudu kapaliny, vystupujícímu z uvedené trubice, profilovanou plochu (62, 72, 75), která progresivně zvyšuje rychlost uvedeného proudu.
2. Průtokomér kapaliny podle nároku 1, vyznačený tím, že profil plochy je hlavně tvořen dvěma zakřivenými částmi, majícími vzájemně vzájemně opačně orientované konkávnosti.
3. Průtokomér kapaliny podle nároku 2, vyznačený tím, že zakřivená část blíže k přívodní trubici je konkávní.
4. Průtokomér kapaliny podle nejméně jednoho z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že štěrbina (58, 74) má lokální průřez obdélníkového tvaru, jehož větší rozměr je uspořádán rovnoběžně s podélnou osou XX'.

-17• · • · • · • · ·· • a * • a · • · · · • a · ··♦· ta· ·· * ·· ·· • a · « • · ·· »·» a « • * I aa aa
5. Průtokoměr kapaliny podle nároku 4, že profilovaná plocha náleží k první stěně štěrbiny (58, 74), ležící proti přívodní trubici (24), přičemž proti první stěně štěrbiny leží druhá stěna (64, 70, 78a) štěrbiny, vedoucí proud kapaliny, progresivně zrychlovaný uvedenou profilovanou plochou.
6. Průtokoměr kapaliny podle nároku 5, vyznačený tím, že druhá stěna (64) má profil, který má v průmětu do roviny kolmé k podélné ose XX' v podstatě přímkový profil.
7. Průtokoměr kapaliny podle nároku 6, vyznačený tím, že v podstatě přímkový profil druhé stěny (64), geometricky prodloužený směrem k měřicí komoře (28), je tangenciální ke kružnici C4 o průměru menším, než má kružnice definovaná konci lopatek (36) rotačního členu (30).
8. Průtokoměr kapaliny podle nároku 6, vyznačený tím, že v podstatě přímkový profil druhé stěny (64) je nakloněn vzhledem k ose YY' trubic v úhlu od 19° do 24°.
9. Průtokoměr kapaliny podle nároku 5, vyznačený tím, že druhá stěna (70) má v průmětu do roviny kolmé k podélné ose XX' konkávní profil.
10. Průtokoměr kapaliny podle nejméně jednoho z nároků 4 až 8, vyznačený tím, že rozměr štěrbiny (58) ve směru kolmo k podélné ose XX' v rovině ležící v ose YY' trubic je větší, než je vnitřní průměr přívodní trubice (24) v části štěrbiny nejblíže k uvedené trubici.

vyznačený tím, (62, 72, 75)
11. Průtokoměr kapaliny podle nároku 9, vyznačený

Μ ··· ·

-18* ♦ · · · · • · ♦ · · · · • · · · · · · · • ···♦·· ··· • · · · · · «« · »· ·· tím, že největší rozměr štěrbiny je v podstatě rovný vnitřnímu průměru přívodní trubice (24).
12. Průtokoměr kapaliny podle nejméně jednoho z nároků 3 až 5, vyznačený tím, že zakřivená část profilované plochy (62), která je nejblíže k přívodní trubici (24), má v průmětu do roviny kolmé k podélné ose XX' kruhový profil Cl.
13. Průtokoměr kapaliny podle nároku 12, vyznačený tím, že zakřivená část, která má konkávní stranu orientovanou opačně vzhledem k části, ležící blíže k přívodní trubici (24), má v průmětu do roviny kolmé k podélné ose XX' kruhový profil C2 o poloměru větším, než je poloměr profilu Cl.
14. Průtokoměr kapaliny podle nároku 12 a 13, vyznačený tím, že kruhové profily Cl a C2 jsou v průmětu do roviny kolmé k podélné ose XX' vzájemně spojeny třetím kruhovým profilem C3 s konkávností opačné orientovanou vzhledem ke konkávnosti kruhového profilu Cl, a mající poloměr, který je větší, než je poloměr kruhového profilu C2.

-V 1°·» rt 1 F <1 Frt V* 1 F •h Vl -χ Ί 4 1 T VK T O na nr\ značený tím, že profil plochy první stěny (62), ležící proti přívodní trubici (24), je prodloužen na výstupní straně od kruhového profilu C2 profilem LI, který je v průmětu do roviny kolmé k podélné ose XX' v podstatě přímkový.
16. Průtokoměr kapaliny podle nároku 15, vyznačený tím, že uvedený v podstatě přímkový profil LI svírá s osou YY' trubic úhel od 28° do 32°.

·· ···» • · • · · « ···· ·

-1917. Průtokoměr kapaliny podle nároku 6 a 16, vyznačený tím, že uvedený v podstatě přímkový profil LI je prodloužený na výstupní straně jiným v podstatě přímočarým profilem L2 rovnoběžným se v podstatě přímočarým profilem protilehlé stěny (64).
18. Průtokoměr kapaliny podle nejméně jednoho z nároků 1 až 17, vyznačený tím, že stěna (62), která má profilovanou plochu, maskuje měřicí komoru (28) vůči proudu kapaliny ležícímu v přívodní trubici (24).
19. Průtokoměr kapaliny podle nejméně jednoho z nároků 1 až 18, vyznačený tím, že největší rozměr štěrbiny (58) je větší, než je rozměr lopatek (26) rotačního členu (30) ve stejném směru.
20. Průtokoměr kapaliny podle nejméně jednoho z nároků 1 až 19, vyznačený tím, že pouzdro (54) má tlustou stěnu, která má v podstatě válcový tvar.
21. Průtokoměr kapaliny podle nejméně jednoho z nároků 1 až 20, vyznačený tím, že obé štěrbiny (58, 60) jsou vzájemně souměrné vzhledem k rovině kolmé k ose YY' trubic a obsahující podélnou osu XX'.
22. Průtokoměr kapaliny podle nejméně jednoho z nároků 1 až 5, vyznačený tím, že obě štěrbiny (74, 76) jsou umístěny proti přívodní trubici (24) kapaliny, přičemž jedna ze štěrbin, a to první štěrbina (74), vystavuje vůči proudu kapaliny profilovanou plochu (75), která progresivně zrychluje rychlost proudu.

·♦ ··· ·· · ·· ·* ·· » 9 · · · · · * ·« · * · · * · · ·· _v · · « · · ··♦* * ··· · « ·..· : ·..· :

-2023. Průtokoměr kapaliny podle nároku 22, vyznačený tím, že obě štěrbiny (74, 76) jsou vzájemné od sebe oddělovány profilovanou stěnou (78), umístěnou proti přívodní trubici (24) kapaliny.
24. Průtokoměr kapaliny podle nároku 22 nebo 23, pro nárok 22 závislý na nároku 4, vyznačený tím, že druhá štěrbina (76) má stěnu (77), která je nejdále od profilované plochy (75) první štěrbiny (74) a která má v průmětu do roviny kolmé k podélné ose XX' konkávní profil.