CZ8396A3 - Fluid oscillator with great range of flow and a flow meter in which such oscillator is comprised - Google Patents

Description

Fluidní oscilátor s velkým ijozsjahem' průtoku a— p-rbrtok orně r obsahující takovýto oscilátor.

Oblast techniky

Uvedený vynález se týká fluidního oscílátoTOsrpiůtakoměru vhodného pro kapaliny nebo plyny obsahujícího takovýto fluidní oscilátor.

Dosavadní stav techniky

Již mnoho let se objevují na trhu průtokoměry vybavené fluidními oscilátory, které se od tradičních turbínových a membránových průtokoměrů liší tím, že jejich závislá na žádné pohyblivé součástce, která se opotřebovat.

funkce není může časem

Tyto fluidní oscilátory mohou mít malé rozměry, mají jednoduchou konstrukci a jsou velmi spolehlivé.

Kromě toho tento druh oscilátorů vydává frekvenční signál, který lze snadno převést na signál digitální, což je neobyčejně výhodné pro dálkové odečítání takovýchto průtokoměrů.

Fluidní oscilátor symetrický podle podélné roviny souměrnosti je popsán ve francouzské přihlášce vynálezu číslo 92 05 301 podané přihlašovatelem, přičemž je na vstupu opatřen vstřikovací štěrbinou o šířce d. Tato vstřikovací štěrbina vytváří dvourozměrný oscilující proud tekutiny.

Fluidní oscilátor je tvořen ohraničeným prostorem, zvaným oscilační komora, ve které osciluje dvourozměrný proud tekutiny. Tato oscilační komora je po obou stranách ohraničena stěnami symetricky uloženými podle podélné roviny souměrnosti a je propojena jedním koncem se vstřikovací štěrbinou a druhým, protilehlým koncem s výtokovým otvorem.

Vstřikovací štěrbina a výtokový otvor jsou uspořádány podél osy probíhaj ící podélnou rovinou souměrnosti.

Součástí fluidního oscilátoru je vložka umístěná v oscilační komoře tak, aby s jejími stěnami utvářela dva boční průchody symetrické podle podélné roviny souměrnosti a umožnila tak tekutině protékat směrem k výtoku z vnitřního prostoru fluidního oscilátoru.

Vložka má přední a zadní oddíl. Její přední oddíl má vyhloubení obrácené proti vstřikovací štěrbině. Její zadní oddíl je otočen směrem k výtokovému otvoru a má zakončení, které spolu se zmíněným výtokovým otvorem tvoří volný prostor, do kterého ústí průchody, jimiž proudí tekutina směrem k výtoku z fluidního oscilátoru.

Tak vniká tekutina do oscilační komory vstřikovací štěrbinou a omývá stěny vyhloubení ve vložce, což způsobuje před předním oddílem vložky a po obou jejích stranách tvorbu vírů, které jsou střídavě silnější a slabší, mají opačnou rotaci a jsou v přímém vztahu k oscilaci proudící tekutiny.

Měření průtoku se uskutečňuje například tím způsobem, že se provádí detekce omývání dna vyhloubení oscilujícím proudem tekutiny, kdy frekvence jejích oscilací je úměrná průtoku tekutiny.

Proudící tekutina je pak střídavě unášena průchody po obou stranách vložky směrem k výtoku z fluidního oscilátoru, přesněji řečeno do volného prostoru a k výtokovému otvoru.

Pak je možno definovat faktor K, který se rovná poměru oscilační frekvence proudící tekutiny k velikosti jejího průtoku Q. Bylo například zjištěno, že fluidní oscilátor použitý v běžném plynoměru pracuje lineárně při odběru v rozmezí od 0,6 do 40 m³/h, přičemž relativní rozmezí faktoru K se pohybuje v rozmezí nižším než + 1,5 %.

U každého fluidního oscilátoru se hodnotí jeho linearita tak, že se pomocí tak zvané kalibrační křivky, viz. obr. 1, stanoví relativní rozmezí faktoru K jako funkce Reynoldsova čísla Re (Re je závislé na rychlosti tekutiny kolmo na vstřikovací štěrbinu oscilační komory násobené šířkou této štěrbiny a dělené kinematickou viskozitou proudící tekutiny).

Z obr. 1 je patrno, že od jisté hodnoty Reynoldsova čísla Re neprobíhá kalibrační křivka v pásmu odpovídajícím relativnímu rozmezí faktoru K nižšího než ·+· 1,5 %, což svědčí o nelineárnosti příslušného fluidního oscilátoru.

Během každé oscilační vlny · proudí tekutina jedním z postranních průchodů do volného prostoru a směřuje k výtokovému otvoru.

Proudící tekutina tedy způsobuje zvýšení tlaku v protilehlém průchodu. Tento tlak se šíří proti směru vírů a narušuje tak oscilaci těchto vírů a tím i oscilaci proudící tekutiny. Tak se vysvětluje odchylka kalibrační křivky z obr. 1, která ukazuje působení zpětného proudění tekutiny na linearitu fluidního oscilátoru. Tento vliv je tím větší, čím větší je Reynoldsovo číslo Re.

V článku publikovaném v Journal of Physics E. Scientific Instruments, svazek 21, číslo 10 z října 1988, strany 977 až 989, je popsán fluidní oscilátor symetrický podle podélné roviny s vložkou o malých rozměrech, umístěnou v oscilační komoře proti vstřikovací štěrbině, který vytváří dvourozměrný proud tekutiny oscilující v příčném směru k rovině souměrnosti, po jejíchž obou stranách se střídavě tvoří víry v závislosti na oscilaci proudící tekutiny a na tvaru zakončení této vložky ve výtokové části oscilační komory. Takový fluidní oscilátor však není vyhovující, protože jeho kalibrační křivka vykazuje nepřípustné odchylky linearity.

Uvedený vynález je veden snahou odstranit výše uvedené nevýhody pomocí fluidního oscilátoru a průtokoměru vybaveného takovýmto fluidním oscilátorem, jejichž koncepce je daleko jednodušší a jejichž linearita je___lepší, zvláště při vysokých průtocích.

Podstata vynálezu

Podstatou řešení podle tohoto vynálezu je fluidní oscilátor symetrický podle podélné roviny P souměrnosti koncipovaný tak, aby vytvářel dvourozměrný proud tekutiny oscilující v příčném směru k podélné rovině P souměrnosti, aby vytvářel v tekutině proudící oběma průchody víry, 'a aby usnadňoval proudění tekutiny směrem k výtoku z fluidního oscilátoru, protože toto proudění zmíněné víry ovlivňuje.

Fluidní oscilátor podle tohoto vynálezu je sestaven tak, aby omezil působení tekutiny proudící směrem k výtoku na oscilací vírů.

Podstatou řešení podle tohoto vynálezu je fluidní oscilátor obsahující následující součásti:

přívod tekutiny opatřený vstřikovací štěrbinou o šířce d schopnou vytvářet dvourozměrný oscilující proud tekutiny;

oscilační komoru propojenou jedním koncem se vstřikovací štěrbinou a opačným koncem s výtokovým otvorem. Vstřikovací štěrbina a výtokový otvor jsou uspořádány podle osy procházející podélnou rovinou P souměrnosti a stěny oscilační komory probíhají po obou stranách této roviny P;

vložkou umístěnou v popisované oscilační komoře a vytvářející s jejími stěnami dva průchody pro tekutinu proudící k výtoku fluidního oscilátoru. Tato vložka má přední oddíl s vyhloubením orientovaným proti vstřikovací štěrbině a zadní oddíl obrácený směrem k výtokovému otvoru, který spolu s uvedeným výtokovým otvorem vytváří volný prostor, do kterého ústí, oba průchody.

Uspořádání omezující ovlivňování oscilace vírů tekutinou proudící k výtoku spočívá v umístění dodatečně vloženého podlouhlého dílu v ose mezi vstřikovací štěrbinou a výtokovým otvorem tak, aby byl alespoň částečně uložen v popsaném volném prostoru a rozděloval ho na dvě stejné části, ale zároveň mezi nimi umožňoval komunikaci alespoň pomocí spojovacího kanálku. Střední průtočný průřez tímto spojovacím kanálkem leží v podélné rovině P souměrnosti. Je výhodné, má-li popisovaný podlouhlý díl dva výběžky, výběžek tak zvaný přítokový a na opačném konci výběžek výtokový, ve vzdálenosti 8,5 až 16,2 d od vstřikovací štěrbiny.

U první varianty řešení podle tohoto vynálezu leží spojovací kanálek mezi zadním oddílem vložky a přítokovým výběžkem podlouhlého dílu tak, že tyto výběžky tvoří boční stěny spojovacího kanálku.

Tato varianta vynálezu má následující možnosti :

podlouhlý díl je ve tvaru písmene T, jehož v obecném smyslu vodorovná příčka, tvoří boční stěnu spojovacího kanálku;

podlouhlý díl má tvar, jehož postranní plochy se přibližují počínaje přítokovým výběžkem směrem k výtokovému výběžku tak, že obě postupně svírají s podélnou rovinou P souměrnosti stejný, plynule se zmenšující úhel;

podlouhlý díl má tvar trojúhelníka, jehož vrchol tvoří výtokový výběžek.

U této varianty řešení vynálezu má spojovací kanálek průtočný průřez přibližně pravoúhlého tvaru, který je orientován kolmo na směr průtoku kanálkem.

U druhé varianty řešení podle tohoto vynálezu je podlouhlý díl tvořen podélnou přepážkou probíhající od zadního oddílu vložky, se kterou tvoří jeden celek, až k výtokovému výběžku. Spojovací kanálek je vytvořen v této přepážce.

Tato varianta vynálezu má následující možnosti:

spojovací kanálek má průtočný průřez přibližně pravoúhlého tvaru, který je orientován kolmo na směr průtoku kanálkem;

spojovací kanálek má průtočný průřez přibližně eliptického tvaru, který je orientován kolmo na směr průtoku kanálkem;

spojovací kanálek má průtočný průřez podlouhlého tvaru, který je orientován kolmo na směr průtoku kanálkem.

U této varianty vynálezu jsou další možnosti:

spojovací kanálek má podélný rozměr odpovídající své šířce, která se pohybuje v rozmezí od 0,5 d do 5,0 d;

vzdálenost mezi vstřikovací štěrbinou a příčnou osovou rovinou spojovacího kanálku se pohybuje v rozmezí od 7,5 d do 15 d;

spojovací kanálek má příčný rozměr v rozmezí od 0,5 d do 5,0 d.

Přehled obrázků na výkresech

Konkrétní příklady řešení týkajícího se fluidního oscilátoru a průtokoměru na kapaliny nebo plyny obsahujícího takovýto fluidní oscilátor, podle tohoto vynálezu budou popsány dá I e.

Charakteristické rysy a výhody řešení podle tohoto vynálezu budou popsány na příkladech konkrétního provedení, pomocí přiložených výkresů kde:

Na obr. 1 je znázorněna na grafu kalibrační křivka závislosti faktoru K na Reynoldsovu číslu Re u dosud známých řešení fluidních oscilátorů.

Na obr. 2 je znázorněn schematicky v bokorysu fluidní oscilátor podle tohoto vynálezu.

Na obr. 3 je znázorněna schematicky v axonometrickém pohledu část fluidního oscilátoru z obr. 2.

Na obr. 4 je znázorněna schematicky v bokorysu část fluidního oscilátoru z obr. 2 v jiném provedení.

Na obr. 5 je znázorněna schematicky v axonometrickém pohledu část fluidního oscilátoru v provedení podle obr. 4.

Na obr. 6 je znázorněna schematicky v bokorysu část fluidního oscilátoru z obr. 2 v dalším provedení.

Na obr. 7 je znázorněna schematicky v axonometrickém pohledu část fluidního oscilátoru v provedení podle obr. 6.

Na obr. 8 je znázorněn schematicky v axonometrickém pohledu podlouhlý díl v druhém možném provedení z fluidního oscilátoru z obr. 2.

Na obr. 9 je znázorněn schematicky v axonometrickém pohledu podlouhlý díl fluidního oscilátoru z obr. 8 v dalším možném provedení.

Na obr. 10 je znázorněno schematicky v axonometrickém pohledu ještě jedno provedení podlouhlého dílu fluidního oscilátoru z obr. 8.

Na obr. 11 je znázorněna schematicky v půdorysu část fluidního oscilátoru podle tohoto vynálezu s naznačenými víry a směry proudění v jednom směru.

Na obr. 12 je znázorněna schematicky v půdorysu část fluidního oscilátoru podle tohoto vynáLezu s naznačenými víry a směry proudění ve druhém směru.

Na obr. 13 je znázorněn na grafu kalibrační křivka závislosti faktoru K na Reynoldsovu číslu Re u řešení fluidních oscilátorů zhotovených podle tohoto vynálezu, čárkovaně je pro názornost a pro srovnání uvedena kalibrační křivka u dosud známých oscilátorů.

Příklady provedení vynálezu

Jak je znázorněno na obr. 2 až obr. 10 a celkově popsáno v prvním patentovém nároku, fJ.uidní oscilátor má svou podélnou rovinu P souměrnosti.

Tekutina protékající fluidním oscilátorem je plyn, ale může se jednat i o kapalinu.

Jak znázorňuje obr. 2, tekutina vniká do fluidního oscilátoru přívodem E, který je tvořen zklidňovací komůrkou 10. napojenou na přívodní vedení 12, a hrdlem 14 zakončeným pravoúhlou vstřikovací štěrbinou 16. Hrdlo 14 zvyšuje rychlost průtoku a jeho funkce zároveň spočívá v účasti při vytváření dvourozměrného oscilujícího proudu.

K tomu účelu má vstřikovací štěrbina 16 . připojená k jednomu konci 18a oscilační komory 18, průřez obdélníka o výšce h (znázorněno na obr. 3) a šířce d, jejichž vzájemný poměr vyhovuje podmínkám dvojrozměrnosti, které jsou odborníkům v dané oblasti techniky známy.

Obecně musí mít poměr h/d řádově hodnotu 6 nebo i vyšší.

Š í řka a vzhledem j ednotlivé d je k tomu, referenční jednotkou při dalším popisu že proudové jevy jsou dvourozměrné, budou skladební prvky fluidního oscilátoru podle tohoto vynálezu popisovány pouze v rovině rovnoběžné s rovinou oscilace proudící tekutiny.

Oscilační komora 18 do které vniká dvourozměrný oscilující proud tekutiny, je připojena k výtokovému otvoru 20 svým koncem 18b. protilehlým ke konci 18a. který je připojen ke vstřikovací štěrbině16.

Výtokový otvor 20 odpovídá svými rozměry odvodnému vedení

22.

Jak je znázorněno na obr. 2, vstřikovací štěrbina 16 a výtokový otvor 20 jsou uspořádány podle osy procházející podélnou rovinou P souměrnosti a osciiační komora 18 je podie této roviny symetrická.

Vložka 24, symetrická podle podélné roviny P souměrnosti, je umístěna v osciiační komoře 18 a má jednak přední oddíl 26 ve vzdálenosti Dq od vstřikovací štěrbiny 16., jejíž hodnota se pohybuje v rozmezí od 1 d až 10 d, například může být 2,5 d, a jednak zadní oddíl 28 obrácený proti výtokovému otvoru 20. Oba tyto oddíly, přední oddíl 26 a zadní oddíl 28 jsou v podstatě kolmé ke zmíněné podélné rovině P souměrnosti.

Přední oddíl 26 vložky 24 má šířku v rozmezí od 5 d do 30 d, například může v hodnotě 12 d.

Lq pohybující se být tento rozměr

Osciiační komora 18 má největší šířku Lq na úrovni předního oddílu 26 vložky 24. Hodnota Lq se pohybuje v rozmezí od 10 d do 50 d, například může nabývat hodnoty 20 d.

Na obr. 2 jsou patrny dva symetrické boční průchody CJ, C2 pro proudící tekutinu, symetricky uložené podle podélné roviny P souměrnosti. Průchod CJ , na obr. 2 zakreslený nad podélnou rovinou P souměrnosti, vytváří v prvním úseku jeho průběhu přední oddíl 26 vložky 24 a část 29a přední stěny 29 osciiační komory 18 a v druhém úseku jeho průběhu jednu boční stěnu 30 ze dvou bočních stěn 30 . 32 vložky 24 a jednu boční stěnu 34 ze dvou bočních stěn 34, 36 osciiační komory 18.

Průchod C2. na obr. 2 zakreslený pod podélnou rovinou

P souměrnosti, vytváří v prvním úseku jeho průběhu přední oddíL 26 vložky 24 a část 29b přední stěny 29 oscilační komory 18 a v druhém úseku jeho průběhu druhou boční stěnu 32 vložky 24 a druhou boční stěnu 36 oscilační komory 18.

Tyto průchody C^, C₂ ústí do volného prostoru 38 umístěného za vložkou 24 ve smyslu proudění tekutiny. Tento volný prostor 38 je ohraničen zakončením 24a zadního oddílu 28 vložky 24 a výtokovým otvorem 20.

Šířka obou těchto průchodů je přibližně rovna rozdílu ^LC ^Lo·

V předním oddílu 26 vložky 24 je tak zvané hlavní vyhloubení 40 otočené proti vstřikovací štěrbině 16.

Toto hlavní vyhloubení 40 má na vstupu šířku L_e, jejíž hodnota se pohybuje v rozmezí od 2 d do 20 d, například může být rovna 5 d, a má sbližující se postranní stěny 42, 44 ve tvaru V nálevkoví tě se rozšiřujícím směrem ven z hlavního vyhloubení 40.

Tyto stěny 42, 44 svírají s podélnou rovinou P souměrnosti úhel rozevření a^, jehož velikost se pohybuje v rozmezí od 0° do 80°. Je výhodné, pohybuje-li se a^ v rozmezí od 10° do 45°, například může být 45°.

Jak je patrno z obr. 2, postranní stěny 42, 44 hlavního vyhloubení 40., se setkávají u jeho dna 46., které je přibližně parabolické. Dno 46. hlavního vyhloubení 40. je uloženo proti vstřikovací štěrbině 16 ve vzdálenosti D^ od ní. Hodnota Dj se pohybuje v rozmezí od 3 d do 15 d, například může být 6 d.

Proud tekutiny vnikající do oscilační komory 18 naráží na stěny a dno hlavního vyhloubení 40 a střídavě je omývá.

Oscilace dvourozměrného proudu uvnitř oscilační komory .18. je doprovázena vznikem vírů po obou stranách proudu. Tyto viry jsou střídavě silnější a slabší, mají opačnou rotaci a jsou v přímém vztahu k oscilaci proudící tekutiny. Jsou přítomny především v prostoru vymezenémpředním oddílem 26 vložky 24 a částmi 29a a 29b přední stěny 29 oscilační komory 18 . ke které se připojuje vstřikovací štěrbina 16.

Dvě, tak zvaná, vedlejší vyhloubení 50 a 52 z obr. 2, jsou umístěna v předním oddílu 26 vložky 24 symetricky podle podélné roviny P souměrnosti po obou stranách hlavního vyhloubení 40. Vedlejší vyhloubení 50, 52 jsou uložena proti příslušným částem 29a a 29b přední stěny 29 oscilační komory 18.

Vedlejší vyhloubení 50 a 52 · mají na průřezu tvar odpovídající čtyřúhelníku, jehož jedna strana je otevřená, aby dovolila vnikání proudící tekutiny, a dotýká se tedy tří jeho stran.

Postranní stěny mohou svírat s s rovinou P souměrnosti různě velké úhly, ovlivňovalo funkce celého zařízení.

rovinou rovnoběžnou aniž by to významněji

Na obr. 2 probíhá dno vedlejších vyhloubení 50. 52 kolmo na rovinu P souměrnosti, ale může s ní i svírat otevřený úhel až do + 45°.

Vstup do obou vedlejších vyhloubení 50, 52 má šířku Lg v rozmezí hodnot mezi 1 d až 15 d, například může být 3,75 d.

Tato vedlejší vyhloubení 50, 52 mají za úkol zvětšovat nebo zmenšovat radiální extenzi vírů v závislosti na režimu průtoku. Radiální extenzí se rozumí vzdálenost mezi středem a obvodem toho kterého víru.

Tato vedlejší vyhloubení 50, 52 mohou mít při zachování této své funkce různé geometrické tvary.

Bez ohledu na to, na které místo hlavního vyhloubení 40 dopadá proud tekutiny, se při turbulentním režimu tvoří druhotné víry v obou vedlejších vyhloubeních 50. 52. Tyto druhotné víry jsou dostatečně silné, aby fluidní oscilátor jako celek fungoval stejně jako oscilátor bez vedlejších vyhloubení.

Vedlejší vyhLoubení 50., 52 jsou obzvláště výhodná při laminárním režimu a při přechodovém režimu, kdy zlepšují linearitu fluidního oscilátoru.

Tak například při přechodovém režimu zobrazeném na obr. 11 a obr. 12 omývá proud tekutiny F hlavní vyhloubení 26 mezi okrajovými body 1^ a I₂ a oscilace je provázena tvorbou hlavních vírů T^ a T₂ nalézajících se mezi předním oddílem vložky 24 a přední stěnou 29 oscilační komory 18-.

Na obr. 11 dopadá proud tekutiny do okrajového bodu 1^ a vír T^ je tedy koncentrovaný a silný, zatímco vír T₂ je slabý. Proudící tekutina odtéká větším dílem průchodem C₂ k výtokovému oddílu vložky 24 a do volného prostoru 38.

Při turbulentním režimu jsou obě vedlejší vyhloubení 50.. 52 naplněna druhotnými víry Tsl a Ts2, které jsou sxřídavě silnější a slabší a mají opačnou rotaci než víry hlavní. Ale se zmenšujícím se průtokem se zmenšuje i intenzita a koncentrace těchto vírů.

Výsledkem toho je, že se radiální extenze hlavního silného víru, v případě znázorněném na obr. 11, víru TI, zvětšuje tím způsobem, že při snížení průtoku tento vír zaujímá postupně celé vedlejší vyhloubení 50 na úkor druhotného víru Tsl, který nakonec úplně vymizí.

Naproti tomu druhotný vír Ts2, vytvářený postupem protékající tekutiny, v druhotném vyhloubení 52 přetrvává.

Na obr. 12 dopadá hlavní proud tekutiny do bodu Ι₂· V tom případě se zvětšuje radiáíní extenze víru T₂ a když se dostatečně sníží průtok, druhotný vír Ts2 úplně vymizí. Jsou-li hlavní víry koncentrované a silné, je při přechodovém režimu jejich radiální extenze větší než při režimu turbulentním (protože při turbulentním režimu jsou obě vedlejší vyhloubení vyplněna druhotnými víry a prostor pro vytváření hlavních vírů se tak zmenšuje). Oscilační frekvence je tím slabší, čím je radiální extenze hlavních silných vírů větší.

Nicméně při každém z režimů během oscilační vlny odtéká tekutina jedním z průchodů , C2 směrem k výtokovému oddílu vložky 24 a do volného prostoru 38 a zvyšuje tak v protilehlém průchodu tlak, který se rozsituje smerca ke νϋοκο/etiu oscilační komory 18 a ovlivňuje tak oscilaci vírů. Tento vliv je tím větší, čím je režim turbulentnější.

Proto má fluidní oscilátor 1, podle vynálezu prostředky, kterými se omezuje vliv zpětného pohybu tekutiny na oscilaci vírů.

Přihlašovatel si ovšem uvědomuje, že tento vliv nesmí být potlačen zcela.

Jedním z těchto prostředků je vložení podlouhlého dílu, označeného na obr. 2 až obr. 7 čísly 54, 58, 60 a na obr. 8 až obr. 10 číslem 62. který je uspořádán podle osy probíhající vstřikovací štěrbinou 16 a výtokovým otvorem 20 a je symetrický podle podélné roviny P souměrnosti.

Podlouhlý díl 54, .58, 60., 62 je alespoň částečně umístěn ve volném prostoru 38., to znamená, že by v zásadě mohl přesahovat do odtokového vedení 22. Je však s výhodou, je-li jeho uložení omezeno pouze na oscilační komoru 18., protože průtokoměr vybavený takto uspořádaným fluidním oscilátorem tvoří kompaktní jednotku, kterou lze snadno vložit mezi přívodní vedení 12 a odtokové vedení 22.

Podlouhlý díl 54, 58 . 60, 62 neúplně rozděluje volný prostor 38 na dvě stejné části 38a a 38b symetricky uložené podle podélné roviny P souměrnosti, do nichž ústí příslušné průchody C| a C2.

Druhým z prostředků k omezení vlivu zpětného proudění na oscilaci vírů je spojovací kanálek označený na obr.2 až obr. 7 číslem 56 a na obr. 8 až obr. 10 čísly 64, 66 a 68., který je umístěn mezi částmi 38a a 38b volného prostoru 38.. Lze však použít i většího množství spojovacích kanálků. Střední průtočný průřez spojovacího kanálku 56., 64. 66 . 68 leží v podélné rovině P souměrnosti.

Podlouhlý díl 54, 58. 60. 62 má dva protilehlé výběžky 54a a 54b. 58a a 58b. 60a a 60b. 62a a 62b uspořádané podle podélné roviny P souměrnosti, z nichž jeden 54a. 58a. 60a. 62a nazýváme přítokový výběžek a druhý 54b. 58b. 60b. 62b výtokový výběžek. Výtokový výběžek 54b. 58b. 60b. 62b je umístěn ve vzdálenosti od vstřikovací štěrbiny 16, jejíž hodnota se pohybuje mezi 8,5 d až 16,2 d; s výhodou může být například 16,2 d.

U první varianty vynálezu, zobrazené na obr. 2 a obr. 3, je spojovací kanálek 56 umístěn mezi zakončením 24a zadního oddílu 28 vložky 24 a přítokovým výběžkem 54a podlouhlého dílu 54. Zakončení 24a a výběžek 54a. uspořádané podle podélné roviny P souměrnosti, určují jeden z podélných rozměrů spojovacího kanálku 56 odpovídající jeho šířce a tvoří jeho boční stěny.

Další podélný rozměr spojovacího kanálku 56 odpovídající jeho výšce je shodný s výškou vložky 24a a s výškou vstřikovací štěrbiny 16. označenou jako h.

Jak je zobrazeno na obr. 3, podlouhlý díl 54 má na řezu rovnoběžném s rovinou oscilací proudící tekutiny tvar písmena T, které je položeno ve směru průtoku tak, že jeho v obecném smyslu vodorovná příčka odpovídá přítokovému výběžku 54a podlouhlého dílu 54 a zároveň vytváří jednu z bočních stěn spojovacího kanálku.

Tento způsob má výhodu ve své koncepční jednoduchosti.

Průtočný průřez spojovacím kanálkem 56 je přibližné pravoúhlý a je kolmý na směr průtoku kanálkem.

Spojovací kanálek 56 má šířku, jejíž hodnota se—pohybuje mezi 0,5 d až 5 d, například může být 1,8 d.

Přítokový výběžek 54a podlouhlého dílu nesmí být příliš vzdálen od zakončení 24a zadního oddílu 28 vložky 24. aby se proudící tekutina přicházející jedním z průchodů , C₂ nemohla přelévat z jedné části 38a, 38b do druhé a narušovat tak tvorbu vírů.

Tento přítokový výběžek 54a však nesmí být ani příliš blízko u vložky 24, aby nepotlačoval. oscilační jevy v proudící tekutině.

Vzdálenost mezi vstřikovací štěrbinou 16 a příčnou osovou rovinou spojovacího kanálku 56. která je kolmá na podélnou rovinu P souměrnosti a na směr průtoku oscilační komorou 18., má hodnotu pohybující se mezi 7,5 d až 15 d, například může být 12,1 d.

Dále má spojovací kanálek 56 příčný rozměr odpovídající jeho hloubce, jehož hodnota se pohybuje mezi 0,5 d až 5 d, například může být 2,4 d.

Je výhodné použít podlouhlého dílu 54, jehož přítokový výběžek 54a má dostatečně veliký příčný rozměr, aby se zabránilo přelévání proudící tekutiny z jedné části do druhé.

Je rovněž výhodné, aby podlouhlý díl 54 měl profilovaný tvar, který umožňuje snadnější průtok tekutiny podle jeho bočních stěn.

Dále pak má boční stěna 54a spojovacího kanálku 56., tvořená vodorovnou příčkou, svůj podélný rozměr, odpovídající tloušťce příčky a jeho hodnota se pohybuje mezi 0,1 d až 4 d, například může být 0,8 d.

Je rovněž vhodné zmenšit příčný rozměr podlouhlého dílu 54 v průběhu od jeho přítokového výběžku 54a směrem k výtoku, aby se omezily tlakové ztráty. — ----------------------------Rozměr podlouhlého dílu ve směru průtoku má hodnoty mezi 0,5 d až 8,2 d, například může být 3,2 d.

Zřídí-li se takto spojovací kanálek 56 mezi oběma částmi 38a a 38b volného prostoru 38 oscilační komory 18. proud tekutiny přicházející z jednoho z průchodů, například z průchodu , způsobí ve směru kolmém na zmíněný spojovací kanálek 56 změnu tlaku, která vyvolá v protější části 38b zřetelně mírnější zvýšení tlaku, než k jakému by došlo bez použití podlouhlého dílu 54.

Tento mírný vzestup tlaku se rozšiřuje do protilehlého průchodu C₂ proti proudu tekutiny směrem k vírům přítomným ve vedlejším vyhloubení 52 na straně průchodu C₂ a umožní tak, aby se proud tekutiny překlonil na druhou stranu a příliš nerušil přirozenou tvorbu vírů.

Tímto způsobem vynález zmenšuje vazbu mezi oběma průchody Ci a C₂ a redukuje tak možnost, aby se přítoková a odtoková část fluidního oscilátoru i vzájemně ovlivňovaly. Tento vzájemný vliv je tím významnější, čím vyšší je průtok.

U způsobu provedení vynálezu zobrazeném na obr. 4 a obr. 5 má podlouhlý díl 58 tvar, jehož postranní plochy 58c a 58d probíhaj í od přítokového výběžku 58a až k výtokovém výběžku 58b. Obě tyto postranní plochy 58c a 58d postupně svírají s podélnou rovinou P souměrnosti stejný, plynule se zmenšující úhel.

Jak je patrno z obr. 4, mají postranní plochy 58c a 58d na průřezu rovnoběžném s rovinou oscilací proudící tekutiny konkávní tvar.

U dalšího způsobu provedení vynálezu zobrazeném na obr.

a obr. 7 má podlouhlý díl 60 na průřezu rovnoběžném s rovinou oscilací proudící tekutiny, znázorněném na obr. 6, tvar trój úhelníka položeného ve směru proudění tekut iny ,- jehož vrchol 60b tvoří výtokový výběžek podlouhlého dílu.

U výše jmenovaných způsobů provedení vynálezu jsou šířka, hloubka spojovacího kanálku 56 i vzdálenost mezi vstřikovací štěrbinou a jeho příčnou osovou rovinou stejné. Podlouhlý díl 54. 58. 60, podle tohoto vynálezu, má stejný průřez ve všech rovinách rovnoběžných s rovinou oscilace proudící tekutiny.

U další varianty vynálezu znázorněné na obr. 8, kde je zobrazena jen zadní část fluidního. oscilátoru, protože jeho přední část je identická s variantou uvedenou na obr. 2, má podlouhlý díl tvar přepážky 62 a probíhá od svého přítokového výběžku 62a. který tvoří jeden celek se zakončením 24a zadního oddílu 28 vložky .24, se kterou tvoří jeden celek, až k svému výtokovému výběžku 62b.

V této přepážce 62 je vytvořen spojovací kanálek 64, který může mít různý tvar.

Tak na obr. 8 je znázorněn spojovací kanálek 64 s průtokovým průřezem přibližně pravoúhlým, který je orientován kolmo na směr proudění tekutiny.

U způsobu provedení vynálezu znázorněném na obr. 9 má spojovací kanálek 66 průtokový průřez přibližně eliptický a je orientován kolmo na směr proudění tekutiny.

U dalšího způsobu provedení vynálezu' znázorněném na obr. 10 má spojovací kanálek 68 průtočný průřez podlouhlý a je orientován kolmo na směr proudění tekutiny.

Průtokový průřez v jednotLivých rovinách tekutiny příliš rozdílné fluidního oscilátoru, a tím spoj ovac im rovnoběžných hodnoty, aby i správnost kanálkem nesmí mít s oscilací proudící nebyla narušena funkce měření průtoku.

Spojovací kanálek 64, 66. 68. znázorněný na obr. 8 až 10, má podé 1.ný rozměr ,-----odpovídající jeho ší řce , j ehož hodnoty se pohybují mezi 0,5 d až 5 d, například může být 1,8 d, a příčný rozměr, odpovídající jeho hloubce, jehož hodnoty se pohybují mezi 0,5 d až 5 d, například může být 2,4 d.

Vzdálenost mezi vstřikovací štěrbinou 16 a příčnou osovou rovinou spojovacího kanálku 64, 66, 68 má hodnoty pohybující se mezi 7,5 d až 15 d, například může být 12,1 d.

Je rovněž výhodné, aby přepážka spojovacího kanálku směrem k výtoku neznázorněný, který usnadňuje průtok bočních stěn, a poměrně malý příčný tlakové ztráty v proudící tekutině.

měla v průběhu od profilovaný tvar, zde tekutiny podle jejích rozměr, aby se omezily

Charakteristiky a výhody uvedené v popisu první varianty vynálezu jsou platné i pro další výše uvedené varianty.

Obr. 13 znázorňuje plnou čarou kalibrační křivku relativní variace faktoru K v závislosti na velikosti Reynoldsova čísla Re u fluidního oscilátoru podle vynálezu ve srovnání s kalibrační křivkou fluidního oscilátoru dřívější koncepce znázorněnou přerušovanou čárou.

Ze srovnání vyplývá, oscilátoru podle vynálezu že kalibrační křivka fluidného neopouští pásmo odpovídající relativním variacím faktoru K menším než + 1,5 %, což osvědčuje linearitu tohoto fluidního oscilátoru v porovnáni s fluidním oscilátorem dřívější koncepce, jehož kalibrační křivka vykazuje reLativní variace faktoru K větší než + 1,5 %.

Frekvence oscilací tohoto fluidního oscilátoru podle vynálezu tedy může být zvyšována i do turbulentního režimu.

Fluidní oscilátor podle obr. 2 umožňuje měření průtoku tekutiny pomocí dvou snímačů tlaku 70 a 72, umístěných v bodech nejintenzívněji omývaných proudící tekutinou uvnitř hlavního vyhloubení 40. Tyto snímače tlaku jsou připojeny k běžným zařízením pro měřenífrekvence oscilaci proudící______tekutiny.

Předchozí kaLibrací se stanoví vztah frekvence k průtoku.

měření. Na jedné straně je nebo zmenšování radiální průtoku, což zlepšuje

Běžný píynoměr vybavený fluídním oscilátorem podle obr. 2 je obzvláště výhodný, protože se chová lineárně v dlouhém pásmu vybaven prostředky pro zvětšování extenze vírů v závislosti na režimu jeho iincantu při lasiinar nich a přechodových režimech, a na druhé straně je vybaven prostředky omezujícími vliv protisměrného proudění tekutiny na oscilaci vírů, což výrazně zlepšuje jeho linearitu při turbulentním režimu.

Vynález lze uplatnit rovněž u fluidního oscilometru, jehož vložka není opatřena vedlejšími vyhloubeními.

JUDr. Pavei Z^LEŇ^ advokáty

Hálkova 2, řfpáha 2

JUDr. Pavel ZELENÝ advokát

Hólkova 2, Praha 2

Claims (15)

1. Fluidní oscilátor symetrický podle podélné roviny (P) souměrnosti obsahující:

přívod (E) tekutiny opatřený vstřikovací štěrbinou (16) o šířce d schopnou vytvářet dvourozměrný oscilující proud tekutiny podél roviny (P), oscilační komoru (18) propojenou jedním koncem (18a) se vstřikovací štěrbinou (16) a opačným koncem (18b) s výtokovým otvorem (20), vložku (24), umístěnou v popisované oscilační komoře, vytvářející s jejími stěnami dva průchody (C-£,C2) pro tekutinu proudící k výtoku fluidního oscilátoru, vložka (24) má přední oddíl (26) s vyhloubením orientovaným proti vstřikovací štěrbině (16) a zadní oddíl (28) obrácený směrem k výtokovému otvoru, který spolu s uvedeným výtokovým otvorem (20) vytváří volný prostor (38), do kterého ústí oba průchody (¢^,C2), uspořádání omezující ovlivňování oscilace vírů proudící tekutinou, vyznačující se tím, že vložka (24) zaujímající podstatnou část oscilační komory (18) je opatřena hlavním vyhloubením (40) v předním dílu (26) a pro omezení zpětného pohybu tekutiny je za zadním dílem (28) vložky (24) umístěn podlouhlý díl (54, 58, 60, 62) v místě do kterého ústí oba průchody (C^,C2).

2. Fluidní oscilátor podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že mezi vstřikovací štěrbinou (16) a výtokovým otvorem (20) je v podélné rovině (P) souměrnosti umístěn dodatečné vložený podlouhlý díl (54, 58, 60, 62) v ose mezi vstřikovací štěrbinou (16) a výtokovým otvorem (20) tak, aby byl alespoň částečně uložen v popsaném voLném prostoru (38) a rozděloval ho na dvě stejné části (38a, 38b), ale zároveň mezi nimi umožňoval komunikaci alespoň pomocí spojovacího kanálku (56 , _____64 ,_______66 ,_______68) , přičemž střední----průtočný průřez tímto spojovacím kanálkem (56, 64, 66, 68) leží v podélné rovině (P) souměrnosti.

jící opatřen konci ,5 <3

3. Fluidní oscilátor podle nároku 2, vyznaču se tím, že podlouhlý díl (54, 58, 60, 62) je přítokovým výběžkem (54a, 58a, 60a, 62a) a na opačném výtokovým výběžkem (54b, 58b, >50b, 62b) ve vzdálenosti 8

16,2 d od vstřikovací štěrbiny (16).

4. Fluidní oscilátor podle nároku -2 a 3, vyznačují c i se tím, že za zakončením (24a) vložky (24) je umístěn spojovací kanálek (56) mezi zadním oddílem (28) vložky (24) a přítokovým výběžkem (54a, 58a, 60a) podlouhlého dílu (54, 58, 60) tak, že tyto výběžky tvoří boční stěny spojovacího kanálku.

5. Fluidní oscilátor podle nároku 4, vyznačuj ící se tím, že podlouhlý díl (54) je ve tvaru písmene T, jehož v obecném smyslu vodorovná příčka, tvoří boční stěnu (54a) spojovacího kanálku (56).

6. Fluidní oscilátor podle nároku 4, vyznačuj ící se tím, že podlouhlý díl (58) má tvar, jehož postranní plochy (58c, 58d) se přibližují počínaje přítokovým výběžkem (58a) směrem k výtokovému výběžku (58b) tak, že obě postupně svírají s podélnou rovinou (P) souměrnosti stejný, plynule se zmenšující úhel.

7. Fluidní oscilátor podle nároku 4, vyznačuj ící se t i m, že podlouhlý díl (60) má tvar trojúhelníka, jehož vrchol tvoří výtokový výběžek (60b).

8. Fluidní oscilátor podle nároku 2 a 3, vyznačující se tím, že podlouhlý díl je tvořen podélnou přepážkou (62) probíhající od přítokového výběžku (62a), tvořícího jeden celek se zakončením (24a) zadního oddílu (28) vložky (24) až k výtokovému výběžku (62b), přičemž spojovací kanálek (64-, 66, 68) je vytvořen v této přepážce (62) ._________

9. Fluidní oscilátor podle nároku 4 nebo 8, vyznačující se tím, že spojovací kanálek (56, 64) má průtočný průřez přibližně pravoúhlého tvaru, který je orientován kolmo na směr průtoku kanálkem.

10. Fluidní oscilátor podie nároku 8, vyznačuj ící se tím, že spojovací kanálek (66) má průtočný průřez přibližně eliptického tvaru, který je orientován kolmo na směr průtoku kanálkem;

11. Fluidní oscilátor podle nároku 8, vyznačuj ící se tím, že spojovací kanálek (68) má průtočný průřez podlouhlého tvaru, který je orientován kolmo na směr průtoku kanálkem.

12. Fluidní oscilátor podle nároku 2 až 11,vyznačují c í se tím, že spojovací kanálek (56, 64, 66, 68) má podélný rozměr odpovídající své šířce, která se pohybuje v rozmezí od 0,5 d do 5,0 d;

13. Fluidní oscilátor podle nároku 2 až 11, vyznačující se tím, že vzdálenost mezi vstřikovací štěrbinou (16) a příčnou osovou rovinou spojovacího kanálku (56, 64, 66, 68) se pohybuje v rozmezí od 7,5 d do 15 d;

14. Fluidní oscilátor podle nároku 2 až 11, vyznačující se tím, že spojovací kanálek (56, 64, 66, 68) má příčný rozměr v rozmezí od 0,5 d do 5,0 d.

15. Průtokoměr na plyny nebo kapaliny, vyznačuj ící se tím, že obsahuje fluidní oscilátor podle kteréhokoli z nároků 1 až 14.