HU199010B

HU199010B - Flow-meter with runner, preferably for measuring the flow-through of liquids

Info

Publication number: HU199010B
Application number: HU529886A
Authority: HU
Inventors: Laszlo Szalai; Adam Harmath; Gyoergy Nemeth
Original assignee: Laszlo Szalai
Priority date: 1986-12-18
Filing date: 1986-12-18
Publication date: 1989-12-28
Also published as: HUT45609A

Abstract

A találmány tárgya járókerekes áramlásmérő, előnyösen folyadékok átfolyásának mérésére, amely áramlásmérőnek háza van, a házban forgathatóan csapágyazott járókereke van a járókerék érintőjének irányában a ház falában egymással párhuzamosan beömlő nyílás és kiömlő nyílás van kialakítva. A találmány szerinti járókerék lényege, hogy a beömlő nyílás (4) Abe keresztmetszete, a kiömlő nyílás (5) Aki keresztmetszete, valamint a ház (í) és a járókerék (2) közötti hézagból adódó átfolyási Aekv keresztmetszet aráoya (Abe : Aki : Aekv) 1 : 10: 0,3 j 0,15. lábra HU 199010 B A leírás terjedelme: 3 oldal, 1 ábra -1-The present invention relates to a flowmeter, preferably a fluid flow meter, having a flowmeter housing, a rotatably bearing impeller in the housing in the direction of the tread of the impeller and an inlet opening and outlet opening parallel to one another in the housing wall. The essence of the impeller according to the invention is that the inlet (4) is a cross-section of the Abe, the outlet (5) of the cross-section and the flow Aequ cross section resulting from the gap between the housing ()) and the impeller (2) (Abe: Aki: Aequ) ) 1: 10: 0.3 µ 0.15. on foot HU 199010 B Scope of the description: 3 pages, Figure 1 -1-

Description

A találmány tárgya járókerekei áramlásmérő, előnyösen folyadékok átfolyásának mérésére, amely áramlásmérőnek háza van, a házban forgathalóan csapágyazott járókereke van, a járókerék érintőjének irányában a ház falában egymással 5 párhuzamos beömlő nyílás és kiömlő nyílás van kialakítva.The present invention relates to an impeller for measuring the flow of fluids, preferably fluids having a housing, an impeller rotatably mounted in the housing, a parallel inlet and an outlet in the housing wall in the direction of the impeller tangent.

Ilyen áramlásmérő önmagában ismert, segítségével egy adott keresztmetszeten átfolyó folyadék mennyisége határozható meg. 10Such a flow meter is known per se and can be used to determine the amount of liquid passing through a given cross-section. 10

Az ismert járókerekes áramlásmérők hátránya, hogy az átfolyó folyadékmennyiséget különösen kis intenzitású átfolyásoknál pontatlanul mérik. A pontatlanság a beömlő nyílás és a kiömlő nyílás átmérőjének közel azonos értékű 15 megválasztásából, továbbá a járókerék és az áramlásmérő háza közötti hézag nem optimális kialakításából adódik. A szokásos megoldásoknál ezt a hézagot minimalizálják pontos illesztéssel. Ezáltal a forgó járókerék és a ház között 20 nem alakul ki a mért folyadékból kenőfilm, és így növekszik a felsúrlódás, ami elsősorban kis intenzitásoknál rontja a mérés pontosságát. A hézag növelése ugyanakkor a mért folyadéknak a ház és a járókerék közötti átszivárgását eredmé- 25 nyezi,The disadvantage of known impeller flowmeters is that the flow rate is inaccurately measured at particularly low flow rates. The inaccuracy results from the choice of inlet and outlet diameters 15 being approximately the same and from sub-optimal design of the gap between the impeller and the flow meter housing. In conventional solutions, this gap is minimized by precise fitting. Thus, the lubricating film between the rotating impeller and housing 20 does not form a lubricating film, thereby increasing friction, which in particular lowers the accuracy of the measurement. However, increasing the gap results in a leakage of the measured fluid between the housing and the impeller,

A találmány célja az ismert megoldások hátrányainak kiküszöbölése, olyan áramlásmérő kialakítása, amely kis intenzitású átfolyásokat is pontosan mér, továbbá a nagyobb intenzitások tartó- 30 mányiban is lineáris.It is an object of the present invention to overcome the drawbacks of the prior art, to provide a flow meter that accurately measures low-intensity flows, and is linear in the ranges of higher intensities.

A kitűzött célt a bevezetőben körülírt járókerekes áramlásmérővel úgy értük el, hogy a beömlő nyílás keresztmetszete, a kiömlő nyílás keresztmetszete, valamint a ház és a járókerék kö- 35 zötti hézagból adódó átfolyási keresztmetszet aránya 1: 10 : 0,3 4- 0,15. A keresztmetszetek ilyen megválasztása esetén elérjük, hogy a ház, illetve a járókerék fala és az áramló folyadék közötti súrlódás nem rontja a mérés linearitását, és 40 az átáramló folyadékmennyiség kis intenzitásoknál is pontosan mérhető.The object was achieved with the impeller flowmeter described in the introduction so that the ratio of the inlet cross-section, the outlet cross-section and the flow cross-section resulting from the gap between the housing and the impeller is 1: 10: 0.3 to 4- 0.15. . With such cross-sections chosen, friction between the housing or the impeller wall and the fluid flowing does not impair the linearity of the measurement and the flow rate can be accurately measured even at low intensities.

A találmány szerinti áramlásmérő egy előnyös kiviteli alakjánál a ház belső átmérőjének és a járókerék átmérőjének aránya 1.0,15 1.025 : 1. 45In a preferred embodiment of the flow meter according to the invention, the ratio of the inside diameter of the housing to the diameter of the impeller is 1.0.15 to 1.025: 1. 45

A találmány szerinti áramlásmérő egy további előnyös kivitelénél a járókerék oldala és a ház belső fala közötti hézag és a járókerék átmérőjének aránya 0,025 4 0,030 : 1.In a further preferred embodiment of the flow meter according to the invention, the ratio of the clearance between the impeller side to the inner wall of the housing and the impeller diameter is 0.025 to 0.030: 1.

A találmány szerinti áramlásmérőt a rajzokon 50 szemléltetett kiviteli alakok kapcsán ismertetjük részletesen, ahol ι :The flow meter of the present invention will be described in detail with reference to the drawings 50, wherein ι:

1. ábra a találmány szerinti áramlásmérő elölnézeti képe részben metszetben aFigure 1 is a sectional view, partly in section, of the flow meter of the present invention

2. ábra a találmány szerinti áramlásmérő járó- 55 kereke és a háza közötti illesztést szemléltető rajz.Fig. 2 is a drawing illustrating the connection between the impeller 55 of the flowmeter of the invention and its housing.

A találmány szerinti áramlásmérőnek, mint az az 1. ábrán látható 1 háza van, az 1 házban 3 csapággyal elfordulóan rögzített 22 járókerék 60 van elhelyezve, a 2 járókerék átmérőjének irányába az 1 ház falában egymással párhuzamosan 4 beömlő nyílás és 5 kiömlő nyílás van kialakítva.The flow meter according to the invention, like the housing 1 shown in Fig. 1, has an impeller 22 pivotally mounted in the housing 1, with an inlet 4 and an outlet 5 formed parallel to the diameter of the impeller 2 in the housing wall.

A 4 beömlő nyílás Abc keresztmetszete, az 5 kiömlő nyílás Aki keresztmetszete, valamint az. 1 t»5 ház és a 2 és járókerék közötti házagból adódó Aekv átfolyási keresztmetszet arányaThe cross-section of the inlet 4 is Abc, the cross section of the outlet 5 is Aq and. 1 t »Ratio of flow through section Aekv from the housing between the housing 5 and the impeller 2

Abe : Aki Aekv = 1:10 :0,3 4 0,15 (I) értékre van választva. Az Aekv átfolyási keresztmetszet a 2. ábrán alapjánAbe: Aeq = 1:10: 0.3 4 is selected for 0.15 (I). Figure 2 shows the flow-through cross-section Aekv

Aekv = d (B + 2b) + 2 (b-x) (II) ahol d az 1 ház Dl belső átmérőjének, illetve a járókerék D2 átmérőjének különbsége, azaz az 1 ház és a 2 járókerék közötti hézag. B a járókerék vastagsága, b pedig a 2 járókerék oldala és az 1 ház fala közötti távolság. A folyadék áramlása közben a b távolság által meghatározott térrészben mozgást végző folyadékrészek ekvivalens áramlási vastagsága x. Ez az érték intenzitásfüggő, azaz x = f(l) (III) ahol az f függvény írja le az I intenzitástól való függőségét.Aeq = d (B + 2b) + 2 (b-x) (II) where d is the difference between the inside diameter D1 of the housing 1 and the diameter D2 of the impeller, i.e. the gap between the housing 1 and the impeller 2. B is the thickness of the impeller and b is the distance between the side of the impeller 2 and the wall of the housing 1. The equivalent flow thickness of the liquid portions which move in the space defined by the distance b during the flow of the liquid is x. This value is intensity dependent, ie x = f (l) (III) where function f describes its dependence on intensity I.

Az áramlásmérő 4 beömlő nyílásán érkezik a mérendő folyadék. Ez a folyadék megpörgeti a 2 járókereket a 3 csapágy körül, majd az 5 kiömlő nyíláson távozik. A 2 járókerék egy fogaskerék. Az átömlő folyadék a fogaskerék fogai közötti 6 térrészt tölti ki. A 2 járókerekes áramlásmérő ezen térrész nagysága, valamint a 2 járókerék szögelfordulása alapján kalibrálható. Az 5 kiömlő nyílás Aki keresztmetszetének, a 4 beömlő nyílás Abe keresztmetszetének viszonyát az (I) összefüggés alapján megválasztva a kimeneti oldalon az áramló folyadék sebessége tized része a bemeneti oldalon tapasztalhatónak. Ezzel az arányválasztással kiküszöbölődnek a kiömlési oldalon a zavaró turbulenciák, illetve az ebből származó mérési linearítási hiba. Az áramlásmérő pontossága szempontjából - elsődlegesen a kis intenzitású, azaz lassú átfolyások esetében — lényeges paraméter a 2 járókerék oldala és az 1 ház fala közötti b távolság. Ha ez a távolság kicsi, akkor a 2 járókerék és az 1 ház fala közötti súrlódás megnő. Ez a mérés linearitását rontja. Az ismert megoldásoknál a súrlódás csökkentésével kívánták javítani a linearítási hibát. Ugyanakkor nem vették figyelembe, hogy a b távolság növelésekor az 1 ház falán lévő folyadék leáll. A b távolság által meghatározott térrészben mozgást végző folyadék x vastagságát egyrészt a (III) öszszefüggés írja le, másrészt magától a b távolságtól is függ. Ezen jelenség figyelembevétele indokolja a (II) összefüggéssel részletezett Aekv átfolyási keresztmetszet (I) összefüggésben megadott korlátok közötti kiválasztását. Azt, hogy az adott korlátokon belül pontosan milyen értékre célszerű választani Aekv értékét egyrészt a mérendő folyadék viszkozitása befolyásolja, másrészt a mérendő folyadék viszkozitása befolyásolja, másrészt arra kell figyelemmel lenni, hogy az átfolyásmérése linearitása milyen intenzitás értékek között kívánatos.The inlet 4 of the flow meter receives the liquid to be measured. This fluid rotates the impeller 2 around the bearing 3 and exits at the outlet 5. The impeller 2 is a gear wheel. The flow fluid fills 6 spaces between the gear teeth. The impeller flowmeter can be calibrated based on the size of this space and the angular rotation of the impeller 2. By choosing the ratio of the cross sectional area of the outlet port 5 Aki to the cross sectional area Abe port 4 according to (I), one-tenth of the velocity of the fluid flowing on the outlet side is observed on the inlet side. This ratio selection eliminates spillage turbulences on the discharge side and the resulting measurement linearization error. The distance b from the side of the impeller 2 to the wall of the housing 1 is an essential parameter for the accuracy of the flow meter, particularly for low-flow, i.e., slow-flow flows. If this distance is small, the friction between the impeller 2 and the housing wall 1 will increase. This reduces the linearity of the measurement. In the prior art, it was desired to improve the linearization error by reducing friction. However, it has not been taken into account that as the distance b increases, the liquid on the wall of the housing 1 stops. The thickness x of the fluid moving in the space defined by distance b is described by relation (III) on the one hand and also by distance b itself. Taking this phenomenon into account justifies the choice of the flow rate cross-section Aeq detailed in relation to (II). The exact value of Aeq within a given range is influenced by the viscosity of the liquid to be measured and by the viscosity of the liquid to be measured, and by the intensity values desired for the linearity of the flow measurement.

A mérés további pontosítása érdekében a 2. ábrán szemléltetett méretek, azaz az 1 ház Dí belső átmérőjének és a 2 j járókerék D2 átmérőjének aránya célszerűenIn order to further clarify the measurement, the ratio of the dimensions illustrated in Figure 2, i.e., the inner diameter D1 of the housing 1 and the diameter D2 of the impeller 2 j

Dl : D2 » 1,015 4 1,025 :1 (IV) továbbá a 2 járókerék oldala és az 1 ház belső fala közötti b távolság és a 2 járókerék D2 átmérőjének aránya b: D2 = 0,025 -t- 0,030: 1 (V)D1: D2 »1.015 4 1.025: 1 (IV) furthermore the ratio b between the side of the impeller 2 and the inner wall of the housing 1 and the diameter D2 of the impeller 2 is b: D2 = 0.025 -t-0.030: 1 (V)

Az arányok ilyen megválasztását az Aekv átfolyási keresztmetszet megválasztásánál részletezett indok támasztja alá.This choice of ratios is supported by the reason given in the choice of the Aekv flow section.

Claims

An impeller for measuring the flow of liquids, preferably fluids having a housing, an impeller rotatably mounted in the housing, a parallel inlet opening and an outlet opening in the wall of the housing in the direction of the impeller tangent, characterized in that the inlet Ab cross-section, ratio of the cross-section of the outlet opening (5), of the cross section, and the flow-through Aekv cross section resulting from the gap between the housing (1) and the impeller (2) (Abc: Aki: Aekv) 1:10: 0.3 -t-0, 15

Flowmeter according to Claim 1, characterized in that the ratio (D1) of the inner diameter (D1) of the housing (1) to the diameter (D2) of the impeller (2) is 1.015 1.025: 1.

Flowmeter according to Claim 1 or 2, characterized in that the distance (b) between the side of the impeller (2) and the inner wall of the housing (1) and the diameter (D2) of the impeller (2) (b: D2) ) 0.025 + 0.030: 1.