PL169356B1 - Przepływomierz objętościowy - Google Patents

Abstract

) Przepływomierz objętościowy, składający się z komory pomiarowej wirnika utworzonego przez zespól walcowych tłoczków połączonych obustronnie z pierścieniami prowadzącymi, które są umieszczone w kołowych wybramach usytuowanych naprzeciwległe w komorze pomiarowej oraz z usytuowanego mimośrodowo i równolegle względem osi wirnika przerzutmka z profilowymi wybrarnaną znamienny tym, ze tłoczki (6) są połączone z pierścieniami (9) obrotowo, zaś pierścienie (9) są umieszczone w kołowych wybramach (10) z zachowaniem łuzu promieniowego (e), natomiast położenie osi przsrzutnika (5) względem osi wimikajest wyznaczone zależnością PL 169356 B1 a = r cos 180° n w której a oznacza odległość między ostami wirnika i pizerzutnika, r - odległość osi tłoczków od osi wirnika, n - ilość tłoczków, przy czym n > 3, zaś profilowe wycięcia (13) przerzutmka (5) mają szerokość równą sredmcy fioczkow powiększoną o luz technologiczny

Description

Przedmiotem wynalazku jest przepływomierz objętościowy z Wirującymi tłoczkami przeznaczony do odmierzania cieczy w dużym zakresie lepkości.

W polskim opisie patentowym nr 116 018 opisany jest przepływomierz objętościowy składający się z wirnika utworzonego przez zespół trzech tłoczków zamocowanych obustronnie w pierścieniach prowadzących, które są umieszczone w kołowych wybraniach usytuowanych naprzeciwległe w komorze pomiarowej oraz z równolegle i mimośrodowo usytuowanego przerzutnika Tłoczki tworzą uszczelnienie pierścieniowego kanału o przekroju prostokątnym. Podczas wirowania tłoczki te wprowadzane są kolejno w wycięcia przerzutnika wymuszając jego obrót Przerzutnik umożliwia przemieszczanie się tłoczków ze strefy wypływu do strefy napływu, a jego obroty przekazywane są przez wałek na dowolny licznik.

Powyższy przepływomierz, charakteryzuje się nierównomiemością przekazywania prędkości obrotowej z wirnika na przerzutnik, co przy niedostosowanych do średnicy tłoczków szerokościach profilowych wycięć przerzutnika powoduje nadmierne odrywanie się współpracujących powierzchni, a w następstwie stuki i drgania całego urządzenia Niedostosowanie sze169 356 rokości wycięć przerzutnika do średnicy tłoczków wynika ze złego usytuowania osi przerzutnika względem osi wirnika

Z opisu polskiego patentu nr 161 464 znany jest przepływomierz objętościowy, w którym z przerzutnikiem współpracuje zespół czterech tłoczków Mocowane są one do tarczy wirnika ułozyskowanego na wałku o małej średnicy Przerzutnik usytuowany jest w korpusie przyrządu mimośrodowo i równolegle względem osi wirnika

W innym rozwiązaniu konstrukcyjnym przepływomierza obrotowego, ujawnionym w polskim opisie patentowym nr 161 465 przerzutnik jest również usytuowany w korpusie przyrządu mimośrodowo i równolegle względem osi wirnika Tworzące wirnik cztery tłoczki współpracujące z przerzutnikiem zamocowane są obustronnie do pierścieni prowadzących o szerokości równej szerokości komory pomiarowej, umieszczonych w korpusie i pokrywie przepływomierza

Obydwa te rozwiązania, dzięki odpowiedniemu ukształtowaniu i usytuowaniu współpracujących powierzchni przerzutnika i tłoczków, zapewniają jednostajny ruch przerzutnika względem wirnika, a tym samym równomierną i dokładną pracę przepływomierza

W przepływomierzu według wynalazku tworzące wirnik tłoczki są połączone z pierścieniami obrotowo, przy czym albo są one ułożyskowane w pierścieniach poprzez czopy stanowiące końcówki osi tłoczków, albo są ułożyskowane na osiach, których końcówki są zamocowane na pierścieniach Pierścienie prowadzące są umieszczone w kołowych wybraniach z zachowaniem luzu promieniowego między walcowymi powierzchniami pierścieni i wybrań Wielkość tego luzu jest większa od sumy promieniowego luzu pomiędzy tłoczkami i walcowymi powierzchniami komory pomiarowej oraz promieniowego luzu pomiędzy powierzchniami osi tłoczków i wewnętrznymi powierzchniami otworów w tłoczkach lub pierścieniach Między czołowymi powierzchniami pierścieni i kołowych wybrań znajduje się szczelina dystansowa, której wielkość wyznaczają występy dystansowe usytuowane na czołowych powierzchniach pierścieni Korzystne jest gdy pierścienie prowadzące są zaopatrzone we wkładki uszczelniające przekrój kołowych wybrań Korzystne jest także, gdy są one są połączone sztywno sworzniami rozmieszczonymi w równych odstępach między tłoczkami Położenie osi przerzutnika względem osi wirnika w przepływomierzu jest wyznaczone zależnością

180° a = r·cos n w której a oznacza odległość między osiami wirnika i przerzutnika, r - odległość osi tłoczków od osi wirnika, n - ilość tłoczków, przy czym n > 3 Profilowe wycięcia przerzutnika mają szerokość równą średnicy obrotowych tłoczków powiększoną o luz technologiczny

Przepływomierz według wynalazku, charakteryzuje się znacznie zmniejszonymi oporami ruchu wirnika w obrębie komory pomiarowej dzięki czemu obniżona jest dolna granica prędkości obrotowej wirnika, przy czym zachowana jest wymagana dokładność pomiaru Ma to szczególnie korzystne znaczenie w przypadku małych prędkości obrotowych, gdy nie powstaje klin smarny

Na zmniejszenie oporów istotny wpływ ma obrotowe osadzenie tłoczków w pierścieniach, dzięki któremu tłoczki w trakcie ruchu obiegowego mogą obracać się wokół własnych osi co umożliwia ich toczenie się po walcowych powierzchniach komory pomiarowej lub powierzchniach profilowych wycięć przerzutnika W efekcie tarcie ślizgowe między walcowymi powierzchniami komory pomiarowej i tłoczków zamienione jest na korzystniejsze dla zmniejszenia oporów ruchu tarcie toczne

Tarcie graniczne pierścieni wyeliminowane zostało w konstrukcji według wynalazku przez umieszczenie ich w kołowych wybraniach z zachowaniem luzu promieniowego o deklarowanej w istocie wynalazku wielkości w wyniku czego zachowany jest obustronny luz obwodowy między pierścieniami i kołowymi wybraniami

Wprowadzenie szczeliny dystansowej między czołowymi powierzchniami pierścieni i kołowych wybrań zmniejsza opory tarcia płynnego

Zaopatrzenie pierścieni we wkładki uszczelniające powoduje dodatkowe uszczelnienie przekroju kołowych wybrań przez co jeszcze podwyższa się dokładność wskazań przepływo4

169 356 mierzą Wzajemne usytuowanie osi wirnika i przerzutmka umożliwia wykonanie profilowych wycięć przerzutnika o wewnętrznych ścianach równoległych i usytuowanych względem siebie w odległości równej średnicy tłoczka powiększonej o luz technologiczny Takie rozwiązanie konstrukcyjne przerzutnika ogranicza do wartości luzu technologicznego przestrzeń, na której występuje zjawisko odrywania się współpracujących powierzchni przerzutnika i tłoczków wywołane nierównomierną prędkością kątową przerzutnika Ograniczenie tej przestrzeni poprawia w sposób znaczący płynność pracy przepływomierza i eliminuje niekorzystne stuki i drgania urządzenia

Podstawowe części przepływomierza mają prosty pod względem technologicznym kształt, dzięki czemu łatwo jest uzyskać wymaganą dokładność wykonania konstrukcji.

Objętość cieczy jaka przepływa przez przepływomierz jest proporcjonalna do ilości obrotów wirnika lub przerzutnika Obroty te są przekazywane przez sprzęgło magnetyczne na licznik mechaniczny lub elektroniczny względnie zliczane za pomocą czujników hallotronowych, indukcyjnych i innych, reagujących na sygnały z wkładek ferromagnetycznych umieszczonych w przerzutniku lub w tłoczkach

Przedmiot wynalazku jest objaśniony na przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku, na którym fig 1 przedstawia schemat ideowy przepływomierza, fig. 2 - przepływomierz w widoku aksonometrycznym, częściowo w przekroju, fig 3 - pokrywę z pierścieniem prowadzącym, w którym zastosowano wkładki uszczelniające, zaś fig 4 - konstrukcję wirnika usztywnionego sworzniami w widoku aksonometrycznym

Przepływomierz składa się z komory pomiarowej 1 utworzonej przez korpus 2 i zamykające go pokrywy 3 i 4, przerzutnika 5 oraz wirnika utworzonego przez zespół trzech walcowych tłoczków 6 W powyższym przykładzie wykonania czopy będące końcówkami osi tłoczków 6, ułożyskowane są obrotowo w otworach 8 pierścieni prowadzących 9 ale możliwe jest tez rozwiązanie, w którym tłoczki 6 ułożyskowane są obrotowo w osiach 7 zamocowanych w pierścieniach 9 Pierścienie prowadzące 9 umieszczone są w wykonanych w pokrywach 3 i 4 kołowych wybramach 10, współosiowych z osią komory pomiarowej 1, przy czym między powierzchniami walcowymi pierścieni 9 i kołowych wybrań 10 zachowany jest luz promieniowy e większy od sumy luzu d pomiędzy tłoczkiem 6 i walcowymi powierzchniami komory pomiarowej 1 oraz promieniowego luzu f osi 7 w otworach 8 pierścieni prowadzących 9. Między czołowymi powierzchniami pierścieni i kołowych wybrań usytuowana jest szczelina dystansowa h W przedstawionym na fig. 2 przykładzie wykonania wielkość szczeliny wyznaczona jest elementami dystansowymi 11 usytuowanymi na czołowych powierzchniach pierścieni 9 w osiach 7 tłoczków 6

W innym rozwiązaniu przedstawionym na fig. 3 pierścienie 9 zaopatrzone są we wkładki 12 wykonane z teflonu, jako materiału o niskim współczynniku tarcia, które uszczelniają przekrój kołowych wybrań, a jednocześnie wymuszają wielkość szczeliny dystansowej Przerzutnik 5 jest usytuowany w korpusie przepływomierza, tak iż położenie jego osi względem osi wirnika spełnia zależność „

180° a = r - cos 8-°—

Profilowe wycięcia 13 przerzutnika 5 mają szerokość równą średnicy tłoczków powiększoną o luz technologiczny o wartości 0,1 mm Umieszczony między dwoma króćcami 14 przerzutnik 5 dzieli komorę pomiarową 1 na strefę napływu i strefę wypływu

Jak pokazano na fig 4 rysunku, korzystne jest, gdy między tłoczkami 6 zamocowane są do pierścieni 9 usztywniające konstrukcję przepływomierza sworznie 15 Są one przymocowane do pierścieni 9 w równych odstępach kątowych

Poruszające się wewnątrz komory pomiarowej 1 tłoczki 6 wirnika przemieszczają się ze strefy wypływu do strefy napływu wewnątrz profilowego wycięcia 13 przerzutnika 5 równocześnie wymuszając jego obrót W przedstawionym przykładzie wykonania stosunek prędkości obrotowej wirnika do prędkości obrotowej przerzutnika wynosi 2 · 3 Obroty przerzutnika proporcjonalne do ilości przepływającej cieczy przekazywane są wałkiem 16 poprzez sprzęgło magnetyczne na urządzenie zliczające

Claims (7)

1. Zastrzezema patentowe

   1 Przepływomierz objętościowy, składający się z komory pomiarowej wirnika utworzonego przez zespół walcowych tłoczków połączonych obustronnie z pierścieniami prowadzącymi, które są umieszczone w kołowych wybramach usytuowanych naprzeciwległe w komorze pomiarowej oraz z usytuowanego mimośrodowo i równolegle względem osi wirnika przerzutnika z profilowymi wybraniami, znamienny tym, ze tłoczki (6) są połączone z pierścieniami (9) obrotowo, zaś pierścienie (9) są umieszczone w kołowych wybraniach (10) z zachowaniem luzu promieniowego (e), natomiast położenie osi przerzutnika (5) względem osi wirnika jest wyznaczone zależnością ^θ₀ a = r · cos n w której a oznacza odległość między osiami wirnika i przerzutnika, r - odległość osi tłoczków od osi wirnika, n - ilość tłoczków, przy czym n > 3, zaś profilowe wycięcia (13) przerzutnika (5) mają szerokość równą średnicy tłoczków powiększoną o luz technologiczny.
2. 2 Przepływomierz według zastrz. 1, znamienny tym, ze tłoczki (6) są ułozyskowane w pierścieniach (9) poprzez czopy stanowiące końcówki osi (7) tłoczków (6).
3. 3. Przepływomierz według zastrz 2, znamienny tym, ze tłoczki (6) są ułożyskowane na osiach (7), których końcówki są zamocowane w pierścieniach (9).
4. 4. Przepływomierz według zastrz 1, znamienny tym, ze luz promieniowy (e) między walcowymi powierzchniami pierścieni (9) i kołowych wybrań (10) jest większy od sumy promieniowego luzu (d) pomiędzy tłoczkami (6) i walcowymi powierzchniami komory pomiarowej (1) oraz promieniowego luzu (i) pomiędzy walcowymi powierzchniami osi (7) w tłoczkach (6) lub pierścieniach (9).
5. 5 Przepływomierz według zastrz 1, znamienny tym, ze między czołowymi powierzchniami pierścieni (9) i kołowych wybrań (10) jest szczelina dystansowa (h), której wielkość wyznaczają występy dystansowe (11) umieszczone na czołowych powierzchniach pierścieni (9).
6. 6 Przepływomierz według zastrz 1, znamienny tym, ze pierścienie (9) są zaopatrzone we wkładki uszczelniające (12)
7. 7 Przepływomierz według zastrz 1, znamienny tym, ze pierścienie (9) są połączone sztywno sworzniami (15) rozmieszczonymi w równych odstępach pomiędzy tłoczkami (6)