PL181790B1

PL181790B1 - Cieczomierz jednostrumieniowy PL

Info

Publication number: PL181790B1
Application number: PL96324800A
Authority: PL
Inventors: Henri Oszajca; Charles Brunson
Original assignee: Schlumberger Ind Sa
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1996-08-01
Publication date: 2001-09-28
Also published as: AU6705696A; DK0842398T3; WO1997006414A1; BR9609918A; PT842398E; CZ32298A3; HUP9901380A2; ATE209775T1; FR2737563A1; EP0842398B1; CN1194031A; ES2169807T3; RO117943B1; FR2737563B1; PL324800A1; DE69617438T2; MX9800948A; MA23948A1; DE69617438D1; NO980468L

Abstract

1 . Cieczomierz jednostrumieniowy, zawiera- jacy korpus, w którym umieszczona jest komora pomiarowa o ksztalcie cylindrycznym, wyposazona w turbinke, zaopatrzona w lopatki, dwa krócce, króciec doprowadzajacy i króciec odprowadzajacy, przylaczone do korpusu i usytuowane wspólliniowo na osi prostopadlej do podluznej osi turbinki, obu- dowe umieszczona w korpusie na obwodzie turbinki i zawierajaca co najmniej dwie szczeliny, znajdujace sie odpowiednio naprzeciw krócca doprowadzajace- go i krócca odprowadzajacego, do wtryskiwania i wyrzucania strumienia cieczy w kierunku odchylo- nym wzgledem osi wyrównania liniowego krócców, przy czym co najmniej jedna szczelina jest usytu- owana naprzeciw krócca doprowadzajacego i ta szczelina ma powierzchnie profilowa, nalezaca do pierwszej scianki szczeliny polozonej naprzeciw krócca doprowadzajacego oraz ma druga scianke lezaca naprzeciw pierwszej scianki i majaca profil prostoliniowy w rzucie na plaszczyzne, prostopadla do osi podluznej turbinki, znamienny tym, ze profil powierzchni profilowej nalezacej do pierwszej scianki (62; 72; 75) jest utworzony glównie przez dwie czesci krzywoliniowe o odwrotnie skierowa- nych wkleslych bokach. FIG. 3 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest cieczomierz jednostrumieniowy.

Znany jest cieczomierz jednostrumieniowy, zawierający korpus, w którym umieszczona jest komora pomiarowa o kształcie walcowym, wyposażona w turbinkę zaopatrzoną w łopatki,

181 790 dwa.króćce do doprowadzania i odprowadzania cieczy, przyłączone do wymienionego korpusu i usytuowane współliniowo na osi prostopadłej do osi podłużnej turbinki, obudowę, umieszczoną w wymienionym korpusie na obwodzie turbinki i mającą dwie szczeliny, znajdujące się odpowiednio naprzeciw króćców do doprowadzania i odprowadzania, przy czym wymienione szczeliny są przeznaczone do wtryskiwania i wyrzucania strumienia cieczy w sposób nachylony względem osi wyrównania liniowego króćców.

Cieczomierze jednostrumieniowe zawierają na ogół korpus, wewnątrz którego znajduje się komora pomiarowa, która ma w przybliżeniu walcowy kształt i jest wyposażona w turbinkę, obracającą się dokoła osi podłużnej i zaopatrzoną w szereg łopatek. Do korpusu cieczomierza przyłączone są dwa króćce odpowiednio do doprowadzania cieczy do komory pomiarowej i do jej odprowadzania poza tę komorę. Niektóre cieczomierze mają króćce wyrównane liniowo względem siebie, lecz przemieszczone tak, iż ich oś wyrównania liniowego nie przecina osi podłużnej. Taki układ króćców jest niekorzystny, ponieważ utrudnia on zainstalowanie tych cieczomierzy w pomieszczeniach licznikowych, gdzie miejsce jest często ograniczone.

Istnieją cieczomierze, których króćce są również przemieszczone względem osi podłużnej turbinki, lecz które są nachylone symetrycznie względem wymienionej turbinki zamiast być wyrównanymi liniowo względem siebie. Cieczomierze takie narzucają zmianę nachylenia króćców, gdy zmienia się długość cieczomierzy.

Znane są także cieczomierze, których króćce do doprowadzania i odprowadzania cieczy są wyrównywane liniowo względem siebie i których oś wyrównania liniowego przecina prostopadle oś podłużną turbinki.

W tym typie cieczomierza przewiduje się umieszczenie obudowy w korpusie na obwodzie turbinki. Obudowa, zwana także skrzynką wtryskującą, jest na ogół wykonana z tworzywa sztucznego i zawiera dwie szczeliny, umieszczone odpowiednio naprzeciw króćców doprowadzającego i odprowadzającego ciecz. Szczeliny są nachylone symetrycznie względem osi wyrównania liniowego króćców dla doprowadzania strumienia cieczy do obwodu turbinki oraz do odprowadzania tego strumienia z obwodu turbinki.

Gdy turbinka takiego cieczomierza jest napędzana ruchem obrotowym przez ciecz, przepływającą w komorze pomiarowej, wówczas przenosi ona ten ruch obrotowy na licznik sumujący bądź za pośrednictwem magnetycznego układu napędowego, bądź też mechanicznie za pośrednictwem przekładni zębatej.

Ze względu na ich ciężar oraz siły odpychania i przyciągania, magnesy magnetycznego układu napędowego przykładają do cieczomierza mechaniczny moment obrotowy, który przeciwstawia się nadaniu ruchu obrotowego turbince, w szczególności przy małych natężeniach przepływu. Powoduje to zwiększenie błędu dokładności pomiarów··, wykonywanych przez cieczomierz przy małych natężeniach przepływu.

Aby rozwiązać ten problem, można dążyć do zwiększenia liczby łopatek turbinki lub zwiększenia liczby żeberek promieniowych, umieszczonych w dolnej i/lub górnej części komory pomiarowej, a nawet do umieszczenia kilku szczelin w obwodzie w powiązaniu z każdym z tych króćców. W dokumentach EP 0407948 i EP 0045588 opisano cieczomierze wielostrumieniowe. W takim wielostrumieniowym cieczomierzu ciecz płynąca z króćca wlotowego otacza komorę pomiarową przed wpłynięciem do niej przez szczeliny, których zadaniem jest kierowanie strumienia cieczy. Szczeliny o określonych profilach umożliwiają zbieranie cieczy i zmianę kierunku strumienia przyjmując w jednostce czasu taką samą ilość cieczy wpływającej do komory pomiarowej. Jednakże te rozwiązania nie zmniejszają błędu dokładności pomiarów, wykonywanych przez cieczomierz przy małych natężeniach przepływu.

Celem wynalazku jest opracowanie cieczomierza jednostrumieniowego, który umożliwiłby zmniejszenie błędu pomiarowego w zakresie dokładności pomiarów przy małych natężeniach przepływu, gdy taki cieczomierz jest wyposażony w układ napędu magnetycznego, oraz wyraźne poprawienie dokładności pomiarów przynajmniej w dużej części zakresu natężeń przepływu cieczomierza, gdy ten jest zaopatrzony w napęd mechaniczny.

Cieczomierz jednostrumieniowy zawierający korpus, w którym umieszczona jest komora pomiarowa o kształcie cylindrycznym, wyposażona w turbinkę, zaopatrzoną w łopatki, dwa króćce, króciec doprowadzający i króciec odprowadzający, przyłączone do korpusu

181 790 i usytuowane współliniowo na osi prostopadłej do podłużnej osi turbinki, obudowę, umieszczoną w korpusie na obwodzie turbinki i zawierającą co najmniej dwie szczeliny, znajdujące się odpowiednio naprzeciw króćca doprowadzającego i króćca odprowadzającego, do wtryskiwania i wyrzucania strumienia cieczy w kierunku odchylonym względem osi wyrównania liniowego króćców, przy czym co najmniej jedna szczelina jest usytuowana naprzeciw króćca doprowadzającego i ta szczelina ma powierzchnię profilową, należącą do pierwszej ścianki szczeliny położonej naprzeciw króćca doprowadzającego oraz ma drugą ścianki leżącą naprzeciw pierwszej ścianki i mającą profil prostoliniowy w rzucie na płaszczyznę, prostopadłą do osi podłużnej turbinki, według wynalazku charakteryzuje się tym, że profil powierzchni profilowej należącej do pierwszej ścianki jest utworzony głównie przez dwie części krzywoliniowe o odwrotnie skierowanych wklęsłych bokach.

Część krzywoliniowa, bliższa króćca doprowadzającego, jest wklęsła.

Część krzywoliniowa, bliższa króćca doprowadzającego, ma w rzucie na płaszczyznę, prostopadłą do osi podłużnej turbinki, pierwszy profil okrągły.

Część krzywoliniowa, wklęsłego boku, odwrócona względem części, która jest bliższa króćca doprowadzającego, ma w rzucie na płaszczyznę, prostopadłą do osi podłużnej turbinki, drugi profil okrągły o większym promieniu niż pierwszy profil okrągły.

Obydwa profile okrągłe i w rzucie na płaszczyznę prostopadłą do osi podłużnej turbinki są połączone ze sobą za pomocą trzeciego profilu okrągłego o wklęsłym boku odwrotnym względem wklęsłego boku pierwszego profilu okrągłego, i mającego promień, większy od promienia drugiego profilu okrągłego.

Profil powierzchni pierwszej ścianki położonej naprzeciw króćca doprowadzającego, jest przedłużony za drugi profil okrągły za pośrednictwem profilu, prostoliniowego w rzucie na płaszczyznę, prostopadłą do osi podłużnej turbinki.

Prostoliniowy profil tworzy z osią wyrównania liniowego króćców kąt, zawarty w zakresie od 28 do 32°.

Prostoliniowy profil jest przedłużony w kierunku przepływu strumienia za pomocą innego prostoliniowego profilu, równoległego do prostoliniowego profilu przeciwległej ścianki.

Pierwsza ścianka, która ma powierzchnię profilową oddziela komorę pomiarową od strumienia cieczy, znajdującego się w króćcu doprowadzającym.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania uwidoczniono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok schematyczny cieczomierza jednostrumieniowego według stanu techniki, w przekroju w płaszczyźnie, prostopadłej do osi podłużnej turbinki wymienionego cieczomierza, fig. 2 przedstawia widok schematyczny cieczomierza według wynalazku w przekroju w płaszczyźnie, mieszczącej oś podłużną turbinki i oś wyrównania liniowego króćców, przy czym na tej figurze ścianka każdej szczeliny nie została uwidoczniona, fig. 3 przedstawia widok schematyczny cieczomierza według fig. 2 wzdłuż strzałki A, przy czym na tej figurze turbinka osiowa nie jest uwidoczniona, fig. 3a przedstawia powiększony widok schematyczny iniektora cieczomierza z fig. 3, przy czym na tej figurze położenie iniektora jest odwrócone względem położenia na fig. 3, fig. 3b przedstawia widok schematyczny, ukazujący odpowiednio układ żeber dolnych 39 i układ żeber górnych 40, fig. 3c przedstawia widok schematyczny pierwszego przykładu wykonania wynalazku, analogiczny do widoku, przedstawionego na fig. 3, fig. 3d przedstawia widok schematyczny drugiego przykładu wykonania wynalazku, analogiczny do widoku, przedstawionego na fig. 3, fig. 9 przedstawia dwie krzywe błędów względnych w funkcji zmierzonego natężenia przepływu, otrzymane odpowiednio dla cieczomierza według stanu techniki (krzywa A) i dla cieczomierza według wynalazku (krzywa B), fig. 5 przedstawia w przekroju cieczomierz według stanu techniki, dla którego otrzymano krzywą A.

Na fig. 1 uwidoczniono znany cieczomierz 2. Króciec doprowadzający 4 i króciec odprowadzający 6 ciecz są wyrównywane liniowo względem siebie, a oś wyrównania liniowego YY' przecina prostopadle oś podłużną, turbinki 8. W korpusie na obwodzie turbinki 8 znajduje się obudowa 10, która jest wykonana na ogół z tworzywa sztucznego. Obudowa 10 zawiera dwie szczeliny 12 i 14, umieszczone odpowiednio naprzeciw króćca doprowadzającego 4 i króćca odprowadzającego 6. Szczeliny 12 i 14 są nachylone symetrycznie względem osi

181 790 wyrównania liniowego króćców odpowiednio do doprowadzania strumienia cieczy do obwodu turbinki oraz do odprowadzania wymienionego strumienia z obwodu turbinki.

Uwidoczniony na fig. 2 cieczomierz jednostrumieniowy 20 jest utworzony przez korpus 22 korzystnie wykonany z mosiądzu, do którego przyłączone są dwa króćce, króciec doprowadzający 24 i króciec odprowadzający 26, przeznaczone odpowiednio do doprowadzania cieczy do cieczomierza wzdłuż strzałki F oraz do jej odprowadzania z niego. Wewnątrz korpusu 22 znajduje' się komora pomiarowa 28, w której osiowa turbinka 30 jest osadzona obrotowo dokoła czopa 32 o osi podłużnej XX'. Osiowa turbinka 30 zawiera piastę środkową 34, do której połączonych jest szereg, na przykład dziewięć, łopatek 36, rozłożonych równomiernie. Kryza 38 jest przytwierdzona do dolnego końca piasty 34 i biegnie równolegle do osi podłużnej XX'. Zadaniem tej kryzy 38 jest wspomaganie podnoszenia osiowej turbinki 30 przy dużych natężeniach przepływu tj. większych np. od 200 l/h, aby nie uszkadzać ostrza czopa 32, który przyczynia się do nadawania cieczomierzowi czułości przy małych natężeniach przepływu. Niesymetryczne żebra promieniowe 39 i 40 są przymocowane odpowiednio do dwóch przeciwległych ścianek krańcowych 42, 44 komory pomiarowej 28. Osiowa turbinka 30 posiada na swym górnym końcu wał 46, który jest wyposażony w ruchomą podpórkę 48 magnesów, stanowiących część wiodącą układu napędu magnetycznego cieczomierza. Część prowadzona układu napędu magnetycznego cieczomierza znajduje się nad ścianką 50 w liczniku sumującym 52, który nie jest tu uwidoczniony dla jasności. Skrzynka iniekcyjna 54, wykonana z tworzywa sztucznego przez prasowanie, jest osadzona w korpusie dokoła osiowej turbinki 30. Skrzynka iniekcyjna 54, zawiera grubą ściankę, mającą walcowy kształt, jak to jest uwidocznione na fig. 3, oraz część dolną, pokrywającą się ze ścianką krańcową 42 komory pomiarowej 28. Górna płytka 44, tworząca przeciwległą ściankę krańcową komory pomiarowej (fig. 2), nie stanowi części składowej skrzynki iniekcyjnej 54. Górna płytka 44 zawiera łożysko, w którym obraca się wał 46 turbinki 30.

Jak to uwidoczniono na fig. 3, skrzynka iniekcyjna 54 zawiera dwie szczeliny, które są umieszczone odpowiednio naprzeciw króćca doprowadzającego 24 i króćca odprowadzającego 26. Króćce 24 i 26 są wyrównane liniowo względem siebie wzdłuż osi YY', przecinającej prostopadle oś podłużną XX' turbinki 30. Szczeliny te stanowią iniektor 58 i ejektor 60. Iniektor 58 odchyla przepływ wody, pochodzącej z króćca 24, w celu doprowadzenia go do obwodu turbinki, natomiast ejektor 60 pobiera wodę, znajdującą się na obwodzie turbinki, w celu jej odprowadzenia ku króćcowi odprowadzającemu 26. Jak to jest uwidocznione na fig. 3, iniektor 58 ma powierzchnię profilową pierwszej ścianki 62, której zadaniem jest stopniowe zwiększenie prędkości przepływu wody, pochodzącej z króćca doprowadzającego 24. Ta powierzchnia profilowa znajduje się naprzeciw króćca doprowadzającego 24 tak, aby być położoną na drodze przepływu. Powierzchnia profilowa jest utworzona głównie przez dwa odcinki krzywoliniowe, których wklęsłości są odwrócone. Odcinek krzywoliniowy, najbliższy króćca doprowadzającego 24, jest wklęsły.

W konfiguracji, uwidocznionej na fig. 3 i 3a, iniektor 58 ma prostokątny lokalny przekrój przepustowy i zawiera dwie przeciwległe ścianki 62, 64, które wyznaczają największy wymiar iniektora, równoległy do osi podłużnej XX' i zwany wysokością. Druga ścianka 64 prowadzi strumień, któremu nadaje prędkość pierwsza ścianka, wzdłuż odpowiedniego kierunku. Warto zauważyć, że iniektor 58 nie musi mieć prostokątnego przekroju przepustowego. Można również przewidzieć szczelinę o kształcie bardziej złożonym, której cała powierzchnia wewnętrzna byłaby profilowa, w celu stopniowego zwiększania prędkości przepływu wody. W trosce o uproszczenie, kształt iniektora 58 jest taki, jak to uwidoczniono na fig. 3 i 3a, a zatem króciec doprowadzający 24 o kształcie walcowym i iniektor 58 nie łączą się dokładnie. Wysokość iniektora 58 jest równa w przybliżeniu średnicy wewnętrznej króćca doprowadzającego 24, ale wymiar szczeliny, który biegnie prostopadle do osi podłużnej XX' w płaszczyźnie fig. 3 i który nazywa się szerokością, jest większy od średnicy wewnętrznej wymienionego króćca.

Jak to uwidoczniono na fig. 3a, powierzchnia profilowa pierwszej ścianki 62 składa się, poczynając od króćca doprowadzającego 24, z odcinka krzywoliniowego, który ma w rzucie na płaszczyznę fig. 3a pierwszy profil okrągły Cl w kształcie wycinka okręgu, którego

181 790 środek znajduje się na krawędzi zewnętrznej 54a skrzynki iniekcyjnej 54. Powierzchnia profilowa pierwszej ścianki 62 składa się również z drugiego odcinka krzywoliniowego, mającego w rzucie na płaszczyznę fig. 3a wypukły drugi pro fil okrągły C2 o promieniu większym od promienia pierwszego profilu okrągłego C1. Te dwa profile okrągłe o odwróconych wklęsłościach tworzą największą część powierzchni profilowej. Drugi profil okrągły C2 umożliwia stopniowe nadawanie prędkości przepływowi wody. Te dwa profile okrągłe Cl i C2 są połączone ze sobą za pomocą również wypukłego, trzeciego, profilu okrągłego C3, którego środek znajduje się na osi XX' turbinki i którego promień jest wyraźnie większy od promienia drugiego profilu okrągłego C2. Trzeci profil okrągły C3 jest równoległy do krawędzi zewnętrznej 54a skrzynki iniekcyjnej 54. Powierzchnia profilowa 62 jest przedłużona za drugi profil okrągły C2 za pomocą profilu L1 w przybliżeniu prostoliniowego w rzucie na płaszczyznę przedstawioną na fig. 3a. Pr^ofil L1 tworzy z osią wyrównania liniowego króćców⁷ kąt nachylenia, zawarty w granicach od 28 do 32°, równy np. 30°. Ten profil L1 służy do nadawania zbieżności strumieniowi wody. Warto zauważyć, że środek drugiego profilu okrągłego C2 jest wyznaczony przez jego promień i przez połączenie z profilami C3 i L1.

Za tym profilem inny w przybliżeniu prostoliniowy profil L2 dochodzi do krawędzi wewnętrznej 54b skrzynki iniekcyjnej 54. Druga ścianka 64 ma w rzucie na płaszczyznę z fig. 3a profil w przybliżeniu prostoliniowy. Warto zauważyć, że profil ten mógłby być także wklęsły. W przybliżeniu prostoliniowy profil drugiej ścianki 64 tworzy z osią wyrównania liniowego YY króćców kąt nachylenia, zawarty w granicach od 19 do 24°, równy np. 22°. Linia, będąca przedłużeniem prostoliniowego profilu drugiej ścianki 64 w kierunku komory pomiarowej 28, jest styczna do okręgu C4 ze środkiem na osi XX' i o średnicy, mniejszej od średnicy okręgu, opisanego przez koniec łopatek 36 turbinki 30. Cecha ta zapewnia dobrą powtarzalność pomiarów cieczomierza. Prostoliniowy profil L2 pierwszej ścianki 62 jest równoległy do profilu prostoliniowego drugiej ścianki 64, w celu ograniczania odkształcania się strumienia w zależności od natężenia przepływu na wejściu do komory pomiarowej 28. Prócz tego pierwsza ścianka 62 iniektora 58 jest tak skonstruowana, aby zasłaniać komorę pomiarową przy przepływie wody, która pochodzi z króćca doprowadzającego 24. Rozwiązanie to pozwala uniknąć bezpośredniego przepływu cieczy z króćca do komory pomiarowej 28, który to przepływ nie byłby poddany działaniu powierzchni profilowej pierwszej ścianki 62. Taki bezpośredni przepływ powodowałby przemieszczanie w dół krzywej błędu przy dużych natężeniach przepływu, a zatem zwiększanie błędu, otrzymywanego w pomiarach takich natężeń przepływu.

Jest korzystne, jeśli wysokość iniektora 58 jest większa od wysokości łopatek 36 osiowej turbinki 30, co pozwala wykorzystywać efekt ścinania laminarnego strumienia wody, uchodzącego z wymienionego iniektora, a zatem poprawić moment napędowy przy małych natężeniach przepływu.

Gdy zamierza się uzyskać te same osiągi cieczomierza przy zliczaniu i przy odliczaniu (strumień cieczy pochodzi wówczas z króćca odprowadzającego 26), wówczas iniektor 58 i ejektor są korzystnie symetryczne do siebie względem płaszczyzny, prostopadłej do osi YY' wyrównania liniowego króćców, która to płaszczyzna mieści oś podłużnąXX'.

Żebra 39, przymocowane do ścianki 42, są w liczbie sześciu, natomiast żebra 40, przymocowane do ścianki 44, są w liczbie trzech. Żebra 39 (względnie 40) są umieszczone w równomiernych odstępach. Trzy górne żebra 40 tworzą literę Y, której dwa górne ramiona znajdują się naprzeciw obu szczelin, czyli iniektora 58 i ejektora 60, a ramię dolne jest umieszczone w płaszczyźnie, prostopadłej do osi YY' i mieszczącej oś XX' (fig. 3b). Ta szczególna konfiguracja nadaje cieczomierzowi dużą czułość.

Ponadto sześć dolnych żeber 39 jest tak rozłożonych, że dwa żebra, umieszczone na tej samej prostej, są wyrównane liniowo w płaszczyźnie, prostopadłej do osi YY' i mieszczącej oś XX' (fig. 3 i 3a).

Dwa żebra górne 40, które tworzą dwa ramiona górnej części litery Y, są nałożone na dwa dolne żebra 39, które znajdują się naprzeciw iniektora 58 i ejektora 60 (fig. 3b). Fakt nałożenia trzech górnych żeber 40 na sześć dolnych żeber 39 pozwala zwiększyć popęd,

181 790 przenoszony przez strumień cieczy w komorze pomiarowej 28 turbinki i w ten sposób wzmocnić moment napędowy, przenoszony na wymieniona turbinkę.

Wyprostowanie krzywej błędu przy dużych natężeniach przepływu uzyskuje się głównie przez rozstawienie górnych i dolnych żeber. Warto zauważyć, że rozstawienie górnych i dolnych żeber w komorze pomiarowej względem iniektora i ejektora możnaby również zastosować w cieczomierzu ze skrzynką iniekcyjną, zawierającą iniektor o znanym kształcie, taki, jaki jest przedstawiony na fig. 1, lub nawet w bardziej tradycyjnym cieczomierzu z króćcami o przesuniętych osiach. W obu przypadkach pozwoliłoby to na zwiększenie czułości cieczomierza przy małych natężeniach przepływu.

Figura 3c przedstawia wykonanie wariantowe, w którym profil drugiej ścianki 70 w rzucie na płaszczyznę tej figury nie jest prostoliniowy, lecz wklęsły. W zależności od tego profilu profil pierwszej ścianki 72 jest zmodyfikowany w taki sposób, że odległość pomiędzy króćcem doprowadzającym 24 a powierzchnią profilową pierwszej ścianki 72, na jaką natrafia strumień wody, jest większa od tej samej odległości, przedstawionej na cieczomierzu z fig. 3. Ta konfiguracja powierzchni pierwszej ścianki umożliwia bardziej stopniowe zwiększanie prędkości przepływu wody, pochodzącej z króćca doprowadzającego 24, niż w cieczomierzu, przedstawionym na fig. 3.

Warto zauważyć, że ta postać iniektora stwarza mniejszą stratę obciążenia, niż postać, przedstawiona na fig. 3, przy tym samym przekroju, uchodzącym na wprost średnicy wewnętrznej 54b skrzynki iniekcyjnej. Za wyjątkiem profilu drugiej ścianki i wartości liczbowych, odnoszących się do profilu pierwszej ścianki, wszystko to, co zostało powiedziane poprzednio z powołaniem się na fig. 2, 3, 3a i 3b, stosuje się również do tego wariantu wykonania.

Według innego wariantu, przedstawionego na fig. 3d, dwie szczeliny 74 i 76 są wykonane w skrzynce iniekcyjnej 54 cieczomierza naprzeciw króćca doprowadzającego 24 tak, aby utworzyć dwa iniektory. Te dwie szczeliny 74 i 76 są oddzielone od siebie ścianką profilową 78, tworzącą deflektor, który znajduje się naprzeciw strumienia cieczy, pochodzącego z króćca doprowadzającego 24. Na tej figurze deflektor profilowy 78 ciągnie się od średnicy wewnętrznej 54b skrzynki iniekcyjnej 54 w kierunku króćca doprowadzającego 24, lecz kończy się w pobliżu średnicy zewnętrznej wymienionej skrzynki iniekcyjnej.

Jednakże możliwa jest konfiguracja, w której deflektor łączy średnicę wewnętrzną 54b i zewnętrzną 54a skrzynki iniekcyjnej 54.

Jak to uwidoczniono na fig. 3d, pierwsza szczelina 74 oferuje przepływowi cieczy, pochodzącej z króćca doprowadzającego 24, powierzchnię profilową 75, zwiększającą stopniowo prędkość tego przepływu i utworzoną głównie przez pierwszy odcinek wklęsły 75a i przez drugi odcinek wypukły 75b, zmienione w porównaniu z kształtem powierzchni profilowej 62 z fig. 3 tak, aby umożliwić bardziej stopniowe zwiększanie prędkości przepływu cieczy. Warto zauważyć, że odległość pomiędzy króćcem doprowadzającym 24 a powierzchnią profilową 75 pierwszej szczeliny 74 jest większa od tej samej odległości, przedstawionej na cieczomierzu według fig. 3. Powierzchnia profilowa 75 pierwszej szczeliny 74 współpracuje ze ścianką 78a, deflektora profilowego 78, umieszczoną naprzeciw wymienionej powierzchni profilowej. Ścianka 78a deflektora 78 ma za zadanie prowadzenie strumienia cieczy, zwiększającego stopniowo prędkość, przez powierzchnię profilową 75. Prócz tego druga szczelina 76 ma ściankę 77, która znajduje się naprzeciw deflektora profilowego 78 i która jest najbardziej oddalona od powierzchni profilowej 75 pierwszej szczeliny 74.

Ta ścianka 77 ma w rzucie na płaszczyznę fig. 3d, która jest prostopadła do osi podłużnej XX', profil wklęsły, który współpracuje ze ścianką 78b deflektora profilowego 78, umieszczoną naprzeciw, w celu stopniowego nadawania prędkości strumieniowi cieczy, pochodzącemu z króćca doprowadzającego 24.

Układ według fig. 3d może być pożyteczny np. dla zwiększania przy małych natężeniach przepływu momentu napędowego, przenoszonego przez cieczomierz, w porównaniu z cieczomierzami według stanu techniki, zwłaszcza ten z fig. 5, gdy zostaje zwiększony przekrój użytkowy wymienionego cieczomierza. Ten wariant wykonania może zawierać inne cechy charakterystyczne, które zostały opisane z powołaniem się na fig. 2, 3, 3a i 3b, za

181 790 wyjątkiem cech, dotyczących kształtu drugiej ścianki 64 i wartości liczbowych, odnoszących się do pierwszej ścianki 62 i drugiej ścianki 64.

Tytułem przykładu liczbowego komora pomiarowa 28 ma średnicę wewnętrzną 45 mm, skrzynka iniekcyjna 54 ma grubość 12 mm, łopatki 36 turbinki 30 mają wysokość 14 mm, żebra górne 40 mają wysokość 2 mm, szerokość 2,5 mm i długość 9,5 mm, żebra dolne 39 mają wysokość 4 mm, szerokość 1,5 mm i długość 13 mm. Szczeliny, czyli iniektor 58 i ejektor 60 maja wysokość 17 mm, szerokość 21 mm na wprost ich połączenia z króćcami doprowadzającym 24 i odprowadzającym 26, a szerokość 6,5 mm w miejscu, gdzie uchodzą one do komory pomiarowej 28. Profile C1, C2 i C3 powierzchni profilowej pierwszej ścianki 62 mają odpowiednio promień, równy 5 mm, 8 mm i 29,5 mm. Obydwa profile L1 i L2 mają odpowiednio długość 3,5 i 1 mm.

Figura 4 przedstawia dwie krzywe, które odzwierciedlają błąd względny pomiaru, wykonanego za pomocą dwóch cieczomierzy, w zależności od natężenia przepływu w każdym z nich. Cieczomierze zostały ustawione w takim położeniu, że oś turbinki jest pionowa. Na figurze tej zakres dopuszczalnego błędu dla cieczomierza klasy C został uwidoczniony linią ciągłą.

Krzywą. A otrzymano dla cieczomierza według stanu techniki - takiego, jaki jest przedstawiony na fig. 5. Cieczomierz taki zawiera króćce do doprowadzania i odprowadzania cieczy, które są wyrównane liniowo względem siebie i których oś YY' wyrównania liniowego przecina prostopadle oś podłużną XX' turbinki. Na obwodzie turbinki umieszczona jest skrzynka iniekcyjna w obudowie cieczomierza, która zawiera dwie szczeliny, znajdujące się naprzeciw króćca do doprowadzania cieczy oraz jedna szerszą szczelinę, położoną naprzeciw króćca do odprowadzania cieczy. Każda z tych szczelin jest nachylona symetrycznie względem osi YY' wyrównania liniowego króćców. Skrzynka iniekcyjna ma grubość ścianki

4,5 mm, średnicę wewnętrzną 48,8 mm, a szczeliny mają wysokość 13 mm. Cztery dolne żebra, rozłożone równomiernie z odstępami wzajemnymi, są umieszczone w dolnej części komory pomiarowej. Turbinka zawiera siedem łopatek o wysokości, równej 12 mm. Średnica zewnętrzna turbinki, zaopatrzonej w łopatki, wynosi 45,5 mm. Dwa żebra górne są umieszczone w górnej części komory pomiarowej na płytce. Cieczomierz jest zaopatrzony w napęd magnetyczny przez przyciąganie typu powierzchnia do powierzchni, przy czym każdy z magnesów jest wykonany w postaci wieńca.

Krzywą B otrzymano dla cieczomierza według wynalazku, a ściślej dla takiego, jaki jest przedstawiony na fig. 2 i 3. Stwierdza się zatem, że cieczomierz według wynalazku poprawia bardzo wyraźnie moment napędowy, przenoszony na turbinkę przy małych natężeniach przepływu, co pozwala skompensować moment pasożytniczy, uwarunkowany napędem magnetycznym, a zatem uzyskać większą dokładność zliczania bez względu na położenie osi turbinki.

Jest korzystne, jeśli skrzynka iniekcyjna 54, osiowa turbinka 30 i górna płytka 44 stanowią zespół modularny, który można wstawić w obudowę 22 cieczomierza o stosownych wymiarach.

181 790

Q(l/h)

FIG. 4

FIG. 5

181 790

FIG. 3a

181 790

FIG. 3

181 790

γγ,

54 22 42 34 32

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Cieczomierz jednostrumieniowy, zawierający korpus, w którym umieszczona jest komora pomiarowa o kształcie cylindrycznym, wyposażona w turbinkę, zaopatrzoną w łopatki, dwa króćce, króciec doprowadzający i króciec odprowadzający, przyłączone do korpusu i usytuowane współliniowo na osi prostopadłej do podłużnej osi turbinki, obudowę umieszczoną w korpusie na obwodzie turbinki i zawieraj ącą co najmniej dwie szczeliny, znajdujące się odpowiednio naprzeciw króćca doprowadzającego i króćca odprowadzającego, do wtryskiwania i wyrzucania strumienia cieczy w kierunku odchylonym względem osi wyrównania liniowego króćców, przy czym co najmniej jedna szczelina jest usytuowana naprzeciw króćca doprowadzającego i ta szczelina ma powierzchnię profilową, należącą do pierwszej ścianki szczeliny położonej naprzeciw króćca doprowadzającego oraz ma drugą ściankę leżącą naprzeciw pierwszej ścianki i mającą profil prostoliniowy w rzucie na płaszczyznę, prostopadłą do osi podłużnej turbinki, znamienny tym, że profil powierzchni profilowej należącej do pierwszej ścianki (62; 72; 75) jest utworzony głównie przez dwie części krzywoliniowe o odwrotnie skierowanych wklęsłych bokach.
2. Cieczomierz według zastrz. 1, znamienny tym, że część krzywoliniowa, bliższa króćca doprowadzającego (24), jest wklęsła.
3. Cieczomierz według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że część krzywoliniowa, bliższa króćca doprowadzającego (24), ma w rzucie na płaszczyznę, prostopadłą do osi podłużnej (XX) turbinki, pierwszy profil okrągły (Cl).
4. Cieczomierz według zastrz. 3, znamienny tym, że część krzywoliniowa, wklęsłego boku, odwrócona względem części, która jest bliższa króćca doprowadzającego (24), ma w rzucie na płaszczyznę, prostopadłą do osi podłużnej (XX') turbinki, drugi profil okrągły (C2) o większym promieniu niż pierwszy profil okrągły (C1).
5. Cieczomierz według zastrz. 4, znamienny tym, że obydwa profile okrągłe (Cl) i (C2) w rzucie na płaszczyznę prostopadłą do osi podłużnej (XX') turbinki są połączone ze sobą za pomocą trzeciego profilu okrągłego (C3) o wklęsłym boku odwrotnym względem wklęsłego boku pierwszego profilu okrągłego (C1), i mającego promień, większy od promienia drugiego profilu okrągłego (C2).
6. Cieczomierz według zastrz. 4, znamienny tym, że profil powierzchni pierwszej ścianki (62) położonej naprzeciw króćca doprowadzającego (24), jest przedłużony za drugi profil okrągły (C2) za pośrednictwem profilu (L1), prostoliniowego w rzucie na płaszczyznę, prostopadłą do osi podłużnej (XX) turbinki.
7. Cieczomierz według zastrz. 6, znamienny tym, że prostoliniowy profil (L1) tworzy z osią (YY') wyrównania liniowego króćców kąt, zawarty w zakresie od 28 do 32°.
8. Cieczomierz według zastrz. 7, znamienny tym, że prostoliniowy profil (L1) jest przedłużony w kierunku przepływu strumienia za pomocą innego prostoliniowego profilu (L2), równoległego do prostoliniowego profilu przeciwległej ścianki (64).
9. Cieczomierz według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwsza ścianka (62), która ma powierzchnię profilową, oddziela komorę pomiarową (28) od strumienia cieczy, znajdującego się w króćcu doprowadzającym (24).