RU1779938C - Расходомер насосного агрегата - Google Patents

Abstract

Использование: при необходимости осуществл ть измерение расхода жидкости, подаваемой насосным агрегатом Сущность изобретени : введение датчика скорости позвол ет повысить точность измерени  в услови х измен ющейс  скорости приводного двигател . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано там, где необходимо осуществл ть измерение расхода жидкости, подаваемой насосным агрегатом, состо щим из насоса и приводного двигател .

Известен турбосиловой расходомер, содержащий вспомогательный двигатель, вал которого посредством пружины соединен с ротором, наход щимс  в потоке жидкости, расход которой контролируетс , а также устройство дл  измерени  и преобразовани  угла закручивани  пружины в значение расхода жидкости (Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л.: Машиностроение , 1975, с. 403).

При использовании расходомера такого типа дл  определени  расхода жидкости, подаваемой насосным агрегатом, основные недостатки св заны с дополнительным двигателем и ротором, помещаемым в поток жидкости, что увеличивает гидродинамическое сопротивление и снижает производительность насосного агрегата и надежность расходомера Кроме того, возникает необходимость дополнительных затрат оборудовани  и энержи на закручивание потока.

Известен турбосиловой расходомер, содержащий установленные в корпусе, г е в потоке жидкости, расход которой измер етс , две турбинки, св занные между собой посредством моментопередающего узла, а также тахометрического узла съема сигна- лов(авт.св №1040337,кл G01 F 1/12,1988).

Недостатком такого расходомера  вл етс  использование двух тахометрических узлов, а также наличие вращающихс  деталей в потоке жидкости, что снижает производительность насосного агрегата, увеличивает сложность и снижает надежность расходомера и стабильность его характеристик .

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по сути физических  влений и конструктивным особенност м устройством (прототипом)  вл етс  расходомер, включающий электродвигатель, датчик полной мощности и преобразователь Последний осуществл ет преобразование сигнала, пропорционального полной мощности, потребл емой приводным двигателем нэсос- ного агрегата, в сигнал равный расходу жидкости, перекачиваемой этим насос ным агрегатом

s

6

VI

3

Ч СО 00

Недостатком этого расходомера  вл етс  то, что в услови х измен ющейс  скорости вращени  приводного двигател  расход жидкости насосного агрегата будет определ тьс  неточно, поскольку расход жидкости в общем случае зависит от скорости вращени  вала насосного агрегата.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  расхода жидкости в услови х переменной скорости вращени  вала насосного агрегата.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем насосный агрегат , датчик мощности, датчик скорости и преобразователь, датчик скорости включен между приводным двигателем и преобразователем , при этом повышаетс  точность измерени  расхода жидкости насосного агрегата в услови х измен ющейс  скоро-. сти вращени  вала приводного двигател .

Проведенный сравнительный анализ за вл емого расходомера с прототипом позвол ет утверждать, что подключение датчика скорости к насосному агрегату и преобразователю отсутствует в прототипе, следовательно, за вл емый расходомер соответствует критерию новизна.

Отсутствие в аналогичных технических решени х признаков, отличающих за вл емое техническое решение от прототипа, обуславливает соответствие за вл емого технического решени  критерию существенные отличи .

Возможность достижени  цели изобретени , т.е. повышени  точности огфеделе- ни  расхода жидкости введением датчика скорости подтверждаетс  следующими теоретическими выводами.

Момент, затрачиваемый на закрутку жидкости (Цейтлин В.Г. Расходоизмеритель- на  техника. М.: Стандарт, 1977, с. 194), равен:

М d(JW)/dt,

где J - момент инерции жидкости;

W - скорость вращени .

В установившихс  режимах d(JW) WdJ. Но dJ RM2dm. где Ви приведенный радиус инерции, определ емый конструк: тивными параметрами; m - масса вращающейс  жидкости. Следовательно

Мвр RM2W dm /dt(1)

Так как dm/dt уж Q, где уж - плотность , a Q - расход жидкости, то из (1) вытекает

Q Мвр/ у RMW

(2)

С другой стороны в установившемс  режиме справедливо равенство

MBPW tj (Рп - Ро)

(3)

где tj- КПД двигател ; Рп - мощносН, потребл ема  двигателем при ненулевом расходе жидкости; Ро - мощность при нулевом расходе. . Из выражений (2) и (3) следует равенство

Q K(Pn-P0)/W2

(4)

где К 7/уж Яи2- посто нный коэффициент.

Из соотношени  (4) следует, что расход жидкости пр мо пропорционален мощности и обратно пропорционален квадрату скорости вращени  вала насосного агрегата . Поэтому при различной установившейс 

скорости вращени  учет последней при преобразовании мощности в расход жидкости повышает точность определени  расхода жидкости, подаваемой насосным агрегатом. Предполагаемое изобретение по сн етс  прилагаемым чертежом.

Устройство содержит датчик 1 мощности , входом подключенный к приводному двигателю 2, который соединен с насосом 3, и датчик 4 скорости, входом подключенный

к насосу 3, при этом выходы датчика 1 мощности и датчика 4 скорости соединены с входами преобразовател  5, выход преобразовател  5  вл етс  выходом расходомера .

Расходомер насосного агрегата работает следующим образом:

На холостом ходу. т.е. при нулевом расходе жидкости приводной двигатель потребл ет мощность Ро. Сигнал с датчика 1

мощности поступает на преобразователь 5, который настраиваетс  так, что его выходной сигнал при этом равен нулю.

При возникновении расхода жидкости Q(t) 0 мощность, потребл ема  двигателем 2, а также сигнал датчика 1 мощности возрастают. Этот сигнал, а также сигнал с датчика 4 скорости поступают на преобразователь 5, где преобразуютс  в соответствии с выражением (4) в значение расхода

жидкости Q(t).

Поскольку преобразование сигналадат- чика 1 осуществл етс  преобразователем 5 с учетом текущей скорости вращени  вала насосного агрегата, по вл етс  возможность использовани  расходомера на насосных агрегатах, работающих с различной переменной скоростью вращени , при этом расход жидкости Q(t) определ етс  fionee точно.

Дополнительные по сравнению с прототипом функции преобразовател  5, обусловленные введением в него второго канала от датчика скорости и заключающиес  в реализации выражени  (4), могут осуществл тьс  на аналоговых вычислительных блоках, схемные реализации которых приведены в табл.2.2 на с. 108 в книге Ялышев А.У. и Разоренов О.И. Многофункциональные аналоговые регулирующие устройства автоматики . М.: Машиностроение, 1981, с. 399.

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Расходомер насосного агрегата, содержащий последовательно соединенные датчик мощности и преобразователь, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности в услови х переменной скорости вращени  вала насосного агрегата .преобразователь выполнен с дополнительным входом , к которому подключен введенный датчик скорости вала насосного агрегата.