RU2156442C1 - Single-stream meter of amount of fluid medium ( versions ) - Google Patents
Single-stream meter of amount of fluid medium ( versions ) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2156442C1 RU2156442C1 RU2000100214/28A RU2000100214A RU2156442C1 RU 2156442 C1 RU2156442 C1 RU 2156442C1 RU 2000100214/28 A RU2000100214/28 A RU 2000100214/28A RU 2000100214 A RU2000100214 A RU 2000100214A RU 2156442 C1 RU2156442 C1 RU 2156442C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- inlet
- cassette
- louvre
- rotation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к приборостроению, в частности к средствам измерения количества протекающей через трубопровод жидкости (газа). Оно может быть использовано при проектировании и производстве квартирных и промышленных счетчиков количества для учета воды и тепловой энергии, переносимой ею в системах водо- и теплоснабжения, а также газовых счетчиков количества - для учета газа в системах газоснабжения. The invention relates to instrumentation, in particular to means for measuring the amount of fluid (gas) flowing through a pipeline. It can be used in the design and manufacture of apartment and industrial quantity meters for accounting for water and heat energy transferred by it in water and heat supply systems, as well as gas quantity meters for gas accounting in gas supply systems.
Известны одноструйные счетчики количества жидкости, содержащие крыльчатку, установленную в вихревой камере корпуса с впускным и выпускным каналами, расположенными на одном уровне, тангенциально к вихревой камере, под углом друг к другу или соосно [1]. Известные счетчики такой конструкции имеют низкие метрологические показатели, в частности узкий диапазон измерений и сравнительно низкую чувствительность при малых скоростях течения жидкости, ввиду чего в стандартизованном ряду счетчиков количества занимают по диапазону измерения "ступеньку" не выше класса "B" по ГОСТ Р 50193 и международному стандарту ISO 4064. Known single-jet counters of the amount of fluid containing an impeller installed in the vortex chamber of the housing with the inlet and outlet channels located at the same level, tangentially to the vortex chamber, at an angle to each other or coaxially [1]. Known counters of this design have low metrological indicators, in particular a narrow measurement range and relatively low sensitivity at low liquid flow rates, which is why in a standardized series of counters, quantities occupy a "step" not higher than class "B" according to GOST R 50193 and international ISO 4064 standard.
Низкая чувствительность при малых скоростях обусловлена тем, что элементарные струи потока, поступающего в вихревую камеру счетчика через входное окно, не только имеют различные скорости в эпюре, но и на лопасти крыльчатки попадают с большим рассеянием по ее радиусу. Вследствие этого создаваемые ими (на разных радиусах приложения силы струй) моменты вращения имеют существенно различающиеся между собой значения. В результате этого существенно снижается эффективность использования кинетической энергии входящего потока. При больших скоростях течения потока это проявляется в меньшей степени, а при малых приводит к потере чувствительности и сужению диапазона измерения. The low sensitivity at low speeds is due to the fact that the elementary jets of the stream entering the vortex chamber of the counter through the inlet window not only have different speeds in the plot, but also get on the impeller blades with large scattering along its radius. As a result of this, the rotational moments created by them (at different radii of application of the jet force) have significantly different values. As a result of this, the efficiency of using the kinetic energy of the incoming stream is significantly reduced. At high flow rates, this is manifested to a lesser extent, and at low speeds it leads to a loss of sensitivity and a narrowing of the measurement range.
Известны многоструйные счетчики количества, в которых входной поток подается в вихревую камеру к крыльчатке по всей ее окружности - через множество равномерно рассредоточенных по периметру камеры входных окон [2]. Благодаря этому в создании момента вращения крыльчатки участвуют одновременно все лопасти и влияние разброса по элементарным моментам вращения на каждой отдельной лопасти тем самым компенсируется. Однако и это не обеспечивает увеличения диапазона измерения. Счетчики такого типа более сложны по конструкции, имеют увеличенные по сравнению с одноструйными счетчиками габариты из-за наличия двух расположенных одна над другой камер (входной и выходной) и дополнительных кольцевых каналов по периметру камер. Поэтому они более сложны также по технологии исполнения и требуют более тщательной обработки поверхностей, омываемых потоком. Multi-jet quantity counters are known in which the input stream is supplied to the vortex chamber to the impeller along its entire circumference — through a plurality of inlet windows evenly distributed around the chamber perimeter [2]. Due to this, all blades are simultaneously involved in creating the moment of rotation of the impeller, and the influence of the spread in elementary moments of rotation on each individual blade is thereby compensated. However, this does not provide an increase in the measuring range. Counters of this type are more complex in design, have larger dimensions compared to single-jet counters due to the presence of two chambers located one above the other (input and output) and additional annular channels around the perimeter of the chambers. Therefore, they are also more complex in terms of execution technology and require more thorough processing of surfaces washed by the stream.
Известны одноструйные счетчики количества текучих сред с соосным диаметральным (по отношению к вихревой камере) расположением впускного и выпускного каналов. К такому типу относится счетчик количества жидкости ("потокомер"), описанный в патенте ФРГ [3] . Известный счетчик содержит корпус с впускным и выпускным каналами и внутренней камерой с расположенной в ней крыльчаткой, а также струенаправляющий аппарат, размещенный во входном окне, перед крыльчаткой, и узел съема и представления информации. Струенаправляющий аппарат, предназначенный в таких счетчиках для создания тангенциальной составляющей от входящего диаметрального потока, в известном счетчике количества выполнен в виде сужающей шайбы ("Водометного диска") с малым центральным отверстием, установленной во входном окне под углом к осевой линии диаметрального впускного канала. Single-jet counters of the number of fluids with coaxial diametrical (with respect to the vortex chamber) arrangement of the inlet and outlet channels are known. This type includes a liquid quantity meter (“flow meter”) described in the German patent [3]. The known counter comprises a housing with inlet and outlet channels and an internal chamber with an impeller located in it, as well as a directing device located in the input window in front of the impeller, and a data acquisition and presentation unit. The stringing apparatus, designed in such counters to create a tangential component from the incoming diametric flow, in the known quantity counter is made in the form of a narrowing washer ("Water-jet disk") with a small central hole installed in the inlet window at an angle to the axial line of the diametric inlet channel.
Счетчики такого типа и указанный, в частности, по диапазону измерений также не превосходят границ, очерченных для счетчиков класса "B", так как, формируя острую струю и повышая тем самым чувствительность при малых скоростях входящего потока, установленная перед крыльчаткой сужающая шайба полностью исключает возможность измерения количества при больших скоростях (при больших расходах), так как рассчитана на узконормированную величину расхода, и существенно повышает входное гидравлическое сопротивление счетчика. Такие счетчики, оснащенные шайбой конкретного калибра, могут работать только в узком диапазоне, из-за чего их нельзя использовать в качестве квартирных или промышленных водомеров. По входному сопротивлению они не удовлетворяют установленным стандартам для таких счетчиков, а использование их ограничивается некоторыми специзмерениями количества воды, например, в системах дозирования и смешения с заведомо ограниченным диапазоном расхода, а в случае изменения диапазона в них должна производиться замена шайбы на другую. Counters of this type and indicated, in particular, in the measurement range also do not exceed the boundaries outlined for class "B" counters, since by forming a sharp stream and thereby increasing sensitivity at low inlet speeds, the narrowing washer installed in front of the impeller completely eliminates the possibility of measuring quantities at high speeds (at high flow rates), as it is designed for a narrowly adjusted flow rate, and significantly increases the input hydraulic resistance of the meter. Such meters equipped with a specific caliber washer can only work in a narrow range, which is why they cannot be used as apartment or industrial water meters. In terms of input resistance, they do not meet the established standards for such meters, and their use is limited to some special measurements of the amount of water, for example, in dosing and mixing systems with a knowingly limited flow range, and if the range changes, they should be replaced with another.
Особое место среди счетчиков количества текучей среды занимают одноструйный счетчик (водомер) завода "Водоприбор", в котором крыльчатка во внутреннюю камеру корпуса счетчика помещена в цельноизвлекаемой кассете, имеющей собственный корпус с крышкой, входным и выходным окнами [4]. Такое решение позволяет разделить чисто механические функции корпуса счетчика - функции гидроарматуры - и функции метрологические. В этом случае кассета становится самодостаточным метрологическим блоком, определяющим метрологические показатели счетчика количества в целом, чем существенно упрощаются задачи обслуживания счетчиков (ремонта и поверки). A special place among the fluid quantity meters is taken by the single-jet meter (water meter) of the Vodopribor plant, in which the impeller is placed in the integrally removable cassette, which has its own housing with a cover, input and output windows, in the inner chamber of the meter housing [4]. Such a solution allows us to separate the purely mechanical functions of the meter body — the hydraulic fittings — and the metrological functions. In this case, the cassette becomes a self-sufficient metrological unit that determines the metrological indicators of the quantity counter as a whole, which greatly simplifies the tasks of meter maintenance (repair and verification).
Известный одноструйный счетчик количества содержит также впускной и выпускной каналы, сообщающиеся с внутренней камерой, в которой размещена цельноизвлекаемая кассета с заключенной в ней крыльчаткой, и узел съема и представления информации, установленный над кассетой. The well-known single-jet quantity counter also contains inlet and outlet channels communicating with the inner chamber, in which a fully removable cartridge with an impeller enclosed in it, and an information pickup and presentation unit mounted above the cartridge are placed.
Однако, несмотря на указанные достоинства, метрологические показатели и такого одноструйного счетчика количества в части диапазона измерения не превосходят показатели, установленные для счетчиков класса "B", из-за присущего одноструйным счетчикам недостатка первого аналога - низкой эффективности использования энергии входящего потока вследствие значительного рассеяния элементарных струй входящего потока по радиусу крыльчатки и несогласованности создаваемых этими струями элементарных моментов вращения между собой. However, in spite of the indicated advantages, the metrological indicators and such a single-jet meter of quantity in part of the measuring range do not exceed the indicators established for class “B” meters, due to the inherent lack of the first analogue in single-jet meters - low energy efficiency of the incoming stream due to significant dispersion of elementary jets of the incoming stream along the radius of the impeller and the inconsistency of the elementary moments of rotation created by these jets with each other.
Необходимо также заметить, что одноструйные счетчики количества текучей среды, в которых впускной и выпускной каналы корпуса ориентированы тангенциально к вихревой камере под углом между собой или соосно более подвержены ошибкам и неточностям в изготовлении корпуса: влиянию неточности литья корпуса, его последующей обработки и качества поверхностей, омываемых контролируемой средой на входе, чем счетчики с диаметральным соосным расположением впускного и выпускного каналов. Поэтому для кассетных счетчиков количества корпус с тангенциальным расположением входного и выходного каналов, с точки зрения конструкционной воспроизводимости независимости от случайностей технологии представляется менее целесообразным, чем корпус с диаметральным соосным расположением этих каналов. It should also be noted that single-jet counters of the amount of fluid in which the inlet and outlet channels of the housing are oriented tangentially to the vortex chamber at an angle to each other or are coaxially more prone to errors and inaccuracies in the manufacture of the housing: the influence of inaccuracies in casting the housing, its subsequent processing and surface quality, washed by a controlled medium at the inlet than counters with diametric coaxial arrangement of the inlet and outlet channels. Therefore, for cassette counters of the number, a case with a tangential arrangement of the input and output channels, from the point of view of structural reproducibility of independence from randomness of technology, seems less appropriate than a case with a diametric coaxial arrangement of these channels.
В основу предлагаемого изобретения положена задача расширения диапазона измерений одноструйных счетчиков количества текучей среды при ненормированных расходах. The basis of the present invention is the task of expanding the measurement range of single-jet counters of the amount of fluid at unnormalized costs.
Решение поставленной задачи в одноструйном счетчике количества текучей среды, содержащем корпус с впускным и выпускным каналами и внутренней камерой с расположенной в ней тангенциальной крыльчаткой, а также струенаправляющий аппарат, размещенный во входном окне, перед крыльчаткой, и узел съема и представления информации, обеспечивается тем, что струенаправляющий аппарат выполнен в виде жалюзийной решетки, при этом пластины жалюзийной решетки своими длинными сторонами ориентированы параллельно оси вращения крыльчатки. Благодаря такому выполнению струенаправляющего аппарата достигается не только формирование интенсивных структурных элементов потока (струй) из массива входящего потока, способствующих повышению чувствительности при малых скоростях последнего, но, в отличие от прототипа, и сохраняется способность счетчика к измерениям в диапазоне больших скоростей (больших расходов). Тем самым достигается расширение диапазона измерений и повышение точности без необходимости перенастройки счетчика каким-либо образом. The solution of this problem in a single-jet meter of the amount of fluid containing a housing with inlet and outlet channels and an inner chamber with a tangential impeller located in it, as well as a directing device located in the inlet window in front of the impeller, and an information collection and presentation unit are ensured by that the directing device is made in the form of a louvre grille, while the louvre grill plates with their long sides are oriented parallel to the axis of rotation of the impeller. Thanks to this embodiment of the directing apparatus, not only is the formation of intense structural elements of the stream (jets) from the array of the incoming stream contributing to an increase in sensitivity at low speeds of the latter, but, unlike the prototype, the counter’s ability to measure in the range of high speeds (high costs) is preserved . Thereby, an extension of the measuring range and an increase in accuracy are achieved without the need to reconfigure the meter in any way.
Решение поставленной задачи обеспечивается также тем, что пластины жалюзийной решетки установлены под разными углами атаки и своими профилями образуют пакет щелевых конфузоров. За счет этого еще в большей степени повышается интенсивность струйных течений, исходящих от входного окна, и как следствие эффективность использования энергии входящего потока как при малых, так и при больших скоростях его. The solution to this problem is also ensured by the fact that the louvre grill plates are installed at different angles of attack and form a packet of slot confusers with their profiles. Due to this, the intensity of the jet flows emanating from the inlet window increases even more, and as a result, the efficiency of using the energy of the incoming stream at both low and high speeds.
Решение задачи обеспечивается дополнительно и тем, что углы схождения щелевых конфузоров жалюзийной решетки, размещенной во входном окне, перед крыльчаткой, имеют общую вершину, лежащую в пределах радиуса крыльчатки на геометрической линии, параллельной оси ее вращения. Благодаря такому выполнению жалюзийной решетки все плоские струи, сформированные пакетом щелевых конфузоров, действуют согласованно, на одном и том же радиусе, создавая тем самым условия для получения наибольшего суммарного момента вращения на лопастях крыльчатки как при малых, так и при больших расходах входящего потока. The solution to the problem is additionally provided by the fact that the angles of convergence of the slotted confusers of the louvre grille located in the inlet window, in front of the impeller, have a common vertex lying within the radius of the impeller on a geometric line parallel to its rotation axis. Due to this embodiment of the louvre lattice, all flat jets formed by a package of slotted confusers act in concert, on the same radius, thereby creating conditions for obtaining the greatest total angular momentum on the impeller blades both at low and high inlet flow rates.
Достижение же наибольшего суммарного момента вращения крыльчатки обеспечивается тем, что общая вершина углов схождения щелевых конфузоров жалюзийной решетки расположена на расстоянии 0,8 - 0,9 радиуса крыльчатки от оси ее вращения, т.е. на максимально допустимом плече. The achievement of the greatest total moment of rotation of the impeller is ensured by the fact that the common vertex of the convergence angles of the slotted confusers of the louvre lattice is located at a distance of 0.8 - 0.9 of the radius of the impeller from the axis of its rotation, i.e. on the maximum allowable shoulder.
Решение задачи указанными выше путями обеспечивается как в счетчике с тангенциально ориентированными к вихревой камере впускным и выпускным каналами (расположенными под углом или соосно между собой), так и в счетчике с диаметрально ориентированными впускным и выпускным каналами. В частности, решение задачи обеспечивается также тем, что входное окно, в котором размещена жалюзийная решетка, расположено на одной осевой линии с диаметрально ориентированным впускным каналом, при этом жалюзийная решетка выполнена экранирующей поперечное сечение входного окна в диаметральном направлении. The solution of the problem by the above paths is provided both in the counter with inlet and outlet channels tangentially oriented towards the vortex chamber (located at an angle or coaxially with each other), and in the counter with diametrically oriented inlet and outlet channels. In particular, the solution of the problem is also ensured by the fact that the entrance window, in which the louvre grille is placed, is located on the same axial line with the diametrically oriented inlet channel, while the louvre grille is made to screen the cross section of the entrance window in the diametrical direction.
За счет этого обеспечивается ограничение (или исключение) возможности прохождения части диаметрально входящего потока мимо пластин жалюзийной решетки, т. е. без создания необходимой для вращения крыльчатки тангенциальной составляющей (тангенциального течения). Такой поток не только не вносил бы вклад в создание момента вращения крыльчатки, но и в случае большой его доли, например, при перекрытии жалюзийной решеткой только 50% поперечного сечения входного окна, создавал бы противодействие вращению ее из-за встречной направленности по отношению к поочередно набегающим лопастям крыльчатки с противоположной стороны. This ensures the restriction (or exclusion) of the possibility of the passage of part of the diametrically incoming flow past the plates of the louvre grille, i.e., without creating the tangential component (tangential flow) necessary for the rotation of the impeller. Such a flow would not only not contribute to the creation of the moment of rotation of the impeller, but also in the case of a large proportion of it, for example, when the louvre grille overlaps only 50% of the cross section of the inlet window, would create an opposition to its rotation due to the opposite direction with respect to alternately impeller blades on the opposite side.
Решение поставленной задачи за счет выполнения жалюзийной решетки экранирующей обеспечивается при степени перекрытия поперечного сечения входного окна пластинами жалюзийной решетки, составляющей в свету не менее 0,7 его площади. При меньшей степени перекрытия наблюдается падение чувствительности при малых скоростях потока. The solution to this problem by performing a shielding louvre grating is provided with the degree of overlap of the cross section of the input window with louvre grate plates, which in the light is at least 0.7 of its area. At a lower degree of overlap, a decrease in sensitivity is observed at low flow rates.
Кроме этого, решение поставленной задачи по второму варианту - в одноструйном счетчике количества текучей среды, содержащем корпус с впускным и выпускным каналами и внутренней камерой, в которой размещена тангенциальная крыльчатка, заключенная в цельноизвлекаемую кассету с входным и выходным окнами, а также узел съема и представления информации, обеспечивается тем, что он оснащен струенаправляющим аппаратом, выполненным в виде жалюзийной решетки и расположенным во входном окне кассеты, при этом пластины жалюзийной решетки своими длинными сторонами ориентированы параллельно оси вращения крыльчатки. Наряду с достоинствами такого решения задачи, указанными в отношении первого варианта счетчика количества (без кассеты), оснащение кассетного счетчика жалюзийной решеткой и размещение ее во входном окне кассеты придает кассете с заключенной в ней крыльчаткой статус самодостаточного метрологического блока, который после соответствующей поверки в корпусах различных типов одноструйных счетчиков может использоваться без дополнительной поверки в качестве сменного измерительного блока для счетчика соответствующего типа. In addition, the solution of the task according to the second option is in a single-jet meter of the amount of fluid containing a housing with inlet and outlet channels and an internal chamber in which a tangential impeller is housed, enclosed in a fully removable cartridge with input and output windows, as well as a removal and presentation unit information is ensured by the fact that it is equipped with a directing device made in the form of a louvre grill and located in the input window of the cassette, while the louvre grill plates are long The sides are oriented parallel to the axis of rotation of the impeller. Along with the advantages of such a solution to the problem indicated in relation to the first version of the quantity counter (without a cassette), equipping the cassette counter with a louver grill and placing it in the input window of the cassette gives the cassette with the impeller enclosed in it the status of a self-sufficient metrological unit, which, after appropriate verification in various buildings types of single-jet meters can be used without additional verification as a replaceable measuring unit for a counter of the corresponding type.
Решение задачи и дополнительные преимущества обеспечиваются как при обособленном выполнении жалюзийной решетки с последующей ее установкой в окно кассеты (на подготовленное посадочное место), так и в случае выполнения ее за одно целое с кассетой (с ее корпусом или крышкой). The solution to the problem and additional advantages are provided both when the louvre grille is separa- ted in isolation and installed in the cassette window (on the prepared seat), and if it is completed in one piece with the cassette (with its body or cover).
При выполнении жалюзийной решетки за одно целое с кассетой решение задачи обеспечивается и тем, что щели, образованные между крайними пластинами ее и смежными с ними сторонами входного окна кассеты, имеют форму конфузоров, вершина угла схождения каждого из которых находится на одной геометрической линии с общей вершиной углов схождения других щелевых конфузоров жалюзийной решетки. When performing the louvre lattice in one piece with the cassette, the solution to the problem is also ensured by the fact that the slots formed between its extreme plates and the adjacent sides of the cassette inlet window have the shape of confusers, the vertex of each of which is on the same geometric line with a common vertex angles of convergence of other slotted confusers of the louvre grille.
Решение задачи по второму варианту счетчиков (кассетных) обеспечивается, подобно первому варианту выполнения одноструйных счетчиков, тем, что:
- пластины жалюзийной решетки, расположенной во входном окне цельноизвлекаемой кассеты, установлены под разными углами атаки и своими профилями образуют пакет щелевых конфузоров, углы схождения которых имеют общую вершину, лежащую в пределах радиуса крыльчатки на геометрической линии, параллельной оси ее вращения;
- общая вершина углов схождения пакета щелевых конфузоров жалюзийной решетки, расположенной во входном окне цельноизвлекаемой кассеты, находится на расстоянии 0,8 - 0,9 радиуса крыльчатки от оси ее вращения;
- входное окно цельноизвлекаемой кассеты, в котором размещена жалюзийная решетка, и выпускной канал корпуса счетчика расположены по линии диаметра кассеты, при этом жалюзийная решетка выполнена экранирующей поперечное сечение входного окна в диаметральном направлении;
- степень перекрытия поперечного сечения входного окна кассеты пластинами жалюзийной решетки составляет в свету не менее 0,7 его площади.The solution to the problem according to the second version of the counters (cassette) is provided, like the first embodiment of the single-jet counters, in that:
- the plates of the louvre lattice located in the input window of the completely removable cartridge are installed at different angles of attack and form a packet of slot confusers with their profiles, the convergence angles of which have a common vertex lying within the radius of the impeller on a geometric line parallel to the axis of rotation;
- the common vertex of the convergence angles of the package of slotted confusers of the louvre lattice located in the input window of the completely removable cassette is at a distance of 0.8 - 0.9 of the radius of the impeller from its rotation axis;
- the input window of the whole cartridge, in which the louvre grille is located, and the outlet channel of the meter body are located along the line of the diameter of the cassette, while the louvre grille is made to screen the cross section of the input window in the diametrical direction;
- the degree of overlap of the cross section of the input window of the cartridge with the plates of the louvre grille is at least 0.7 of its area in the light.
Пояснения к приведенным путям решения задачи в кассетных счетчиках полностью соответствуют изложенным ранее пояснениям для варианта выполнения одноструйного счетчика бескассетным. The explanations to the given ways of solving the problem in cassette counters are fully consistent with the explanations given above for the embodiment of a single-jet counter without cassette.
Изобретение поясняется графическими материалами, где представлены:
фиг. 1 - общий вид одноструйного счетчика количества текучей среды (вариант 1 - бескассетный);
фиг. 2 - эскиз выполнения жалюзийной решетки в бескассетном счетчике с соосными диаметральными впускным и выпускным каналами;
фиг. 3 - эскиз выполнения жалюзийной решетки в бескассетном счетчике с тангенциальными впускным и выпускным каналами, расположенными под углом между собой;
фиг. 4 - эскиз выполнения жалюзийной решетки в бескассетном счетчике с соосными тангенциальными впускным и выпускным каналами;
фиг. 5 - общий вид одноструйного счетчика количества текучей среды (вариант 2 - кассетный);
фиг. 6 - эскиз выполнения жалюзийной решетки в кассетном счетчике с соосными диаметральными впускным и выпускным каналами (верхняя крышка условно не показана);
фиг. 7 - эскиз выполнения жалюзийной решетки в кассетном счетчике с тангенциальными впускным и выпускным каналами, расположенными под углом между собой каналами (верхняя крышка условно не показана);
фиг. 8 - эскиз выполнения жалюзийной решетки в кассетном счетчике с тангенциальными впускным и выпускным каналами, ориентированными соосно каналами (верхняя крышка условно не показана);
фиг. 9 - один из возможных вариантов установки жалюзийной решетки, выполнен ной отдельно, во входное окно кассеты;
фиг. 10 - графики зависимостей относительных погрешностей от расхода для предлагаемого счетчика и для прототипа.The invention is illustrated by graphic materials, which show:
FIG. 1 is a general view of a single-jet fluid quantity counter (
FIG. 2 is a sketch of the implementation of the louvre grille in a cassette-free counter with coaxial diametrical inlet and outlet channels;
FIG. 3 is a sketch of the implementation of the louvre grille in a cassette-free counter with tangential inlet and outlet channels located at an angle between each other;
FIG. 4 is a sketch of the implementation of the louvre grille in a cassette-free counter with coaxial tangential inlet and outlet channels;
FIG. 5 is a general view of a single-jet fluid quantity counter (
FIG. 6 is a sketch of the implementation of the louvre grille in a cassette counter with coaxial diametrical inlet and outlet channels (the top cover is conventionally not shown);
FIG. 7 is a sketch of the implementation of the louvre grille in a cassette counter with tangential inlet and outlet channels located at an angle between the channels (the top cover is not shown conventionally);
FIG. 8 is a sketch of a louvre grill in a cassette counter with tangential inlet and outlet channels oriented coaxially with the channels (the top cover is not shown conventionally);
FIG. 9 - one of the possible options for installing a louvre grille, made separately, in the input window of the cassette;
FIG. 10 - graphs of the dependencies of the relative errors on the flow rate for the proposed meter and for the prototype.
Предлагаемый одноструйный счетчик количества текучей среды (фиг. 1, 5) содержит корпус 1 с впускным 2, выпускным 3 каналами и внутренней камерой 4, в которой установлена с возможностью осевого вращения крыльчатки 5. По первому варианту - в бескассетном счетчике (фиг. 1 - 4) крыльчатка 5 установлена в камере 4 корпуса непосредственно - между ее днищем 4а и крышкой 4б, так что сама камера 4 выполняет функции вихревой камеры. По второму же варианту - в кассетном счетчике (фиг. 5 - 9) крыльчатка 5 в камеру корпуса 1 помещена уже заключенной предварительно в кассету 6 между ее днищем 6а и крышкой 6б, так что вихревой камерой счетчика является уже камера 6в цельноизвлекаемой кассеты 6, камера корпуса счетчика выполняет функции лишь посадочного гнезда кассеты 6 с заключенной в ней крыльчаткой. Крышка 4б камеры 4 корпуса, а также крышка 6б кассеты 6 имеют на своей внутренней стороне пару диаметральных ребер 4в и 6г соответственно, предназначенных для регулировки счетчика (путем поворота крышки) в процессе поверки. Сверху крышка 4б или кассета 6 зафиксирована прижимным кольцом 7, посаженным на резьбе в корпус 1. Кроме этого, счетчик содержит струенаправляющий аппарат, выполненный в виде жалюзийной решетки 8 и расположенный во входном окне корпуса 1 (бескассетный вариант) и, соответственно - во входном окне цельноизвлекаемой кассеты 6 (кассетный вариант счетчика), а также узел 9 съема и представления информации, установленный на крышке 4б вихревой камеры 4 корпуса и соответственно на крышке кассеты 6. The proposed single-jet counter of the amount of fluid (Fig. 1, 5) contains a
В зависимости от того, как в одноструйном счетчике ориентированы впускной и выпускной каналы по отношению к вихревой камере (соосно, диаметрально или тангенциально), жалюзийная решетка выполняется либо экранирующей входное окно по направлению осевой линии канала, либо проходной. В счетчиках количества с соосными диаметральными каналами (фиг. 2, 6) жалюзийная решетка выполнена экранирующей в этом (диаметральном) направлении, при сохранении своей основной функции - формирования тангенциального струйного течения контролируемой среды, обеспечивающего эффективное использование энергии входящего потока для создания момента вращения на лопастях крыльчатки 5. Таким экранированием сечения входного окна счетчика исключается не только возможность прохождения на лопасти крыльчатки струй потока, направленных встречно вращению крыльчатки, но и возможность диаметрального перетока контролируемой среды из входного окна в выходное, в обход крыльчатки, без совершения полезной работы по созданию момента вращения. Depending on how the inlet and outlet channels are oriented in the single-jet meter with respect to the vortex chamber (coaxially, diametrically or tangentially), the louvre grille is either shielded the entrance window in the direction of the centerline of the channel or the passage. In quantity counters with coaxial diametrical channels (Fig. 2, 6), the louvre grille is made shielding in this (diametric) direction, while maintaining its main function — the formation of a tangential jet flow of a controlled medium, which ensures the efficient use of the energy of the incoming stream to create a torque on the
В счетчиках же количества с тангенциально ориентированными впускным и выпускным каналами (соосно или под углом между собой) жалюзийная решетка выполняется проходной (фиг. 3, 4, 7, 8) как в бескассетном варианте счетчика, так и в кассетном. In quantity counters with tangentially oriented inlet and outlet channels (coaxially or at an angle between each other), the louvre grille is made of a through-passage (Fig. 3, 4, 7, 8) both in a cassette-free version of the counter and in a cassette.
Но независимо от ориентации впускного и выпускного каналов, пластины жалюзийной решетки в одноструйных счетчиках любого оформления установлены под различными углами атаки, и своими профилями образуют пакет конфузоров, фокусирующих своими углами схождения части разделенного потока на общую линию, параллельную оси вращения крыльчатки и расположенную на расстоянии 0,8 - 0,9 радиуса от ее оси. Благодаря этому при расширении диапазона измерений в сторону малых расходов в отличие от прототипа, величина входного сопротивления одноструйного счетчика количества сохраняется в границах, установленных для таких требований, т.е. при изменении расхода контролируемой среды в широком (не нормированном) диапазоне. При этом жалюзийная решетка в зависимости от типоразмера счетчика может иметь от двух до пяти щелевых конфузоров в пакете. Она может быть выполнена как отдельно с последующей установкой ее во входное окно камеры 4 корпуса 1 (фиг. 2, 3, 4) или во входное окно кассеты (фиг. 9,кассетный вариант), так и за одно целое с корпусом счетчика, либо кассеты (фиг. 6, 7, 8). Она может быть выполнена (или закреплена) и на крышке кассеты и соответственно на крышке корпуса счетчика (не показано). Это становится возможным потому, что входное и выходное окна в корпусе и в кассете из конструктивных соображений выполняются разомкнутыми со стороны крышки и имеют прямоугольную форму. При этом появляется также возможность поворотом крышки изменять ориентацию пакета щелевых конфузоров и тем самым осуществлять регулировку счетчика. But regardless of the orientation of the inlet and outlet channels, the louvre grill plates in single-jet counters of any design are installed at different angles of attack, and their profiles form a package of confusers focusing their angles of convergence of a part of the divided flow onto a common line parallel to the axis of rotation of the impeller and located at a distance of 0 , 8 - 0.9 radius from its axis. Due to this, when expanding the measurement range towards low costs, in contrast to the prototype, the input impedance value of a single-jet quantity counter is kept within the boundaries established for such requirements, i.e. with a change in the flow rate of the controlled medium in a wide (not standardized) range. At the same time, the louvre grille, depending on the size of the meter, can have from two to five slotted confusers in a bag. It can be performed separately, with its subsequent installation in the input window of the
Узел 9 съема и представления информации, используемый в предлагаемом счетчике, построен по принципу бесконтактной передачи информации через немагнитную герметичную стенку. The
Этот узел может представлять собой как сумматор механического тепа, связываемый с помощью магнитной связи ведомой муфты с ведущей муфтой, вмонтированной в крыльчатку, так и электронный счетчик-сумматор импульсов с цифровым представлением информации на дисплее и съемом сигнала с крыльчатки без магнитной муфты. This assembly can be either a mechanical heat adder connected by magnetic coupling of the driven clutch to a leading clutch mounted in the impeller, or an electronic pulse counter-adder with digital representation of information on the display and signal collection from the impeller without a magnetic clutch.
Предлагаемый счетчик количества работает следующим образом. The proposed quantity counter works as follows.
Поступающий во впускной канал 2 (фиг. 1, 5) поток контролируемой среды, попадая на пластины экранирующей жалюзийной решетки 8, разделяется на несколько плоских тангенциальных струй, и пакетом образованных ее пластинами конфузоров фокусируется на лопастях крыльчатки 5, на расстоянии 0,8 - 0,9 радиуса ее, по линии, параллельной оси вращения крыльчатки. Суммарный максимальный момент вращения, создаваемый на лопастях крыльчатки за счет такой фокусировки, сообщает крыльчатке вращение, которое через немагнитную крышку 4б или 6б передается на узел 9 съема и представления информации, где число оборотов крыльчатки преобразуется в количество прошедшей через счетчик текучей среды. The flow of the controlled medium entering the inlet channel 2 (Fig. 1, 5), falling onto the plates of the shielding
При тангенциальной ориентации впускного канала 2 жалюзийная решетка 8 (проходная) лишь разделяет входящий поток на плоские струи и фокусирует последние на заданном расстоянии от оси вращения крыльчатки 5 (фиг. 3, 4, 7, 8). With the tangential orientation of the
Опытная партия одноструйных кассетных счетчиков в количестве 10 шт., изготовленных согласно приведенному выше описанию, с условным диаметром впускного канала 20 мм, и подвергнутых испытаниям на поверочном метрологическом стенде, дала согласующиеся результаты. Счетчики имели экранирующую жалюзийную решетку с тремя щелевыми конфузорами, расположенную во входном окне кассеты. Результаты сравнительных испытаний предлагаемого счетчика и прототипа приведены в таблице, а графики кривых относительных погрешностей - на фиг. 10. An experimental batch of single-jet cassette counters in the amount of 10 pcs., Manufactured according to the above description, with a nominal diameter of the inlet channel of 20 mm, and subjected to tests on a calibration metrological bench, yielded consistent results. The meters had a shielding louvre grille with three slotted confusers located in the input window of the cassette. The results of comparative tests of the proposed counter and prototype are shown in the table, and the graphs of the curves of relative errors in FIG. ten.
Как видно из сравнения кривых погрешностей (фиг. 10) во всем диапазоне расходов для предлагаемого счетчика и прототипа диапазон измерения предлагаемого счетчика увеличен более чем в 2 раза и счетчик в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50193 и международного стандарта ISO 4064 переходит в качественно новый разряд - класс C. As can be seen from the comparison of the error curves (Fig. 10) over the entire flow range for the proposed meter and prototype, the measuring range of the proposed meter is more than doubled and the meter, in accordance with the requirements of
Необходимо также отметить, что при этом увеличивается также точность измерения (как видно из графиков существенно уменьшено абсолютное значение относительной погрешности). It should also be noted that this also increases the accuracy of the measurement (as can be seen from the graphs, the absolute value of the relative error is significantly reduced).
Кассетный же вариант одноструйного счетчика, обеспечивающий дополнительно упрощение обслуживания счетчиков за счет метрологической самодостаточности кассеты и возможности смены кассет без дополнительной полномасштабной поверки счетчика, дает предлагаемому счетчику дополнтельные преимущества. The cassette version of the single-jet counter, which further simplifies the maintenance of the counters due to the metrological self-sufficiency of the cassette and the possibility of changing the cassettes without additional full-scale verification of the counter, gives the proposed counter additional advantages.
Источники информации
1. Киясбейли А.Ш., Лифшиц Л.М. Первичные преобразователи систем измерения расхода и количества жидкостей. M.: Энергия, 1980, с. 14, рис. 12, с. 41, рис. 32, 33.Sources of information
1. Kiyasbeyli A.Sh., Lifshits L.M. Primary converters of systems for measuring the flow rate and amount of liquids. M .: Energy, 1980, p. 14, fig. 12, p. 41, fig. 32, 33.
2. Патент ФРГ N 2647297, кл. G 01 F 1/06, 1976. 2. The patent of Germany N 2647297, class. G 01
3. Патент DE N 4028780, кл. G 01 F 1/06, 1/08, 1990 (прототип). 3. Patent DE N 4028780, cl. G 01
4. Заявка России N 95114352/28, кл. G 01 F 1/08, 1995, БИ N 23, 1997 (прототип). 4. Application of Russia N 95114352/28, cl. G 01
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000100214/28A RU2156442C1 (en) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Single-stream meter of amount of fluid medium ( versions ) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000100214/28A RU2156442C1 (en) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Single-stream meter of amount of fluid medium ( versions ) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000100214A RU2000100214A (en) | 2000-06-10 |
| RU2156442C1 true RU2156442C1 (en) | 2000-09-20 |
Family
ID=20229064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000100214/28A RU2156442C1 (en) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Single-stream meter of amount of fluid medium ( versions ) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2156442C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2894440A4 (en) * | 2012-09-04 | 2016-07-27 | Oleg Mikhailovych Cherepnin | Multi-stream water meter |
| RU170928U1 (en) * | 2016-12-07 | 2017-05-15 | Акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина" - АО "АПЗ" | WINGED WATER METER |
-
2000
- 2000-01-11 RU RU2000100214/28A patent/RU2156442C1/en active IP Right Revival
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2894440A4 (en) * | 2012-09-04 | 2016-07-27 | Oleg Mikhailovych Cherepnin | Multi-stream water meter |
| RU170928U1 (en) * | 2016-12-07 | 2017-05-15 | Акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина" - АО "АПЗ" | WINGED WATER METER |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Van't Riet et al. | Real and pseudo-turbulence in the discharge stream from a Rushton turbine | |
| EP1775560B1 (en) | Ultrasonic flow meter with flow mixer | |
| CA1307475C (en) | Fluid strainer and flow corrector for fluid measurement device | |
| PL173989B1 (en) | Method of and apparatus for determining fluid flow variables | |
| Owen et al. | Vortex breakdown in a rotating cylindrical cavity | |
| US4438648A (en) | Differential mass flowmeter | |
| KR101618151B1 (en) | Accessory apparatus for flowmeters | |
| RU2159921C2 (en) | Single-jet device with increased sensitivity and adjustment effect to measure flow rate of liquid | |
| US3867840A (en) | Axial outlet flow transducer | |
| RU2156442C1 (en) | Single-stream meter of amount of fluid medium ( versions ) | |
| WO1996029574A3 (en) | Coriolis effect mass flowmeter using concentric rotors | |
| Pruvost et al. | Particle image velocimetry investigation of the flow-field of a 3D turbulent annular swirling decaying flow induced by means of a tangential inlet | |
| US2877649A (en) | Coriolis mass flowmeter | |
| Chigier et al. | Laser anemometer measurements in flames with swirl | |
| US4089220A (en) | Fluid flow meter | |
| EP0032910A1 (en) | Turbine flowmeters. | |
| US3301052A (en) | Turbine flowmeter | |
| US3927564A (en) | Vortex type flowmeter | |
| US3792611A (en) | Unidirectional flowmeter indicating changes of flow direction | |
| US5307686A (en) | Device for measuring the rate of flow of a flowing fluid | |
| RU2337319C1 (en) | Tangential turbine flow meter | |
| CA2037993C (en) | Flow indicator or flowmeter | |
| JPH071186B2 (en) | Flow meter transmitter | |
| SU553512A1 (en) | Stand for aerodynamic testing of fans | |
| RU2670212C1 (en) | Partial flowmeter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050112 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120918 |
|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -PC4A- IN JOURNAL: 30-2012 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180522 Effective date: 20180522 |