RU2224985C2 - Roller-blade flow meter - Google Patents
Roller-blade flow meter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2224985C2 RU2224985C2 RU2000128576/28A RU2000128576A RU2224985C2 RU 2224985 C2 RU2224985 C2 RU 2224985C2 RU 2000128576/28 A RU2000128576/28 A RU 2000128576/28A RU 2000128576 A RU2000128576 A RU 2000128576A RU 2224985 C2 RU2224985 C2 RU 2224985C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- roller
- housing
- cheeks
- sensor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения массового расхода (количества) жидкостей, газов (рабочих тел), приводящихся в движение потоком этих рабочих тел, а более конкретно к массовым расходомерам роликолопастного типа, которые могут быть использованы в гидро- или газовых системах для точного измерения расхода жидкости или газа в широком диапазоне изменения их расхода, давления, температуры, вязкости. The invention relates to measuring equipment, in particular to devices for measuring the mass flow (quantity) of liquids, gases (working fluid), driven by the flow of these working fluid, and more particularly to mass flow meter roller type, which can be used in hydro- or gas systems for accurate measurement of fluid or gas flow over a wide range of changes in their flow rate, pressure, temperature, viscosity.
Известны роликолопастные расходомеры (см., например, а.с. SU 1663437, пат. RU 2017071, кл. G 01 F 3/10). Known roller-vane flow meters (see, for example, A.S. SU 1663437, Pat. RU 2017071, class G 01 F 3/10).
Известные роликолопастные расходомеры содержат корпус (статор), имеющий каналы подвода и отвода рабочего тела и образованную в его внутреннем объеме рабочую камеру с опорными щеками, внешние поверхности которых обращены к торцам корпуса, между внутренними поверхностями опорных щек, связанных между собой средствами соединения посредством размещенных в указанных щеках подшипниковых узлов, установлены лопастной ротор и имеющие пазы для свободного прохождения его лопастей валики-распределители, оси вращения которых кинематически связаны с валом ротора через синхронизирующую передачу, расположенную со стороны внешней поверхности одной из щек в крышке, соединенной с корпусом, рабочие поверхности лопастей и поверхность рабочей камеры, рабочая поверхность валиков-распределителей, обращенная к ней поверхность выполненных в рабочей камере открытых к ротору выемок, в которых установлены валики-распределители, и поверхность ротора образуют относительно друг друга уплотняющие диаметральные зазоры, а внутренние поверхности опорных щек и обращенные к ним соответствующие поверхности ротора - уплотняющие торцевые зазоры, при этом роликолопастной расходомер по пат. 2017071 снабжен датчиком частоты вращения ротора. Known roller-vane flowmeters comprise a housing (stator) having channels for supplying and discharging the working fluid and a working chamber formed in its internal volume with supporting cheeks, the external surfaces of which are facing the ends of the housing, between the internal surfaces of the supporting cheeks, connected by means of a connection the indicated cheeks of the bearing assemblies, a rotor rotor is installed and distributor rollers having rotational axes kinematically connected with grooves for the free passage of its blades s with the rotor shaft through a synchronizing gear located on the outer surface of one of the cheeks in the lid connected to the housing, the working surfaces of the blades and the surface of the working chamber, the working surface of the distributor rollers, the facing surface of the recesses made in the working chamber, open to the rotor, in which the distributor rollers are installed, and the rotor surface is formed with respect to each other by sealing diametrical gaps, and the inner surfaces of the supporting cheeks and their respective facing rotor erhnosti - end sealing gaps, wherein rolikolopastnoy flowmeter of US Pat. 2017071 is equipped with a rotor speed sensor.
В соответствии с известными техническими решениями корпус (статор) расходомера выполнен из двух частей, первая из которых, наружная, имеет форму капсулы, во внутреннем объеме которой размещена вторая часть с открытой полостью и расположенной с этой стороны опорной щекой, соединенной с противолежащей стенкой корпуса. Выполнение корпуса расходомера из двух частей повышает металлоемкость конструкции, усложняет процесс изготовления и монтажно-демонтажные работы, осуществляемые с учетом жестких требований контроля по уплотняющим зазорам между подвижными парами конструктивных элементов расходомера. Необходимость в гарантированности параметров уплотняющих зазоров соответствует требованиям точности измерения расхода рабочих тел (жидкости, газа) с учетом минимальных утечек последних в зонах герметичности при образовании подвижных пар конструктивных элементов расходомера, формирующих полости подвода и отвода в рабочей камере. При конструктивной проработке расходомеров одновременно должны быть учтены и требования по эксплуатационной надежности работы образуемых подвижных пар с учетом относительного движения их поверхностей без задиров и заеданий. Особенно это существенно при образовании двухсторонних торцевых уплотняющих зазоров (σт) между поверхностями ротора и неподвижными поверхностями щек, а также при образовании диаметрального зазора или зазоров между частью поверхности выемки рабочей камеры и поверхностью валика-распределителя. Эксплуатационная надежность известных расходомеров неэффективна вследствие низкой долговечности указанных пар по герметичности. Объясняется это незначительной угловой протяженностью названных диаметральных уплотняющих зазоров между парой выемка-валик и негарантированностью уплотняющего торцевого зазора между парой щека-ротор. Незначительная угловая протяженность указанных диаметральных зазоров приводит к преждевременному износу поверхностей валика, что особенно существенно в конструкции расходомера по пат. 2017071, но вместе с тем в данном конструктивном решении наличие двухсторонних уплотняющих зазоров между рабочей поверхностью валика и краями его выемки предпочтительнее при образовании герметичной подвижной пары. Негарантированность торцевых уплотняющих зазоров в известных конструкциях объясняется описанными выше конструктивными особенностями корпуса, усложняющего технологический процесс монтажно-демонтажных работ по настройке этих зазоров с учетом работы расходомера в технологических режимах измерения расхода рабочих тел, различных по физико-химическому состоянию.In accordance with known technical solutions, the body (stator) of the flowmeter is made of two parts, the first of which is external in the form of a capsule, in the internal volume of which the second part with an open cavity and a supporting cheek located on this side connected to the opposite wall of the body is placed. The execution of the body of the flowmeter in two parts increases the metal consumption of the structure, complicates the manufacturing process and installation and dismantling work, carried out taking into account the stringent control requirements for sealing gaps between the moving pairs of the structural elements of the flowmeter. The need for guaranteed parameters of sealing gaps complies with the accuracy requirements for measuring the flow rate of working fluids (liquid, gas), taking into account the minimum leaks of the latter in the tightness zones during the formation of movable pairs of structural elements of the flowmeter, which form the supply and exhaust cavities in the working chamber. In the constructive study of flow meters, the requirements for the operational reliability of the formed movable pairs taking into account the relative motion of their surfaces without scuffing and jamming must be taken into account at the same time. This is especially significant when two-sided end sealing gaps (σ t ) are formed between the surfaces of the rotor and the fixed surfaces of the cheeks, as well as when a diametrical gap or gaps are formed between a part of the surface of the recess of the working chamber and the surface of the distributor roller. The operational reliability of known flowmeters is inefficient due to the low durability of these pairs for tightness. This is explained by the insignificant angular length of the aforementioned diametrical sealing gaps between the recess-roller pair and the non-guaranteeing of the sealing end gap between the cheek-rotor pair. An insignificant angular extent of the indicated diametrical gaps leads to premature wear of the surfaces of the roller, which is especially important in the design of the flow meter according to US Pat. 2017071, but at the same time, in this design solution, the presence of bilateral sealing gaps between the working surface of the roller and the edges of its recess is preferable in the formation of a tight movable pair. The non-guaranteeing of the end sealing gaps in the known constructions is explained by the design features of the housing described above, which complicates the installation and dismantling workflow for setting up these gaps taking into account the flowmeter operation in technological modes of measuring the flow of working fluids that are different in physical and chemical state.
С учетом ряда конструктивных особенностей известных расходомеров в качестве ближайшего аналога заявляемого технического решения выбрано изобретение по пат. 2017071. Taking into account a number of design features of the known flowmeters, the invention according to US Pat. 2017071.
Задачей изобретения является оптимизация конструктивно-компоновочной схемы роликолопастного расходомера, что обеспечивает достижение технического результата по уменьшению материалоемкости роликолопастного расходомера, удобства выполнения монтажно-демонтажных работ, в том числе связанных с эксплуатацией расходомера и наладкой его конструктивных элементов на гарантированные по технологическим требованиям параметры при измерении расходов рабочих тел с различными физико-химическими свойствами. The objective of the invention is to optimize the structural layout of the roller-blade flowmeter, which ensures the achievement of a technical result to reduce the material consumption of the roller-blade flowmeter, ease of installation and dismantling, including those associated with the operation of the flowmeter and the adjustment of its structural elements to the parameters guaranteed by the technological requirements when measuring the flow working bodies with various physicochemical properties.
Другой задачей изобретения является подбор для конструктивного выполнения деталей и узлов расходомера материалов повышенной долговечности и надежности при соблюдении требований уменьшения материалоемкости расходомера. Another objective of the invention is the selection for the constructive execution of parts and components of the flowmeter of materials of increased durability and reliability, subject to the requirements of reducing the material consumption of the flowmeter.
Для решения поставленной технической задачи предложен роликолопастной расходомер, содержащий корпус, имеющий каналы подвода и отвода рабочего тела и образованную в его внутреннем объеме рабочую камеру с опорными щеками, внешние поверхности которых обращены к торцам корпуса, между внутренними поверхностями опорных щек, связанных между собой средствами соединения посредством размещенных в указанных щеках подшипниковых узлов, установлены лопастной ротор и имеющие пазы для свободного прохождения его лопастей валики-распределители, оси вращения которых кинематически связаны с валом ротора через синхронизирующую передачу, расположенную со стороны внешней поверхности одной из щек в крышке, соединенной с корпусом, расходомер также снабжен датчиком частоты вращения ротора, при этом рабочие поверхности лопастей и поверхность рабочей камеры, рабочая поверхность валиков-распределителей, обращенная к ней поверхность выполненных в рабочей камере открытых к ротору выемок, в которых установлены валики-распределители, и поверхность ротора образуют относительно друг друга уплотняющие диаметральные зазоры, а внутренние поверхности опорных щек и обращенные к ним соответствующие поверхности ротора - уплотняющие торцевые зазоры, согласно изобретению во внутреннем объеме корпуса выполнена диаметральная перемычка для формирования рабочей камеры, соединенная с опорными щеками, каждая из которых со стороны ее поверхности, обращенной к торцу корпуса, снабжена гайкой, установленной в контакте с размещенным в данной щеке подшипниковым узлом вала ротора для регулирования уплотняющего торцевого зазора, при этом передающий элемент датчика частоты вращения ротора связан с синхронизирующей передачей, а его воспринимающий элемент расположен в крышке. To solve the technical problem, a roller-blade flowmeter is proposed, comprising a housing having channels for supplying and discharging the working fluid and a working chamber formed in its internal volume with supporting cheeks, the outer surfaces of which are facing the ends of the housing, between the inner surfaces of the supporting cheeks connected by means of a connection by means of bearing assemblies located in the indicated cheeks, a rotor rotor and distributor rollers, axes having grooves for the free passage of its blades, the rotations of which are kinematically connected with the rotor shaft through a synchronization gear located on the outer surface of one of the cheeks in the cover connected to the housing, the flowmeter is also equipped with a rotor speed sensor, while the working surfaces of the blades and the surface of the working chamber, the working surface of the distributor rollers, the surface of the recesses, made in the working chamber, facing the rotor, in which the distributor rollers are installed, and the rotor surface form relative to each other taking away the diametrical gaps, and the inner surfaces of the supporting cheeks and the corresponding rotor surfaces facing them are sealing end gaps, according to the invention, a diametrical jumper is made in the internal volume of the housing to form a working chamber connected to the supporting cheeks, each of which from the side of its surface facing to the end face of the housing is equipped with a nut installed in contact with the bearing assembly of the rotor shaft located in this cheek for adjusting the sealing end gap, while ayuschy element rotor speed sensor connected with the transmission timing, and its sensing element is disposed in the lid.
Согласно изобретению торец корпуса со стороны, противолежащей стороне размещения синхронизирующей передачи, соединен со второй крышкой. According to the invention, the end face of the housing on the opposite side of the timing gear is connected to the second cover.
Согласно изобретению величина уплотняющего торцевого зазора составляет 10-30 мкм. According to the invention, the size of the sealing end gap is 10-30 μm.
Согласно изобретению крышка имеет перегородку, отделяющую воспринимающий элемент датчика от передающего элемента, при этом толщина перегородки не менее 1 мм. According to the invention, the lid has a partition separating the sensing element of the sensor from the transmitting element, wherein the thickness of the partition is at least 1 mm.
Согласно изобретению передающий элемент датчика выполнен в виде смонтированной на валу ротора крыльчатки, размещенной в крышке корпуса со стороны синхронизирующей передачи и с внешней стороны последней, радиус вращения крыльчатки превышает межцентровое расстояние между шестернями синхронизирующей передачи. According to the invention, the sensor transmitting element is made in the form of an impeller mounted on the rotor shaft, located in the housing cover on the side of the synchronizing gear and on the outside of the latter, the radius of rotation of the impeller exceeds the center distance between the gears of the synchronizing gear.
Согласно изобретению шестерни синхронизирующей передачи выполнены из композиционных полимерных материалов. According to the invention, the gears of the synchronizing transmission are made of composite polymer materials.
Согласно изобретению передающий элемент датчика выполнен в виде металлической вставки, установленной на шестерне синхронизирующей передачи, соединенной с валом ротора. According to the invention, the transmitting element of the sensor is made in the form of a metal insert mounted on the gear of the synchronizing gear connected to the rotor shaft.
Согласно изобретению в опорных щеках в зоне установки подшипниковых узлов валиков-распределителей выполнены кольцевые полости под уплотнители для осевой фиксации осей вращения валиков. According to the invention, annular cavities for seals for axial fixing of the axes of rotation of the rollers are made in the supporting cheeks in the installation area of the bearing assemblies of the distributor rollers.
Согласно изобретению крышка, оснащенная воспринимающим элементом датчика, имеет дисплейное окно. According to the invention, a lid equipped with a sensor receiving element has a display window.
При реализации изобретения уменьшается металлоемкость расходомера за счет выполнения корпуса с диаметральной перемычкой для образования рабочей камеры ротора, упрощаются монтажно-демонтажные работы за счет двухстороннего расположения крышек на корпусе статора и наличия средств регулирования. При реализации изобретения повышается его эксплуатационная надежность, в том числе за счет использования высокопрочных конструкционных материалов с диэлектрическими свойствами, позволяющих их использовать в качестве несущей конструкции для размещения датчиков измерительных систем. В целом реализованная в соответствии с изобретением конструкция расходомера имеет оптимальные конструктивные параметры по габаритам и металлоемкости, эксплуатационно надежна и обеспечивает максимальную достоверность измерении расхода рабочего тела (жидкости, газа). When implementing the invention, the metal consumption of the flowmeter is reduced due to the implementation of the housing with a diametrical jumper to form the working chamber of the rotor, installation and dismantling operations are simplified due to the double-sided arrangement of the covers on the stator housing and the availability of regulation means. When implementing the invention, its operational reliability is increased, including through the use of high-strength structural materials with dielectric properties, allowing them to be used as a supporting structure for accommodating sensors of measuring systems. In general, the flowmeter design implemented in accordance with the invention has optimal design parameters in terms of dimensions and metal consumption, is operationally reliable, and provides maximum reliability in measuring the flow rate of the working fluid (liquid, gas).
При анализе известного уровня техники, относящегося к расходомерам роликолопастного типа, не выявлено технических решений с аналогичной заявляемому техническому решению совокупностью конструктивных признаков и их взаимосвязью, что свидетельствует о соответствии его критериям изобретения: новизна, существенные отличия, промышленная применимость, что и подтверждается нижеприведенным описанием изобретения. When analyzing the prior art relating to roller-blade type flowmeters, no technical solutions with a combination of design features and their interconnection similar to the claimed technical solution are revealed, which indicates compliance with its invention criteria: novelty, significant differences, industrial applicability, which is confirmed by the description of the invention below .
Изобретение поясняется чертежами, где на:
фиг.1 показан общий вид роликолопастного расходомера, сечение (Б-Б); при варианте использования резьбовых крышек для корпуса и крыльчатки в качестве передающего элемента датчика частоты вращения;
фиг.2 - то же, что на фиг.1 при варианте выполнения синхронизирующей передачи из композиционных полимерных материалов;
фиг.3 - то же, что на фиг.2, сечение А-А;
Фиг.4 - вариант выполнения крышки корпуса с измерительным устройством;
Роликолопастной расходомер содержит корпус 1, имеющий открытые торцы, с которыми соединены крышки 2 и 3. Внутренний объем корпуса 1 выполнен с диаметральной перемычкой 4. Названная перемычка выполнена в корпусе 1 в зоне формирования рабочей камеры 5 посредством опорных щек 6, соединяемых между собой и с перемычкой 4 болтовыми соединениями 7. В рабочей камере 5 между опорными щеками 6 посредством подшипниковых узлов 8 установлен вал 9 ротора с лопастями 10. Лопасти 10 соединены с валом 9 через крепежные элементы 11 или 12 (см. фиг.1 и 2). Диаметральная перемычка 4 имеет выемки 13, в которых установлены валики-распределители 14. Оси вращения валиков-распределителей 14 размещены в подшипниковых узлах 15, смонтированных в опорных щеках 6 рабочей камеры 5. На внешних сторонах опорных щек 6 в зоне установки подшипниковых узлов 15 выполнены кольцевые полости 16 под размещаемые в них уплотнители 17, посредством которых осуществляется осевая фиксация осей вращения валиков 14. Между поверхностью каждой выемки 13 и наружной поверхностью каждого валика-распределителя 14 образована полость 18 (для снижения гидравлических ударов). Валики-распределители 14 имеют открытые пазы 19 для свободного прохождения в них лопастей 10 ротора. Оси вращения валиков-распределителей кинематически связаны с валом 9 ротора через синхронизирующую передачу 20, обеспечивающую согласование скоростей вращения ротора и валиков-распределителей. Шестерни синхронизирующей передачи 20 размещены во внутреннем объеме крышки 2. Корпус 1 имеет каналы подвода и отвода рабочего тела (жидкости или газа) соответственно 20 и 21 или 21 и 20, сообщающиеся с рабочей камерой 5 и образующие в ней вместе с лопастями 10 ротора, рабочими (наружными) поверхностями валиков-распределителей 14 (в зависимости от направления движения рабочего тела) соответственно полость подвода или отвода 22 и полость отвода или подвода 23. Образование указанных полостей 22 и 23 обеспечивается за счет гарантированных параметров уплотняющих зазоров σ1,σ3 и σ2 соответственно между парами: рабочими поверхностями лопастей 10 и обращенной к ним поверхности диаметральной перемычки 4; рабочей (наружной) поверхностью каждого валика-распределителя 14 и обращенной к ней поверхностью выемки 13, предпочтительно, в зоне прилегающей к краевым участкам выемки; рабочей поверхностью каждого валика-распределителя и обращенной к ней рабочей поверхностью ротора. Наличие указанных уплотняющих зазоров σ1,σ2 и σ3 гарантирует герметичность соединения подвижных пар за счет снижения гидромеханических потерь (утечек) рабочего тела при переходе его из полости подвода 22 (23) в полость отвода 23 (22). Гарантированность диаметральных зазоров σ1 и σ2, равномерность распределения заданной величины их относительно поверхностей соответствующих герметизирующих пар обеспечивается как за счет технологических процессов изготовления, так и за счет уплотнителей 17, исключающих или уменьшающих (при соответствующих силовых нагрузках) осевые смещения валиков 14.The invention is illustrated by drawings, where:
figure 1 shows a General view of the roller-blade flowmeter, section (BB); when using threaded covers for the housing and the impeller as a transmitting element of the speed sensor;
figure 2 is the same as in figure 1 with an embodiment of a synchronizing transmission of composite polymer materials;
figure 3 is the same as in figure 2, section aa;
Figure 4 is an embodiment of a housing cover with a measuring device;
Roller vane flow meter contains a housing 1 having open ends, to which covers 2 and 3 are connected. The internal volume of the housing 1 is made with a diametrical jumper 4. The jumper is made in the housing 1 in the formation zone of the
Обращенные друг к другу торцевые поверхности ротора и внутренние поверхности опорных щек 6 имеют торцевые уплотняющие зазоры σт. Снижение гидромеханических потерь через уплотняющие зазоры σ1,σ2,σ3 и σт во всех гидро- или пневмоагрегатах, в том числе в роликолопастных расходомерах, обеспечивается гарантированной величиной (микронной) их и надежностью работы этих пар в эксплуатационных условиях с учетом термовязкостных характеристик рабочего тела (жидкости, газа), скорости движения потока, протяженности зазора, при этом существенное значение для эксплуатационной надежности любого названного агрегата имеют физико-химические параметры рабочих тел, а также возможное наличие в них посторонних примесей или загрязнений, которые влияют на работу подвижных пар. С учетом этих обстоятельств существенное значение для роликолопастных расходомеров приобретает гарантированность величины торцевого зазора σт, параметры которого должны не только предотвращать утечки рабочего тела из полости в полость, но и обеспечивать возможность свободного вращения ротора без заклинивания и заедания под действием потока рабочего тела при минимально заданном моменте страгивания в любом положении ротора. С учетом этих требований величина торцевого зазора σт не превышает 10-30 мкм, при этом наименьшие значения зазора соответствуют использованию расходомера в условиях измерения расхода рабочих тел низкой плотности, кинематической вязкости и прироста ее при термоокислительных процессах. Торцевой зазор (σт) в расходомере регулируют посредством гаек 24. Гайки 24 размещают со стороны внешних торцевых поверхностей опорных щек 6 в зоне расположения в них подшипниковых узлов 8 вала ротора. Каждая гайка 24 контактирует с соответствующим подшипниковым узлом, обеспечивая в пределах заданного торцевого зазора (σт) смещение ротора относительно внутренних поверхностей опорных щек.The end surfaces of the rotor facing each other and the inner surfaces of the supporting
Для повышения эксплуатационной надежности расходомера валики-распределители последнего выполняют с наружным покрытием, имеющим толщину не более 100 мкм и твердость по минералогической шкале не менее 9-10, что соответствует твердости таких минералов, как корунд и алмаз. Данное покрытие выполнено с использование известного технологического процесса микродугового оксидирования. Процесс микродугового оксидирования известен (см., например, Научно-технический обзор, авт. Л.С. Саакиян и др. "Применение поверхностного упрочнения алюминиевых сплавов и покрытий для повышения коррозионно-механической стойкости деталей нефтегазопромыслового оборудования", 1986 г, М.: ВНИИОЭНГ) и основан на формировании в силикатсодержащем электролите, например, твердого а-Аl2O3 (корунд) покрытия на поверхностях изделий из алюминиевых сплавов. Нанесенное на поверхность изделия методом микродугового оксидирования покрытие значительно повышает микротвердость обработанной поверхности, увеличивает ее износостойкость, что существенно для роликолопастных расходомеров, работающих в технологических режимах измерения расходов рабочих тел (жидкость или газ), не имеющих высокой степени фильтрации. Наличие упрочняющего покрытия на наружных поверхностях валиков-распределителей предпочтительно, вследствие малой угловой протяженности герметичной зоны, образуемой между подвижными парами наружная поверхность валика и часть угловой зоны поверхности выемки, и особенно существенно для конструктивного варианта при образовании герметичной зоны по краевым участкам выемки (фиг.1 и фиг. 2). Выполнение корпуса расходомера с открытыми торцами обеспечивает возможность беспрепятственного доступа к регулировочным гайкам 24, что обеспечивает контроль за параметрами торцевого зазора и возможной переналадки его с учетом различных факторов эксплуатации, в том числе с учетом использования конкретного расходомера для измерения параметров расхода различных рабочих тел.To increase the operational reliability of the flow meter, the roller distributors of the latter are performed with an external coating having a thickness of not more than 100 μm and a hardness on the mineralogical scale of at least 9-10, which corresponds to the hardness of minerals such as corundum and diamond. This coating is made using a well-known microarc oxidation process. The microarc oxidation process is known (see, for example, Scientific and Technical Review, auth. L.S. Saakiyan et al. "The use of surface hardening of aluminum alloys and coatings to increase the corrosion-mechanical resistance of parts of oil and gas field equipment", 1986, Moscow: VNIIOENG) and is based on the formation in a silicate-containing electrolyte, for example, of solid a-Al 2 O 3 (corundum) coatings on the surfaces of aluminum alloy products. The coating applied to the surface of the product by microarc oxidation significantly increases the microhardness of the treated surface, increases its wear resistance, which is essential for roller-blade flowmeters operating in technological modes of measuring the flow rates of working fluids (liquid or gas) that do not have a high degree of filtration. The presence of a reinforcing coating on the outer surfaces of the distributor rollers is preferably due to the small angular extent of the sealed zone formed between the movable pairs of the outer surface of the roller and part of the angular zone of the surface of the recess, and is especially significant for the design option when forming the sealed zone along the edge portions of the recess (Fig. 1 and Fig. 2). The execution of the body of the flowmeter with open ends provides the possibility of unhindered access to the adjusting
Для технологичности изготовления расходомера лопасти 10 ротора соединены с его валом крепежными элементами, при этом вариант крепления лопастей по фиг.2 предпочтителен. For manufacturability of the flowmeter manufacture, the
Для измерения расхода рабочего тела в крышке 2, имеющей синхронизирующую передачу, установлен датчик частоты вращения вала ротора. Передающий элемент датчика связан с шестерней 25 синхронизирующего механизма, соединенной с валом вращения ротора, а воспринимающий элемент 26 датчика расположен в выполненной в крышке 2 полости 27. Названная полость имеет перегородку 28, которая расположена в зоне действия магнитного или/и электрического поля воспринимающего элемента 26 и в зоне размещения передающего элемента датчика. Наличие перегородки 28, с одной стороны, предотвращает возможность любого контакта воспринимающей части датчика с рабочим телом, вследствие возможных его утечек, а с другой стороны, повышает точность измерения параметров за счет уменьшения возможных помех со стороны конструктивных узлов расходомера. Толщину перегородки определяют экспериментально с учетом конструктивных особенностей используемых в расходомерах датчиков, материалов, из которых изготавливаются корпус статора и его крышки, при этом, предпочтительно, чтобы толщина перегородки была не менее 0,8-1 мм или несколько больше, в том числе с учетом расстояния между ней и передающим элементом датчика, которое, преимущественно, задают в пределах 0,8-1,5 мм. В соответствии с вариантом конструктивного исполнения расходомера по фиг.1 передающий элемент датчика выполнен в виде крыльчатки 29 размещаемой на валу ротора с внешней стороны шестерни 25 синхронизирующей передачи. Радиус вращения крыльчатки 29 для уменьшения помехопередающего сигнала со стороны синхронизирующего механизма равно или превышает межцентровое расстояние между шестернями этого механизма. To measure the flow rate of the working fluid in the
В соответствии с вариантом конструктивного исполнения расходомера, предложенного по фиг.2, шестерни синхронизирующего механизма выполнены из композиционных полимерных материалов, например капролона. При этом варианте исполнения синхронизирующего механизма предпочтителен вариант выполнения передающего элемента датчика в виде металлической вставки 30, размещаемой в шестерне 25 синхронизирующей передачи. При указанном исполнении синхронизирующей передачи и передающего элемента датчика уменьшаются габариты расходомера, снижается его металлоемкость, упрощается процесс по регулированию расстояния между вставкой 30 и воспринимающей частью датчика за счет регулируемой установки вставки 30 в шестерне 25. Воспринимающая часть датчика связана (например, электрически) с измерителем, который может быть (см. фиг. 4) расположен в крышке 2. Для этой цели крышка 2 имеет полость 31 для установки соответствующего измерителя 32, а также дисплейное окно 33. Конструктивное исполнение измерителя 32 (электронного блока) определяется, в частности, заданностью параметров измерения расхода рабочего тела с учетом характеристик последнего (давление, плотность и др.)
Размещаемые на корпусе 1 крышки 2 и 3 могут быть соединены, например, с использованием резьбовых (фиг. 1) или крепежных (фиг.2) соединений. Исполнение валиков-распределителей 14 с одним пазом 17 и ротора с двумя лопастями 10 (фиг.1 и 2) предпочтительно, но вместе с тем возможны и иные варианты конструктивного исполнения расходомеров, например ротора с тремя лопастями и соответственно валика-распределителя - с двумя пазами, оппозитно расположенными (см., например, а.с. 1663437). Конкретное конструктивное исполнение указанных узлов расходомера зависит, в частности, от физико-химического состояния рабочих тел (давление, вязкость и др.).In accordance with an embodiment of the flowmeter proposed in FIG. 2, the gears of the synchronizing mechanism are made of composite polymer materials, for example caprolon. With this embodiment of the synchronizing mechanism, an embodiment of the sensor transmitting element in the form of a
The
Передаточное отношение между шестернями синхронизирующего механизма определяется конструктивными особенностями вышеописанных узлов расходомера, при этом в конкретном варианте исполнения расходомера в соответствии с фиг.1 и фиг.2 передаточное отношение равно 1:2. The gear ratio between the gears of the synchronizing mechanism is determined by the design features of the flowmeter nodes described above, while in a particular embodiment of the flow meter in accordance with FIG. 1 and FIG. 2, the gear ratio is 1: 2.
Расходомер работает известным образом. The flow meter works in a known manner.
Независимо от направления подачи рабочего тела в канал 20 или 21 ротор с лопастями под действием энергии газа или жидкости вращается, перенося их из полости 22 или 23 в полость 23 или 22 благодаря синхронному вращению валиков-разделителей, поочередно пропускающих лопасти 10 ротора, и благодаря наличию уплотняющих зазоров σ1,σ2,σ3 и σт, которые разделяют рабочую камеру на полости подвода и отвода рабочего тела, при этом одновременно осуществляют измерение расхода, например объемного, следующим образом.Regardless of the direction of supply of the working fluid to the
Объем рабочего тела, проходящий через расходомер за один оборот ротора (рабочий объем), равен:
V0 = n/4(D
где n - количество оборотов ротора;
D1 - диаметр ротора по лопастям 10;
D2 - диаметр ротора по перекатыванию;
l - осевая длина лопасти 10;
датчик частоты вращения посредством его передающих элементов (крыльчатки или вставки) и воспринимающей части снимает информацию о количестве оборотов ротора "n" (в виде импульсов). Информация с датчика частоты вращения передается на измеритель (электронный блок), где осуществляется ее переработка с учетом суммарного объемного расхода по формуле: V=V0 n t, где t - время измерения. Полученные данные выводятся на дисплейное окно.The volume of the working fluid passing through the flow meter for one revolution of the rotor (working volume) is equal to:
V 0 = n / 4 (
where n is the number of revolutions of the rotor;
D 1 - the diameter of the rotor along the
D 2 - the diameter of the rotor rolling;
l is the axial length of the
the speed sensor, by means of its transmitting elements (impeller or insert) and the receiving part, takes information about the number of revolutions of the rotor "n" (in the form of pulses). Information from the speed sensor is transmitted to the meter (electronic unit), where it is processed taking into account the total volumetric flow rate according to the formula: V = V 0 nt, where t is the measurement time. The received data is displayed on the display window.
Благодаря конструктивному исполнению расходомера обеспечивается:
снижение материалоемкости при одновременном упрощении конструкции и повышение удобств монтажно-демонтажных работ;
расширение технологических возможностей расходомера за счет возможной перенастройки или настройки герметизирующей пары: поверхности опорных щек - ротор на соответствующие условия эксплуатации с учетом использования расходомера на измерение расходов рабочего тела заданного типа по физико-химическим параметрам;
повышение эксплуатационной надежности, в том числе за счет увеличения ресурса долговечности работы конструктивных узлов и деталей расходомера;
повышение точности измерения расхода рабочих тел за счет описанных конструктивных особенностей деталей и узлов расходомера.Thanks to the design of the flowmeter, it is ensured:
reducing material consumption while simplifying the design and improving the convenience of installation and dismantling;
expanding the technological capabilities of the flowmeter due to the possible reconfiguration or adjustment of the sealing pair: the surface of the supporting cheeks - the rotor for the appropriate operating conditions, taking into account the use of the flowmeter to measure the flow rate of the working fluid of a given type according to physico-chemical parameters;
improving operational reliability, including by increasing the service life of the structural units and parts of the flow meter;
improving the accuracy of measuring the flow of working fluid due to the described design features of parts and components of the flow meter.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000128576/28A RU2224985C2 (en) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | Roller-blade flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000128576/28A RU2224985C2 (en) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | Roller-blade flow meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000128576A RU2000128576A (en) | 2002-11-10 |
| RU2224985C2 true RU2224985C2 (en) | 2004-02-27 |
Family
ID=32171906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000128576/28A RU2224985C2 (en) | 2000-11-16 | 2000-11-16 | Roller-blade flow meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2224985C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2554691C1 (en) * | 2014-02-03 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Oscillation generating device |
-
2000
- 2000-11-16 RU RU2000128576/28A patent/RU2224985C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Тяжелое машиностроение, 1999, № 7, с.38-40.US 4481812 А, 13.11.1984. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2554691C1 (en) * | 2014-02-03 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Oscillation generating device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5415041A (en) | Double helical flowmeter | |
| RU2224985C2 (en) | Roller-blade flow meter | |
| US6048186A (en) | Driving apparatus comprising modified gear shape elliptic gear wheels | |
| US3748903A (en) | Flow meter having vertical rotor shafts | |
| EP2987951A1 (en) | Vacuum pump with eccentrically driven vane | |
| US3304781A (en) | Positive displacement meter | |
| RU17726U1 (en) | ROLL-VAN FLOW METER | |
| US4911010A (en) | Fluid flowmeter | |
| CN202757653U (en) | Volume type sliding vane flowmeter | |
| CN106697241A (en) | Oil distributor for adjustable-pitch steering oar | |
| JPS59224402A (en) | Non-engagement flow meter or prime mover of volume type | |
| CN111664900A (en) | Triangular rotor flowmeter | |
| RU2205273C2 (en) | Roller-vane machine | |
| CN208688589U (en) | A kind of graphite blade flowmeter | |
| RU2000128576A (en) | ROLL-VAN FLOW METER | |
| CA2188758A1 (en) | Internal toothed belt pump | |
| RU2303772C2 (en) | Device for measuring parameters of fluids | |
| RU2327957C1 (en) | Roll-and-paddle flowmetre | |
| EP0125664B1 (en) | Internal gate rotary vane fluid meter with controlled rotor vane inner diameter | |
| US2694983A (en) | Rotor vane control | |
| CA1222180A (en) | Internal gate rotary vane fluid meter with improved element geometry | |
| JP3128078B2 (en) | Flowmeter | |
| CN218955834U (en) | Mounting structure for positive displacement device and positive displacement flowmeter | |
| JPH0219697Y2 (en) | ||
| RU2109141C1 (en) | Roller-and-blade machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20041206 |
|
| HE4A | Notice of change of address of a patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20060124 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091117 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120910 |
|
| QC41 | Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20060124 Effective date: 20140311 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20140421 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171117 |