RU2554309C1 - Oscillation generating device - Google Patents
Oscillation generating device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2554309C1 RU2554309C1 RU2014103557/28A RU2014103557A RU2554309C1 RU 2554309 C1 RU2554309 C1 RU 2554309C1 RU 2014103557/28 A RU2014103557/28 A RU 2014103557/28A RU 2014103557 A RU2014103557 A RU 2014103557A RU 2554309 C1 RU2554309 C1 RU 2554309C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- windows
- stator
- output
- flow
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам, генерирующим переменный расход, предназначенным для формирования импульсного давления и/или расхода рабочей среды при исследовании метрологических характеристик средств измерений давления и расхода жидкости, и может найти применение при метрологической аттестации этих средств измерений.The invention relates to the field of instrumentation, in particular to devices that generate a variable flow rate, intended for the formation of pulse pressure and / or flow rate of the working medium in the study of metrological characteristics of pressure and fluid flow meters, and can find application in the metrological certification of these measuring instruments.
Известен генератор переменного расхода, который использует изменение площади прямоугольной прорези, расположенной по образующей цилиндрического статора (Пульсатор расхода ПР-1. Техническое описание П1-00-00 ТО, 1973) - [1]. Контролируемая среда подается во внутреннюю полость статора по входному трубопроводу. Изменение размеров площади отверстия прорези происходит при вращении ротора в форме цилиндра, усеченного плоскостью под углом к его продольной оси. При этом значение расхода через указанную выше прорезь при равномерном вращении ротора изменяется по синусоидальному закону. Прошедший через прорезь изменяемой площади поток поступает в испытательный участок в виде трубопровода с установленным в нем испытуемым расходомером и далее - в сливную емкость через сливной трубопровод. Частота пульсаций расхода определяется скоростью вращения ротора. Изменяя скорость вращения ротора и регистрируя показания испытуемого расходомера, можно определять частотную характеристику испытуемого расходомера. Этот известный генератор характеризуется трудностью получения пульсаций расхода требуемой амплитуды и формы в широком диапазоне частот, так как для этого необходимо управлять движением большой массы жидкости, а это требует создания значительного давления контролируемой среды, что в ряде случаев практически не осуществимо. Кроме того, в генераторах такой конструкции имеют место значительные перепады давления, что вносит дополнительные погрешности в результаты испытаний, не говоря уже о наличии больших вибраций трубопровода, особенно на низких частотах.A known variable flow generator, which uses the change in the area of a rectangular slot located along the generatrix of the cylindrical stator (Flow pulsator PR-1. Technical description P1-00-00 TO, 1973) - [1]. The controlled medium is fed into the internal cavity of the stator through the inlet pipe. The change in the size of the area of the opening of the slot occurs when the rotor rotates in the form of a cylinder truncated by a plane at an angle to its longitudinal axis. In this case, the flow rate through the aforementioned slot with uniform rotation of the rotor changes according to a sinusoidal law. The stream passing through the slot of variable area enters the test section in the form of a pipeline with the test flowmeter installed in it and then into the drain tank through the drain pipe. The frequency of flow pulsations is determined by the rotor speed. By changing the speed of rotation of the rotor and recording the testimony of the test flowmeter, you can determine the frequency response of the test flowmeter. This well-known generator is characterized by the difficulty of obtaining flow pulsations of the required amplitude and shape in a wide frequency range, since for this it is necessary to control the movement of a large mass of liquid, and this requires the creation of significant pressure of a controlled medium, which in some cases is practically not feasible. In addition, in generators of this design, significant pressure drops occur, which introduces additional errors in the test results, not to mention the presence of large pipeline vibrations, especially at low frequencies.
Известно устройство «Генератор переменного расхода» по авторскому свидетельству СССР №637722, G01F 25/00, опублик. 15.12.78 Бюл. №46 - [2] для определения динамических характеристик расходомеров, содержащий ротор в форме цилиндра, усеченного плоскостью под углом к его продольной оси, пустотелый цилиндрический статор с прорезью прямоугольной формы по образующей цилиндра на диаметрально противоположных сторонах. Ротор соединен с валом двигателя. Внутренняя полость статора соединена с входным трубопроводом, подающим контролируемую среду, и через прорези сообщается с отрезками двух трубопроводов, в одном из которых установлен испытуемый расходомер. Другие концы трубопроводов присоединены к выходному трубопроводу через дроссельное устройство.The device "Alternating flow generator" is known according to the USSR copyright certificate No. 637722, G01F 25/00, published. 12/15/78 Bull. No. 46 - [2] for determining the dynamic characteristics of flowmeters, containing a rotor in the form of a cylinder truncated by a plane at an angle to its longitudinal axis, a hollow cylindrical stator with a rectangular slot along the generatrix of the cylinder on diametrically opposite sides. The rotor is connected to the motor shaft. The internal stator cavity is connected to an inlet pipe supplying a controlled medium, and through slots it communicates with segments of two pipelines, in one of which a test flowmeter is installed. The other ends of the pipelines are connected to the outlet piping through a throttle device.
Недостатком такого генератора является возможность его использования только для исследования синусоидальной формы импульса, кроме того, в генераторах такой конструкции имеют место перепады давления, что вносит дополнительные погрешности в результаты испытаний.The disadvantage of this generator is the possibility of its use only for the study of the sinusoidal shape of the pulse, in addition, in the generators of this design there are pressure drops, which introduces additional errors in the test results.
Известно устройство «Генератор переменного расхода» по авторскому свидетельству SU №1013764 A, G01F 25/00, опублик. 23.04.83 Бюл. №15 - [3]. Гидромеханический пульсатор содержит цилиндрический корпус с входным и двумя выходными окнами прямоугольной формы, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях. В корпусе установлен цилиндрический ротор, который выполнен полым, с нечетным числом окон, идентичных выходным окнам корпуса.A device is known "Variable flow generator" according to copyright certificate SU No. 1013764 A, G01F 25/00, published. 04/23/83 Bul. No. 15 - [3]. The hydromechanical pulsator comprises a cylindrical body with input and two output windows of a rectangular shape located in mutually perpendicular planes. A cylindrical rotor is installed in the housing, which is hollow, with an odd number of windows identical to the output windows of the housing.
Недостатком такого генератора является возможность его использования только для исследования синусоидальной формы импульса, кроме того, в генераторах такой конструкции имеют место перепады давления, что вносит дополнительные погрешности в результаты испытаний.The disadvantage of this generator is the possibility of its use only for the study of the sinusoidal shape of the pulse, in addition, in the generators of this design there are pressure drops, which introduces additional errors in the test results.
Известно устройство «Пульсатор Б.С.Лобанова (варианты)» по патенту RU №2240449, F15B 21/12, опублик. 20.11.04 - [4]. Он содержит корпус с отводящим, подводящим и сливными каналами и рабочей камерой, сообщающейся со сливным каналом, вращающийся ротор с дефлекторами, установленный в рабочей камере корпуса, питающие сопла, сообщающиеся с подводящим каналом, соосные с ними приемные сопла, сообщающиеся с отводящим каналом, при этом сопла своими торцевыми отверстиями сообщаются с рабочей камерой корпуса, а дефлекторы ротора, выполненные в виде лопастей, периодически взаимодействуют с рабочей струей с целью образования рабочего крутящего момента, приводящего во вращение ротор.A device is known "Pulsator B.S. Lobanov (options)" according to patent RU No. 2240449, F15B 21/12, published. 11/20/04 - [4]. It contains a housing with a discharge, supply and drain channels and a working chamber communicating with the drain channel, a rotating rotor with deflectors installed in the working chamber of the housing, supply nozzles communicating with the supply channel, receiving nozzles coaxial with them, communicating with the discharge channel, this nozzle with its end holes communicate with the working chamber of the housing, and the rotor deflectors, made in the form of blades, periodically interact with the working jet in order to form a working torque, leading about in rotation of the rotor.
Однако для данного пульсатора свойственны высокие энергетические затраты при создании пульсирующих потоков рабочей среды, поскольку сливной и отводящий каналы на выходе пульсатора не образуют колебательный контур для регулирования ограниченной массы жидкости. Такое исполнение устройства осуществляет сложно регулируемые параметры потока жидкости в колебательном контуре.However, this pulsator is characterized by high energy costs when creating pulsating flows of the working medium, since the drain and outlet channels at the output of the pulsator do not form an oscillating circuit to control the limited mass of liquid. This embodiment of the device provides difficultly controlled parameters of the fluid flow in the oscillatory circuit.
Наиболее близким к заявленному изобретению является изобретение по патенту RU №2327119, G01F25/00, F15B21/12, опублик. 20.06.2008, бюл. №17 - [5]. Пульсатор расхода содержит статор с выходными окнами и установленный в нем соосно цилиндрический полый ротор, соединенный с валом двигателя. Выходные окна ротора n и статора m расположены на разных уровнях и имеют форму многоугольников. Общее число окон статора не превышает (m>n} или больше (n≥m) общего числа окон ротора. Изобретение обеспечивает создание в потоке жидкости пульсаций расхода с различными законами изменения.Closest to the claimed invention is the invention according to patent RU No. 23237119, G01F25 / 00, F15B21 / 12, published. 06/20/2008, bull. No. 17 - [5]. The flow pulsator comprises a stator with output windows and a coaxially cylindrical hollow rotor mounted in it, connected to the motor shaft. The output windows of the rotor n and stator m are located at different levels and have the shape of polygons. The total number of stator windows does not exceed (m> n} or more (n≥m) the total number of rotor windows. The invention provides for the creation of flow pulsations in the fluid stream with various laws of change.
Недостатком такого пульсатора является наличие гидравлического удара при генерировании пульсирующего потока, что приводит к возникновению погрешностей.The disadvantage of this pulsator is the presence of water hammer during the generation of a pulsating flow, which leads to errors.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в снижении погрешностей измерения расхода и давления генерируемого потока жидкости путем снижения влияния гидравлического удара при воспроизведении в испытательных участках импульсов генерируемого потока различных форм и амплитуд.The technical result to which the claimed invention is directed is to reduce errors in measuring the flow rate and pressure of the generated fluid flow by reducing the effect of water hammer when reproducing in the test sections of the pulses of the generated flow of various shapes and amplitudes.
Технический результат достигается тем, что в устройстве генерации колебаний, содержащем полый ротор с выполненными в виде многоугольников выходными окнами, связанный с валом двигателя, управляемого блоком управления, цилиндрический статор с входным окном, связанным с входным трубопроводом, и двумя выходными окнами, выполненными на разных уровнях его поверхности и связанными с выходными трубопроводами, новым является то, что ротор оснащен дополнительными окнами, которые выполнены на одном уровне с выходными окнами ротора по ходу его вращения с площадью проходного сечения, не превышающей погрешности площади живого сечения потока через выходные окна. Дополнительные окна выполнены на одном уровне с выходными окнами ротора и выполнены в виде различных фигур. Дополнительные окна выполнены в виде круга или овала. Дополнительные окна выполнены в виде многоугольников: треугольника, квадрата, прямоугольник, трапеция, n-угольник. Дополнительные окна различных форм, могут быть объединены с выходными окнами ротора.The technical result is achieved in that in an oscillation generating device comprising a hollow rotor with output windows made in the form of polygons, connected to a motor shaft controlled by a control unit, a cylindrical stator with an input window connected to the input pipe and two output windows made on different levels of its surface and associated with the output pipelines, the new is that the rotor is equipped with additional windows, which are made at the same level with the output windows of the rotor along its time tions with the passage section area not exceeding the error area of the living-sectional flow through the exit window. Additional windows are made on the same level with the exit windows of the rotor and are made in the form of various figures. Additional windows are made in the form of a circle or oval. Additional windows are made in the form of polygons: triangle, square, rectangle, trapezoid, n-gon. Additional windows of various shapes can be combined with the exit windows of the rotor.
Сущность изобретения поясняется на фиг.1 и 2, где:The invention is illustrated in figures 1 and 2, where:
Фиг.1 - устройство генерации колебаний.Figure 1 - device for generating oscillations.
Фиг.2 - ротор с выходными окнами.Figure 2 - rotor with exit windows.
Здесь: 1 - ротор; 2 - статор; 3 - выходные окна ротора; 4 - выходные окна статора; 5 - дополнительное окно в роторе; 6 - входной трубопровод; 7 - первый выходной трубопровод; 8 - второй выходной трубопровод; 9 - корпус; 10 - муфта; 11 - редуктор; 12 - двигатель; 13 - блок управления.Here: 1 - rotor; 2 - stator; 3 - output windows of the rotor; 4 - output windows of the stator; 5 - an additional window in the rotor; 6 - inlet pipeline; 7 - the first outlet pipeline; 8 - second outlet pipeline; 9 - case; 10 - coupling; 11 - gear; 12 - engine; 13 - control unit.
Устройство генерации колебаний содержит полый ротор 1, соединенный с помощью муфты 10 и редуктора 11 с валом двигателя 12. На роторе 1 расположены на разных уровнях два выходных окна 3 и дополнительные окна 5, выполненные на одном уровне с выходными окнами ротора по ходу его вращения. В подшипниках корпуса 9 устройства, закрепленного со статором 2, установлен вал ротора 1, который может отсоединяться от вала двигателя 12 с помощью муфты 10. Изменение частоты вращения ротора 1 осуществляется через двигатель 12, электрически соединенный с блоком управления 13. Цилиндрический статор 2 представляет собой цилиндр с входным и двумя выходными окнами 4. Выходные окна статора расположены по образующей цилиндра на разных уровнях. Входное окно статора 2 связано с входным трубопроводом 6, его выходные окна 4 связаны с первым 7 и вторым 8 трубопроводами соответственно.The oscillation generating device comprises a
В полость ротора 1 поступает контролируемая жидкость по входному трубопроводу 6, и в зависимости от совмещений выходных окон 3 ротора 1 с выходными окнами 4 статора 2 жидкость проходит по выходным трубопроводам 7 и 8. При этом расход жидкости определяется площадью выходного окна статора, не перекрытой в данный момент ротором.The controlled fluid enters the cavity of the
Максимальный расход жидкости в выходном трубопроводе достигается при полном совмещении одного из окон ротора 1 с окном статора 2, а минимальный - при перекрытии окон статора 2 стенками ротора 1 и обусловлен величиной дополнительных окон 5.The maximum flow rate of the liquid in the outlet pipe is achieved when one of the windows of the
Частота пульсаций обуславливается скоростью вращения ротора 1, а амплитуды - величиной расхода. Для получения плавно изменяющихся пульсаций расхода с различными законами изменения окна ротора 1 расположены на разных уровнях, причем уровни окон ротора 1 соответствуют уровням окон статора 2. Для замены ротора 1 отсоединяют муфту 10, редуктор 11, вал двигателя 12, а затем отсоединяют и корпус 9 от статора 2. Изменение частоты вращения ротора 1 осуществляется редуктором 11.The ripple frequency is determined by the speed of rotation of the
Для снижения влияния гидравлического удара ротор 1 имеет дополнительные окна 5, симметрично расположенные в поперечном направлении относительно выходных окон 3 ротора 1, при этом площадь его проходного сечения не превышает погрешности площади живого сечения потока через выходные окна ротора 1. Дополнительные окна 5 выполнены в виде различных фигур: в виде круга или овала, треугольника, квадрата, прямоугольника, трапеции, n-угольника. Они могут быть объединены с выходными окнами 3 ротора 1. Снижение перепада давления достигается за счет наличия небольшого объема жидкости, обусловленного площадью дополнительных окон 5 ротора 1, при перекрытии основного окна статора 2 в начальный и конечный моменты времени, что сводит к минимуму искажений формы и амплитуды колебаний расхода.To reduce the impact of water hammer, the
Устройство генерации колебаний работает следующим образом.The oscillation generation device operates as follows.
Блок управления 13 задает частоту вращения вала двигателя 12. При вращении ротора 1 импульсы генерируемого потока жидкости в выходных трубопроводах 7 и 8 находятся в противофазе, т.е. при полном совмещении одного из выходных окон 3 ротора 1 с выходным окном 4 статора 2, в этот момент времени другое окно 4 статора 2 полностью закрыто. Таким образом, если площадь одного окна статора 2 увеличивается, то площадь другого окна уменьшается и наоборот.The control unit 13 sets the frequency of rotation of the shaft of the engine 12. When the
Таким образом, предложено устройство генерации колебаний, в котором для снижения влияния гидравлического удара при совмещении выходных окон статора с выходными окнами ротора имеются дополнительные окна. Решение устройства несложно в исполнении, просто и надежно в работе.Thus, an oscillation generation device is proposed in which additional windows are provided to reduce the effect of water hammer when combining the output windows of the stator with the output windows of the rotor. The solution of the device is simple in execution, simple and reliable in operation.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014103557/28A RU2554309C1 (en) | 2014-02-03 | 2014-02-03 | Oscillation generating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014103557/28A RU2554309C1 (en) | 2014-02-03 | 2014-02-03 | Oscillation generating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2554309C1 true RU2554309C1 (en) | 2015-06-27 |
Family
ID=53498429
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014103557/28A RU2554309C1 (en) | 2014-02-03 | 2014-02-03 | Oscillation generating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2554309C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4682896A (en) * | 1985-03-04 | 1987-07-28 | Esref Halilovic | Device for generating vibrations |
RU2170146C2 (en) * | 1999-02-15 | 2001-07-10 | Ружицкий Владимир Петрович | Rotor generator of elastic vibrations |
RU2327119C2 (en) * | 2006-06-05 | 2008-06-20 | Федеральное государственное учреждение "Татарстанский центр стандартизации, метрологии и сертификации" | Flow pulsator |
-
2014
- 2014-02-03 RU RU2014103557/28A patent/RU2554309C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4682896A (en) * | 1985-03-04 | 1987-07-28 | Esref Halilovic | Device for generating vibrations |
RU2170146C2 (en) * | 1999-02-15 | 2001-07-10 | Ружицкий Владимир Петрович | Rotor generator of elastic vibrations |
RU2327119C2 (en) * | 2006-06-05 | 2008-06-20 | Федеральное государственное учреждение "Татарстанский центр стандартизации, метрологии и сертификации" | Flow pulsator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mulu et al. | Experimental investigation of a Kaplan draft tube–Part I: Best efficiency point | |
CN104895852B (en) | Spiral-flow type jet pump | |
EP4036322A1 (en) | Improvements in and relating to underwater excavation apparatus | |
CN102782462A (en) | Positive displacement gas-liquid two-phase flowmeter and multiphase flow rate measurement system | |
RU2554309C1 (en) | Oscillation generating device | |
RU2554691C1 (en) | Oscillation generating device | |
RU2477839C1 (en) | Pulsating flow generator | |
RU2544256C1 (en) | Device to measure speed of fluid medium flow | |
RU112402U1 (en) | Pulsating Flow Generator | |
RU2327119C2 (en) | Flow pulsator | |
CN201740553U (en) | Double-parameter mass flow meter | |
WO2016012962A1 (en) | Flow meter having self-excited oscillator | |
RU132148U1 (en) | JET PUMP | |
CN101846120B (en) | Inserted type pulse stream generator | |
Ahmed | An acoustic energy concept for the design of a flow meter | |
RU2318190C2 (en) | Fluid variable discharge generator (versions) | |
RU2354937C2 (en) | Flow metre | |
RU57451U1 (en) | VARIABLE LIQUID FLOW GENERATOR | |
RU2318115C2 (en) | Device for hydrocavitational productive bed and screen treatment | |
RU61028U1 (en) | FLOW PULSATOR | |
RU58700U1 (en) | VARIABLE LIQUID FLOW GENERATOR (OPTIONS) | |
Adolfsson | Expanding operation ranges using active flow control in Francis turbines | |
EP3999713A1 (en) | A vortex device and a method for hydroacoustic treatment of a fluid | |
Wang et al. | Experimental study of the flow rectification performance of conical diffuser valves | |
RU2361683C1 (en) | Siren of opposite resonant waves picked up from single rotor, which is homogeneous in length |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160204 |