RU2807439C1 - Summing induction fuel flow meter - Google Patents
Summing induction fuel flow meter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807439C1 RU2807439C1 RU2023114197A RU2023114197A RU2807439C1 RU 2807439 C1 RU2807439 C1 RU 2807439C1 RU 2023114197 A RU2023114197 A RU 2023114197A RU 2023114197 A RU2023114197 A RU 2023114197A RU 2807439 C1 RU2807439 C1 RU 2807439C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel consumption
- pipeline
- internal
- sensor
- ratchet
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000002889 diamagnetic material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 7
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения объемного расхода топлива в процессе работы технологических и транспортных машин.The invention relates to control and measuring equipment and can be used to measure volumetric fuel consumption during the operation of technological and transport machines.
Известен суммирующий расходомер (Кашин, Я.М. Авиационные приборы и пилотажно-навигационные комплексы. Часть 2. Элементы авиационных приборов и систем/ / Я.М. Кашин, А.А. Гузеев, А.В. Захарин, А.Е. Князев. // Краснодар: Краснодарское ВВАУЛ, 2020. - 196 с: с. 83-84), содержащий крыльчатку, устанавливаемую в трубопроводе, редуктор, червячную передачу, магнитную муфту, стальной сердечник, мостовую схему, три плеча которой образованы катушкой постоянной индуктивности, а четвертое плечо - катушкой переменной индуктивности, тиратронный преобразователь, шаговый электромагнит, и указатель со шкалой и стрелкой. A summing flow meter is known (Kashin, Ya.M. Aviation instruments and flight navigation systems. Part 2. Elements of aviation instruments and systems/ / Ya.M. Kashin, A.A. Guzeev, A.V. Zakharin, A.E. Knyazev. // Krasnodar: Krasnodar VVAUL, 2020. - 196 pp.: pp. 83-84), containing an impeller installed in the pipeline, a gearbox, a worm gear, a magnetic coupling, a steel core, a bridge circuit, the three arms of which are formed by a constant inductance coil , and the fourth arm - a variable inductance coil, a thyratron converter, a stepper electromagnet, and a pointer with a scale and arrow.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является суммирующий расходомер (Авиационные приборы. Учебник, под общ. ред. С.С. Дорофеева // М.: Военное издательство, 1992, 496 с: стр. 232-234), содержащий указатель со шкалой и стрелкой, кремальеру, датчик мгновенного расхода топлива, редуктор, храповик, индуктивный датчик, выполненный на мостовой схеме, первое и второе плечи которой образованы обмотками трансформатора, третье плечо образовано катушкой постоянной индуктивности, а четвертое плечо - катушкой переменной индуктивности, и преобразователь импульсов, содержащий мостовой выпрямитель, подключенный к выходу мостовой схемы индуктивного датчика, и усилитель импульсов, вход которого подключен к выходу мостового выпрямителя, а выход - к обмотке управления шаговым электромагнитом, якорь которого связан с собачкой храповика, вал храповой шестерни которого сочленен с входным валом редуктора, на выходном валу которого установлена стрелка указателя, при этом датчик мгновенного расхода топлива содержит крыльчатку, червячную передачу и стальной сердечник.The closest to the invention in technical essence is the summing flow meter (Aviation instruments. Textbook, edited by S.S. Dorofeev // M.: Military Publishing House, 1992, 496 p.: pp. 232-234), containing a pointer with a scale and an arrow, a ratchet, an instantaneous fuel consumption sensor, a gearbox, a ratchet, an inductive sensor made on a bridge circuit, the first and second arms of which are formed by the transformer windings, the third arm is formed by a constant inductance coil, and the fourth arm is formed by a variable inductance coil, and a pulse converter, containing a bridge rectifier connected to the output of the bridge circuit of the inductive sensor, and a pulse amplifier, the input of which is connected to the output of the bridge rectifier, and the output to the control winding of the stepper electromagnet, the armature of which is connected to the pawl of the ratchet, the ratchet gear shaft of which is articulated with the input shaft of the gearbox, on the output shaft of which an indicator arrow is installed, while the instantaneous fuel consumption sensor contains an impeller, a worm gear and a steel core.
Недостатками расходомеров, принятых за аналог и прототип, а также других широко распространенных расходомеров подобной конструкции являются:The disadvantages of flow meters adopted as analogues and prototypes, as well as other widely used flow meters of a similar design, are:
- сложная конструкция и технологии изготовления датчика мгновенного расхода топлива,- complex design and manufacturing technology of the instantaneous fuel consumption sensor,
- низкая надежность расходомера, вызванная наличием механической червячной передачи вращения от чувствительного элемента (крыльчатки) к элементу, преобразующему механическую энергию вращения в электрический сигнал (датчику мгновенного расхода топлива). Такая конструкция приводит к износу трущихся частей этой механической передачи. Кроме того, наличие вышеуказанной механической передачи вызывает необходимость герметизации трубопроводной части датчика расходомера.- low reliability of the flow meter caused by the presence of a mechanical worm gear of rotation from the sensitive element (impeller) to the element that converts the mechanical energy of rotation into an electrical signal (instantaneous fuel consumption sensor). This design leads to wear of the rubbing parts of this mechanical transmission. In addition, the presence of the above mechanical transmission makes it necessary to seal the pipeline part of the flow meter sensor.
Кроме того, установка внутри трубопровода топливной магистрали крыльчатки датчика мгновенного расхода топлива и червячной передачи в описанных выше расходомерах уменьшает полезное сечение трубопровода и замедляет скорость подачи топлива. В связи с этим возникают непроизводственные потери энергии, затрачиваемой на прокачку топлива по трубопроводу.In addition, the installation of an instantaneous fuel consumption sensor impeller and a worm gear inside the fuel line pipeline in the flow meters described above reduces the useful cross-section of the pipeline and slows down the fuel supply rate. In this regard, there are non-productive losses of energy spent on pumping fuel through the pipeline.
Задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование суммирующего индукционного топливомера-расходомера, позволяющее улучшить его эксплуатационно-технические характеристики.The objective of the present invention is to improve the summing induction fuel meter-flow meter, making it possible to improve its operational and technical characteristics.
Технический результат заявленного изобретения - упрощение конструкции и технологии изготовления датчика мгновенного расхода топлива и повышение надежности топливомера-расходомера.The technical result of the claimed invention is to simplify the design and manufacturing technology of the instantaneous fuel consumption sensor and increase the reliability of the fuel flow meter.
Технический результат достигается тем, что в суммирующем индукционном топливомере-расходомере, содержащем указатель со шкалой и стрелкой, кремальеру, датчик мгновенного расхода топлива, редуктор, храповик и преобразователь импульсов, содержащий мостовой выпрямитель и усилитель импульсов, вход которого подключен к выходу мостового выпрямителя, а выход - к обмотке управления шаговым электромагнитом, якорь которого связан с собачкой храповика, вал храповой шестерни которого сочленен с входным валом редуктора, на выходном валу которого установлена стрелка указателя, при этом датчик мгновенного расхода топлива содержит корпус, к наружной стороне которого жестко прикрепляют индукционный датчик, состоящий из закрытого крышкой постоянного магнита с обмоткой, подключенной ко входу мостового выпрямителя преобразователя импульсов, при этом корпус датчика мгновенного расхода топлива выполняют из диамагнитного материала в виде полого фланца с возможностью установки в разрыв трубопровода между фланцами трубопровода и имеющим внутреннюю кольцевую выточку, которая выполняется с входным и выходным раструбами, при этом во внутренней кольцевой выточке посредством радиально-упорных подшипников устанавливают турбину кольцевой формы с внутренними лопастями, равномерно распределенными на внутренней поверхности несущего кольца турбины под острым углом к направлению движения потока прокачиваемого по трубопроводу топлива, и внешними зубцами, равномерно распределенными на внешней поверхности несущего кольца турбины, при этом внешние зубцы выполняют из ферромагнитного материала (например, из электротехнической стали), а торцевые участки внутренних лопастей выполняют скошенными и повторяющими форму входного и выходного раструбов внутренней кольцевой выточки, при этом внутренний диаметр внутренних лопастей выполняют равным внутреннему диаметру трубопровода, в разрыв которого устанавливают корпус датчика мгновенного расхода топлива.The technical result is achieved by the fact that in a summing induction fuel flow meter containing a pointer with a scale and an arrow, a ratchet, an instantaneous fuel consumption sensor, a gearbox, a ratchet and a pulse converter containing a bridge rectifier and a pulse amplifier, the input of which is connected to the output of the bridge rectifier, and output - to the control winding of a stepper electromagnet, the armature of which is connected to the pawl of the ratchet, the ratchet gear shaft of which is articulated with the input shaft of the gearbox, on the output shaft of which an indicator arrow is installed, while the instantaneous fuel consumption sensor contains a housing, to the outer side of which an induction sensor is rigidly attached , consisting of a permanent magnet covered with a lid with a winding connected to the input of the bridge rectifier of the pulse converter, while the body of the instantaneous fuel consumption sensor is made of diamagnetic material in the form of a hollow flange with the possibility of installation in the pipeline gap between the pipeline flanges and having an internal annular recess, which is made with inlet and outlet bells, while in the inner annular recess, a ring-shaped turbine with internal blades is installed in the inner annular recess using angular contact bearings, evenly distributed on the inner surface of the turbine support ring at an acute angle to the direction of movement of the flow of fuel pumped through the pipeline, and outer teeth, evenly distributed on the outer surface of the turbine support ring, while the outer teeth are made of ferromagnetic material (for example, electrical steel), and the end sections of the internal blades are beveled and repeat the shape of the inlet and outlet bells of the inner annular recess, while the inner diameter of the inner blades is made equal the internal diameter of the pipeline into the gap of which the instantaneous fuel consumption sensor housing is installed.
Выполнение корпуса датчика мгновенного расхода топлива из диамагнитного материала в виде полого фланца, устанавливаемого в разрыв трубопровода между фланцами трубопровода, установка радиально-упорных подшипников во внутренней кольцевой выточке турбины кольцевой формы с равномерно распределенными на внутренней поверхности несущего кольца турбины внутренними лопастями, торцевые участки которых скошены и повторяют форму и выходного раструбов внутренней кольцевой выточки, установка внутренних лопастей под острым углом к направлению движения потока прокачиваемого по трубопроводу топлива, и выполненными из ферромагнитного материала (например, из электротехнической стали) равномерно распределенными на внешней поверхности несущего кольца турбины внешними зубцами, не имеющей механической связи с жестко закрепляемым к наружной стороне корпуса датчика мгновенного расхода топлива индукционным датчиком, состоящим из закрытых крышкой постоянного магнита с обмоткой, позволяют обеспечить герметичность датчика мгновенного расхода топлива, предотвратить течь топлива в месте взаимодействия внешних зубцов турбины кольцевой формы с подключенной ко входу мостового выпрямителя преобразователя импульсов обмоткой, намотанной на постоянный магнит и, соответственно, повысить надежность суммирующего индукционного топливомера-расходомера в целом.Making the housing of the instantaneous fuel consumption sensor from diamagnetic material in the form of a hollow flange installed in the pipeline gap between the pipeline flanges, installing angular contact bearings in the inner annular groove of a ring-shaped turbine with internal blades evenly distributed on the inner surface of the turbine support ring, the end sections of which are beveled and repeat the shape of the outlet bells of the internal annular recess, installation of the internal blades at an acute angle to the direction of movement of the flow of fuel pumped through the pipeline, and made of ferromagnetic material (for example, electrical steel) evenly distributed on the outer surface of the turbine support ring with external teeth that do not have mechanical connection with an inductive sensor rigidly attached to the outside of the instantaneous fuel consumption sensor housing, consisting of a permanent magnet with a winding covered by a cover, makes it possible to ensure the tightness of the instantaneous fuel consumption sensor, to prevent fuel leakage at the point of interaction of the external teeth of the ring-shaped turbine with the one connected to the input of the bridge rectifier pulse converter with a winding wound on a permanent magnet and, accordingly, increase the reliability of the summing induction fuel meter-flow meter as a whole.
Установка турбины кольцевой формы во внутренней кольцевой выточке с входным и выходным раструбами посредством радиально-упорных подшипников без червячной передачи обеспечивает ей свободное вращение, снижает износ трущихся деталей ввиду уменьшения их количества. Это обеспечивает также упрощение конструкции датчика мгновенного расхода топлива, упрощение технологии его изготовления: нет необходимости устанавливать и центрировать внутри трубопровода элементы механической передачи энергии вращения от чувствительного элемента (крыльчатки) к элементу, преобразующему механическую энергию вращения в электрический сигнал (датчику мгновенного расхода топлива).Installation of a ring-shaped turbine in an internal annular recess with inlet and outlet bells by means of angular contact bearings without a worm gear ensures its free rotation and reduces wear of rubbing parts due to a reduction in their number. This also simplifies the design of the instantaneous fuel consumption sensor and simplifies its manufacturing technology: there is no need to install and center inside the pipeline elements of the mechanical transmission of rotational energy from the sensitive element (impeller) to the element that converts the mechanical rotational energy into an electrical signal (instantaneous fuel consumption sensor).
Кроме того, предлагаемая конструкция топливомера-расходомера позволяет снизить потери энергии, затрачиваемой на прокачку топлива по трубопроводу. Это обеспечивается тем, что корпус датчика мгновенного расхода топлива выполняют из диамагнитного материала в виде полого фланца с внутренней кольцевой выточкой и с возможностью установки в разрыв трубопровода, при этом внутреннюю кольцевую выточку выполняют с входным и выходным раструбами. Установка во внутренней кольцевой выточке турбины кольцевой формы со скошенными, повторяющими форму входного и выходного раструбов этой выточки, установленными под острым углом к направлению движения потока прокачиваемого по трубопроводу топлива внутренними лопастями, внутренний диаметр которых выполняют равным внутреннему диаметру трубопровода, обеспечивает беспрепятственное прохождение топлива по трубопроводу. Это позволяет уменьшить сопротивление чувствительного элемента датчика мгновенного расхода топлива (турбины) потоку топлива, а, следовательно, снизить потери энергии, затрачиваемой на прокачку топлива по трубопроводу.In addition, the proposed design of the fuel meter-flow meter makes it possible to reduce energy losses spent on pumping fuel through the pipeline. This is ensured by the fact that the housing of the instantaneous fuel consumption sensor is made of diamagnetic material in the form of a hollow flange with an internal annular recess and with the possibility of installation in a pipeline rupture, while the internal annular recess is made with inlet and outlet sockets. Installation in the internal annular recess of a turbine of an annular shape with beveled, repeating the shape of the inlet and outlet bells of this recess, installed at an acute angle to the direction of movement of the flow of fuel pumped through the pipeline with internal blades, the internal diameter of which is equal to the internal diameter of the pipeline, ensures the unhindered passage of fuel through the pipeline . This makes it possible to reduce the resistance of the sensitive element of the instantaneous fuel consumption sensor (turbine) to the fuel flow, and, consequently, reduce the loss of energy spent on pumping fuel through the pipeline.
На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого индукционного суммирующего топливомера-расходомера с турбиной кольцевой формы в разрезе (вид А-А), на фиг. 2 - общий вид датчика мгновенного расхода топлива, установленного в разрыв трубопровода, в разрезе, на фиг. 3 - турбина кольцевой формы в разрезе (вид спереди).In fig. Figure 1 shows a block diagram of the proposed induction summing fuel meter-flow meter with a ring-shaped turbine in cross-section (view A-A), FIG. 2 is a general cross-sectional view of an instantaneous fuel consumption sensor installed in a pipeline rupture; FIG. 3 - sectional view of a ring-shaped turbine (front view).
Суммирующий индукционный топливомер-расходомер (фиг. 1) содержит указатель 4 со шкалой 5 и стрелкой 6, кремальеру 9, датчик мгновенного расхода топлива (фиг. 2), редуктор 8, храповик 11 и преобразователь импульсов, содержащий мостовой выпрямитель 1 и усилитель импульсов 2, вход которого подключен к выходу мостового выпрямителя 1, а выход - к обмотке управления шаговым электромагнитом 3, якорь которого связан с собачкой 13 храповика 11. Вал храповой шестерни 12 храповика 11 сочленен с входным валом 10 редуктора 8. На выходном валу 7 редуктора 8 установлена стрелка 6 указателя 4.The summing induction fuel flow meter (Fig. 1) contains a pointer 4 with a scale 5 and an arrow 6, a ratchet 9, an instantaneous fuel consumption sensor (Fig. 2), a gearbox 8, a ratchet 11 and a pulse converter containing a bridge rectifier 1 and a pulse amplifier 2 , the input of which is connected to the output of the bridge rectifier 1, and the output is to the control winding of the stepper electromagnet 3, the armature of which is connected to the pawl 13 of the ratchet 11. The ratchet gear shaft 12 of the ratchet 11 is articulated with the input shaft 10 of the gearbox 8. On the output shaft 7 of the gearbox 8 is installed arrow 6 pointer 4.
Датчик мгновенного расхода топлива (фиг. 2) содержит корпус 20, к наружной стороне которого жестко прикреплен индукционный датчик, состоящий из закрытого крышкой 27 постоянного магнита 14 с обмоткой 18, подключенной ко входу мостового выпрямителя 1 преобразователя импульсов. Корпус 20 датчика мгновенного расхода топлива выполнен из диамагнитного материала в виде полого фланца с возможностью установки в разрыв трубопровода 26 между фланцами 25 и 21 трубопровода 26 и имеет внутреннюю кольцевую выточку 24. Внутренняя кольцевая выточка 24 выполнена с входным 19 и выходным 23 раструбами. Во внутренней кольцевой выточке 24 посредством радиально-упорных подшипников 22 установлена турбина кольцевой формы с внутренними лопастями 17, равномерно распределенными на внутренней поверхности несущего кольца 16 турбины под острым углом к направлению движения потока прокачиваемого по трубопроводу топлива, и внешними зубцами 15, равномерно распределенными на внешней поверхности несущего кольца 16 турбины (фиг. 2, 3). Внешние зубцы 15 выполнены из ферромагнитного материала (например, из электротехнической стали). Торцевые участки внутренних лопастей 17 скошены и повторяют форму входного 19 и выходного 23 раструбов внутренней кольцевой выточки 24. Внутренний диаметр внутренних лопастей 17 DЛвн (фиг. 3) выполнен равным внутреннему диаметру DТвн трубопровода 26 (фиг. 2), в разрыв которого устанавливают корпус 20 датчика мгновенного расхода топлива.The instantaneous fuel consumption sensor (Fig. 2) contains a housing 20, to the outer side of which an induction sensor is rigidly attached, consisting of a permanent magnet 14 closed by a lid 27 with a winding 18 connected to the input of the bridge rectifier 1 of the pulse converter. The housing 20 of the instantaneous fuel consumption sensor is made of diamagnetic material in the form of a hollow flange with the ability to be installed in the gap of the pipeline 26 between the flanges 25 and 21 of the pipeline 26 and has an internal annular recess 24. The internal annular recess 24 is made with inlet 19 and outlet 23 bells. In the inner annular groove 24, by means of angular contact bearings 22, an annular turbine is installed with internal blades 17, evenly distributed on the inner surface of the bearing ring 16 of the turbine at an acute angle to the direction of movement of the flow of fuel pumped through the pipeline, and outer teeth 15, evenly distributed on the outer surface of the turbine support ring 16 (Fig. 2, 3). The outer teeth 15 are made of ferromagnetic material (for example, electrical steel). The end sections of the internal blades 17 are beveled and repeat the shape of the input 19 and output 23 bells of the internal annular recess 24. The internal diameter of the internal blades 17 D Lvn (Fig. 3) is made equal to the internal diameter D Tvn of the pipeline 26 (Fig. 2), into the gap of which they are installed housing 20 of the instantaneous fuel consumption sensor.
Суммирующий индукционный топливомер-расходомер работает следующим образом.The summing induction fuel flow meter operates as follows.
Измерение суммарного расхода топлива сводится к интегрированию по времени значений мгновенного расхода. Значения мгновенного расхода топлива дискретизируются, поэтому интегрирование сводится к суммированию импульсов за определенное время.Measuring the total fuel consumption is reduced to integrating the instantaneous consumption values over time. The values of instantaneous fuel consumption are discretized, so integration is reduced to the summation of pulses over a certain time.
Для измерения мгновенного расхода топлива в предлагаемом топливомере-расходомере применен скоростной метод, когда о расходе судят по скорости потока прокачиваемого по трубопроводу топлива.To measure instantaneous fuel consumption, the proposed fuel flow meter uses the speed method, when consumption is judged by the flow rate of fuel pumped through the pipeline.
Мгновенный массовый расход Q топлива, прокачиваемого через сечение S трубопровода 26 со скоростью V определяется по формуле:The instantaneous mass flow Q of fuel pumped through section S of pipeline 26 at speed V is determined by the formula:
где ρт - плотность топлива; V - скорость прокачиваемого по трубопроводу 26 топлива; S - площадь поперечного сечения трубопровода 26.where ρ t is the fuel density; V is the speed of fuel pumped through pipeline 26; S is the cross-sectional area of pipeline 26.
Из формулы (1) видно, что измерение расхода топлива Q можно свести к измерению скорости потока V. В свою очередь скорость V потока прокачиваемого по трубопроводу 26 топлива непосредственно измеряется путем измерения угловой скорости ω турбины кольцевой формы с внутренними лопастями 17, равномерно распределенными на внутренней поверхности несущего кольца 16 турбины под острым углом к направлению движения потока прокачиваемого по трубопроводу 26 топлива, и внешними зубцами 15, равномерно распределенными на внешней поверхности несущего кольца 16 турбины, установленной во внутренней кольцевой выточке 24 посредством радиально-упорных подшипников 22.From formula (1) it is clear that the measurement of fuel consumption Q can be reduced to the measurement of the flow velocity V. In turn, the speed V of the flow of fuel pumped through pipeline 26 is directly measured by measuring the angular velocity ω of a ring-shaped turbine with internal blades 17 uniformly distributed on the inner the surface of the turbine support ring 16 at an acute angle to the direction of movement of the fuel flow pumped through the pipeline 26, and external teeth 15, evenly distributed on the outer surface of the turbine support ring 16, installed in the internal annular groove 24 by means of angular contact bearings 22.
Поток прокачиваемого по трубопроводу 26 топлива обтекает внутреннюю поверхность турбины, и, проходя через входной 19 и выходной 23 раструбы внутренней кольцевой выточки 24, воздействует на внутренние лопасти 17, торцевые участки которых скошены и повторяют форму входного 19 и выходного 23 раструбов, приводя турбину во вращение.The flow of fuel pumped through pipeline 26 flows around the inner surface of the turbine, and, passing through the inlet 19 and outlet 23 bells of the internal annular recess 24, affects the internal blades 17, the end sections of which are beveled and repeat the shape of the inlet 19 and outlet 23 bells, causing the turbine to rotate .
Угловая скорость со вращения турбины пропорциональна скорости V потока прокачиваемого по трубопроводу 26 топлива и, следовательно, величине Q мгновенного расхода топлива:The angular velocity of rotation of the turbine is proportional to the speed V of the flow of fuel pumped through pipeline 26 and, therefore, to the value Q of instantaneous fuel consumption:
где К1, К2 - коэффициенты пропорциональности.where K 1 , K 2 are proportionality coefficients.
При вращении турбины, установленной во внутренней кольцевой выточке 24 посредством радиально-упорных подшипников 22, внешние зубцы 15, выполненные из ферромагнитного материала (например, из электротехнической стали) периодически приближаются к закрытому крышкой 27 постоянному магниту 14 с обмоткой 18, жестко прикрепленному к наружной стороне корпуса 20 датчика мгновенного расхода топлива, выполненного из диамагнитного материала в виде полого фланца, установленного в разрыв трубопровода 26 между его фланцами 21 и 25. Вследствие этого в обмотке 18 индукционного датчика индуцируется ЭДС. Частота следования импульсов напряжения, снимаемых с обмотки 18 индукционного датчика, соответствует частоте прохождения внешних зубцов 15 мимо постоянного магнита 14 и зависит от угловой скорости ω вращения турбины, которая в свою очередь пропорциональна массовому расходу топлива Q, протекающего через сечение S трубопровода 26 со скоростью V (формулы 1 и 2).When the turbine installed in the inner annular recess 24 rotates by means of angular contact bearings 22, the external teeth 15 made of ferromagnetic material (for example, electrical steel) periodically approach the permanent magnet 14 closed by the lid 27 with a winding 18, rigidly attached to the outer side housing 20 of the instantaneous fuel consumption sensor, made of diamagnetic material in the form of a hollow flange installed in the gap of the pipeline 26 between its flanges 21 and 25. As a result, an EMF is induced in the winding 18 of the induction sensor. The repetition rate of voltage pulses taken from the winding 18 of the induction sensor corresponds to the frequency of passage of the external teeth 15 past the permanent magnet 14 and depends on the angular speed ω of rotation of the turbine, which in turn is proportional to the mass flow rate of fuel Q flowing through section S of pipeline 26 at speed V (formulas 1 and 2).
Зависимость частоты следования импульсов напряжения от угловой скорости вращения турбины определяется соотношением:The dependence of the repetition rate of voltage pulses on the angular speed of rotation of the turbine is determined by the relation:
где ƒ - частота, Гц; z - число зубцов; ω - угловая скорость вращения турбины, рад/сек; n - частота вращения турбины, об/мин.where ƒ - frequency, Hz; z - number of teeth; ω - angular speed of turbine rotation, rad/sec; n - turbine rotation speed, rpm.
Напряжение, снимаемое с обмотки 18 индукционного датчика, выпрямляется мостовым выпрямителем 1 и подается на вход усилителя импульсов 2, который преобразует это напряжение в импульсы прямоугольной формы постоянной длительности и амплитуды, необходимые для управления шаговым электромагнитом 3 (фиг. 1).The voltage removed from the winding 18 of the induction sensor is rectified by the bridge rectifier 1 and supplied to the input of the pulse amplifier 2, which converts this voltage into rectangular pulses of constant duration and amplitude necessary to control the stepper electromagnet 3 (Fig. 1).
Импульсы прямоугольной формы с выхода усилителя импульсов 2 поступают на обмотку управления шагового электромагнита 3. При каждом импульсе якорь шагового электромагнита 3 с помощью собачки 13 храповика 11 поворачивает храповую шестерню 12 на один зуб. Поворот храповой шестерни 12, сочлененной с входным валом 10 редуктора 8, вызывает поворот стрелки 6 указателя 4, установленной на выходном валу 7 редуктора 8.Rectangular pulses from the output of the pulse amplifier 2 are supplied to the control winding of the stepper electromagnet 3. With each pulse, the armature of the stepper electromagnet 3, using the pawl 13 of the ratchet 11, turns the ratchet gear 12 by one tooth. The rotation of the ratchet gear 12, articulated with the input shaft 10 of the gearbox 8, causes the rotation of the arrow 6 of the indicator 4 mounted on the output shaft 7 of the gearbox 8.
Перед началом измерения стрелку 6 указателя 4 посредством кремальеры 9 устанавливают по шкале 5 при полной заправке топливного бака на отметку Qmax, поэтому суммирующий индукционный топливомер-расходомер в процессе работы показывает оставшееся в баке количество топлива.Before starting the measurement, the arrow 6 of the indicator 4 is set using the ratchet 9 on a scale of 5 when the fuel tank is fully filled to the Q max mark, so the summing induction fuel meter-flow meter during operation shows the amount of fuel remaining in the tank.
Таким образом, совокупность представленных признаков позволяет улучшить эксплуатационно-технические характеристики предлагаемого суммирующего индукционного топливомера-расходомера за счет упрощения конструкции и технологии изготовления датчика мгновенного расхода топлива и повышения надежности топливомера-расходомера.Thus, the combination of the presented features makes it possible to improve the operational and technical characteristics of the proposed summing induction fuel meter-flow meter by simplifying the design and manufacturing technology of the instantaneous fuel consumption sensor and increasing the reliability of the fuel meter-flow meter.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2807439C1 true RU2807439C1 (en) | 2023-11-14 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4208869C2 (en) * | 1992-03-19 | 2001-07-19 | Leistritz Ag | Volumetric fuel flow meter |
| CN1952605A (en) * | 2005-10-21 | 2007-04-25 | 胡海洋 | Adding fuel oil sensor and connecting method thereof in automobile |
| RU66518U1 (en) * | 2007-04-09 | 2007-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" | VOLUME FUEL FLOW METER |
| RU2012126685A (en) * | 2009-11-27 | 2014-01-10 | Снекма | METHOD AND DEVICE FOR REAL-TIME MONITORING OF THE FUEL CONSUMPTION SYSTEM |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4208869C2 (en) * | 1992-03-19 | 2001-07-19 | Leistritz Ag | Volumetric fuel flow meter |
| CN1952605A (en) * | 2005-10-21 | 2007-04-25 | 胡海洋 | Adding fuel oil sensor and connecting method thereof in automobile |
| RU66518U1 (en) * | 2007-04-09 | 2007-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" | VOLUME FUEL FLOW METER |
| RU2012126685A (en) * | 2009-11-27 | 2014-01-10 | Снекма | METHOD AND DEVICE FOR REAL-TIME MONITORING OF THE FUEL CONSUMPTION SYSTEM |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авиационные приборы. Учебник, под общ. ред. С.С.Дорофеева // М.: Военное издательство, 1992, 496 с: стр. 232-234. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4275291A (en) | Rotation sensor | |
| US3364743A (en) | Turbine flowmeter | |
| US3342070A (en) | Fluid meter | |
| US3164017A (en) | Flow measuring apparatus | |
| RU2807439C1 (en) | Summing induction fuel flow meter | |
| RU2807438C1 (en) | Summing induction fuel flow meter | |
| RU2807437C1 (en) | Summing inductive fuel flow meter | |
| US3443432A (en) | Flowmeter | |
| US3555900A (en) | Flow meter | |
| US3256737A (en) | Velocity flowmeters | |
| US2767580A (en) | Fluid flow indicating apparatus | |
| Baker | Turbine and related flowmeters: I. industrial practice | |
| US5197337A (en) | Low force flowmeter pick-off | |
| RU2625539C1 (en) | Inductive sensor of tachometric liquid metre | |
| US3613450A (en) | Fluid mass flowmeter | |
| JP3258138B2 (en) | Flow meter transmitter | |
| RU2189015C1 (en) | Gas or liquid float-turbine meter | |
| RU2327171C2 (en) | Speed pickup | |
| RU207240U1 (en) | Liquid meter | |
| US3131559A (en) | Flow measuring system | |
| RU2062992C1 (en) | Turbine-driven liquid (gas) flow meter | |
| RU2416072C1 (en) | Turbine-inductive flow metre | |
| US3089336A (en) | Mass flow meter | |
| CA1229744A (en) | Turbine dual direction flowmeter | |
| RU2521716C2 (en) | Speed sensor |