RU58700U1

RU58700U1 - VARIABLE LIQUID FLOW GENERATOR (OPTIONS)

Info

Publication number: RU58700U1
Application number: RU2006108309/22U
Authority: RU
Inventors: Робиндар Николаевич Каратаев; Валерий Алексеевич Гогин; Алексей Игорьевич Сойко; Оскар Робиндарович Каратаев; Лидия Васильевна Скурлатова; Игорь Климентьевич Сойко
Original assignee: Федеральное государственное учреждение "Татарстанский центр стандартизации, метрологии и сертификации"; Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2006-11-27

Abstract

Полезная модель относится к генераторам переменного расхода для определения метрологических характеристик средств измерений артериального давления и может найти применение в приборостроительной промышленности при метрологической аттестации этих средств измерений и позволяет расширить возможности получения расхода жидкости с различными законами изменения за счет выполнения сечения ротора различных форм. Генератор переменного расхода жидкости содержит ротор 1 в виде усеченного цилиндра, соединенный с валом двигателя 7, цилиндрический статор 2 с двумя выходными прорезями 8 по образующей цилиндра на диаметрально противоположных сторонах, связанными с трубопроводами 5 и 6. Новым является то, что сечение съемного ротора 1 выполнено в соответствии с заданной характеристикой формы и амплитуды расхода жидкости. Ротор 1 выполнен в виде цилиндра, усеченного двумя плоскими поверхностями, одной перпендикулярно, а другой - под углом к продольной оси ротора 1. Съемный ротор 1 выполнен в виде цилиндра, усеченного двумя линейчатыми поверхностями, одна из которых выпуклая, а другая вогнутая. Сечение съемного ротора 1 представляет собой линейчатую поверхность, ограниченную направляющей кривой согласно уравнению где R - радиус ротора 1, х, y - координаты точек направляющей кривой при нахождении начала координат в точке пересечения оси ротора с линией сопряжения секущих поверхностей. Сечение съемного ротора 1 представляет собой линейчатую поверхность, ограниченную направляющей кривой согласно уравнению где R - радиус ротора 1, х, y - координаты точек направляющей кривой при нахождении начала координат в точке пересечения оси ротора с линией сопряжения секущих поверхностей. Сечение съемного ротора 1 представляет The utility model relates to variable flow generators for determining the metrological characteristics of blood pressure measuring instruments and can be used in the instrument-making industry for metrological certification of these measuring instruments and allows expanding the possibilities of obtaining a fluid flow rate with various laws of change by performing a rotor section of various shapes. The variable fluid flow generator comprises a rotor 1 in the form of a truncated cylinder connected to the shaft of the engine 7, a cylindrical stator 2 with two output slots 8 along the generatrix of the cylinder on diametrically opposite sides connected with pipelines 5 and 6. The new thing is that the cross section of the removable rotor 1 made in accordance with a given characteristic of the shape and amplitude of the fluid flow. The rotor 1 is made in the form of a cylinder truncated by two flat surfaces, one perpendicularly and the other at an angle to the longitudinal axis of the rotor 1. The removable rotor 1 is made in the form of a cylinder truncated by two ruled surfaces, one of which is convex and the other is concave. The cross-section of the removable rotor 1 is a ruled surface bounded by a guide curve according to the equation where R is the radius of the rotor 1, x, y are the coordinates of the points of the guide curve when finding the origin at the point of intersection of the rotor axis with the interface line of the secant surfaces. The cross-section of the removable rotor 1 is a ruled surface bounded by a guide curve according to the equation where R is the radius of the rotor 1, x, y are the coordinates of the points of the guide curve when finding the origin at the point of intersection of the rotor axis with the interface line of the secant surfaces. The cross section of the removable rotor 1 represents

собой линейчатую поверхность, ограниченную направляющей кривой согласно уравнению , где R - радиус ротора 1, х, y - координаты точек направляющей кривой при нахождении начала координат в точке пересечения оси ротора с линией сопряжения секущих поверхностей. 1 н.п. и 5 з.п. ф-лы ПМ, 2 илл.a ruled surface bounded by a guide curve according to the equation , where R is the radius of the rotor 1, x, y are the coordinates of the points of the guide curve when finding the origin at the point of intersection of the rotor axis with the interface line of the secant surfaces. 1 n.p. and 5 z.p. PM PM, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к генераторам переменного расхода для определения метрологических характеристик средств измерений артериального давления и может найти применение в приборостроительной промышленности при метрологической аттестации этих средств измерений.The utility model relates to variable flow generators for determining the metrological characteristics of blood pressure measuring instruments and can be used in the instrument-making industry for metrological certification of these measuring instruments.

Известны генераторы переменного расхода для определения динамических характеристик расходомеров (Генератор переменного расхода. Отчет №Б 060014. Всесоюзный научно-технический информационный центр. М., 1974) - [1].Known variable flow generators for determining the dynamic characteristics of flow meters (variable flow generator. Report No. B 060014. All-Union Scientific and Technical Information Center. M., 1974) - [1].

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) - [2]. Контролируемая среда подается во внутреннюю полость статора по входному трубопроводу. Изменение размеров площади 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 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) - [2]. 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 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

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.cases are 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.

Известен гидромеханический пульсатор для исследования динамических характеристик расходомеров по авторскому свидетельству SU №1013764 A, G 01 F 25/00, опубликованный 23.04.83 Бюл. №15 - [3], содержащий цилиндрический корпус с входным и двумя выходными окнами прямоугольной формы, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, и с установленным в корпусе цилиндрическим ротором, который выполнен полым, с нечетным числом окон, идентичных выходным окнам корпуса, причем суммарный размер окон по окружности равен 180. Недостатком такого пульсатора является воспроизведение только синусоидального пульсирующего потока.Known hydromechanical pulsator for the study of the dynamic characteristics of flowmeters according to the copyright certificate SU No. 1013764 A, G 01 F 25/00, published on 04.23.83 Bull. No. 15 - [3], containing a cylindrical body with input and two output windows of a rectangular shape located in mutually perpendicular planes, and with a cylindrical rotor installed in the body, which is hollow, with an odd number of windows identical to the output windows of the case, and the total size windows around the circumference is 180. The disadvantage of such a pulsator is the reproduction of only a sinusoidal pulsating stream.

Наиболее близким к заявленной полезной модели является изобретение по авторскому свидетельству СССР №637722, G 01 F 25/00, Генератор переменного расхода, опубл. 15.12.78 Бюл. №46 - [4] 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 (фиг.2а).Closest to the claimed utility model is the invention according to the copyright certificate of the USSR No. 637722, G 01 F 25/00, Variable flow generator, publ. 12/15/78 Bull. No. 46 - [4] 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 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 pipe through a throttle device (figa).

Контролируемая среда по входному трубопроводу поступает в полость статора и через прорези проходит по двум трубопроводам и через расходомер - в выходной трубопровод.The controlled medium enters the stator cavity through the inlet pipe and passes through the slots through two pipelines and through the flow meter into the outlet pipe.

Недостатком такого генератора является невозможность воспроизведения всего многообразия форм генерируемого расхода.The disadvantage of this generator is the inability to reproduce the entire variety of forms of generated flow.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемая полезная модель, заключается в расширение возможностей получения расхода жидкости с различными законами изменения за счет выполнения сечения ротора различных форм.The technical result, which is achieved by the claimed utility model, is to expand the possibilities of obtaining a fluid flow rate with various laws of change by performing a cross section of a rotor of various forms.

Технический результат достигается тем, что в генераторе переменного расхода жидкости, содержащем ротор в виде усеченного цилиндра, соединенный с валом двигателя, цилиндрический статор с двумя выходными прорезями по образующей цилиндра на диаметрально противоположных сторонах, связанными с трубопроводами, новым является то, что сечение съемного ротора выполнено в соответствии с заданной характеристикой формы и амплитуды расхода жидкости. Съемный ротор выполнен в виде цилиндра, усеченного двумя плоскими плоскостями, одной перпендикулярно, а другой - под углом к продольной оси ротора. Сечение съемного ротора представляет собой линейчатую поверхность, ограниченную направляющей кривой согласно уравнению где R - радиус ротора, х, y - координаты точек направляющей кривой при нахождении начала координат в точке пересечения оси ротора с линией сопряжения секущих поверхностей. Съемный ротор выполнен в виде цилиндра, усеченного двумя линейчатыми поверхностями, одна из которых выпуклая, а другая вогнутая. Сечение съемного ротора представляет собой линейчатую поверхность, ограниченную направляющей кривой согласно уравнению где R - радиус ротора, х, y - координаты точек направляющей кривой при нахождении начала координат в точке пересечения оси ротора с линией сопряжения секущих поверхностей. Сечение съемного ротора представляет собой линейчатую поверхность, ограниченную направляющей кривой согласно уравнению , где The technical result is achieved in that in a variable fluid flow generator containing a rotor in the form of a truncated cylinder, connected to the motor shaft, a cylindrical stator with two output slots along the cylinder generatrix on the diametrically opposite sides associated with the pipelines, new is that the cross-section of the removable rotor made in accordance with a given characteristic of the shape and amplitude of the fluid flow. The removable rotor is made in the form of a cylinder truncated by two flat planes, one perpendicular and the other at an angle to the longitudinal axis of the rotor. The cross-section of the removable rotor is a ruled surface bounded by a guide curve according to the equation where R is the radius of the rotor, x, y are the coordinates of the points of the guide curve when finding the origin at the intersection of the axis of the rotor with the interface line of the secant surfaces. The removable rotor is made in the form of a cylinder truncated by two ruled surfaces, one of which is convex and the other is concave. The cross-section of the removable rotor is a ruled surface bounded by a guide curve according to the equation where R is the radius of the rotor, x, y are the coordinates of the points of the guide curve when finding the origin at the intersection of the axis of the rotor with the interface line of the secant surfaces. The cross-section of the removable rotor is a ruled surface bounded by a guide curve according to the equation where

R - радиус ротора, х, y - координаты точек направляющей кривой при нахождении начала координат в точке пересечения оси ротора с линией сопряжения секущих поверхностей.R is the radius of the rotor, x, y are the coordinates of the points of the guide curve when finding the origin at the point of intersection of the rotor axis with the interface line of the secant surfaces.

Сущность полезной модели поясняется на фиг.1, 2, где:The essence of the utility model is illustrated in figure 1, 2, where:

Фиг.1 - генератор переменного расхода;Figure 1 - alternating flow generator;

Фиг.2б, в, г, д - примеры усеченного ротора.Fig.2b, c, d, d are examples of a truncated rotor.

1 - ротор; 2 - статор; 3 - корпус; 4 - входной трубопровод; 5 - правый трубопровод; 6 - левый трубопровод; 7 - двигатель; 8 - прорези статора; 9 - муфта.1 - rotor; 2 - stator; 3 - case; 4 - inlet pipeline; 5 - the right pipeline; 6 - the left pipeline; 7 - engine; 8 - slots of the stator; 9 - coupling.

В статоре 2 в виде пустотелого цилиндра с прорезями 8, расположенными по образующей цилиндра на диаметрально противоположных сторонах, расположен ротор 1 в виде усеченного цилиндра. Ротор 1 соединен с валом двигателя 7 муфтой 9. Внутренняя полость статора 2 связана с входным трубопроводом 4, подающим контролируемую среду, и через прорези 8 сообщается с трубопроводами 5 и 6. Статор 2 закреплен с корпусом 3, в котором в подшипниках установлен вал ротора 1. Для замены ротора 1 с другим сечением его отсоединяют от вала двигателя 7 муфтой 9, а затем отсоединяют и статор 2.In the stator 2 in the form of a hollow cylinder with slots 8 located along the generatrix of the cylinder on diametrically opposite sides, the rotor 1 is located in the form of a truncated cylinder. The rotor 1 is connected to the motor shaft 7 by a coupling 9. The internal cavity of the stator 2 is connected to the inlet pipe 4 supplying a controlled medium, and through slots 8 is connected to the pipelines 5 and 6. The stator 2 is fixed to the housing 3, in which the rotor shaft 1 is installed in the bearings To replace the rotor 1 with a different cross-section, it is disconnected from the motor shaft 7 by the coupling 9, and then the stator 2 is also disconnected.

Контролируемая жидкость по входному трубопроводу 4 поступает в полость статора 2 и через прорези 8 проходит по трубопроводам 5 и 6. В зависимости от углового положения ротора расход среды через прорези может быть либо одинаковым, либо разным. При этом расход определяется площадью прорези, не перекрытой в данный момент ротором.The controlled fluid through the inlet pipe 4 enters the cavity of the stator 2 and passes through the slots 8 through pipelines 5 and 6. Depending on the angular position of the rotor, the flow rate of the medium through the slots can be either the same or different. In this case, the flow rate is determined by the area of the slot, which is not currently blocked by the rotor.

Для получения различных характеристик форм переменного потока изменяют сечение ротора 1. На фиг.2 приведены примеры усеченного ротора. Съемный ротор 1 может быть выполнен в виде цилиндра, усеченного двумя плоскими плоскостями, одной перпендикулярно, а другой - под углом к продольной оси ротора 1 (фиг.2б). Кроме этой формы можно получить и другие формы, например, использовать сечение плоскостью под углом в 30° или 60° и др. Сечение съемного ротора 1 представляет собой To obtain various characteristics of the forms of the variable flow, the cross section of the rotor 1 is changed. Figure 2 shows examples of a truncated rotor. The removable rotor 1 can be made in the form of a cylinder truncated by two flat planes, one perpendicular and the other at an angle to the longitudinal axis of the rotor 1 (fig.2b). In addition to this form, other forms can also be obtained, for example, to use a section with a plane at an angle of 30 ° or 60 °, etc. The section of a removable rotor 1 is

линейчатую поверхность, ограниченную направляющей кривой согласно уравнению (фиг.2в), где R - радиус ротора 1, х, y - координаты точек направляющей кривой при нахождении начала координат в точке пересечения оси ротора с линией сопряжения секущих поверхностей. Съемный ротор 1 выполнен в виде цилиндра, усеченного двумя линейчатыми поверхностями, одна из которых выпуклая, а другая вогнутая. Сечение съемного ротора 1 представляет собой линейчатую поверхность, ограниченную направляющей кривой согласно уравнению (фиг.2г), где R - радиус ротора 1, х, y - координаты точек направляющей кривой при нахождении начала координат в точке пересечения оси ротора с линией сопряжения секущих поверхностей. Сечение съемного ротора 1 представляет собой линейчатую поверхность, ограниченную направляющей кривой согласно уравнению (фиг.2д), где R - радиус ротора 1, х, y - координаты точек направляющей кривой при нахождении начала координат в точке пересечения оси ротора с линией сопряжения секущих поверхностей.a ruled surface bounded by a guide curve according to the equation (figv), where R is the radius of the rotor 1, x, y are the coordinates of the points of the guide curve when finding the origin at the point of intersection of the axis of the rotor with the interface line of the secant surfaces. The removable rotor 1 is made in the form of a cylinder truncated by two ruled surfaces, one of which is convex and the other is concave. The cross-section of the removable rotor 1 is a ruled surface bounded by a guide curve according to the equation (Fig.2d), where R is the radius of the rotor 1, x, y are the coordinates of the points of the guide curve when finding the origin at the point of intersection of the rotor axis with the interface line of the secant surfaces. The cross-section of the removable rotor 1 is a ruled surface bounded by a guide curve according to the equation (fig.2d), where R is the radius of the rotor 1, x, y are the coordinates of the points of the guide curve when finding the origin at the point of intersection of the axis of the rotor with the interface line of the secant surfaces.

Продолжительность периода определяется скоростью вращения ротора 1. Масса жидкости в выходных трубопроводах 5 или 6 мала, и поэтому частотный диапазон генератора расширяется в сторону высоких частот. Вследствие того, что суммарная площадь условного прохода прорезей при работе генератора остается постоянной, перепада давления во входном трубопроводе не возникает, что сводит к минимуму искажения формы и амплитуды колебаний расхода и улучшает эксплуатационные характеристики генератора.The duration of the period is determined by the speed of rotation of the rotor 1. The mass of liquid in the output pipelines 5 or 6 is small, and therefore the frequency range of the generator expands towards high frequencies. Due to the fact that the total area of the conditional passage of the slots during operation of the generator remains constant, a pressure drop in the inlet pipe does not occur, which minimizes distortions in the shape and amplitude of flow fluctuations and improves the operating characteristics of the generator.

Генератор переменного расхода жидкости работает следующим образом.The variable fluid flow generator operates as follows.

При включении двигателя 7 ротор 1 приходит во вращение. Контролируемая среда по входному трубопроводу 4 поступает в полость When you turn on the engine 7, the rotor 1 comes into rotation. The controlled environment through the inlet pipe 4 enters the cavity

статора 2 и через поочередно перекрывающиеся прорези 8 проходит по правому 5, и/или по левому 6 трубопроводам. При этом если площадь одной прорези 8 увеличивается, то площадь другой прорези уменьшается и наоборот. Поэтому расход через прорези 8 изменяется в противофазе по отношению друг к другу.the stator 2 and through alternately overlapping slots 8 passes through the right 5, and / or left 6 pipelines. Moreover, if the area of one slot 8 increases, then the area of the other slot decreases and vice versa. Therefore, the flow rate through the slots 8 changes in antiphase with respect to each other.

Выбирая необходимое сечение ротора 1, изменяют форму переменного генерируемого расхода. Для замены ротора 1 отсоединяют сначала муфту 9 от вала двигателя 7, а затем отсоединяют и корпус 3.Choosing the required cross section of the rotor 1, change the shape of the variable generated flow. To replace the rotor 1, first disconnect the coupling 9 from the shaft of the engine 7, and then disconnect the housing 3.

Таким образом, предложен генератор переменного расхода жидкости, в котором расширение возможностей получения расхода жидкости с различными законами изменения осуществляется за счет выполнения сечения ротора различных форм, при этом решение генератора несложно в исполнении, просто и надежно в работе.Thus, a variable fluid flow generator is proposed, in which the expansion of the possibilities of obtaining a fluid flow with various laws of change is carried out by performing the cross-section of the rotor of various shapes, while the solution of the generator is simple in execution, simple and reliable in operation.

Claims

1. A variable fluid flow generator containing a rotor in the form of a truncated cylinder connected to the motor shaft, a cylindrical stator with two output slots along the generatrix of the cylinder on diametrically opposite sides associated with pipelines, characterized in that the removable rotor is made in the form of a cylinder truncated by two flat planes, one perpendicular and the other at an angle to the longitudinal axis of the rotor.

2. A variable fluid flow generator comprising a rotor in the form of a truncated cylinder connected to the motor shaft, a cylindrical stator with two output slots along the cylinder generatrix on diametrically opposite sides connected with pipelines, characterized in that the removable rotor is made in the form of a cylinder truncated by two ruled surfaces, one of which is convex and the other is concave.

3. A variable fluid flow generator containing a rotor in the form of a truncated cylinder connected to the motor shaft, a cylindrical stator with two output slots along the cylinder generatrix on diametrically opposite sides connected with pipelines, characterized in that the cross-section of the removable rotor is a ruled surface limited guide curve according to the equation

where R is the radius of the rotor, x, y are the coordinates of the points of the guide curve when finding the origin at the intersection of the axis of the rotor with the interface line of the secant surfaces.

4. A variable fluid flow generator containing a rotor in the form of a truncated cylinder connected to the motor shaft, a cylindrical stator with two output slots along the cylinder generatrix on diametrically opposite sides connected with pipelines, characterized in that the cross-section of the removable rotor is a ruled surface limited guide curve according to the equation

5. A variable fluid flow generator containing a rotor in the form of a truncated cylinder connected to the motor shaft, a cylindrical stator with two output slots along the cylinder generatrix on diametrically opposite sides connected with pipelines, characterized in that the cross-section of the removable rotor is a ruled surface limited guide curve according to the equation

,