SU1406464A1 - Устройство дл автоматического измерени расхода жидких тел - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, предназначено дл  онределени  параметров жидких сред и может быть использовано в машиностроении, автомобильной и других отрасл х промышленности.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет обеспе- ;чени - измерени  плотности жидких тел и повышение чувствительности измерени .

На чертеже изображено предлагаемое |устройство.

I Устройство содержит корпус 1 с каналом 2 давлени  входа Р. и установленным в нем регулируемым жиклером 3, канал 4 давлени  выхода РВЫХ с установленным в нем регул тором 5 давлени  Pg, до 1олнитель- ные каналы 6-8 корпуса 1, пружину 9, ус- пгановленную на торце корпуса 1 с каналом 4, и торец золотника 10 с соплом 11 и замкну- ггой проточкой 12 на его боковой поверх- 1ности, в которую включен канал 13 посто нного давлени  Р, поддерживаемого клапа- |ном 14 посто нного давлени , причем дав- ление Р РХ запорный орган 15 |с Т-образным соплом 16 и проточкой 17 на боковой поверхности, сообш.енной с соплом 16, в которую включен канал 2 давлени  Р-ех , пружину 18. Опорные витки послед- |ней жестко закреплены с нерабочим торцом запорного органа и торцом поршн  19, диа- pvieTp которого больше диаметра золотника ilO не менее, чем ES дес ть раз, а на его бо- |ковой поверхности выполнена проточка 20, отора  каналами 21 сообш,ена с полостью 2 переменного объема поршн  19 и кана- пами 6 и 7 давлени  Р. . включенными в kopnyc 1 с давлением Р„,. каналов 8 и 4.

; Е4ИХ

|Длина пьезометрической трубки 23 с калиб- Ьованными жиклером 24 много больше, чем рассто ние между торцами корпуса, внутри которого размешен поршень 19. Вход последнего включен в полость 25 переменного давлени  и объема так, что он не перекрывает- с . поршнем 19 в любом положении пружины 26. Опорные витки последней жестко закреплены с противоположным торцом поршн  19 и торцом корпуса 1. Терморегул тор 27 установлен в канале, соедин ющем выход пьезометрической трубки 23 за жиклером 24 с каналом 6 давлени  Р,,. Устройство 28 дл  измерени  циркул ционного расхода жиклера 24 установлено между терморегул тором 27 и каналом 6, выходной сигнал которого св зан с блоком 29 управлени  и индикации. Выходной сигнал датчика 30 температуры полости 25 и циркул ционного расхода жиклера 24 св зан с блоком 29 управлени  и индикации. Датчик 31 давлени  дифференциального типа включен в полость 25 давлени  Р через канал 7, проточку 20 и каналы 21 - в полость 22 поршн  10, причем датчик 31, регул тор 5 давлени  , регулируемый жиклер 3 и

5

0

5

0

5

0

5

0

5

клапан 14 посто нного давлени  соединены с блоком 29 управлени  и индикации.

Устройство работает следующим образом .

Исследуема  жидкость с давлением Р. через регулируемый жиклер 3 канала 2 нагружает полость проточки 17 запорного органа 15 и по Т-образному соплу 16 - полость 25 переменного объема и пьезометрическую трубку 23, через жиклер 24 которой идет расход, проход щий через терморегул тор 27, и через устройство 28 измерени  расхода поступает в канал 6 корпуса 1. При этом полость 22, каналы 21 и проточка 20 порщн  19 нагружаютс  давлением Pg;{ , которое через канал 7, св занный с каналом 8 корпуса 1. сообщено с регул тором 5 давлени  канала 4. При этом расход через жиклер 3 больше расхода через жиклер 24. В полости 25 поршн  19 растет давление, под действием которого поршень 19 стремитс  сжать пружину 26 и подн тьс  вверх, причем одновременно с этим растет перепад давлени  на золотнике 10, сопло 11 которого перекрыто запорным органом 15.

Золотник 10, сжима  пружину 9, вместе с запорным органом 15 смещаютс  вниз. Пружина 18 из положени  сжати  начинает работать на раст жение, преодолевав усилие, с которым запорный орган 15 прижимаетс  к соплу 11, и релейно отрывает его от сопла 11.

Пружина 18 возвращает запорный орган 15 в положение, близкое к исходному. Через сопла 11 и 16 золотника 10 и запорного органа 15 идет расход в канал 4. Перепад давлени  на золотнике 10 снижаетс , и он под- действием пружины 9 возвращаетс  в исходное положение. При этом запорный орган 15 м гко перекрывает сопло 11 золотника 10, на котором растет перепад давлени . Цикл повтор етс  с частотой, измер емой блоком 29 и пропорциональной расходу через сопло 11 золотника 10, который настраиваетс  и лимитируетс  жиклером 3.

Давление Р в канале 13, который включен в проточку 12 золотника 10, регулируетс  клапаном 14 с таким расчетом, чтобы обеспечить нулевой или близкий к нему перепад давлени  на первом к запорному органу 15 по ске золотника 10 и исключить неизмер емый переток жидкости по его прецизионному зазору из полости давлени  РВЛ в полость канала 4 давлени  РВЫХ- При этом давление 1 канала 13 подводитс  от автономного источника, не св занного с давлением Р , но PB;I 1 РВЫХ РЧастота колебаний запорного органа 15 и золотника 10 по давлению воспринимаетс  датчиком 31 перепада давлени , который включен в полости 25 и 22 порщн  19 и электрически св зан с блоком 29 управлени  и индикации, высвечиваетс  на его табло

и фиксируетс  печатающим устройством. Это положение при нормальной температуре и давлении РВЫ/, равном давлению слива в атмосферу, принимаетс  за начало испытаний по исследованию плотности рабочей жидкости. При этом давление РВМХ поддерживаетс  регул тором 5, а температура исследуемой жидкости задаетс  на входе в канале 2 и фиксируетс  через датчик 30 температуры. Равновесие системы поршень 19 - запорный орган 15 - золотник 10 определ етс  давлением в полост х 25 и 22 давлений Р и РВЫ . дифференциальностью площадей золотника 10 и порщн  19 и жесткостью пружин 9, 18 и 26.

Начальна  градуировка устройства по расходу, частоте, давлению и температуре осуществл етс  на известных по плотности жидкост х, после чего устройство исследует рабочие жидкости, например жидкости, на которых испытываютс  гидравлические ма- щины и механизмы. При этом резулЫ аТы градуировки программируютс  и вывод тс  в блок 29, с которым св заны датчики 30 и 31 и элементы 3, 5 и 14 регулировани  расхода и давлени . Так, например, при исследовани х плотности рабочей жидкости с повышением давлени  настройка абсолютного давлени  в полост х 25 и 22 поршн  19 осуществл етс  автоматически от блока 29. Регул тор 5 давлени  повышает его с одновременным увеличением давлени  Рвх, которое регулирутс  как управл емым жиклером 2, так и увеличением давлени  РВХ перед ним. При этом одновременно увеличиваетс  давление Рх в полости 12 золотника 10, величина которого равна или несколько меньше давлени  , т. е. , и управл етс  клапаном 14. Между полост ми 25 и 22 поршн  19 поддерживаетс  посто нный перепад давлени , который обеспечиваетс  автоматически сигналом от дифференциального датчика 31 на блок 29 или вручную давлени ми Р , РВЫХПри исследовани х плотности рабочей жидкости с понижением абсолютного давлени  пор док работы регул тора 5, жиклера 3 и клапана 14 измен етс  на противоположный . С увеличением давлений Рвх и РВЫХ плотность исследуемой жидкости при посто нной температуре в полост х 25 и 22 поршн  19 измен етс  на разную величину. Причем плотность жидкости в полости 25 увеличиваетс  больше, чем в полости 22 на величину, пропорциональную перепаду давлени  на поршне 19. При этом увеличиваютс  сжатие жидкости внутри пьезометрической трубки 23 и вес столба жидкости, которые повышают давление в полости 25. Перепад давлени  на поршне 19 измен етс , в результате чего последний перемещаетс 

вверх на величину, при которой увеличенна  застежка пружины 26 уравновешивает его новое положение. Пружина 18 уменьшает свою начальную зат жку (или раст гиваетс ), и запорный орган 15 отрываетс  от сопла 11 золотника 10 раньше. Следовательно , при увеличении плотности исследуемой жидкости частота индикации на блоке 29 увеличиваетс . При уменьшении плотносQ ти исследуемой жидкости процесс идет в обратном направлении, и частота на блоке 29 уменьшаетс .

Аналогичное воздействие на плотность исследуемой жидкости оказывает изменение температуры, так, например, с понижением

5 температуры плотность исследуемой жидкости минерального происхождени  при посто нном давлении повышаетс , в результате чего возрастает частота на блоке 29 и наоборот, с повышением температуры, при

Q тех же услови х, частота на блоке 29 понижаетс , так как плотность исследуемой жидкости становитс  меньше. Отсюда следует, что частота выходного сигнала датчика 31, включенного в полости 25 и 22 поршн  19, измен етс  пропорционально изменению

5 плотности независимо от воздействующих на нее факторов - давлени  и температуры, но при посто нном установившемс  перед этим расходе.

Установка терморегул тора 27 позвол ет расширить возможности температурных исследований, так как дает возможность регулировать температурный перепад между полост ми 22 и 25 поршн  19, вли   при этом на плотность рабочей жидкости, а слес- довательно, на равновесие поршн  19 и частоту выходного сигнала. Обеспечение расхода исследуемой жидкости из канала 6 через переменный объем 22, каналы 21 и проточку 20 поршн  19 в канал 7 давлени  РВЫХ исключает неравномерность темпера0 туры жидкости в переменном объеме 22 и ее действие на равновесие поршн  19, что повышает точность исследовани . При этом отслеживание поршн  19 происходит только при нарушении его равновеси , вызван- с ного изменением плотности исследуемой жидкости . Последн   стремитс  нарушить перепад давлени  на поршне в полост х 22 и 25 при неизменных значени х давлени  РВХ РВЫХ. чему способствует изменение плотности в пьезометрической трубке 23, ко0 тора  резко измен ет вес столба жидкости в ней и его действие на давление в полости 25, в результате чего поршень 19 измен ет свое положение и зат жку пружин 18 и 26, что воздействует на режим срабатывани  запорного органа 15, а следовательно, на

5 частоту индикации блока 29.

Редактор И. Касарда Засаз3184/38

Корректоре. Кравцов Подписное

Составитель Техред И. Верес Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж-ЗГз, Раушска  наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

74

4

Рсл РВх Рк Рбых Рсл

Корректоре. Кравцова Подписное

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКИХ ТЕЛ, содержащее цилиндрический корпус, снабженный каналами давления входа и выхода с установленными в них регулируемыми жиклерами, подвижный чувствительный элемент, размещенный внутри корпуса и выполненный в виде золотника с соплом и соединенный посредством первой пружины с нижним торцом корпуса, в котором выполнен канал давления выхода, запорный орган, выполненный с возможностью перекрывания сопла золотника, датчик давления, выход которого подключен к входу блока управления и индикации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения измерения плотности жидких тел, устройство дополнительно снабжено поршнем, установленном в корпусе, внешняя поверхность торца поршня посредством второй пружины соединена с торцом запорного органа, а его внутренняя поверхность посредством третьей пружины соединена с верхним тор цом корпуса, в котором выполнен первый дополнительный канал, при этом поршень герметично разделяет часть корпуса между его верхним торцом и торцом запорного органа на две полости, одна из которых через проточку и каналы в поршне и второй и третий дополнительные каналы в корпусе соединена с каналом давления выхода, а во вторую на уровне торца запорного органа включена пьезометрическая трубка, на противоположном конце которой установлен калиброванный жиклер, соединенный каналом с датчиком температуры и через регулятор температуры и устройство измерения расхода — с первым дополнительным каналом, причем золотник снабжен кольцевой проточкой, выполненной с возможностью подключения к каналу постоянного давления в корпусе, в запорном органе выполнено Т-образное сопло, сообщенное через проточку в запорном органе с каналом давления входа, управляющие входы регулируемых жиклеров соединены с управляющими выходами блока управления и индикации, управляющие входы которого соединены с датчиком температуры и устройства измерения расхода, а входы датчика давления подключены к второй полости корпуса и второму дополнительному каналу.

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности измерения, диаметр поршня выполняется много большим, чем диаметр золотника, а длина пьезометрической трубки много больше расстояния между верхним торцом корпуса и торцом запорного органа.

1406464 А1