SU1735716A1 - Поплавковый расходомер - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к газоаналитической технике. Использование: измерение расходов газов и жидкостей. Сущность изобретени : расходомер содержит корпус с цилиндрическим каналом и цилиндрический поплавок. Корпус образован двум  полуцилиндрами, установленными с посто нными по высоте зазорами, причем их ширина равна разности радиусов канала и поплавка, а длина поплавка св зана с радиусом канала R и радиусом поплавка г соотношением I (50-100) (R-r). 1 ил

Description

Изобретение относитс  к газоаналитической технике, конкретно к средствам контрол  расхода газа, и может быть использовано в системах газоподготовки газоаналитических средств измерений или в технологических лини х.

Известен поплавковый расходомер, содержащий корпус с идущим снизу вверх по направлению потока газа конически расшир ющимс  каналом и свободно перемещающийс  в нем поплавок (см. авторское свидетельство СССР № 82797, кл. G 01 F 1/22, 1947). С увеличением расхода давление газа на поплавок увеличиваетс  и поплавок поднимаетс  до уравновешивани  подъемной силы весом поплавка. Вследствие конусности канала по мере подъема поплавка измен ютс  услови  прохождени  газа в зазоре между поплавком и стенкой канала, т.к. рассто ние между поплавком и стенкой канала увеличиваетс .

Недостатком известного расходомера  вл етс  низка  точность из-за большой нелинейности . Нелинейность зависимости

подъема поплавка от расхода можно уменьшить путем уменьшени  конусности канала. Однако это уменьшает диапазон измерений расхода.

Известен также электромагнитный поплавковый расходомер, содержащий корпус с цилиндрическим каналом и установленный в нем поплавок с сердечником из стали или посто нного магнита, расположенные снаружи канала соленоид и след щую катушку (см. авторское свидетельство СССР № 146983, кл. G 01 F 1/56, 1961 г.). Приближение поплавка к след щей катушке вызывает увеличение (с помощью усилител ) посто нного тока в соленоиде, вт гивающем сердечник поплавка. Удаление поплавка вызывает уменьшение тока в соленоиде. Мерой расхода газа или жидкости  вл етс  ток соленоида.

Недостатком известного поплавкового расходомера  вл етс  низка  точность, обусловленна  отклонени ми поплавка от вертикальной оси, изменением режима протекани  газа между поплавком и стенкой

(Л

С

|

CJ

ел

ixj О

канала при изменении расхода газа, большим количеством составл ющих погрешностей из-за сложности изготовлени  поплавка и электромагнитных компенсирующих устройств.

Цель изобретени  - повышение точности .

На чертеже фиг. 1 представлен поплавковый расходомер; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1.

Расходомер содержит корпус 1 с цилиндрическим каналом 2 и установленный в нем поплавок 3. Стрелками показано направление потока газа. Корпус выполнен в виде двух цилиндров 4 и 5, установленных с посто нным зазором 6 между ними. Ширина зазора 6 равна разности радиусов канала и поплавка; толщина стенки корпуса равна длине поплавка, котора  определ етс  соотношением:

l (50-100)(R-r), где I - длина поплавка;

R - радиус канала;

г - радиус поплавка.

Расходомер работает следующим обра- зом.

При отсутствии расхода газа поплавок 3 находитс  в нижней части канала 2. При наличии расхода газа поплавок под давлением газа, расход которого измер етс , поднимаетс  вверх. По мере подъема поплавка увеличиваетс  часть зазора ниже поплавка , через который ответвл етс  часть измер емого потока газа. Поплавок останавливаетс  на высоте, при которой вес по- плавка уравновешен подъемной силой воздействующего на поплавок потока газа. При любой высоте поплавка, т.е. при любом значении расхода, потоки газа через зазор между поплавком 3 и стеной канала 2 и через зазор 6 ламинарен. Высота подъема поплавка 3 линейно зависит от расхода.

Поплавок не от гощен другими элементами (стальным сердечником и т.п.), что повышает чувствительность расходомера.

Отклонение поплавка от вертикальной оси приводит к уменьшению давлени  между поплавком и стенкой цилиндрического канала, противоположной направлению отклонени  поплавка от вертикали. В резуль- тате обеспечена автоматическа  самоцентровка поплавка.

Равенство ширины зазора и разности радиусов канала и поплавка, а также равенство толщины стенки корпуса длине поплавка обеспечивает идентичность условий протекани  газа через щели непосредственно у стенки поплавка и в зазоре между поплавком и стенкой канала при любой высоте поплавка.

Режим протекани  газа между поплавком и стенкой канала посто нен при любом расходе газа, причем потоки газа ламинарные . Это обеспечивает посто нство чувствительности во всем диапазоне измерений.

При выборе значени  разности радиусов канала и поплавка учитывают следующие особенности. По мере увеличени  соотношени  длины поплавка к разности радиусов услови  протекани  газа в зазоре приближаютс  к услови м протекани  газа через капилл ры, т.е. к услови м протекани  ламинарного потока. Однако значительное увеличение длины поплавка приводит к увеличению газового сопротивлени  зазора и неравномерности зазора из-за возникающей при этом неустойчивости поплавка в канале, что в свою очередь приводит к непосто нству условий протекани  газа, т.е. к нелинейности расходомера.

Результаты экспериментальных исследований по выбору оптимального соотношени  между параметрами поплавка и канала приведены в таблице.

По сравнению с прототипом значительно повышена точность расходомера благодар  исключению основных составл ющих погрешности измерени  расхода.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  

Поплавковый расходомер, содержащий корпус с цилиндрическим каналом, установленный в нем поплавок, отличающийс  тем. что, с целью повышени  точности, корпус выполнен в виде двух полуцилиндров, установленных с посто нным зазором между ними, при этом ширина зазора равна разности радиусов канала и поплавка, а толщина стенки корпуса равна длине поплавка, котора  определ етс  соотношением:

l (50-100)(R-r). где I - длина поплавка;

R - радиус канала;

г - радиус поплавка.

Отношение длины поплавка (ф и разности радиуса канала (R) и радиуса поплавка (г)

Нелинейность расходомера, доли погрешности контрольного образцового средства из- мерений

40 50

60-90 100 110

Редактор А.Зробок

Составитель Л.Мосенкис Техред М.Моргентал

0,4 не обнаружено

не обнаружено 0,3

J

Фи&Л ВидА

Фиг. 2

Корректор С.Шевкун

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Поплавковый расходомер, содержащий корпус с цилиндрическим каналом, установленный в нем поплавок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, корпус выполнен в виде двух полуцилиндров, установленных с постоянным зазором между ними, при этом ширина зазора равна разности радиусов канала и поплавка, а толщина стенки корпуса равна длине поплавка, которая определяется соотношением:

   1 = (50-100) (R-r), где I - длина поплавка;

   R - радиус канала;

   г - радиус поплавка.

   Отношение длины поплавка (ή и разности радиуса канала (R) и радиуса поплавка (г)

   50 60-90

   100

   110

   Нелинейность расходомера, доли погрешности контрольного образцового средства измерений| не обнаружено не обнаружено

   0.3

   Фие. 1 Вид А