SU853394A1

SU853394A1 - Преобразователь расхода

Info

Publication number: SU853394A1
Application number: SU792714016A
Authority: SU
Inventors: Леонид Васильевич Фокин; Анатолий Григорьевич Мартынов
Original assignee: Государственный Научно-Исследовательскийинститут Теплоэнергетического Приборо-Строения
Priority date: 1979-01-17
Filing date: 1979-01-17
Publication date: 1981-08-07

Description

Изобретение относится к приборостроению, а именно к приборам для измерения расходов жидкостей, газа и пара... 5

Известен преобразователь расхода, содержащий корпус, измерительную крыльчатку тангенциального типа, установленную на оси с подшипниками, на которой жестко укреплена дополнительная тангенциальная крыльчатка, расположенная концентрично внутри обода измерительной крыльчатки. При этом на ободе измерительной крыльчатки между лопастями выполнены сквозные полости &]· ¹⁵

У известного преобразователя недостаточный ресурс из-за невозможности обеспечения равных угловых скоростей измерительной и дополнительно ной крыльчаток, а следовательно, наружного и внутреннего колец подшипников измерительной крыльчатки. Это обусловлено тем, что расстояние от среза выхода сопла до лопастей 25 измерительной крыльчатки меньше, чем до лопастей дополнительной крыльчатки, а следовательно, и скорость натекания струи на лопасти измерительной крыльчатки всегда выше, а ско- 30 рость ее вращения всегда больше, чем у дополнительной крыльчатки.

. ν'

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь расхода, содержащий корпус, входное сопло, измерительную тангенциальную, крыльчатку И две дополнительные крыльчатки, расположенные в той же полости,_;что и измерительная. При этом все три крыльчатки расположены на одной оси, смонтированной в корпусе на опорах вращения, измерительная крыльчатка вращается на оси свободно, а обе дополнительно скреплены о осью жестко £2].

Недостатком такого преобразователя расхода является малый диапазон измерения при задание»! расходе; обусловленный тем, что поток распределяется одновременно на все три крыльчатки, а следовательно, на измерительную крыльчатку попадает только часть потока, проходящего через площадь, составляющую 1/3 площади .сопла, из-за чего уменьшается движущий момент на измерительной крыльчатке и возрастает доля вредных моментов сопротивления.

Целью изобретения является расширение пределов измерения расхода в сторону малых расходов.

Указанная цель достигается тем, что измерительная камера выполнена в виде изолированных полостей, измерительная крыльчатка расположена в одной из них, дополнительная жестко связана с осью во второй. При этом , тангенциальный вход измерительной камеры выполнен в первой полости, выход - во второй, полости параллельны между собой и разнесены по высоте камеры, а выход' первой полости и вход второй соединены участком трубопровода.

На фиг.1 показан общий вид преобразователя расхода; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1. .

Первичный преобразователь расхода содержит измерительную камеру 1, состоящую из двух полостей 2 и 3, разделенных перегородкой 4. На входе в полость 2 смонтировано сопло 5. В полости 2 расположена измерительная тангенциальна крыльчатка 6, смонтированная на опорах вращения 7 на оси 8. В свою очередь ось 8 смонтирована на опорах вращения 9,закрепленных в камере 1. На оси 8 жестко закреплена дополнительная тангенциальная крыльчатка 10, расположенная в дополнительной полости 3. Выход полости 2 соединен со входом полости 3 патрубком 11, поворачивающим поток на 180°. На входе в полость 3 смонтировано сопло 12. В камере 1 смонтирован узел съема сигнала 13.

Первичный преобразователь расхода работает следующим образом._оВесь поток измеряемой среды через входное сопло 5 попадает в полость 2 на лопасти измерительной крыльчатки 6 и заставляет ее вращаться со скоростью, пропорциональной расходу. Далее поток через патрубок 11 и сопло 12 поступает в полость 3 на лопасти дополнительной крыльчатки 10, заставляя ее вращаться в ту-же сторону, в какую вращается крыльчатка 6 (.по часовой стрелке ). Поскольку крыльчатка 10 жестко связана с осью 8, последняя вращается с той же скоростью, что и крыльчатка 10.

В предлагаемом преобразователе расхода весь поток, сформированный в сопле, поступает на измерительную крыльчатку. Поскольку движущий момент на крыльчатке М. = . v р fc (v скорость потока, р - плотность измеряемой среды, fc ~ площадь сопла), то при равенстве движущих моментов на крыльчатках сравниваемых преобразователей (ν/·ρ4^= Vipfxc) соотноше ние требуемых для этого скоростей потока при f_zc =~— убудет равно

Таким образом, предел измерения расхода (в сторону меньших расходов) предлагаемого преобразователя, почти в 2 раза больше по сравнению с известным при обеспечении идентичных метрологических характеристик (точность, диапазон измерения).

Скорость вращения наружных колец подшипников опоры вращения 7 относительно их внутренних колец определяется выражением v_Q = -у^.где скорость вращения крыльчатки 6, v₂скорость вращения крыльчатки 10.

.Подбирая геометрические параметры дополнительного сопла 12, практически можно добиться равенства скоростей и v₂ в широком диапазоне измеряемого расхода и тем йзамым обеспечить v₀ = 0 .

Поскольку ресурс первичного преобразователя зависит от скорости, то, снижая ее значение до весьма малой величины,, можно добиться существенного увеличения ресурса первичного преобразователя.

Таким образом, предлагаемый первичный преобразователь расхода позволяет увеличить ресурс и расширить предел измерения в сторону меньших расходов.

Claims

Изобретение относитс к приборостроению , а именно к приборам дл измерени расходов жидкостей, газа и пара... Известен преобразователь расхода содержащий корпус, измерительную крыльчатку тангенциального типа, установленную на оси с подшипниками на которой жестко укреплена до11олнительна тангенциальна крыльчатка, расположенна концентрично внутри обода из мерите ль-ной крыльчатки. При этом на ободе измерительной крыльчат ки между лопаст ми выполнены сквозные полости У известного преобразовател недостаточный ресурс из-за невозможности обеспечени равных угловых скоростей измерительной и допоЛните ной крыльчаток, а следовательно, наружного и внутреннего колец подшипников измерительной крыльчатки. Это обусловлено тем, что рассто ние от среза, выхода сопла до лопастей измерительной крыльчатки меньше, че до лопастей дополнительной крыльчат ки, а следовательно, и скорость натекани струи на лопасти измеритель ной крыльчатки всегда выше, а скорость ее вращени всегда больше, чем у дополнительной крыльчатки. Наиболее близок к предлагаемому преобразователь расхода, содержащий корпус, входное сопло, измерительную тангемцисшьную, крыльчатку и две дополнительные крыльчатки, расположенные в той же полости,-ЧТО и измерительна . При зтом все три крыльчатки расположены на одной оси, смонтированной в корпусе на опорах вращени , измерительна крыльчатка вращаетс на оси свободно, а обе дополнительно скреплены а жестко iZ. Недостатком такогопреобразовател расхода вл етс малый диапазон измерени при заданием расходе, обусловленный тем, что поток распредел етс одновременно на все три крыльчатки, а следовательно, на измерительную крыльчатку попадает - олько часть потока, проход щего через площадь, составл ющую 1/3 площади сопла, из-за чего уменьшаетс движущий момент на измерительной крыльчатке и возрастает дол вредных моментов сопротивлени . Целью изобретени вл етс расширение пределов измерени расхода в сторону малых расходов. Указанна цель достигаетс тем, что измерительна камера выполнена в виде изолированных полостей, измерительна крыльчатка расположена в одной из них, дополнительна жестко св зана с осью во второй. При этом тангенциальный вход измерительной ка меры выполнен в первой полости, выход - во второй, полости параллельны между собой и разнесены по высоте камеры, а выход первой полости и вхо второй соединены участком трубопрово да. На фиг.1 показан общий вид преоб разовател расхода; на фиг.2 - разре А-А фиг.1. . Первичный преобразователь расхода содержит измерительную камеру 1, со сто щую из двух полостей 2 и 3, разделенных перегородкой 4. На входе в полость 2 смонтировано сопло 5. В полости 2 расположена измерительна тангенциальна крыльчатка б, смонтированна на опорах вращени 7 на оси 8, В свою очередь ось 8 смонтирована на опорах вращени 9,закрепленных в камере 1. На оси 8 жестко закреплена дополнительна тангенциальна крыльчатка 10, расположенна в дополнительной полости 3. Выход полости 2 соединен со входом полости 3 патрубком 11, поворачиваимцим поток на 180°. На входе в полость 3 смонтировано сопло 12. В камере 1 смонтирован узел съема сигнала 13. Первичный преобразователь расхода работает следующем образом.о Весь поток измер емой среды чере входное сопло 5 попадает в полость 2 на лопасти измерительной крыльчат ки б и заставл ет ее вращатьс со скоростью, пропорциональной расходу Далее поток через патрубок 11 и соп ло 12 поступает в полость 3 на лопа ти дополнительной крыльчатки 10, за ставл ее вращатьс в ту-же сторону , в какую вращаетс крыльчатка б С по часовой стрелке }. Поскольку чатка 10 жестко св зана с осью 8, п следн вращаетс с той же скоростью чтр и крыльчатка 10. В предлагаемом преобразователе расхода весь поток, сформированный в сопле, поступает на измерительную крыльчатку. Поскольку движущий момент на крыльчатке Мд .vp fc (v скорость потока, р -Пилотность измер емой среды, fc площадь сопла), то при равенстве движущих моментов на крыльчатках сравниваемых преобразователей ( Vipfzc) соотношение требуемых дл .этого скоростей потока при 2.С -J- |,будет равно T/-Vfe l,74 Таким образом, предел измерени расхода (в сторону меньших расходов) предлагаемого преобразовател почти в 2 раза больше по сравнению с известным при обеспечении идентичных метрологических характеристик (точиость , диапазон измерени ). Скорость вращени наружных колец подшипников опоры вращени 7 относительно их внутренних колец определ етЪ выражением v .где v скорость вращени крыльчатки 6, v скорость вращени крыльчатки 10. Подбира геометрические параметры дополнительного сопла 12, практически можно добитьс равенства скоростей v и УЛ. в широком диапазоне измер емого расхода и тем Ц::амым обеспечить vo О . Поскольку ресурс первичного преобразовател зависит от скорости, то, снижа .ее значение до весьма малой величины,, можно добитьс существенного увеличени ресурса первичного преобразовател . Таким образом, предлагаемый первичный преобразователь расхода позвол ет увеличить ресурс и расширить предел измерени в сторону меньших расходов. Формула изобретени Преобразователь расхода, содержащий измерительную камеру с тангенциальным входом, измерительную крыльчатку , размещенную в опорах вращени на оси, дополнительную крыльчатку жестко св занную с осью, и узел съема сигнала, отличающийс тем, что, с. целью расширени пределов измерени в сторону малых расходов , измерительна камера выполнена в виде двух изолированных полостей, измерительна крыльчатка расположена в одной из них, дополнительна жёстко св зана с осью во второй, при зтом тангенциальный вход измерительной камеры выполнен в первой .полости, выход - во второй, при этом полости параллельны между собой и разнесены по высоте камеры, а выход первой полости и вход второй соединены участком трубопровода. Источники инфйрмации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Абторское свидетельство СССР 462992, кл.а 01 F 1/10, 1973.
2.Авторское свидетельство СССР I 523281, кл.С 01 F 1/06, 1975 (прототип ).

ff

f2

9

y//7/A.f

X« . 0