Claims (2)
Цель изобретени - уменьшение гидравлических потерь и расширение диапазона измерений. 392 Поставленна мель достигаетс тем, что в шариковом роторном расходомере , содержащем сочлен емый с тру бопроводом корпус с бесконтактным узлом съема сигнала и проточной цилиндрической камерой, имеющей сопловый входной участок и выходной цилин рический участок с установленным перед ним ограничителем,и свободно расположенный в камере шар, в теле которого выполнено сквозное отверстие , выходной цилиндрический участок и проточна цилиндрическа камера выполнены одинакового диаметра, не превышающего внутренний диаметр соедин емого с выходом расходомера трубопровода, при этом отношение диа метра соплового участка к диаметру ц линдрической камеры составл ет 0,10 ,6, а отношение диаметра шара к диа метру цилиндрической камеры - 0, ,60. Отсутствие сужающего устройства н выходе проточной части корпуса снижа ет гидравлическое сопротивление расходомера и упрощает его конструкцию. При этом подбором оптимальных соотно шений диаметра соплового участки, ди метра шара (шарового ротора) и проточной части обеспе чиваетс расширение диапазона измерени расходомера. На фиг,1 представлен шариковый ро торный расходомер, общий вид-; на фиг.2 - крива распределени сил, де ствующих на шар при его различных положени х по оси цилиндрического ка нала проточной камеры. Расходомер содержит корпус 1 , сочлен емый с контролируемым трубопроводом 2, цилиндрическое сопло 3, установленное на входном участке, стержень-ограничитель , расположенный перед выходным цилиндрическим участком, и свободно помещенный в цилиндрическую проточную камеру 5 (между ними) шар 6 с диаметральным сквозным отверстием 7 в теле, выполн ющий роль ротора. Вне корпуса Г установлен бесконтактный узел съема сигнала (индукционный преобразователь 8),св занный электрически с измерительным блоком (не показан). Выходной цилиндрический участок проточного канала (за стержнем-ограничителем , по потоку) выполнен по диаметру равным диаметру цилиндрической камеры 5. При этом, исход из условий оптимальности подвески ша ра, отношение диаметра отверсти . цилиндрического сопла к диаметру цилиндрического канала прин то 0,10 ,6, а отношение диаметра шара к диаметру цилиндрического канала в диапазоне 0,.. Расходомер работает следующим образом . При истечении жидкости из сопла 3 вследствие резкого расширени потока образуетс стру , действующа на некоторую масть лобовой поверхности шара 6, и кольцевой замкнутый вихрь, стесн ющий струю, В объеме канала за шаром происходит восстановление гидростатического давлени , которое, действу по всей поверхности кормовой части шара против потока, уравновешивает гидродинамическое давление струи. Перемещение шара в радиальном направлении к оси потока в первоначальный момент обусловлено подъемной силой струи. При этом гидродинамическое подвешивание шара, как следует из опыта, осуществл етс при указанных выше соотношени х диаметров. При движении жидкости шар 6 получает вращательное движение вокруг оси, перпендикул рной оси сквозного отверсти 7 и к направлению потока. Вращение шара 6 обусловлено наличием в нем отверсти , причем скорость его вращени пропорциональна расходу жидкости. На выходе индукционного преобразовател 8 по вл етс синусоидальное напр жение, частота которого пропорциональна скорости вращени . При перемещении шара из точки гидравлического взвешивани (точка d ) против потока (участок а - 5) и по потоку (участок О -С) на него действует возвращающа сила таким образом, что шар в итоге как бы оказываетс в потенциальной ме (в точке q). За точкой с шар уноситс потоком, ввиду чего стержень-ог- , раничитель устанавливаетс за точкой с- , что гарантирует гидродинамическое взвешивание шара при любой пространственной ориентации расходомера . С целью исключени вли ни магистрали трубопровода 2 в которой установлен предлагаемый расходомер, на гидродинамическое взвешивание шарового ротора диаметры проточной части расходомера и трубопровода должны быть одного размера (фиг.1). При 592 достаточно длинном корпусе расходомера диаметр трубопровода, с которым его соедин ют, не оказывает вли ни на гидродинамическое взвешивание ротора . Например, при диаметре про- . точной части расходомера,равном 5б мм длина корпуса должна быть не менее 220 мм. Расходомер, как и ближайший его аналог, работает при любой пространственной ориентации. Отсутствие сужающего устройства на выходе уменьшает гидравлическое сопротивление расходомера, при этом упрощаетс его конструкци . Предлагаема форма проточной увеличивает предел изменени диаметров сопла и ротора относительно диаметра цилиндрического канала,, и как следствие этого, расшир ет диапазон измер емых расходов. Изменение диапазона измер емого ра 1хода осуществл етс сменой сопла или шара, т.е. один и тот же расходо мер можно использовать дл измерени различных расходов. Экономический эффект от реализации предлагаемого расходомера достигаетс за счет упрощени конструкции и расширени диапазона его использовани при измерени х расхода. Формула изобретени Шариковый роторный расходомер, содержащий сочлен емый с трубопроводом корпус с бесконтактным узлом съема сигнала и проточной цилиндрической камерой, имеющей сопловый входной участок и выходной цилиндрический участок с установленным перед ним ограничителем, и свободно расположенный в камере шар, в теле которого выполнено сквозное отверстие , отличающийс тем, что, с целью уменьшени гидравлических потерь и расширени диапазона измерений, выходной цилиндрический участок и проточна цилиндрическа камера выполнены одинакового диаметра , не превышающего внутренний диаметр соедин емого с выходом расходо мера трубопровода, при этом отношение диаметра соплового участка к диаметру цилиндрической камеры составл ет 0,1-0,6, а отношение диаметра шара к диаметру цилиндрической камеры - 0,3t-0,60. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л., Машиностроение , 1975, с. The purpose of the invention is to reduce hydraulic losses and expand the range of measurements. 392 The ground is stranded by the fact that in a ball rotor flowmeter, there is a housing connected to the pipeline with a contactless signal pickup unit and a flow-through cylindrical chamber having a nozzle inlet section and an output cylindrical section with a limiter installed in front of it, and a ball freely located in the chamber In the body of which a through hole is made, the outlet cylindrical section and the flow cylindrical chamber are made of the same diameter not exceeding the inner diameter of the joint with the exit of the pipeline flow meter, the ratio of the diameter of the nozzle section to the diameter of the central chamber is 0.10, 6, and the ratio of the diameter of the ball to the diameter of the cylindrical chamber is 0,, 60. The absence of a constriction device and the outlet of the flow-through part of the housing reduces the flow resistance of the flow meter and simplifies its design. In this case, the selection of optimal ratios of the diameter of the nozzle sections, the diameter of the ball (ball rotor), and the flow part ensures an extension of the measuring range of the flow meter. Fig, 1 shows a ball rotor flowmeter, a general view; Fig. 2 shows the distribution of forces acting on a ball at its various positions along the axis of the cylindrical channel of the flow chamber. The flow meter includes a housing 1 articulated with a controlled pipeline 2, a cylindrical nozzle 3 mounted on the inlet section, a restrictor rod located in front of the outlet cylindrical section, and a ball 6 with a diametral through hole 7 freely placed in the cylindrical flow chamber 5 in the body, acting as a rotor. A non-contact signal pickup unit (induction transducer 8) connected electrically to a measuring unit (not shown) is installed outside the housing G. The output cylindrical section of the flow channel (behind the limiting rod, downstream) is made along the diameter equal to the diameter of the cylindrical chamber 5. At the same time, based on the conditions of optimal suspension of the ball, the ratio of the diameter of the hole. the cylindrical nozzle to the diameter of the cylindrical channel is 0.10, 6, and the ratio of the diameter of the ball to the diameter of the cylindrical channel is in the range 0, .. The flow meter works as follows. When fluid flows out of the nozzle 3 due to a sharp expansion of the flow, a jet is formed acting on a certain suit of the frontal surface of the ball 6 and an annular closed vortex constraining the jet. In the channel volume behind the ball, the hydrostatic pressure is restored, against the flow, balances the hydrodynamic pressure of the jet. The movement of the ball in the radial direction to the flow axis at the initial moment is due to the lifting force of the jet. In this case, the hydrodynamic suspension of the ball, as follows from the experiment, is carried out at the ratios of diameters indicated above. As the fluid moves, the ball 6 receives a rotational motion around an axis, perpendicular to the axis of the through hole 7 and to the direction of flow. The rotation of the ball 6 is due to the presence of a hole in it, and the speed of its rotation is proportional to the flow rate of the liquid. A sinusoidal voltage appears at the output of the induction converter 8, the frequency of which is proportional to the speed of rotation. When the ball is moved from the hydraulic weighing point (point d) against the flow (section a - 5) and along the flow (section O-C), the returning force acts on it in such a way that the ball ends up in a potential way (at point q ). Behind the point with the ball is carried away by the flow, in view of which the rod-fire is placed behind the point c-, which guarantees the hydrodynamic weighing of the ball at any spatial orientation of the flow meter. In order to eliminate the influence of the pipeline 2 in which the proposed flow meter is installed, the diameters of the flow section of the flow meter and the pipeline must be the same size for hydrodynamic weighing of the ball rotor (figure 1). At 592 a sufficiently long case for the flowmeter, the diameter of the pipeline with which it is connected does not affect the hydrodynamic weighting of the rotor. For example, when the diameter of the pro. the exact part of the flow meter, equal to 5b mm, the length of the body must be at least 220 mm. The flow meter, like its closest analogue, works for any spatial orientation. The absence of a downstream device reduces the flow resistance of the flow meter, while simplifying its design. The proposed flow-through shape increases the limit of variation of the nozzle and rotor diameters relative to the diameter of the cylindrical channel, and, as a result, expands the range of measurable flow rates. Changing the range of the measured pa of the flow is carried out by changing the nozzle or ball, i.e. the same flow meter can be used to measure different flow rates. The economic effect of the implementation of the proposed flow meter is achieved by simplifying the design and expanding the range of its use in flow measurements. Claims of the invention: A ball rotor flowmeter comprising a housing coupled to a pipeline with a contactless signal pickup unit and a flow-through cylindrical chamber having a nozzle inlet section and an outlet cylindrical section with a limiter installed in front of it, and a ball in its body freely provided in the chamber characterized in that, in order to reduce hydraulic losses and expand the measurement range, the output cylindrical section and the flow cylindrical chamber are made of the same diameter not exceeding the internal diameter of the pipeline connected to the outlet flow, the ratio of the diameter of the nozzle section to the diameter of the cylindrical chamber being 0.1-0.6, and the ratio of the diameter of the ball to the diameter of the cylindrical chamber 0.3t-0 60 Sources of information taken into account in the examination 1. P. Kremlevsky. Flow meters and quantity counters. L., Mechanical Engineering, 1975, p.
2.Авторское свидетельство СССР N 89951, кл. G 01 F 1/10, 1973.2. Authors certificate of the USSR N 89951, cl. G 01 F 1/10, 1973.