WO2015012712A1 - Струйный генератор - Google Patents

Струйный генератор Download PDF

Info

Publication number
WO2015012712A1
WO2015012712A1 PCT/RU2013/000636 RU2013000636W WO2015012712A1 WO 2015012712 A1 WO2015012712 A1 WO 2015012712A1 RU 2013000636 W RU2013000636 W RU 2013000636W WO 2015012712 A1 WO2015012712 A1 WO 2015012712A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
guides
degrees
nozzle
jet
angle
Prior art date
Application number
PCT/RU2013/000636
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Евгений Викторович УШАКОВ
Евгений Дмитриевич ХРУЛЕВ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Элехант"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Элехант" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Элехант"
Priority to EA201401158A priority Critical patent/EA025951B1/ru
Priority to PCT/RU2013/000636 priority patent/WO2015012712A1/ru
Publication of WO2015012712A1 publication Critical patent/WO2015012712A1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/12—Fluid oscillators or pulse generators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
    • G01F1/3227—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using fluidic oscillators

Definitions

  • the invention relates to measuring technique and can be used to measure the flow rate and volume of liquid, gas media and steam in the power, gas, chemical and other industries.
  • a disadvantage of the known device is the high lower limit of operating costs, due to the fact that the operation of the inkjet element is based on the use of the effect of attraction of the jet to a flat wall, according to which the jet is attracted to the wall only at sufficiently large Reynolds numbers.
  • a jet self-generating flow meter-counter is disclosed in patent RU 2390731, published May 27, 2010, comprising a jet element including a power nozzle, a working chamber, two control nozzles, two receiving channels, a separator with a concave deflector, two drain channels , two feedback channels connecting the receiving channels to the control nozzles, as well as converters of the pulsations of the jet into an electrical signal, the outputs of which are connected to a signal extraction device proportional to the pulsation frequency, different I mean that at the input of the power nozzle, a local expansion is completed, ending with a step, while the angle of inclination of the expansion to the axis of the power nozzle is 30-45 °, and the height of the step is made not less than half the width of the power nozzle.
  • the disadvantages of this device is the ability to generate pulses of only a relatively high frequency.
  • the disadvantage of this technical solution is the low sensitivity at low costs with a sufficiently high minimum threshold of sensitivity.
  • the technical result to which the claimed invention is directed is to provide high sensitivity of the device at low costs, which allows to increase the level of the useful signal at minimum costs, and to reduce the minimum threshold of sensitivity, which allows to reduce the minimum flow rate at which the generation begins.
  • a jet generator containing a discrete jet element including a power nozzle, a working chamber formed by the inner walls of two guides deviating outward from the nozzle exit, and a separator with a concave deflector on each of the guides with its outer
  • a U-shaped groove is made, the sides of which form an angle of not more than 90 ° with a tangent to the direction of flow in the feedback channels.
  • the angle between the guides can be from 15 ° to 40 °, preferably 30 °, since at large angles the flow separates from the walls of the guides, and a significant decrease in the angle is undesirable, because the flow adjacent to the wall of the guide, when moving along it, expands and should completely fall into the gap between the wall and the separator.
  • the power nozzle may be configured with a confuser.
  • figure 1 presents a General view of the discrete inkjet element of the jet generator; figure 2 - diagram of the flow;
  • Fig.3 is a diagram of the increase in pressure in the feedback channel.
  • the jet generator comprises a discrete jet element (1), including a power nozzle (2), a working chamber (3) formed by the inner walls (4) and (5) of two guides (6) and (7), respectively, deflecting outward from the nozzle exit ( 2), and the separator (8) with a concave deflector (9).
  • a discrete jet element (1) including a power nozzle (2), a working chamber (3) formed by the inner walls (4) and (5) of two guides (6) and (7), respectively, deflecting outward from the nozzle exit ( 2), and the separator (8) with a concave deflector (9).
  • U-shaped grooves (10) and (11) and the outlet (12) and (13) are made on the guides from their outer side.
  • the space between the outer walls of the guides (6) and (7) and the walls of the working chamber (3) forms the feedback channels (14) and (15).
  • the sensor (16), recording the pressure drops, is connected to the places of pressure removal (17) and (18).
  • the jet of the input stream A passes through the nozzle (2) into the working chamber (3), where, under the influence of the Coanda effect, it adjoins the wall (5) of the guide (7).
  • the flow is inhibited against the rear wall of the working chamber (3) in region (18).
  • a pressure jump occurs, which enters the sensor (16) and propagates along the feedback channel (15) along the path C.
  • This pressure differential at the output of the feedback channel (15) displaces the input stream A, forcing it to adjoin the wall ( 4) the second guide (6) along the path E.
  • the remainder of the stream B goes along the path D to the output of the jet generator (13) through the cutout (I). Then the process is repeated in the second half of the working chamber.
  • the separator (8) serves to localize the region of flow deceleration and its direction into the feedback channel.
  • the acute angle between the end of trajectory B and the beginning of trajectory D contributes to an increase in pressure in region (18) and, accordingly, to an increase in the signal level at the sensor output.
  • the walls of the U-shaped cutouts (10) and (11) are directed at an inverse angle to the movement of the flow in the feedback channels, which reduces the pressure drop in the vicinity of the outlets (12) and (13) and, accordingly, increases the feedback coefficient.
  • the increase in pressure in the feedback channel occurs more sharply, which significantly reduces the "jitter" of the fronts of the generated signal. Fluctuations in the flow are recorded by a sensitive element of the means of perception of vibrational pulses, for example, by a sensor.
  • the sensor may be any pressure-sensitive device connected to a means for converting vibrational pulses into a digital signal, for example a differential pressure gauge.
  • the sensor converts pressure pulses into electrical pulses, the frequency of which is proportional to the volumetric flow rate of the fluid through the power nozzle, and their amplitude is proportional to the density of the medium.
  • Electrical impulses are supplied to a means for converting impulses into a digital signal, in which according to an initially specified algorithm, the frequency and amplitude of the impulses is converted into digital information in a user-friendly form.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении расхода и объема жидкой, газовых сред и пара в теплоэнергетической, газовой, химической и других отраслях промышленности. Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является обеспечение высокой чувствительности устройства на малых расходах, что позволяет повысить уровень полезного сигнала при минимальных расходах, и снижение минимального порога чувствительности, что позволяет снизить минимальный расход, при котором начинается генерация. Указанный технический результат достигается тем, что в струйном генераторе, содержащем струйный дискретный элемент, включающий в себя сопло питания, рабочую камеру, образованную внутренними стенками двух направляющих, отклоняющимися наружу от среза сопла, и разделитель с вогнутым дефлектором, на каждой из направляющих с ее наружной стороны выполнен П-образный вырез, стороны которого образуют с касательной к направлению движения потока в каналах обратной связи угол не более 90º. При этом угол между направляющими может составлять от 15º до 40º, предпочтительно 30º, а сопло питания может быть выполнено с конфузором.

Description

СТРУЙНЫЙ ГЕНЕРАТОР
Область техники
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении расхода и объема жидкой, газовых сред и пара в теплоэнергетической, газовой, химической и других отраслях промышленности.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известны различные конструкции струйных датчиков расхода. В частности, известен струйный автогенератор с внешней обратной связью, раскрытый в патенте US 3902367, опубликованном 02.09.1975, содержащий струйный бистабильный элемент, имеющий сопло, выходящее в рабочую камеру, где находятся боковые стенки рабочей камеры, клинообразный разделитель, расположенный на противоположной по отношению к соплу стороне рабочей камеры, каналы сброса, приемные каналы, примыкающие к разделителю и каналу сброса.
Недостатком известного устройства является высокий нижний предел рабочих расходов, обусловленный тем, что работа струйного элемента построена на использовании эффекта притяжении струи к плоской стенке, в соответствии с которым струя притягивается к стенке только при достаточно больших числах Рейнольдса.
Кроме того, известен струйный автогенераторный расходомер-счетчик, раскрытый в патенте RU 2390731, опубликованном 27.05.2010, содержащий струйный элемент, включающий в себя сопло питания, рабочую камеру, два сопла управления, два приемных канала, разделитель с вогнутым дефлектором, два сливных канала, два канала обратной связи, соединяющие приемные каналы с соплами управления, а также преобразователи пульсаций струи в электрический сигнал, выходы которых соединены с устройством выделения сигнала, пропорционального частоте пульсаций, отличающийся тем, что на входе сопла питания выполнено локальное расширение, заканчивающееся уступом, при этом угол наклона расширения к оси сопла питания составляет 30-45°, а высота уступа выполнена не меньше половины ширины сопла питания.
Недостатками данного устройства является способность формировать импульсы только сравнительно высокой частоты.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному устройству является струйный автогенератор, описанный в патенте RU 2120066, опубликованном 10.10.1998, содержащий струйный дискретный элемент, включающий в себя сопло питания, рабочую камеру, образованную внутренними стенками двух направляющих, отклоняющимися наружу от среза сопла, и разделитель с вогнутым дефлектором.
Недостатком данного технического решения является низкая чувствительность на малых расходах при достаточно высоком минимальном пороге чувствительности.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является обеспечение высокой чувствительности устройства на малых расходах, что позволяет повысить уровень полезного сигнала при минимальных расходах, и снижение минимального порога чувствительности, что позволяет снизить минимальньш расход, при котором начинается генерация.
Указанный технический результат достигается тем, что в струйном генераторе, содержащем струйный дискретный элемент, включающий в себя сопло питания, рабочую камеру, образованную внутренними стенками двух направляющих, отклоняющимися наружу от среза сопла, и разделитель с вогнутым дефлектором, на каждой из направляющих с ее наружной стороны выполнен П-образный паз, стороны которого образуют с касательной к направлению движения потока в каналах обратной связи угол не более 90°. Данные пазы служат для отвода газа к выходным отверстиям. Стенки пазов наклонены для того, чтобы уменьшить потери при прохождении скачка давления мимо паза, т.е. для отражения скачка давления от противоположной направлению потока стенки обратно в канал обратной связи, что позволяет увеличить коэффициент обратной связи и, соответственно, уменьшить минимальный расход регистрируемый устройством. При этом угол между направляющими может составлять от 15° до 40°, предпочтительно 30°, поскольку при больших углах происходит отрыв потока от стенок направляющих, а значительное уменьшение угла нежелательно, т.к. поток, примкнувший к стенке направляющей, при движении вдоль нее расширяется и должен полностью попадать в промежуток между стенкой и разделителем.
Кроме того, сопло питания может быть выполнено с конфузором.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 представлен общий вид струйного дискретного элемента струйного генератора; на фиг.2 - схема движения потока;
на фиг.З - диаграмма нарастания давления в канале обратной связи.
Лучший вариант осуществления изобретения
Струйный генератор содержит струйный дискретный элемент (1), включающий сопло питания (2), рабочую камеру (3), образованную внутренними стенками (4) и (5) соответственно двух направляющих (6) и (7), отклоняющихся наружу от среза сопла (2), и разделитель (8) с вогнутым дефлектором (9). На направляющих с их наружной стороны выполнены П-образные пазы (10) и (11) и выхода (12) и (13). Пространство между наружными стенками направляющих (6) и (7) и стенками рабочей камеры (3) формирует каналы обратной связи (14) и (15). Датчик (16), регистрирующий перепады давления, подключен к местам съема давления (17) и (18).
Струя входного потока А (измеряемая среда) проходит через сопло (2) в рабочую камеру (3), где под действием эффекта Коанда примыкает к стенке (5) направляющей (7). В конце траектории В поток тормозится о заднюю стенку рабочей камеры (3) в области (18). В момент торможения возникает скачок давления, который поступает на датчик (16), и распространяется вдоль канала обратной связи (15) по траектории С. Этот перепад давления на выходе канала обратной связи (15) смещает входной поток А, заставляя его примкнуть к стенке (4) второй направляющей (6) вдоль траектории Е. Тем временем остаток потока В идет по траектории D на выход струйного генератора (13) через вырез (И). Затем процесс повторяется во второй половине рабочей камеры.
Разделитель (8) служит для локализации области торможения потока и направления его в канал обратной связи. Острый угол между концом траектории В и началом траектории D способствует повышению давления в области (18) и, соответственно, повышению уровня сигнала на выходе датчика.
Стенки П-образных вырезов (10) и (11) направлены под обратным углом к движению потока в каналах обратной связи, что снижает падение давления в районе выходов (12) и (13) и, соответственно, повышает коэффициент обратной связи.
При наличии дефлектора, т.е. при вогнутом торце разделителя, значительная часть потока не разделяется на две части, а отражается от дефлектора в центр рабочей камеры и не попадает одновременно в каналы обратной связи.
Нарастание давления в канале обратной связи происходит резче, что значительно уменьшает «дрожание» фронтов генерируемого сигнала. Колебания потока фиксируются чувствительным элементом средства восприятия колебательных импульсов, например датчиком. Датчик может представлять собой любой чувствительный к разности давления прибор, подключенный к средству преобразования колебательных импульсов в цифровой сигнал, например дифференциальный манометр.
Датчик преобразует импульсы давления в электрические импульсы, частота которых пропорциональна объемному расходу текучей среды через сопло питания, а их амплитуда пропорциональна плотности среды. Электрические импульсы поступают в средство преобразования импульсов в цифровой сигнал, в котором согласно исходно заданному алгоритму частота и амплитуда импульсов преобразуется в цифровую информацию в удобном для пользователя виде.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Струйный генератор, содержащий струйный дискретный элемент, включающий в себя сопло питания, рабочую камеру, образованную внутренними стенками двух направляющих, отклоняющимися наружу от среза сопла, и разделитель с вогнутым дефлектором, отличающийся тем, что на каждой из направляющих с ее наружной стороны выполнен П-образный паз, стороны которого образуют с касательной к направлению движения потока в каналах обратной связи угол не более 90°.
2. Струйный генератор по п.1, отличающийся тем, что угол между направляющими составляет не более 30°.
3. Струйный генератор по п.1, отличающийся тем, что сопло питания выполнено с конфузором.
PCT/RU2013/000636 2013-07-24 2013-07-24 Струйный генератор WO2015012712A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201401158A EA025951B1 (ru) 2013-07-24 2013-07-24 Струйный генератор
PCT/RU2013/000636 WO2015012712A1 (ru) 2013-07-24 2013-07-24 Струйный генератор

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2013/000636 WO2015012712A1 (ru) 2013-07-24 2013-07-24 Струйный генератор

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015012712A1 true WO2015012712A1 (ru) 2015-01-29

Family

ID=52393609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2013/000636 WO2015012712A1 (ru) 2013-07-24 2013-07-24 Струйный генератор

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA025951B1 (ru)
WO (1) WO2015012712A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4562867A (en) * 1978-11-13 1986-01-07 Bowles Fluidics Corporation Fluid oscillator
FR2690717A1 (fr) * 1992-04-29 1993-11-05 Schlumberger Ind Sa Oscillateur fluidique et débitmètre comportant un tel oscillateur.
RU2120066C1 (ru) * 1996-05-31 1998-10-10 Государственный научный центр РФ Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения Струйный автогенератор
WO2002090782A1 (fr) * 2001-04-24 2002-11-14 Savitsky, Alexandr Anatolievich Auto-oscillateur a jets et debitmetre par oscillations utilisant cet auto-oscillateur
RU2244265C1 (ru) * 2003-05-21 2005-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕР ИНВЕСТ ПРИБОР" Струйный автогенераторный расходомер-счетчик

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4562867A (en) * 1978-11-13 1986-01-07 Bowles Fluidics Corporation Fluid oscillator
FR2690717A1 (fr) * 1992-04-29 1993-11-05 Schlumberger Ind Sa Oscillateur fluidique et débitmètre comportant un tel oscillateur.
RU2120066C1 (ru) * 1996-05-31 1998-10-10 Государственный научный центр РФ Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения Струйный автогенератор
WO2002090782A1 (fr) * 2001-04-24 2002-11-14 Savitsky, Alexandr Anatolievich Auto-oscillateur a jets et debitmetre par oscillations utilisant cet auto-oscillateur
RU2244265C1 (ru) * 2003-05-21 2005-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕР ИНВЕСТ ПРИБОР" Струйный автогенераторный расходомер-счетчик

Also Published As

Publication number Publication date
EA025951B1 (ru) 2017-02-28
EA201401158A1 (ru) 2015-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010071088A (ja) 流体噴射装置、流体噴射装置の駆動装置、流体噴射装置の駆動方法及び手術用器具
RU2670721C9 (ru) Ультразвуковой расходомер (варианты)
JP2010053767A5 (ru)
WO2015012712A1 (ru) Струйный генератор
Gregory et al. Switching behavior of a plasma-fluidic actuator
TWI475196B (zh) Flow measurement device
JP2009162600A (ja) 流速検知器及びインクジェットプリンタ
RU2390731C1 (ru) Струйный автогенераторный расходомер-счетчик
RU2354937C2 (ru) Расходомер
RU2131589C1 (ru) Струйный автогенераторный измеритель расхода
RU86733U1 (ru) Струйный автогенераторный расходомер-счетчик
JP2708282B2 (ja) マイクロフローセンサ付フルイディック流量計
JP2011052595A (ja) 流体噴射装置及び流体噴射方法
RU2492426C1 (ru) Счетчик-расходомер газа
JP3267448B2 (ja) フルイディック流量計およびフルイディック発振検出装置
RU2772551C1 (ru) Измеритель расхода рабочей среды с преобразователем колебаний струи в электрический сигнал
RU42306U1 (ru) Струйный датчик расхода
SU1177671A1 (ru) Струйный массовый расходомер
RU145105U1 (ru) Струйный датчик расхода
JP3500202B2 (ja) フルイディック流量計
JP2013060850A (ja) 送液ポンプ
RU2737596C1 (ru) Струйный датчик температуры
JP6103001B2 (ja) 駆動部
RU163508U1 (ru) Струйный акселерометр с цифровым выходом
RU2269098C2 (ru) Струйный автогенератор и колебательный расходомер на его основе

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201401158

Country of ref document: EA

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13889949

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13889949

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1