Преобразователь расхода жидкости

Номер патента: 1698646

Авторы: Тодоров, Джуджев, Яръмов

Скачать ZIP архив.

Текст

АСХОДА ЖИДКО осится к прибо к средствамидкостей и гаармацевтичеленности для Ы а,жцИДЛИСТИЧЕСНИИ(57) Изобретение отнростроению, а именноизмерения расхода жзов в химической и фской отраслях промьш измерения расхода жидкого топливатранспортными средствами. Цель изобретения - повышение точности измерения, Поступающий через тангенциальный вход измеряемый поток жидкости направляется в цилиндрическуюизмерительную камеру 1. При этомв ней образуется основной поток ввиде винтовой линии, направленнойк ее аксиальному выходу, Из-за ув"лекания частиц потока в нижней частикамеры образуется вторичный поток,вращающийся с угловой скоростью,зависящей от расхода протекающегопотока. Благодаря этим потокам турбина 3 вращается с частотой, пропорциональной величине измеряемого потока, При наличии направляющего элемента 4 направление основного потокасохраняется постсянн м независимоот изменения расхода, 5 ил.1Изобретение относится к приборостроению, а именно к средствам измерения расхода жидкостей и газов в химической и Фармацевтицескои отраслях промышленности главным образом при измерении расхода жидкого топлива транспортными средствами.Известен преобразователь расхода жидкости по патенту СКА У 4011757, кл, С 01 Р 1/06, 1977, содержащий успокоитель пульсаций потока жидкости, выполненный из входной и выходной камер, разеделенных между собой упругой (гибкой) мембраной с твердым центром. При этом входная камера соединена гидравлицески с тангенциальным входом цилиндрицеской измерительной камеры, а выходная камера с ее аксиальным выходом, В исходном положении гибкая мембрана прижата винтовой пружиной к торцу входного отверстия преобразователя, так что он является частично закрытым. Посредством успокоителя пульсаций достигается сглаживание пульсаций поступающей жидкости в цилиндрицескую измерительную камеру преобразователя.Недостатком преобразователя является недостаточная точность измерения расхода жидкости.Цель изобретения - повышение точности измерения.На фиг.1 изображена цилиндрическая измерительная камера преобразователя расхода с турбиной и направляющим элементом, частичный акси", альный разрез; на Фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на Фиг. 3 - преобразователь расхода жидкости продольньй разрез; на Фиг,4 - разрез Б-Б на Фиг.3 (через тангенциальный вход цилиндрической измерительной камеры); на Фиг, 5 - граФик относительной погрешности (1.) в Функции от расхода (Ц) при отсутствии направляющего элемента (кривая 1) и при наличии направляющего элемента (кривая тТ).Преобразователь расхода жидкости содержит цилиндрицескую измерительную камеру 1 преобразователя с тан" генциальным входом 101 и аксиальным выходом 102. В цилиндрической изме" рительной камере 1 на оси 2 установлена турбина 3, имеющая две прямые лопатки 31 и 32, Над турбиной 3 в цилиндрической измерительной камере 1 установлен направгяющий эле 10 20 25 ЗО 35 40 мснт 4, составленный из нижнего 41и верхнего 42 оснований, связанныхвинтовой поверхностью 43. Нижнеепоперецное основание 41 (Фиг.2)имеет Форму кругового сектора, закрывающего часть сечения измерительной цилиндрической камеры 1 и образующего в ней канал 106, Верхнее поперечное основание 42 (Фиг.1) представляет собой круговой сектор, расположенный напротив канала 10 б, Направляющий элемент 4 закреплен в цилиндрицеской измерительной камеретак, что начало винтового участка .43 находится над ее тангенциальнымвходом 101. Цилиндрическая измерительная камера 1, изготовленная изпрозрачного для инФракрасных лучейматериала, имеет корпус 103 (Фиг.3).расположенный с основанием 5 внешнегокорпуса преобразователя так, чтомежду ними образуется канал 51.Между основанием 5 и цилиндрическимкорпусом 103 установлена гибкая мембрана Ь, разделяющая входную 7 ивыходную 8 камеры успокоителя преобразователя. В корпусе 103 со стороны гибкой мембраны 6 образованы двеполукамеры 104 и 105, которые представляют собой цасть входной камеры 7, На внешней стене попукамерь104 выполнено отверстие 1041, а навнешней стене полукамеры 105 выполнено компенсационное отверстие 1051,расположенное напротив тангенциального входа 101. цилиндрической измерительной камеры 1,На цилиндрицес-ком корпусе 103 установлена плата 9,к которой прикреплены один напротивдругого излучатель и ФотоприемникФотоэлектрического преобразователя10 (Фиг.4) частоты вращения, Плата9 (Фиг.3) вместе с цилиндрическим корпусом 103 прижата к основанию 5 крышкой 11, в ксторой выполнены канавки 111 и 12. В основании 5 между аксиальным выходом 102 измерительной камеры 1 и выходной камерой 8 успокоителя установлен гидравлический дроссель 52, Входная камера 7 и кольцевое пространство 51соединены с выходным отверстиемПри увеличении измеряемого расхода вследствие повышенной разницы давления жидкости над направляющим элементом 4 (Фиг,1) и под ним, благодаря форме его обоих поперечных оснований 41 и 42 создаются условия для выпрямления вращательного движения основного потока в аксиальном выходе 102, чем компенсируется влияние центробежного и центростремительного эффектов. Таким образом, при оптимальном расположении направляющего элемента в цилиндрической измерительной камере 1 достигается линейная зависимость частоты вращения турбины 3 от измеряемого расхода жидкости. Эта частота преобразуется в импульсный электрический сигнал фотоэлектрическим преобразователем 10 (Фиг.4) при пересекании светового потока лопатками 31 и 32 турбины 3. 405055 жидкости направляется в цилиндрическую измерительную камеру 1, При этом в ней образуется основной поток в виде винтовой линии, направленной к ее аксиальному выходу. Из-за увлекания частиц потока в нижней части камеры образуется вторичный поток, вращающийся с угловой скоростью, зависящей от расхода протекающего потока. Благодаря этим потокам турбина 3 преобразователя расхода вращается с частотой, являющейся Функцией измеряемого расхода жидкости. Из-за существенных разниц в направле 5 нии основного потока в области малых и больших значений расхода в результате центробежного и центростремительного эффектов при аксиальном или тангенциальном выходе без направляющего элемента эта Функция является нелинейной (Фиг.5, 1). При наличии направляющего элемента 4 (фиг.1) направление основного потока сохраняется постоянным независимо от изменения рас хода, Так, при небольших значениях измеряемого расхода благодаря винтовой поверхности 43 и наличию нижнего поперечного основания 4 основной поток жидкости вынужден двигаться по винтовой линии и вращать турбину 3. Таким образом, основной поток всегда находится во взаимодействии с одной из двух лопаток 31 и 32 турбины, что обеспечивает ее равномерное . вращение,В результате обеспечения оптимального направления протекания по"тока в измерительной камере преобразователь имеет более высокую точность в широком диапазоне измерения,При измерении расхода пульсирующего потока, создаваемого, например,мембраной топливного насоса карбюраторного двигателя внутреннего сгорания, действие преобразователя заключается в следующем.Скачкообразное повышение давления жидкости, поступающей во вход"ное отверстие 12 преобразователя,приводит к деформации гибкой мембраны 6 и передается в выходное отвер"стие 13 преобразователя. Благодарясопротивлению гидравлического дросселя 52, как и суммарному гидравлическому сопротивлению измерительнойкамерыи соединяющих каналов 111и 112 (фиг 3), скорость жидкостичерез цилиндрическую измерительнуюкамеру 1 нарастает гораздо медленнее, Таким образом, прежде чем градиент изменения расхода через измерительную камеру 1 возрастет до не"допустимо большой величины, котораяможет привести к динамической ошибке, наступает выравнивание давлениямежду входным 12 и выходным 13 отверстиями преобразователя. При следующем скачкообразном снижении давления у входного отверстия 12 преоб"разователя гибкая мембрана 6 благо"даря своей упругости возвращаетсяв свое равновесное состояние, компенсируя аналогичным способом создавшееся падение давления.Вредные резонансные явления, вызванные взаимным влиянием источникапульсирующего потока жидкости и гибкой мембраны 6, иэбегаются посредством созданных местных гидравлических сопротивлений во входной камере7 успокоителя, образованных частиц"ным гидравлическим разделением полукамер 104 и 105. для этой же целислужит. и компенсационное отверстие1051 на внешней стене полукамеры 105,через которое протекает часть потокажидкости из пространства 51 в тангенциальный вход 101 измерительнойкамеры 1. Вследствие дефазирования ам"плитудных величин скоростей этогопотока и потока, поступающего извходной камеры 7 успокоителя, пуль б 98646сации суммарного потока жидкости, протекающего через цилиндрическую измерительную камеру 1, сглаживаются в более высокой степени.Формула и 3 о б р е т е н и яПреобразователь расхода жидкости, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, цилиндрическую измерительную камеру с тангенциальным входом и аксиальным выходом с установленной в подшипниковых опорах турбиной с лопатками, расположенными напротив тангенциального входа, успокоитель пульсации, выполненный из входной и выходной камер, разделенных между собой гибкой мембраной, при этом входная камера соединена с тангенциальным входом, а выходная - с выходным патрубком, а также Фотоэлектрический преобразователь частоты вращения турбины, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышния точности измерения, входная камера 7 успокоителя пульсаций разделена на две полукамеры 104, 105 исоединена с входным патрубком чередвходные отверстия 1041, 1051, однокоторых 1051 расположено напротивтангенциального входа 101 измерительной камеры, а второе 1041 - напротив входного патрубка 12, турбина 3 выполнена с двумя прямоугольньми плоскими лопатками 3 1 и 32, в аксиальном выходе 102 измерительной кмеры 1 установлены направляющий элемент 4, имеющий верхнее и нижнее основания 41 и 42 в виде сектора круга и соединяющую их винтовую поверхность 43, а аксиальный выход 102соединен с выходным патрубком 13посредством гидравлического дросселя 52,РедакторЗаказ М 7 ВНИИПИ Г 5 Тиражсударствеццого комцтетд цо изобретения 113035, Москва, ЖРаушская Подписное и открытиям при ГЕНТ СССР б., и, 415

Смотреть

Заявка

7774013, 05.11.1985

ВМЕИ "ЛЕНИН"

ТОДОРОВ ДИМИТЪР ТОДОРОВ, ДЖУДЖЕВ СЛАВЧО ГЕОРГИЕВ, ЯРЪМОВ КИРИЛ ДИМИТРОВ

МПК / Метки

МПК: G01F 1/06

Метки: расхода, жидкости

Опубликовано: 15.12.1991

Код ссылки

<a href="http://patents.su/6-1698646-preobrazovatel-raskhoda-zhidkosti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Преобразователь расхода жидкости</a>

Похожие патенты