Поплавковый расходомер

(51)5 6 01 Р 1/22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ яел(56) Авторское свидетел ьство СССРМ 82797, кл, 6 01 Р 1/22,1947,Авторское свидетельство СССРМ 146983, кл, 6 01 Р 1/56, 1961,Изобретение относится к газоаналитической технике, конкретно к средствам контроля расхода газа, и может быть использовано в системах газоподготовки газоаналитических средств измерений или в технологических линиях.Известен поплавковый расходомер, содержащий корпус с идущим снизу вверх по направлению потока газа конически расширяющимся каналом и свободно перемещающийся в нем поплавок (см, авторское свидетельство СССР М 82797, кл. 6 01 Р 1/22, 1947). С увеличением расхода давление газа на поплавок увеличивается и поплавок поднимается до уравновешивания подъемной силы весом поплавка. Вследствие конусности канала по мере подъема поплавка изменяются условия прохождения газа в зазоре между поплавком и стенкой канала, т,к. расстояние между поплавком и стенкой канала увеличивается.Недостатком известного расходомера является низкая точность из-за большой нелинейности. Нелинейность зависимости(54) ПОПЛАВКОВЫЙ РАСХОДОМЕР (57) Изобретение относится к газоаналитической технике, Использование: измерение расходов газов и жидкостей. Сущность изобретения: расходомер содержит корпус с цилиндрическим каналом и цилиндрический поплавок. Корпус образован двумя полуцилиндрами, установленными с постоянными по высоте зазорами, причем их ширина равна разности радиусов канала и поплавка, а длина поплавка связана с радиусом канала В и радиусом поплавка г соотношением = (50 - 100) (й - г). 1 ил,подъема поплавка от расхода можно уменьшить путем уменьшения конусности канала.Однако это уменьшает диапазон измерений расхода.Известен также электромагнитный поплавковый расходомер, содержащий корпус ф с цилиндрическим каналом и установленный в нем поплавок с сердечником из стали ,( ) или постоянного магнита, расположенные )Ц снаружи канала соленоид и следящую катушку(см, авторское свидетельство СССР М 146983, кл. 0 01 Р 1/56, 1961 г.). Приближение поплавка к следящей катушке вызывает увеличение)с помощью усилителя) постоян-;) ного тока в соленоиде, втягивающем сер-дечник поплавка. Удаление поплавка вызывает уменьшение тока в соленоиде.Мерой расхода газа или жидкости является ток соленоида.Недостатком известного поплавкового расходомера является низкая точность, обусловленная отклонениями поплавка от вертикальной оси, изменением режима протекания газа между поплавком и стенкой1735716 55 канала при изменении расхода газа, большим количеством составляющих погрешностей из-за сложности изготовленияпоплавка и электромагнитных компенсирующих устройств. 5Цель изобретения - повышение точности.На чертеже фиг,1 представлен поплавковыйрасходомер; на фиг.2 - вид по стрелке А нафиг,1. 10Расходомер содержит корпус 1 с цилиндрическим каналом 2 и установленный внем поплавок 3. Стрелками показано направление потока газа. Корпус выполнен ввиде двух цилиндров 4 и 5, установленных с 15постоянным зазором 6 между ними, Ширина зазора 6 равна разности радиусов каналаи поплавка, толщина стенки корпуса равнадлине поплавка, которая определяется соотношением: 20= (50 - 100) (Я - г),где- длина поплавка;Й - радиус канала;г - радиус поплавка,Расходомер работает следующим образом,При отсутствии расхода газа поплавок 3находится в нижней части канала 2. Приналичии расхода газа поплавок под давлением газа, расход которого измеряется, 30поднимается вверх, По мере подъема поплавка увеличивается часть зазора ниже поплавка, через который ответвляется частьизмеряемого потока газа, Поплавок останавливается на высоте, при которой вес поплавка уравновешен подъемной силойвоздействующего на поплавок потока газа,При любой высоте поплавка, т.е, при любомзначении расхода, потоки газа через зазормежду поплавком 3 и стеной канала 2 и 40через зазор 6 ламинарен. Высота подъемапоплавка 3 линейно зависит от расхода.Поплавок не отягощен другими элементами (стальным сердечником и т.п,), что повышает чувствительность расходомера. 45Отклонение поплавка от вертикальнойоси приводит к уменьшению давления между поплавком и стенкой цилиндрическогоканала, противоположной направлению отклонения поплавка от вертикали, В результате обеспечена автоматическаясамоцентровка поплавка. Равенство ширины зазора и разности радиусов канала и поплавка, а также равенство толщины стенки корпуса длине поплавка обеспечивает идентичность условий протекания газа через щели непосредственно у стенки поплавка и в зазоре между поплавком и стенкой канала при любой высоте поплавка.Режим протекания газа между поплавком и стенкой канала постоянен при любом расходе газа, причем потоки газа ламинарные, Это обеспечивает постоянство чувствительности во всем диапазоне измерений.При выборе значения разности радиусов канала и поплавка учитывают следующие особенности. По мере увеличения соотношения длины поплавка к разности радиусов условия протекания газа в зазоре приближаются к условиям протекания газа через капилляры, т,е. к условиям протекания ламинарного потока. Однако значительное увеличение длины поплавка приводит к увеличению газового сопротивления зазора и неравномерности зазора из-за возникающей при этом неустойчивости поплавка в канале, что в свою очередь приводит к непостоянству условий протекания газа, т.е, к нелинейности расходомера.Результаты экспериментальных исследований по выбору оптимального соотношения между параметрами поплавка и канала приведены в таблице.По сравнению с прототипом значительно повышена точность расходомера благодаря исключению основных составляющих погрешности измерения расхода. Формула изобретенияПоплавковый расходомер, содержащийкорпус с цилиндрическим каналом, установленный в нем поплавок, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности, корпус выполнен в виде двух полуцилиндров,установленных с постоянным зазором между ними, при этом ширина зазора равнаразности радиусов канала и поплавка, а толщина стенки корпуса равна длине поплавка,которая определяется соотношением:= (50 - 100) (й - г),где- длина поплавка;й - радиус канала;г - радиус поплавка,,Гагарина, 10 водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго аз 1810 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5