Турбинный расходомер

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р 1970112 ф(22) Заявлено 28, 08. 80 (21) 2976 362/18-10 151М. Кп. з С 01 Р 1/10 с присоединением заявки Мо Госурарственный комитет СССР но дедам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 301082. Бюллетень Мо 40 Дата опубликования описания 30.10.82(54) ТУРБИННЫЙ РАСХОДОМЕ ся к приборк приборамжидкости и Изобретение относит о- строению, в частностидля измерения расходагаза.Известен турбинный расходомер с гидравлической разгрузкой турбинки от осевых усилий эа счет установки на ее лопастях профилированного кольца с расширяющимся в направлении потока поперечным сечением 1),В известном расходомере раэгрузоч ная сила приложена в области ступицы, в то время как равнодействующая всех сил, действующих на лопасти ее, приложена вблизи середины высоты лопастей, В связи с этим достигается лишь частичное гидравлическое уравновешивание турбинки.Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является турбинный расходомер, содержащий корпус с калиброванным каналом и установленными в нем аксиальной турбинкой, имеющей возможность вращения и осевого перемещения, входным и выходным струенаправляющими аппаратами, устройством гидравлического уравновешивания турбинки, выполненным в виде двух расположенных концентрично калиброванному каналу тел обтекания равного диаметра, одноиз которых имеет расширяющийся внаправлении потока профиль сечения5и установлено неподвижно перед турбинкой, а второе имеет сужающийся.профиль сечения и расположено по потоку после первого тела обтекания,а также узел съема сигнала 210 Недостатком известного расходомера является то, что большой ресурсработы его может быть обеспеченлишь в условиях равномерного распределения скоростей потока по сечениюизмерительного канала,Однако на практике под влияниембольшого количества возмущений, возникающих на различных конструктивныхэлементах расходомера и подводящихмагистралях, пульсаций потока, атакже наличия отклонений в геометрииизмерительного тракта равномерностьскоростей потока нарушается, Различиескоростей, а следовательно, и давлений приводит к различйю сил, действующих на отдельные лопасти турбинкиВ результате на оси турбинки возникают значительные неуравновешенныеизгибающие моменты, которые приводятк непостоянству момента трения и кизносу подшипников, вызывающему всвою очередь нестабильность статических характеристик и снижение ре-сурса работы расходомера.Целью изобретения является повышение ресурса работы расходомера вусловиях неравномерного распределения скоростей потока,Поставленная цель достигаетсятем, что в турбинном расходомере,содержащем корпус с калиброваннымканалом и установленными в нем ак Осиалькой турбинной, имеющей возможность вращения и осевого перемещения,входным и выходным струенаправляющими аппаратами, устройством гидравлического уравновешивания турбинки,выполненным в виде двух расположенных концентрично калиброванномуканалу тел обтекания равного диаметра, одно из которых имеет расширяющийся в направлении потока проФиль сечения и установлено неподвижно перед турбинкой, а второе имеетсужающийся в направлении потока проФиль сечения и расположено послепервого тела обтекания, а таже узелсъема сигнала, оба тела обтеканиявыполнены в виде колец, установленныхв проточной части калиброванного канала, непосредственно одно противдругого с зазором между их торцами,причем второе кольцо, имеющее сужающийся профиль сечения, жестко закреплено на лопастной решетке турбинки,На чертеже показан турбинныйрасходомер.ФРасходомер содержит корпус 1 скалиброванным каналом 2, аксиальнуютурбинку 3, установленную на подшипниках 4, допускающих осевое перемещение турбинеи, входной и выход 4 Оной струенаправляющие аппараты 5 иб соответственно, устройство гидравлического уравновешивания: ротора,состоящее иэ колец 7 и 8, одно изкоторых (7) закреплено на выходных 45торцах переднего струевыпрямителя5, а другое (8) - на,лопастной решетке турбинки,Кольцо 7 выполнено с расширяющимся по направлению потока профилемпоперечного сечения, а кольцо 8, неподвижно закрепленное на лопастяхтурбинки, - с Сужающимся. профилем,поперечного сечения, На корпусе 1установлен узел съема сигнала.Расходомер работает следующим об.разом.Под действием проходящего черезпроточную часть калиброванного канала потока измеряемого вещества бОтурбинки приводится во вращение сугловой скоростью, в определенномдиапазоне прямо пропорциональнойобъемному расходу. Б узле съемасигнала скорость потока преобразу ется в частотный электрический сигнал, регистрируемый измерителем частоты.При этом на турбинеу действует осевое усилие, пропорциональное скоростному напору потока, которое стремится передвинуть ее в направлении потока. Одновременно с этим поток проходит участок проточной части корпуса с кольцом 7, имеющим расширяющийся профиль сечения, и ускоряется за счет уменьшения проходного сечения, а затем, проходя участок проточной части с кольцом 8, выполненным с сужающимся профилем сечения, замедляется. за счет увеличения проходного сечения.В этом случае по закону Бернулли происходит падение давления по направлению потока до зазора между кольцами, а за ним - возрастание,Существующая разность статических давлений, действующая на кольцо 8 (на .турбинеу) в направлении, противоположном усилию от скоростного напора, уравновешивает его в осевом направлении.Благодаря расположению устройства гидравлического уравновешивания турбинки в зоне приложения равнодействующей силы гидродинамического давления со стороны потока на отдельную лопасть турбинеи происходит достаточно полная компенсация момента силы, возникающей при несимметричном распределении потока относительно оси канала.Описанное выполнение турбинного расходомера обеспечивает уменьшение износа подшипниеовых опор, что позволяет повысить ресурс его работы и стабильность метрологических хараете. ристик.Экономическая эфФективность от внедрения данного изобретения достигается путем повышения ресурса работы расходомера.формула изобретенияТурбинный расходомерсодержащий корпус с калиброванным каналом. и установленными в нем аксиальной турбинкой, имеющей возможность вращения и осевого перемещения, входным и выходным струенаправляющими аппаратами, устройством гидравлического уравновешивания турбиней, выполненным в виде двух расположенных концентрично калиброванному каналу тел обтекания равного диаметра, одно из которых имеет расширяющийся в. направлении потока профиль сечения и установлено неподвижно перед турбинеой, а второе имеет сужающийся в направлении потока профиль сечения и расположенопосле первого тела обте970112 Составитель И.ПоповТехред Т.Маточка Кор Решетник . дактор С.Таранен кт 8369/47 Тираж 673 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Зака Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна кания, а также узел съема сигнала,о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения ресурса работы в условиях неравномерного распределенияскоростей потока, в нем оба тела обтекания выполнены в виде колец,установленных в проточной части калированного канала, непосредственноодно против другого с зазором междуих торцами, причем второе кольцо,имеющее сужающийся профиль сечения,жестко закреплено на лопастной решетке турбинки; Источники информации,5 принятые во внимание при экспертизе 6- 1Авторское свидетельство СССР 9611113, кл. С 01 Р 1/12, 1976. 2, Патент ФРГ 9 1423860,кл. С 01 Е 1/10, 1970 прототип). 1 О