Устройство для создания, воспроизведения и измерения расхода

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИКА 74 О 01 Р 25/00; а 01 Р 1( АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (72) В. И, Дахно, Р. Г. Кочид, А, Камышев, М. И. Ильинкий, В,С. Варенников и В.И,ян, А. А, Красовс.Пугачев сного п. 1 о т л и ч аенине торцовые поны радиальными лонаопастей составляет х е с я тем, что внут ности сосуда снабж ми, причем высота 0,3 ширины сосуда(71) Краснодарский ордена Трудового КраЗнамени политехнический институт(56) 1. Бирюков Б. В., Данилов М. А.и Кивилис С. С. Испытательные расходомерныеустановки. М "Энергия", 1976, с, 12-15.2. Авторское свидетельство СССРУ 521471, кл, 6 01 Е 25/00, 1974 (прототип)(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ,ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ .И ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДАсодержащее нагнетательный, задающий и измери. тельный узлы и запорно;регулирующую арматуру, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения и измерения расхода, и расширения области применения, задающий и измерительный узлы выполнены совместно в виде установленных с возможностью относительного вращения полого сосуда и размещенного в нем заборного ус тройства, сообщенного с отводящей магистралью, канал которого проходит через осевое отверс. тие в сосуде, причем отношение меридианального размера заборного устройства к ширине сосуда менее 0,25.2, Устройство по ющесота лопастей составляет 0,1-0,3 ширины со.судаНа фиг. 1 и 2 схематически изображенопредлагаемое устройство.Устройство состоит иэ ротора 1 в виде полого сосуда, привода 2, заборной трубки 3,устройств 4 и 5 соответственно для подачирабочей жидкости в ротор и отвода ее из ро.фтора, устройства 6 для задания и измерениярадиального перемещения заборной трубки,устройства 7 для задания и контроля частотывращения ротора, лопастей 8.Устройство работает следующим образом.С помощью привода 2 ротор 1 раскручи.вается, после чего в него подается рабочаяжидкость через устройство 4, Устройством 6перемещают заборную трубку в кольцевомслое жидкости до положеиия, обеспечивающеготребуемый расход при данной частоте враще.кия ротора, которое контролируется устройством 7, При этом рабочая жидкость поступаетпо заборной трубке, например, в проверяемый,прибор, откуда может быть возвращена в ротор 1.При измерении расхода газа вращают забориую трубку 3 относительно полого сосуда 1.Для увеличения диапазона расходов ротор 1и заборная трубка 3 устанавливаются с воз.можностью взаимного вращения.Величину расхода определяют из соотноше.икяИ =Клмй 5,где К - тарировочкый коэффициент;ы - частота вращения ротора;8 - площадь входного сечения;Я - радиус установки входного сече.ния заборкой трубкиРегулирование расхода осуществляется спомощью устройств 6 к 7.Лопасти 8 снижают проскальзывание жид.кости относительно ротора.Минимальные частота вращения и степеньзаполнения ротора для конкретного радиусаустанова входного отверстия заборного устройства определяется из условия создания требуемого расхода в отводящей магистрали,С целью обеспечения эффекта самовсасыва.ния, например, при работе устройства от посторонней емкости, в частности, в условиях невесомости, целесообразно поддерживать степеньзаполнения внутреннего пространства ротораравной или близкой к единице, В этом случаеподвод и отвод рабочей среды осуществляют,например, с помощью коаксиально располо.женных трубок (камер), проходящих черезось вращения ротора, снабженных по периферии наружной трубки уплотнениями для герметизации внутреннейполости ротора, При работе устройства жкдкос 1 ь всасывается, напри1049748 3Йзобретение относится к измерительнойтехнике и может быть использовано при гра-дуировке к поверкесчетчиков количестваи расходомеров, при заправке и дозаправкегидравлических систем летательных аппаратов,в частности, в условиях невесомости, при доэировании жидких и газообразных продуктов вразличных отраслях промышленности.Известны устройства для создания, воспроизведения и измерения расхода жидкости,со. 1 Одержащие нагнетательные устройства, расход.ные и мерные баки, устройства взвешивания,слквные емкости и системы трубопрэводов 11),Недостатками этих устройств являютсябольшие габариты, сложность конструкции,значительные капитальные и эксплуатационныезатраты, особенно при создании, воспроиэведе.нии и измерении больших расходов низкоки.пящкх и агрессивных жидкостей, сравнительно .низкая точность, а также невозможность их, применения в условкях невесомости,Известны также устройства для создания,воспроизведения и измерения расхода, содер,жащие нагнетательный, задающий и измерительный узлы, включающие в себя два напор.ных бака с нагнетательной сливной и выход.ной камерами, приемный резервуар с прием.(ными" лотками, испытательный участок и запорно-регулирующую арматуру. Требуемоезначение расхода задается сменными диафрагмами с калиброванными отверстиями 2,Недостатками известных. устройств являют.ся сравнительно небольшой диапазон расходов,ограниченный размерами напорных баков ивысотой вертикального участка трубопровода,значительные их габариты, особенно при создании больших расходов, и, соответственно,большие затраты на их изготовление, невозможность использования в условиях невесо.мости, снижение точности измерений вследствие наличия пульсаций напора и расхода.Целью изобретения является повышениеточности воспроизведения и измерение расхода,и расширение области применения.Указанная цель достигается тем, что вустройстве для создания, воспроизведения инамерения расхода, содержащем иагнетательный,задающий и измерительный узлы и запорнорегулирующую арматуру, задающий и иэмери.тельный узлы выполнены совместно в видеустановленных с воэможностью относительного 50вращения полого сосуда и размещенного в немзаборного устройства, сообщенного с отводя.- щей магистралью, канал которого проходитчерез осевое отверстие в сосуде, причем отно.шение меридианального размера заборного ус: тройства к ширине сосуда менее 0,25,Внутренние торцовые поверхности сосудаобразно устанавливать ротор и заборное устройбя один, два и более отводных каналов, прием.мер, через зазор между трубками в замкну. тую полость ротора, Отвод жидкости при этом осуществляют по внутренней трубке, образую-, щей общий канал с заборным устройством, изолированный от межтрубного пространства Размещение уплотнений для герметизации ротора на сравнительно небольшом диаметре наружной трубки способствует повышению надежности и ресурса устройства.Эффект самовсасывания может быть до. стигнут путем создания определенного профи ля наружной поверхности заборного устройст. ва, например треугольного, обеспечивающего понижение давления в следе жидкости за ним. В этом случае устройство подачи жидкости в ротор совмещают с заборным устройством, и сообщают канал подвода жидкости с зоной пониженного давления.Для увеличения диапазона расходов целеюство а возможностью взаимного вращения иреверса направления вращения,Заборное устройство может включать в се ные отверстия которых, с одинаковыми или различными проходными сечениями, располагают в жидкости навстречу вектору ее окруж ной скорости. Возможно симметричное распо. ложение каналов относительно оси вращения, при этом для устранения гидродинамического . влияния одной части заборного устройства на другую целесообразно размещать их с некоторым смещением вдоль оси вращения,При различных проходных сечениях и радусах установа входных отверстий заборного устройства появляется возможность создания ряданезависимых потоков, характеризующих- ся различными параметрами. Это достигается тем, что к отводящим каналам заборного ус. тройства подключают соответствующее количество присоединительных магистралей с установленными в них потребителями расхода. В сочетании, например, с автоматической их коммутацией, создание и воспроизведение ря. да независимых потоков способствует расши. рению сферы использования устройства.Подача жидкости в ротор может осуществлятъся по закольцованной и разомкнутой системе, В первом случае жидкость из ротора по заборному устройству поступает в присое. динительную магистраль с установленными на ней испытуемыми устройствами или приборами и через устройство подвода возвращается в ротор. Во втором случае жидкость пода ется в ротор от посторонней емкости. Последняя, при необхоЬимоси, может быль снабжена устройствами для стабилизации напора и, на 049748 4пример, в условиях практической невесомос.ти, вытеснительной системой с применениемэластичной диафрагмы или полости, обеспечи.вающей, в частности, повторный запуск илиработу устройства.Для снижения механических потерь целесообразно часть устройства подвода жидкостисовмещать с ротором и выполнять, например,в виде разгонных тарелок, конусов, радиаль 1 р ных каналов или лопаток,Подвод жидкости осуществляют непосредственно как на поверхность кольцевого слояжидкости в роторе, так и в зону ее отбора.Последнее целесообразно осуществлять с по.мощью радиальных каналов или одного целевого канала, встроенных в одну из боковыхстенок ротора и сообщенных с внутреннимпространством ротора посредством отверстий,расположенных в зоне отбора жидкости.Воздействие на расход осуществляетсяпутем изменения напора Н на входе в заборное устройство и /или потерь йй на местныхсопротивлениях измерительного тракта. Регулирование напора Н целесообразно осуществлять, например, изменением относительнойчастоты вращения ротора, радиуса Й уснаовацентра входного отверстия заборного устройся.ва, площади 8 проходного сечения входногоотверстия, степени заполнения ротора жидкос-.тъю. При этом во всех случаях предварительно30определяют характеристики 0 Ф(Н) или0 = 1(В) и т, п.При настройке на заданный расход путемизменения гидравлического сопротивления,например, установкой в присоединительнойЗ 5 магистрали сменных диафрагм или дроссельныхвентилей, также предварительно определяетсязависимость О = Ф (йЪ) или Я = Ф (с),где о - параметр местного сопротивления,Возможно также осуществление комбиниро.4 О ванной настройки на заданный расход, при этомпредварительно определяется совокупная характеристика, например, 0 = Ф(Н, Ьп).При тарировке один из аргументов ( Н или4 и) изменяется непрерывно, а другой - дискретно.При применении вентилей целесообразнодискретно изменять величину напора (угловуюскорость, радиус и т. д.), при использованиисменных диафрагм - плавно изменять напор.50,.Для измерения массового расхода текучейсреды устройство снабжают плотномерами или,датчиками температуры и давления. Для повышения точности при работе по закольцованной55, схеме устройство целесообразно снабдить элементами, термостатирующими рабочую среду.1049748 овх ррект Заказ 8402/38 Тираж 643 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушск