Вертикальный датчик шарикового расходомера

(19 1)4 С 01 Р 1 ИЕ И ЕТЕНИЯ ного плос роно мене доль якие яж сто ю щвершиокружтавл м +ды/2 е а = 0,1-0 4. 3. Датчик поо т л ио кольцевая тем,гранич и датч ью, ра ч ающии сдорожка качени на коаксиалька цилиндристояние от нои продольнои о ческой поверхнос еньше к( --- з дпо/ на фиг.3 -аче я к вертикальширение ди- повышеасх ичение ресурса конструктивдатчика шаа фиг, 2 - . ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССРОПИСАН А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(46) 23.04.89. Бюл. Р 15 (7 1) Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения (72) С.А. Золотаревский, И,Н. Иванов и В.И. Федоров(56) Авторское свидетельство СССР 9 690297, кл. С 01 Р 1/05, 1974,Авторское свидетельство СССР В 315930, кл. С 01 Р 1/00, 1970. (54)(57) 1. ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ДАТЧИК ШАРИКОВОГО РАСХОДОМЕРА, содержащий кор пус с кольцевой дорожкой качения и размещенным в ней шариком с ограничителем положения, входным и выходным патрубками, в котором размещен направляющий аппарат, узел съема сигнала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения расхода, кольцевая дорожка качения образована вращением сторон углами, обращенного вершиной от центра вращения, симметричИзобретение относным датчикам. Цель изобретениапазона измеренияние точности и увеустройства,На фиг. 1 изобр ная схема вертикально рикового расходомера; относительно горизонтальной ости и сопряженного нижней стос дугой окружности радиуса не радиуса шарика К, вокруг проой оси датчика, причем расстоот вершины угла Ы, до точки сония окружности с его нижней ной не менее К/р/2.Датчик по п. 1, о т л ич ай с я тем, что расстояние от ны угла фг. до точки сопряжения ности с его нижней стороной сос- ет сторон до вершины угл ли равно профиль дорожки к ния;то же, вариант.Вертикальный датчик шарикового расходомера (фиг. 1) содержит корпус 1 с кольцевой дорожкой 2 качения, входным 3 и выходным 4 патрубками, в котором размещены втулка 5 с направляющим аппаратом 6 и ограничитель 7 положения шарика 8. На втул 1474471ке 5 закреплены струевыпрямитель 9и втулка 10, обеспечивающая независимость показаний датчика при,егоразвороте относительно продольной5оси,Датчик работает следующим образом.Поток измеряемой жидкости черезвходной патрубок 3 подается черезструевыпрямитель 9 в центральный канал втулки 10 и через выходной патрубок 4 отводится на слив. Одновременно за счет эжектирующего действияпотока на выходе из указанного канала часть потока поступает через кольцевой канал, образованный втулками 5и 10, в направляющий аппарат б, выполненный в виде равномерно расположенных в горизонтальной плоскоститангенциальных отверстий, приобретая вращагельное движение, и такжечерез выходной патрубок 4 уходит наслив, сообщая одновременно за счетсил вязкостного трения вращательноедвижение жидкости в полости, ограниченной кольцевой дорожкой 2 качения и ограничителем 7, Указанное вращательное движение воздействует нашарик 8, заставляя его вращаться счастотой, пропорциональной протекающему через датчик расходу измеряемой жидкости. Частота вращения шарика 8 регистрируется расположенным нанаружной поверхности датчика (илитехнологического трубопровода, кудаустанавливается датчик) узлом съемасигнала (не показан),.Кольцевая дорожка качения (фиг.2)образована вращением угла АСР, равного Ы обращенного вершиной С отФ40центра вращения, симметричного относительно горизонтальной плоскостиСК и сопряженного нижней сторонойАС с дугой АЕ окружности радиуса,не.менее радиуса К, шарика 8.45При малых частотах вращения шарика 8 (малых расходах через датчик)он катится по участку кольцевой дорожки 2 качения, принадлежащему дугеАЕ окружности, поднимаясь по нейна угол, определяемый соотношениемдействующих на него нескомпенсированной выталкивающей силы измеряемойжидкости, силы тяжести и центробежной силы, При этом, колебания шарика 8 в направлении, перпендикулярном 55направлению основного кольцевого движения, малы, так как малы действующие на него возмущающие гидродинамические силы, и резонанс шарика 8 не происходит.При увеличении расхода через датчик и частоты вращения шарика 8 он достигает точки А, где дуга АЕ окружности сопряжена со стороной СА угла АСР, т.е. касательная к ней в этой точке совпадает со стороной АС, наклон которой к горизонтали и определяет угол подъема шарика 8. Величина отрезка АС выбрана так, что в случае касания шариком 8 кольцевой дорожки 2 качения в точке А между шариком 8 и стороной СП угла АСП появляется зазор, равный или больший нуля, что математически можно записать в виде АС К/Тцо/2.Для того, чтобы избежать периодических ударов шарика 8 о сторону СП угла АСП при его колебаниях в направлении, перпендикулярном направлению его основного кольцевого движения, целесообразно при касании шариком 8 точки А установить между ним и стороной СР угла АСП зазор .а, оптимальная величина которого, позволяющая устранить указанные удары шарика 8 о сторону СЭ угла АСО и одновременно предотвратить появление гистерезиса в статической характеристике датчика, составляет (0,10,4)К. Математически это условие можно записать в видеАС = К( + а),ео/2 где а = 0,1-04.Достигнув точки А, шарик 8 без остановки катится до стороны СЭ угла АСЭ, так как на участке АС угол наклона кольцевой дорожки 2 качения к горизонтали неизменен, а шарик 8 при неизменной частоте вращения переходит на несколько больший радиус вращения, что позволяет ему удержаться даже.при несколько большем угле наклона кольцевой дорожки 2 качения к горизонтали. Таким образом, при переходе шарика 8 с участка АЕ на участок АС имеет место положительная обратная связь, обеспечивающая его надежный прижим к сторонам АС и СР угла АСВ.При этом, так как угол АСП симметричен относительно горизонтальной плоскости СК, пути качения шарика 8 по сторонам АС и СП одинаковы, а его5 14744716 ось вращения при качении перемещает- ным параллельной продольной оси ся параллельно самой себе. Это обес- датчика прямой (фиг. 3). При этом печивает минимальное трение при ка- необходимо, чтобы шарик 8 не касался чении шарика 8 по кольцевой дорожке5упомянутой усеченной стороны. Мате качения и увеличивает точность из- матически это условие записывается в мерения расхода и ресурс устройства. видеДля упрощения технологии изготовления угол АСЭ кольцевой дорожки 2качения может быть выполнен усечен О зхпЫ 721474471 Соста ректор М, Самборс бак хр едактор 60 Подписное аказ 1883/3 НТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гаг 101 НИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, тель В. ШалагинЛ.Сердюкова по изобретениям и открытиям -35, Раушская наб д. 4/5