Расходомер

)асти ги но для изтекающей например ючим, Расерные естко застью возГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(56) Лабораторный курс гидравлсов и гидропередач, - ММашин1974. С, 84-87.Авторское свидетельство ССВ 370357, кл, Р 02 0 1/02, 1970.(57) Изобретение относится к обравлики и может быть испол ьзовмерения расхода жидкости, периз одного резервуара в другой,при заправке автотранспорта горходомер содержит герметическбаки - цилиндрь 1 с поршнями,крепленные на штоках с возмож) сходомер используется для измерения количества жидкости, протекающей из резервуара к потребителю, например при заправке транспорта горючим, работает по принципу обьемных счетчиков.Цель изобретения - увеличение производительности путем измерения частоты вращения вала и расширение функциональных возможностей.Для зтого в нем установлены глухие цилиндры (мерные баки) с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения, спицы, укрепленные одними концами на шарнирах, расположенных на цилиндрах, и вторыми - с возможностью частичного вращения на ступице, установленной с возможностью вращения на изгибе выходного вала, каждый цилиндр разделен поршнями на две камеры, сообщающиеся с входным и выходным патрубками посредствратно-поступательного движения, К цилиндрам прикреплены шарнирно концы спиц, а другие концы закреплены на ступице 11, установленной на изгибе выходного вала, При перемещениях цилиндров одни концы спиц увлекаются цилиндрами и поочередно друг за другом меняют наклон относительно оси вала, увлекая за собой и изгиб, в результате чего выходной вал вращается. К валу присоединен регистрирующий прибор, Ч(идкость в цилиндры поступает чеоез полости штоков и далее через каналь 1 поршней, пеоекрываемые золотниками, установленными в поршнях о момент подхода цилиндров в крайние положения, Вьходит жидкость из цилиндров по каналам штоков, и коллектору к штуцеру и далее к потребителю, 1 з. и, ф-лы, 4 ил. вом золотников., установлес возможностью взаимодейми стенками цилиндров.На фиг. 1 показана конструкция расхо- ф домера; на фиг, 2 - то же, вид сбоку; на фиг.3- схема гращения цилиндра, спицы и шарнира; на фиг. 4 - один из вариантов расходо 1 сра, используемого в качестве насоса,Расходомео содержит входной и выходной патрубки 1 и 24, коллекторы 2 и 4 для направления потока жидкости в цилиндры через штоки 3 (магистрали потока жидкости)., слу.кащие для размещения на них цилиндров, каналы 5, 10, 11, 21, 22 для прохода жидкости, поршни 6, разделяющие полости каждого цилиндра на дзе камеры 7 и 8, цилиндры (мерные баки) 9; золотники 12 и 23;торцовые стенки 13, 14, цилиндров, спицы 15 для передачи энергии движения цилиндров на изгиб выходного вала, выступы 16для установки спиц 15 (гнезда для установки спиц с возможностью частичного их вращения), ступицу 17 для передачи энергии движения спиц на изгиб 18 вала 19 причем изгиб 18 вала служит для преобразования возвратно-поступательного движения цилиндров 9 во вращательное движение вала 19), корпус 20 для размещения подшипников вала 19, шарнир 25 (дополнительный) для компенсации возвратно-поступательного движения спицы перпендикулярно оси цилиндра при отклонениях линии установки спиц,Расходомер работает следующим образом.Жидкость (фиг, 1) из патрубка 1 через коллектор 2, пустотелые с перегородкой в середине штоки 3, закрепленные пустотелыми болтами к коллекторам 2 и 4, поступает в каналы 5 поршней 6, жестко закрепленных на штоках 3 и делящих полости цилиндров на камеры 7 и 8, Из каналов 5 через каналы 19 цилиндров 9 М 1 и 2) жидкость поступает в камеры 7, а в камеру 8 цилиндра 9 (М 3)- через канал 11, минуя золотники 12.В камерах 7 цилиндров 9 (М 1 и 2) и камере 8 цилиндра 9 (М 3) создаются избыточные давления. Жидкость давит на стенки 13 цилиндров 9 (М 1, 2) и стенку 14 цилиндра 9 (Ф 3), в результате чего цилиндры 9 (М 1, 2) перемещаются в сторону коллектора 4, а цилиндр 9 (М 3) - в сторону коллектора 2 и увлекают эа собой спицы.15, закрепленные шарнирно одними концами на цилиндрах 9, а вторыми - в выступах 16 (ввинчены в выступы, что дополнительно дает возможность регулировать их длину) на ступице 17, размещенной с возможностью вращения через шарикоподшипники на изгибе 18 вала 19, установленного в шарикоподшипниках, размещенных в корпусе 20 коллектора 2.Жидкость, находящаяся в камерах 8 цилиндров 9 (М 1, 2) и камере 7 цилиндра 9 (М 3), после предыдущего цикла (считаем, что таковой имел место) через каналь 1 21 цилиндров 9 (М 1, 2) и каналы 22, 21 цилиндра 9 (М 3), минуя золотники 23, через штоки 3, коллектор 4, патрубок 24 поступает к потребителю,При движении цилиндра 9 (Р 2) спица 15 через ступицу 17 воздействует на изгиб 18, стремясь изламывать вал 19, Но между плоскостью движения спицы 15 и плоскостью изгиба 18 имеется угол, образующий радиус й, пропорциональный синусу 18 (для упрощения описания работы расходомера истинная величина радиуса не учитывается, наибольшее значение он имеет при расположении плоскости спицы 16 под углом 90 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 к плоскости изгиба 18), излома вала не происходит и изгиб 18 поворачивается (удаляется от цилиндра 9, М 2) в ступице 17 в противоположную сторону от действующей на него силы вместе с валом 19,Одновременно спица 15 цилиндра 9 (М 3), перемещающегося в противоположную сторону от цилиндра 9 (В 2), также поворачивает изгиб 18 в ту же сторону, в результате чего образуется радиус между плоскостью изгиба 18 и плоскостью движения спицы 15 цилиндра 9 (М 1), который выходит из мертвой зоны подобно кривошипу, действующему на него шатуном, спица 19 цилиндра 9(М 1) перемещается в сторону коллектора 4 и действует на изгиб 18 в том же направлении, что и спицы цилиндров 9 (1 Ф 2 и 3). Вал 19 вращается,При достижении цилиндров 9 (М 2) крайнего положения золотники 12 и 23 упираются в стенку 14, Золотник 12 закрывает канал 10, открывает канал 11, золотник 23 закрывает канал 21, открывает канал 22, при этом жидкость через канал 6 поступает в камеру 8, а иэ камеры 7 через канал 22, коллектор 4, патрубок 24 - к потребителю, и цилиндр 9 (1 Ф 2) начинает перемещаться в обратном направлении, проходя мертвую зону (точку), когда плоскость изгиба 18 совпадает с плоскостью движения спицы 15 и когда радиус й образуется с противоположной стороны плоскости движения спицы 15 цилиндра 9 (йг 2),Затем цилиндр 9 (В 3) также достигает крайнего положения, золотники 12, 23 упираются в стенку 13, поток жидкости через канал 10 направляется в камеру 7, а из камеры 8 через канал 21 - к потребителю. Цилиндр 9 (М 3) начинает перемещаться в сторону коллектора 4, воздействуя на изгиб 18 в том же направлении, но с другой стороны, и продолжая вращать вал 19.Далее цилиндр 9 (В 1) достигает крайнего положения, золотниками 12, 23 переводится на движение в сторону коллектора 2, и процесс повторяется, а вал 19 вращается с частотой, пропорциональной частоте перемещения цилиндров 9, которые имеют заранее известный объем, а значит, и пропорциональной проходящему через расходомер количеству жидкости, что фиксируется счетным механизмом, присоединенным к валу 19, как общий расход, так и его мгновенное значение,Плоскость, соединяющая точки крепления спиц 15 (шарниры), должна проходить через вершину изгиба 18 и может быть перпендикулярна к оси изгиба 18. В противном случае цилиндр 9 будет перемещаться на разные расстояния в стороны от поршня 6,что регулируется перестановкой предусмотренных шайб, установленных между штоком 3 и коллекторами 2 и 4, и шарнир спицы15 будет удаляться или приближаться относительно цилиндра 9 на расстояние длинысмещения упомянутых плоскостей от вершины изгиба вала, умноженному на синусугла изгиба, что компенсируется (фиг. 2) дополнительными шарнирами 25. Этими жешарнирами компенсируются и отклоненияустановки цилиндров и спиц по окружности.Угол поворота спицы 15 в выступе 16равен двум углам изгиба 18 вала 19, э дугаповорота цилиндра 9 на штоке 3 равна высоте дуги, описываемой центром шарниракрепления спицы 15 к цилиндру 9 (фиг. 3).Крутящий момент спиц в сторону вращения вала 19 гасится упором спицы 15 вцилиндр 9. Одна из спиц шарнира 25 неимеет. Наименьшее количество цилиндров9 без применения центробежных дисков(применение их на расходомере недопустимо) при условии расположения их не на одной диагонали, проходящей через ось вала19, а под углом, равно двум, Максимальноеколичество не ограничивается,Количество жидкости, протекающей через расходомер в единицу времени, равноудвоенному количеству цилиндров, умноженному нэ сечение цилиндра и скоростьпротекания жидзкости через цилиндр:С 1=25 чп, дм /с (л/с),где п - количество цилиндров шт.;Я - сечение цилиндра, дм;ч - скорость течения жидкости, дм/с;1 ц - 1 пч=, дм/с,где 1 ц - длина перемещения цилиндра, дм/с;1 п - необходимый ход цилиндра для переключения золотников, во время которогожидкость может не протекать через цилиндр, дм; 1 - время одного оборота валарасходомера, с; 2 - число раз заполненияцилиндра жидкостью зэ один оборот валарасходомера.Окончательная формула количестважидкости, протекающей через расходомер,будет иметь вид (мгновенный расход);0=2 п ц ", дм /с(л/с),5 1 ц - 1 л 3Количество жидкости, протекающей через мерные баки (прототип), равно:С 1=п, дм /с (л/с),16 1 б 3где Яб М - объем бака, дм"/с (л/с);и - количество баков, шт.:1 - время заполнения баков жидкостьюс,Формулы расхода жидкости идентичнь Г 1 арэметром, влияющим на точность измерений, является величина 1 л. которая может изменяться на (+Ал), тогда переменнойвеличиной в формуле может быть 1 ц-(1 тАл).5 8 еличина Лл может равняться нулюили быть близкой к 1. Равными зти величины быть не могут, так как при 1 л= Ь 1 л цилиндр проходит свой путь, но золотник непереключается, а далее ему идти некуда,10 (Частный случай; поршневая часть цилиндра неисправна). Ранее касания золотникомстенки цилиндра не произойдет, а значит. ивеличина Ьл не будет иметь знак "+",Исходя из изложенного, максимальная15 относительная погрешность расходомеравыражается формулойу = " 100.и1 ц - 1 лРабота расходомера заключается в преобразовании возвратно-поступательныхдвижений во вращательные, а значит, онработает и как мотор. момент на валу которого равен:25 М=ЯРВЯ 1 и ап - кгс м2Лгде Я - сечение цилиндра, м;2,Р - давление жидкости (энергоносителя), кгс/м 2, (П);В - длина спицы, м;30 а - угол изгиба вала, град.;и - количество цилиндров, шт.;(й 51 и а- радиус колена вала (кривошипа), м,Из формулы видно, что момент на валу35 гидромотора такой же, что и у цилиндропоршневых машин,Если вал расходомера принудительновращать посторонним двигателем (приводом), то цилиндры будут совершать возврат 40 но-поступательные движения, в камерахцилиндров будет создаваться (поочередно)разряжение или избыточное давление, А этозначит, что цилиндр будет всасывать жидкость в одну камеру и выдавливать ее из45 другой, в результате чего расходомер превращается в насос, золотники при этом будут выполнять роль клапанов насоса. Этопозволяет использовать расходомер по новому назначению (иное применение),50Для улучшения работы расходомера вкачестве насоса золотники 12 и 23 должныбыть плавающими (свободными клапанами),не должны касаться торцовых стенок цилин 55 дров 9, что выполняется уменьшением углаизгиба вала или применением цилиндровбольшей длины, При этом золотники 12 и 23будут (фиг. 4) взаимодействовать со средойвсасывающей жидкости, а всасывание жидкости будет происходить (фиг. 1) иэ патрубка 24,Подключив к насосу счетный механизм, можно одновременно фиксировать количе ство поданной жидкости. Формула определения количества поданной жидкости остается прежней, что и для расходомера,Формула изобретения 1. Расходомер, содержащий мерные баки, элементы переключения потока, передаточные элементы в виде спиц, закрепленных на ступице, и выходной вал, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения измерения расхода путем измерения частоты вращения выходного вала и расширения функциональных воэможностей, мерные баки установлены на штоках с воэможностью возвратно-поступательного движения, спицы закреплены одними концами на шарнирах, расположенных на ци линдрах мерных баков, а другими - своэможностью частичного вращения вокруг своей оси на ступице, установленной с возможность о вращения на изгибе, выходного вала,10 2, Расхоромер по и, 1, отл ич а ющ и й с я тем, что каждый мерный бак разделен поршнем на две камеры, сообщающиеся с входным и выходным патрубками посредством золотников, установленных в 15 поршне с возможностью взаимодействия сторцовыми стенками мерного бака.с - угол изгиба юла,Ь - висота дуги движений аанаем цилиндре,1 - дла в онемения плоскостиЬ - длина движения ирнаваспацз при снепенаа плэсщаонаоон 25,ира спица. Еомпенсируетоа та наьнаооз. Еокп цы шарниров спиц;опендик лярно о ьного дваиеная1814032 Ясасю/Рю Цилиндр 3 Вкрайнеи поаОжении ю(ге сВаженияфуд срр елке А Лерекяочение золОеникоВ я 23прриздиглр яри ма юмР Юиженсфу грмжч/а Уид сл,Ое,еме 3 ФФГ/4.0 сфУюффФ 8 кфир,ге,м 8. Составитель В. Пимено Техред М. Моргентал орректор С. Ю едактор Е. Рошкова акаэ 1825 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 дственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Про