РАСХОДОМЕР ПИВОВАРОВА Российский патент 1994 года по МПК G01F1/704 

Изобретение относится к измерительным приборам, в частности к приборам для измерения расхода различных жидкостей и газов.

Известен расходомер, относящийся к классу меточных, содержаний корпус с цилиндрической проточной камерой и узел съема сигнала в виде двух датчиков положений, установленных на корпусе и связанных с блоком измерения.

Принцип действия известного расходомера основан на измерении истинной скорости движения среды через проточную камеру посредством измерения интервала времени прохождения меткой, введенной в движущуюся среду, базы измерения, ограниченной датчиками положения.

К недостаткам указанного класса расходомеров относится невозможность использования одного вида в широком диапазоне сред, а также недостаточная точность измерения.

Целью изобретения является расширение области использования и повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что расходомер, содержащий корпус с цилиндрической проточной камерой и узел съема сигнала в виде двух датчиков, установленных на корпусе и связанных с блоком измерения, снабжен поршнем с осевым отверстием, свободно установленным в проточной камере, и подвижным соосным ему затвором, который размещен на направляющем стержне со стороны входа проточной камеры, причем проточная камера установлена вертикально, а ее выходное отверстие снабжено упругим упором, установленным с возможностью взаимодействия с затвором.

На чертеже изображена проточная камера расходомера.

Расходомер содержит цилиндрический корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями, поршень 4 с осевым отверстием 5, затвор 6, установленный на направляющем стержне 7, снабженном упругим (пружинным) упором 8. Узел съема сигнала на чертеже не показан.

Поршень и затвор выполнены таким образом, чтобы давление поршня на жидкость было больше, чем давление затвора на величину, обеспечивающую уплотнение между поршнем и затвором, т. е. :
, где P_п и P_з - вес поршня и затвора соответственно;
S_п - площадь поперечного сечения поршня в форме кольца;
S_о - площадь отверстия в поршне.

Возможные утечки по зазорам между корпусом и поршнем практически постоянны и сведены к минимуму, так как перепад давления на поршне тоже постоянен, составляет не более 3 кПа и скорость поршня выше скорости жидкости в зазоре.

Элементы уплотнительных поверхностей на поршне и затворе выбираются наиболее эффективными для данной конструкции.

Расходомер работает следующим образом.

В начальный момент затвор 6 находится в исходном положении, а на затворе 6 лежит поршень 4, своим весом обеспечивая уплотнение.

При поступлении жидкости в корпус поршень 4 с затвором 6 пойдет вверх со средней скоростью потока жидкости в корпусе.

При достижении верхнего упора 8 сила, действующая на затвор и создаваемая перепадом давления, компенсируется усилием пружины, затвор 6 открывается полностью, проходя положение равновесия за счет энергии пружины, и падает вниз.

Далее поршень под действием собственного веса также опускается вниз, при этом он будет значительно отставать от затвора, поскольку, во-первых, позже меняется направление его движения, во-вторых, лобовое сопротивление поршня больше, чем затвора.

Затвор достигает нижнего положения.

При приближении поршня 4 к затвору 6 проходное сечение в отверстии 5 уменьшается, перепад давления на затворе возрастает (сопротивление зазора плюс увеличение скорости потока в зазоре между затвором и поршнем). При перепаде на затворе, большем , отверстие перекрывается, и поршень с затвором со средней скоростью потока движутся вверх. Процесс повторяется, при этом частота рабочих циклов зависит от величины расхода вязкости среды и т. п. В описанном расходомере поршень с затвором выполняют функцию механической метки, скорость движения которой измеряется по времени ее прохождения мимо двух датчиков положения, установленных на корпусе в зоне установившегося движения метки. Датчики положения могут быть выполнены индуктивными и связаны с блоком измерения через преобразователи. В блоке измерения определяется интервал времени, вычисляется величина расхода и осуществляется его цифровая индикация. (56) Катыс Г. П. Объемные расходомеры. М. -Л. : Энергия, 1965, с. 55.

Использование: изобретение относится к измерительным приборам, в частности к приборам для измерения расхода различных жидкостей и газов. Сущность изобретения: расходомер содержит цилиндрический корпус с входным и выходным отверстиями, поршень с осевым отверстием, затвор, установленный на направляющем стержне, снабженном упругим упором. На корпусе установлен узел съема сигнала в виде двух датчиков положений, связанных с блоком измерения. 1 ил.

Расходомер, содержащий корпус с цилиндрической проточной камерой и узел, съема сигнала в виде двух датчиков положений, установленных на корпусе и связанных с блоком измерения, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования и повышения точности измерения, он снабжен поршнем с осевым отверстием, свободно установленным в проточной камере, и подвижным соосным с ним затвором, который размещен на направляющем стержне со стороны входа проточной камеры, причем проточная камера установлена вертикально, а ее выходное отверстие снабжено упругим упором, установленным с возможностью взаимодействия с затвором.