УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ИНДИКАТОРНОЙ ЖИДКОСТИ В ПОТОК ИССЛЕДУЕМОЙ ЖИДКОСТИ Российский патент 1994 года по МПК G01F11/04 

Изобретение относится к установкам для исследования гидродинамических параметров потоков жидкости в различных устройствах гидромеханических процессов, например в трубах или гидроциклонах.

Известен управляемый вручную солидолонагнетатель по патенту США N 3286887, кл. 222-386, 1966, взятый в качестве прототипа и содержащий полный цилиндрический корпус подающего устройства с установленным в его полости поршнем, шток которого подпружинен и соединен с подвижным рычагом, связанным посредством тяги с укрепленным на корпусе неподвижным рычагом. Корпус снабжен рабочим элементом (подающей трубкой) с каналом для истечения солидола. При нажатии на подвижный поршень перемещается вниз и солидол по каналу рабочего элемента, свободный конец которого надевают на ответный штуцер, поступает к месту смазки.

Недостаток известного устройства состоит в том, что его нельзя использовать для подачи индикаторной жидкости в любую точку внутри потока исследуемой жидкости. Кроме того, корпус подающего устройства не имеет жестко закрепленной опоры. Поэтому положение корпуса при нажатии на рычаги непроизвольно сбивается, а, следовательно, меняется и положение конца рабочего элемента. Это значительно снижает точность результатов экспериментов и эффективность проведения исследований.

Цель изобретения - обеспечение возможности подачи индикаторной жидкости в любую точку исследуемого потока.

Цель достигается тем, что в установку для подачи индикаторной жидкости в поток исследуемой жидкости, содержащую корпус, в полости которого размещен поршень со штоком, связанным с подвижным рычагом, который через эту тягу соединен с неподвижным рычагом, установленным на корпусе, а со стороны поршня в корпусе размещен рабочий элемент с выпускным каналом, введены полый цилиндрический кронштейн и линейка с подвижным элементом, тяга выполнена в виде гребенки и связана с подвижным элементом разъемно, полый цилиндрический кронштейн установлен на корпусе со стороны рабочего элемента с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а линейка установлена с возможностью взаимодействия одним концом через подвижный элемент с полым цилиндрическим кронштейном, а другим - с корпусом. В устройство введен также гибкий элемент, который размещен между концами подвижного и неподвижного рычагов.

Благодаря снабжению установки полым цилиндрическим кронштейном становится возможным жесткое крепление корпуса относительно гидравлического устройства с потоком исследуемой жидкости и установка его на определенном фиксированном расстоянии от стенки гидравлического устройства. Это повышает точность проводимых исследований. Установка полого цилиндрического кронштейна относительно корпуса с возможностью осевого перемещения позволяет изменять глубину погружения рабочего элемента (иглы) в полость гидравлического устройства и вводить индикаторную жидкость в разных по глубине его точках. Благодаря снабжению установки линейкой с подвижным элементом, неподвижная часть которой жестко укреплена на корпусе, а подвижная опирается на кронштейн, стало возможным точное определение глубины погружения рабочего элемента (иглы) в цифровом выражении, что очень важно для проведения исследований. Выполнение тяги, соединяющей подвижный и неподвижный рычаги, в виде гребенки дает возможность переключать положение подвижного рычага в зависимости от изменения сжимающих их усилий, а наличие гибкого элемента, соединяющего свободные концы рычагов, также снижает силовое воздействие со стороны жидкости в корпусе на поршень и подвижный рычаг. Все указанные признаки обеспечивают возможность подачи индикаторной жидкости в любую точку исследуемого потока.

На фиг. 1 представлена установка подачи индикаторной жидкости в поток исследуемой жидкости, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (крайнее нижнее положение пальца); на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1 (крайнее верхнее положение пальца); на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 представлено крепление цилиндрического кронштейна на стенке гидравлического устройства с исследуемой жидкостью в начальном положении ввода рабочего элемента (иглы); на фиг. 6 показано максимальное погружение рабочего элемента (иглы) в поток исследуемой жидкости; на фиг. 7 схематично показаны места установки кронштейна с корпусом по высоте гидроциклона; на фиг. 8, 9 - сечение В-В на фиг. 7 соответственно при максимальном и минимальном погружении рабочего элемента в полость гидроциклона.

Установка для подачи индикаторной жидкости в поток исследуемой жидкости содержит ступенчатый цилиндрический корпус 1, в нижней части которого укреплен рабочий элемент (игла) 2 с каналом для истечения индикаторной жидкости. В полости корпуса 1 размещен поршень 3. Шток 4 поршня 3 шарнирно соединен с подвижным рычагом 5. На корпусе 1 жестко укреплен неподвижный рычаг 6. Подвижный рычаг 5 посредством тяги, выполненной в виде гребенки 7, связан с корпусом 1, при этом подвижный рычаг 5 снабжен пальцем 8, который входит в один из открытых пазов гребенки 7. Свободные концы рычагов 5 и 6 связаны между собой съемным гибким элементом 9. НА корпусе 1 жестко укреплена неподвижная часть линейки 10. Подвижная часть 11 (нониус) линейки взаимодействует с полым цилиндрическим кронштейном 12. На наружной поверхности нижней цилиндрической ступени корпуса 1 и на внутренней цилиндрической поверхности кронштейна 12 выполнена резьба, по которой корпус 1 перемещается вдоль оси кронштейна 12. Рабочее положение корпуса 1 относительно кронштейна 12 фиксируется контргайкой 13. В нижней части кронштейна 12 установлен штуцер 14 с наружной резьбой и центральным отверстием 15, через которое проходит рабочий элемента (игла) 2. Штуцер 14 кронштейна 12 укреплен в отверстии 16 в стенке 17 гидравлического устройства с исследуемой жидкостью. На внутренней поверхности отверстия 16 выполнена резьба. В качестве гидравлического устройства с исследуемой жидкостью может быть использован, например, гидроциклон.

Установка для подачи индикаторной жидкости в поток исследуемой жидкости работает следующим образом. В гнездовое отверстие 16, выполненное в стенке 17 гидравлического устройства (гидроциклона), вворачивают штуцер 14 кронштейна 12. Берут устройство для подачи индикаторной жидкости и нажимают на подвижный рычаг 5, перемещая его в сторону неподвижного рычага 6 на угол ϕ . При этом шток 4 перемещает поршень 3 вниз, выдавливая из полости корпуса 1 находящийся в ней воздух. Далее опускают рабочий элемент (полую иглу) 2 в емкость с индикаторной жидкостью. Перемещая подвижный рычаг 5 в обратную сторону на угол 2ϕ, поднимают поршень вверх и индикаторная жидкость заполняет полость корпуса 1. Вворачивают корпус 1 в полый кронштейн 12, пропустив предварительно иглу 2 через центральное отверстие штуцера 14 в отверстие 16 гидравлического устройства с исследуемой жидкостью (гидроциклона). Выверив положение конца полой иглы 2 с его осью (r_n) по нанесенной снаружи риске, замеряют начальное положение иглы 2 по линейке 10 нониусом 11 и фиксируют положение корпуса 1 относительно кронштейна 12 контргайкой 13. Затем палец 8 подвижного рычага 5 нанизывают на открытый паз гребенки с образованием максимального угла и рукой, ухватившись за подвижный 5 и неподвижный 6 рычаги, кратковременным и резким движением производят перемещение подвижного рычага 5 на угол 2ϕ. При этом поршень 3, перемещаясь, совершает нагнетание (впрыск) порции индикатоной жидкости. Вторую и последующие операции нагнетания (впрыска) осуществляют путем выемки пальца 8 подвижного рычага 5 из паза и последующего накидывания его в другой, более близкой к корпусу 1, паз до полного нагнетания набранной под поршень 3 порции индикаторной жидкости. Таким образом достигается увеличение циклов нагнетания.

При необходимости изменения положения конца полой иглы 2, то есть точки впрыска (r_n), ослабляют контргайку 13 и вращают в ту или иную сторону корпус 1 вместе с иглой 2 в резьбовой цилиндрической части кронштейна 12. С помощью контргайки 13 фиксируют новое положение конца полой иглы 2 (точки впрыска) и производят впрыск новой порции индикаторной жидкости. Линейкой 10 с нониусом 11 замеряют новое положение конца иглы 2. Эти операции производят до тех пор, пока след индикаторной жидкости не примет вид замкнутого кольца - указателя границы потоков. По положению конца полой иглы 2 определяют радиус полученного кольца.

С целью определения границы между двумя потоками в гидроциклоне индикаторную жидкость аналогичным образом подают последовательно в различные уровни по высоте цилиндро-конической полости гидроциклона (см. фиг. 7) и таким образом определяют форму и размеры граничной поверхности, разделяющей наружный и внутренний потоки.

Устройство можно использовать и для замера расхода через полую иглу 2 исследуемой жидкости из гидравлического устройства. Для этого снимают гибкий элемент 9 с рычагов 5 и 6, вынимают поршень 3 из цилиндрического корпуса 1, освобождают палец 8 из паза гребенки 7 поднятием подвижного рычага 5 в крайнее верхнее положение. Тогда исследуемая жидкость за счет избыточного давления через полую иглу 2 обратным ходом будет вытекать из гидравлического устройства. По расходу исследуемой жидкости в единицу времени расчетным путем определяют избыточное давление исследуемой жидкости в любой точке в полости гидравлического устройства. Этому способствует жесткая фиксация положения конца полой иглы и точный замер ее положения.

Таким образом жесткое крепление подающего индикаторную жидкость устройства относительно гидравлического устройства с исследуемой жидкостью и наличие линейки обеспечивают возможность подачи индикаторной жидкости в любую точку исследуемого потока, что позволяет повысить точность проводимых исследований, получить более достоверные сведения о характере движения исследуемой жидкости.

Использование: в установках для исследования гидродинамических параметров потоков жидкости в различных устройствах гидромеханических процессов, например в трубах или гидроциклонах. Сущность изобретения: в полости корпуса размещен поршень со штоком, связанным с подвижным рычагом. Рычаг через тягу, выполненную в виде гребенки, соединен с неподвижным рычагом. Со стороны поршня на корпусе размещен рабочий элемент с выпускным каналом. Корпус установлен в полый цилиндрический кронштейн. На корпусе жестко установлена линейка с подвижным элементом. Перемещая подвижный рычаг, поднимают, опускают поршень, индикаторная жидкость заполняет или опорожняет корпус. Положение рабочего элемента выверяют посредством линейки с подвижным элементом. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ИНДИКАТОРНОЙ ЖИДКОСТИ В ПОТОК ИССЛЕДУЕМОЙ ЖИДКОСТИ, содержащее корпус, в полости которого размещен поршень со штоком, связанным с подвижным рычагом, который через тягу соединен с неподвижным рычагом, установленным на корпусе, а со стороны поршня в корпусе размещен рабочий элемент с выпускным каналом, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности подачи индикаторной жидкости в любую точку исследуемого потока, в него введены полый цилиндрический кронштейн и линейка с подвижным элементом, тяга выполнена в виде гребенки и связана с подвижным рычагом разъемно, полый цилиндрический кронштейн установлен на корпусе со стороны рабочего элемента с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а линейка установлена с возможностью взаимодействия одним концом через подвижный элемент с полым цилиндрическим кронштейном, а другим - с корпусом. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введен гибкий элемен, который размещен между концами подвижного и неподвижного рычагов.