РАСХОДОМЕР ЖИДКОСТИ Российский патент 1997 года по МПК G01F9/00 

Изобретение относится к технике измерений массового расхода жидкостей и касается конструкций приборов для дозированного расхода жидкостей в технологических процессах, в топливных системах, дозаторах.

Известно устройство для измерения расхода жидкости, содержащее мерную емкость, патрубки подвода и отвода жидкости, сигнализаторы включения и остановки измерителя времени и схему управления [1]
Наиболее близким аналогом изобретения является устройство для определения расхода жидкого топлива, содержащее мерную емкость, в которой размещен удлиненный поплавок, сигнализаторы запуска и остановки секундомера, установленные на мерной емкости [2]
Известное устройство осуществляет отсчет времени расходования заданного объема с последующим вычислением величины расхода.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения.

Технический результат изобретения повышение точности и быстродействия измерения.

Это достигается тем, что мерная емкость выполнена в виде сообщающихся сосудов, в одном из которых свободно размещен поплавок, при этом сигнализатор запуска секундомера установлен на сосуде с поплавком, а сигнализатор остановки секундомера установлен на втором сосуде на одном горизонтальном уровне с сигнализатором запуска секундомера. А также тем, что сигнализатор запуска секундомера выполнен с обеспечением срабатывания в момент прохождения мимо него нижнего торца поплавка, а сигнализатор остановки секундомера в момент прохождения мимо него поверхности раздела жидкость газ.

На фиг. 1 показан общий вид расходомера с одной мерной емкостью; на фиг. 2 расходомер с мерной емкостью в виде сообщающихся сосудов.

Расходомер жидкости состоит из мерной емкости 1, выполненной в виде вертикального ориентированного сосуда с входным 2 и выходным 3 патрубками. У стенки прозрачного корпуса емкости 1 (выполненной, например, из стекла) установлен сигнализатор 4 уровня жидкости, в емкости свободно расположен поплавок 5 в виде удлиненного тела с положительной плавучестью, имеющий торец H ниже уровня C раздела жидкость газ в емкости 1.

Емкость 1 выполнена в виде двух сообщающихся сосудов (фиг.2), в одном из которых размещен указанный поплавок 5 выше уровня C рабочей жидкости. При этом на одной горизонтальной линии с сигнализатором 4 уровня жидкости установлен дополнительный сигнализатор 6 уровня жидкости на второй емкости, в которой нет поплавка (фиг. 2).

Работа расходомера осуществляется следующим образом.

Емкость 1 заполняют жидкость до уровня, когда нижний торец H, поплавка 5 оказывается выше линии съема сигнала датчика 4 (выше линии горизонта, на которую настроен датчик 4).

При расходе жидкости из мерной емкости 1 поплавок своим торцом H проходит мимо линии датчика 4, сигналом от этого датчика включают секундомер (или другой счетный прибор; на чертеже не показан), а в момент прохода мимо датчика 4 свободной поверхности C жидкости секундомер выключают сигналом от этого же датчика 4. Полученное время характеризует массовый расход жидкости за это время.

Масса жидкости, заключенная в объеме сосуда 1 площадью живого сечения F и длиной L равна:
M=F•L•ρ,
где ρ плотность жидкости.

Масса поплавка равна массе вытесненной им жидкости, откуда

где м масса поплавка;
f площадь поперечного сечения поплавка.

Тогда

т. е. масса жидкости, израсходованной из мерной емкости 1, не зависит от плотности расходуемой жидкости.

В емкости (фиг.1) требуется один датчик уровня, реагирующий вначале на прохождение торца поплавка, в конце на уровень жидкости. Но получение сигнала достаточно большой амплитуды в этом случае несколько затруднено ввиду наличия одной полости и нахождения в ней поплавка. Для устранения этого неудобства используют сообщающиеся сосуды (фиг.2), где мерная емкость состоит из двух сосудов, в одной из них расположен поплавок 5. При прохождении торца H поплавка мимо датчика 4 он включает секундомер начала отсчета времени расхода, а при опускании поверхности жидкости C в соседней емкости мимо второго датчика 6 последний подает сигнал на выключение секундомера и по времени расхода определяет массу расхода жидкости.

Величина расходуемой массы жидкости определяется в данном случае (фиг.2) суммой масс, расходуемых из обеих лопастей емкости 1:

где F₁ и F₂ соответственно, площади живых сечений первого и второго колена мерного сосуда 1.

Предложенный расходомер жидкости позволяет сократить время измерений, снизить трудоемкость процесса и повысить точность измерения массового расхода жидкости.

Использование: в системах дозированной подачи жидкостей, при регулировании подачи топлив, масел, контроле расхода жидких сред. Сущность изобретения: расходомер состоит из мерной емкости 1 в виде одного вертикального сосуда или двух сообщающихся сосудов. Сосуд имеет входной 2 и выходной 3 патрубки, а также один или два датчика уровня жидкости 4 и 6, причем при выполнении сосуда из одной емкости используют один датчик 4, во втором варианте - два датчика 4 и 6. Для контроля за уровнем жидкости в емкости 1 имеется вертикальный поплавок 5. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Расходомер жидкости, содержащий мерную емкость, в которой размещен удлиненный поплавок, сигнализаторы запуска и остановки секундомера, установленные на мерной емкости, отличающийся тем, что мерная емкость выполнена в виде сообщающихся сосудов, в одном из которых свободно размещен поплавок, при этом сигнализатор запуска секундомера установлен на сосуде с поплавком, а сигнализатор остановки секундомера установлен на втором сосуде на одном горизонтальном уровне с сигнализатором запуска секундомера. 2. Расходомер по п.1, отличающийся тем, что сигнализатор запуска секундомера выполнен с обеспечением срабатывания в момент прохождения мимо него нижнего торца поплавка, а сигнализатор остановки секундомера в момент прохождения мимо него поверхности раздела сред жидкость-газ.