РАСХОДОМЕР Российский патент 1998 года по МПК G01F1/24 G01F1/56 

Описание патента на изобретение RU2104496C1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода жидкости или газа.

Известны расходомеры постоянного перепада давления [1], содержащие полую коническую трубку с поплавками. Под действием потока поплавок поднимается и в зависимости от высоты его поднятия определяется расход - визуально или с помощью трансформаторного преобразователя в виде катушек индуктивности.

Недостаток подобных устройств - в малом диапазоне измеряемых скоростей потока.

Известны устройства, расширяющие этот диапазон за счет утяжеления поплавков или за счет создания системы двух связанных поплавков, помещенных в разных каналах [2].

В этом устройстве поток разделяется на две части, имеющие разное гидродинамическое сопротивление, при этом происходит вычитание сил лобового сопротивления на каждом из поплавков, что позволяет увеличить верхнюю границу измеряемой скорости.

Известное устройство достаточно сложно и ненадежно из-за нарушения симметрии потока при боковом вдуве в расходомер. Кроме того, в этом расходомере одновременно с повышением верхней границы измеряемой скорости ухудшается чувствительность к малым скоростям потока.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является расходомер, содержащий полую трубку с поплавком, установленную во фланцах, и катушку индуктивности [3].

Недостатком известного устройства является ограниченный диапазон измеряемых расходов.

Техническим результатом от использования изобретения является расширение диапазона измерения.

Указанный результат достигается тем, что в известном расходомере поплавок выполнен в виде полидисперсного магнитного материала, расположенного между решетками, зажатыми во фланцах, а катушка индуктивности вытянута вдоль образующей полой трубки с линейно нарастающим по высоте полой трубки расстоянием между витками, причем зауженный нижний конец катушки индуктивности закреплен выше верхней границы слоя полидисперсного магнитного материала, минимальный d1 и максимальный d1 размеры частиц которого определяется из следующих соотношений:
,
где ν - кинематическая вязкость жидкости;
u - минимальная скорость потока,
при этом
A = (ρ1/ρ - 1)g/ν,
где ρ1, ρ - плотности частиц материала и жидкости соответственно;
g - ускорение силы тяжести.

Причем для упрощения катушки индуктивности ее намотка может производиться вне полой цилиндрической трубки. В этом случае катушка индуктивности, прилегая с внешней стороны полой трубки, имеет ненулевую составляющую магнитного потока внутри нее.

На фиг. 1 изображен расходомер, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Расходомер-ротаметр состоит из полой трубки 1, установленной во фланцах 2 и 3, поплавка, выполненного в виде полидисперсного магнитного материала 4, расположенного между нижней решеткой 5 и верхней решеткой 6, которые зажаты во фланцах 2 и 3, соответственно. Вдоль полой трубки 1 закреплена катушка индуктивности 7 с линейно расширяющимся просветом на высоте полой трубки 1. Форма катушки индуктивности 7, приведенная на фиг. 1 и 2, позволяет улучшить чувствительность расходомера, особенно после полного взвешивания частиц мелкой фракции полидисперсного магнитного материала 4, так как более существенное изменение магнитной проницаемости при дальнейшем взвешивании частиц большего размера происходит в области большего магнитного потока, которая находится в верхней расширенной части катушки индуктивности 7. Причем для устранения влияния случайной начальной упаковки частиц полидисперсного магнитного материала 4 на измеряемую расходную скорость зауженный нижний конец катушки индуктивности 7 закреплен выше верхней границы слоя полидисперсного магнитного материала 4. Из предполагаемого диапазона измеряемой скорости по соотношению (1) находятся минимальный и максимальный размеры полидисперсного магнитного материала 4. В качестве частиц полидисперсного магнитного материала используются феррит и стальная стружка. Более простой вариант катушки индуктивности 7 предполагает ее намотку вне полой трубки 1, т. е. верхний конец катушки индуктивности 7 не охватывает полую трубку 1.

Устройство работает следующим образом.

При подаче потока жидкости на вход расходомера взвешиваются самые легкие частицы полидисперсного магнитного материала 4. При увеличении расхода жидкости взвешиваются в потоке более крупные частицы, пока не произойдет вымывание самых крупных частиц. Взвешивание ферритовых частиц полидисперсного магнитного материала 4 приводит к изменению резонансной частоты контура, построенного на катушке индуктивности 7. По резонансной частоте определяется расход жидкости. Таким образом, наряду с визуальным отсчетом верхней границы кипящего слоя ферритовых частиц полидисперсного магнитного материала 4 имеется и электрический выход сигнала, несущий информацию о расходной скорости.

В экспериментах с предлагаемым расходомером использовался ферритовый порошок следующего фракционного состава:
0,1 - 0,3 мкм, объемом 0,5 мл;
0,4 - 0,5 объемом 1 мл;
0,6 - 1 объемом 1,8 мл.

Максимальный верхний предел измерения расхода воды составил 40 см3/с, тогда как стандартный ротаметр РС-5 имел предел не более 10 см3/с. При этом нижний предел для обоих расходомеров был примерно одинаков и составлял 0,3 см3/с.

Похожие патенты RU2104496C1

название год авторы номер документа
Расходомер постоянного перепада давления типа ротаметра с дистанционной передачей величины расхода 2023
  • Москалев Игорь Николаевич
  • Семенов Александр Вячеславович
  • Горбунов Илья Александрович
  • Горбунов Юрий Александрович
RU2805029C1
Ротаметр с поплавком,подвешенным в магнитном поле 1984
  • Стальнов Петр Иванович
  • Прохоров Виктор Сергеевич
SU1154532A1
РОТАМЕТР 2001
  • Артемьев Э.А.
  • Ванигасурия Саджит Ранга Перера
  • Баев П.В.
  • Черепанов М.В.
RU2265806C2
РАСХОДОМЕР ЖИДКОСТЕЙ ИЛИ ГАЗОВ 1989
  • Галкин Л.А.
  • Кремежный Р.Г.
  • Натапов В.Э.
SU1839786A3
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ГАЗА 2009
  • Костюков Валентин Ефимович
  • Вышиваный Иван Григорьевич
  • Москалев Игорь Николаевич
  • Почтин Петр Алексеевич
  • Тихонов Александр Борисович
  • Беляев Вадим Борисович
RU2406976C1
Устройство для измерения расхода жидких и газообразных сред 1989
  • Галкин Лев Алексеевич
  • Горовой Евгений Петрович
  • Падалко Анатолий Васильевич
SU1620844A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТЕЙ 2003
  • Константинов И.С.
  • Касьянов Ю.В.
  • Суздальцев А.И.
RU2247328C2
КОЛЛЕКТОР ТЕПЛООБМЕННИКА 2003
  • Кандауров О.Н.
  • Волков В.И.
RU2260759C2
ТЕПЛООБМЕННИК 1996
  • Волков В.И.
  • Рунг В.Ю.
RU2107874C1
СПОСОБ ОПЕРАТИВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПРИРОДНОГО ГАЗА, ТРАНСПОРТИРУЕМОГО ПО ГАЗОПРОВОДУ 2010
  • Вышиваный Иван Григорьевич
  • Москалев Игорь Николаевич
  • Седаков Андрей Юлиевич
RU2426093C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 104 496 C1

Реферат патента 1998 года РАСХОДОМЕР

Сущность изобретения: в полой трубке размещен поплавок из мелких частиц полидисперсного магнитного материала. Вдоль образующей полой трубки вытянута катушка индуктивности, входящая в состав колебательного контура, используемого в качестве регистратора расхода. Катушка выполнена с линейно нарастающим по высоте расстоянием между витками. Расход определяется как визуально по положению верхней границы взвешенного слоя ферромагнитных частиц, так и по изменению индуктивности колебательного контура. Изобретение является модификацией типовых ротаметров. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 104 496 C1

1. Расходомер, содержащий полую трубку с поплавком, установленную во фланцах, и катушку индуктивности, отличающийся тем, что поплавок выполнен в виде полидисперсного магнитного материала, расположенного между решетками, зажатыми во фланцах, катушка индуктивности вытянута вдоль образующей полой трубки с линейно нарастающим расстоянием между витками, с зауженным нижним концом, закрепленным выше верхней границы слоя полидисперсного магнитного материала, минимальный d1 и максимальный d2 размеры частиц которого находятся из следующих соотношений:

где ν - кинематическая вязкость жидкости;
v минимальная скорость потока,
при этом
A = (ρ1/ρ - 1)g/ν,
где ρ1, ρ - плотности частиц и жидкости соответственно;
g ускорение силы тяжести.
2. Расходомер по п.1, отличающийся тем, что катушка индуктивности установлена прилегающей к полой трубке.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1998 года RU2104496C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Преображенский В.П
Теплотехнические измерения и приборы
- М.: Энергия, 1987, с
Способ выделения сульфокислот из нефтяных масел 1913
  • Петров Г.С.
SU508A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
SU, авторское свидетельство, 311142, кл
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
SU, авторское свидетельство, 362991, кл
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 104 496 C1

Авторы

Волков В.И.

Даты

1998-02-10Публикация

1995-06-20Подача