РАСХОДОМЕР Российский патент 1998 года по МПК G01F1/22 

Изобретение относится к измерениям расхода газов и жидкостей. Преимущественная область использования - измерение расхода газов в широком диапазоне при повышенных давлениях.

Известные расходомеры постоянного перепада давления (ротаметры) имеют сравнительно большие габаритные размеры и узкий диапазон измерений, что в основном обусловлено конструктивными особенностями (измерительная труба должна иметь конусность 1:100). Кроме того, эти расходомеры могут быть использованы для измерения расхода среды только при сравнительно низких давлениях.

Известен расходомер, содержащий коническую измерительную трубку, поплавок, отсчетную шкалу, входной и выходной штуцеры (Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. - Л.: Машиностр., 1975 - 776 с.).

Его недостаток - больше габаритные размеры, узкий диапазон измерений, а также возможность применения только при сравнительно низких давлениях.

Известен расходомер, содержащий цилиндрическую измерительную трубку, снабженную направляющим стержнем с коническими пазами, поплавок, выполненный в виде кольца, отсчетную шкалу, входной и выходной штуцеры (а. с. СССР N 325496, кл. G 01 F 1/22, 1970).

Недостаток этого расходомера в том, что он не позволяет существенно сократить габаритные размеры и расширить диапазон измерений расхода. Это связано с тем, что в процессе измерений расхода среды только небольшая часть внутренней поверхности кольцевого поплавка взаимодействует с потоком. Кроме того, этот расходомер может применяться при сравнительно низких давлениях газа или жидкости.

Известен расходомер, содержащий цилиндрическую измерительную трубку, в стенках которой выполнены сквозные отверстия, поплавок, отсчетную шкалу, фильтр, входной и выходной штуцеры (FR, заявка N 1178296, кл. G 01 F 1/22, 1959), принятый за прототип.

Недостаток прототипа фактически тот же, что и у рассмотренного выше. Это связано с тем, что уменьшение габаритных размеров и расширение диапазона измерений вызывает существенное увеличение погрешности измерений ввиду скачкообразности изменения параметров потока, взаимодействующего с поплавком.

Результатом изобретения является уменьшение габаритных размеров и расширение диапазона измерений.

Указанный результат достигается тем, что в расходомере, содержащем цилиндрическую измерительную трубку, в стенках которой выполнены сквозные отверстия, поплавок, отсчетную шкалу, фильтр, входной и выходной штуцеры, измерительная трубка выполнена из материала различной проницаемости или переменной толщины по длине.

Сущность изобретения и его отличительные от прототипа признаки заключаются в том, что в предлагаемом расходомере измерительная труба выполнена из проницаемого материала для газа или жидкости, причем по длине измерительной трубки изменяется или толщина проницаемого материала, или его проницаемость.

Расходомер (фиг. 1, 2) состоит из измерительной трубки 1, поплавка 2, отсчетной шкалы 3, входного штуцера 4, выходного штуцера 5, фильтра 6, герметичного корпуса 7 и смотровых стекол 8, 9.

Измерительная трубка 1 выполнена из проницаемого материала, например, из металлокерамики, металлической сетки и т.п., с переменной проницаемостью или с переменной толщиной по ее длине и расположена в герметичном корпусе 7 со смотровыми стеклами 9. На входе измерительной трубки установлен фильтр 6 для исключения засорения проницаемого материала частицами твердодисперсной фазы. Герметичный корпус 7 изготовлен из прочного материала, например из стали, и позволяет создавать в расходомере повышенные давления.

Расходомер работает следующим образом. Среда (газ или жидкость) через выходной штуцер 4 и фильтр 6 поступает в измерительную трубку 1, создавая динамическое давление на поплавок 2, в результате чего последний поднимается вверх (изменяет свое положение). Одновременно с этим часть потока среды вследствие проницаемости материала измерительной трубки 1 отводится в объем, ограниченный внутренней поверхностью герметичного корпуса 7 и наружной поверхностью измерительной трубки 1, и в создании динамического давления на поплавок 2 не участвуют. Общее количество среды истекает через выходной штуцер 5. Наблюдение за положением поплавка 2 осуществляется через смотровые стекла 8, 9, а отсчет расхода среды - по шкале 3.

С изменением расхода увеличивается или уменьшается количество среды, отводимое через измерительную трубу 1 до ее взаимодействия с поверхностью поплавка 2. Вследствие этого достигается возможность существенного уменьшения высоты измерительной трубки, т. е. уменьшение габаритных размеров расходомера и расширение диапазона измерений расхода среды при повышенных давлениях. При этом изменение параметров потока происходит плавно, а не скачкообразно, как в прототипе.

Зависимость, связывающую положение поплавка 2 с величиной расхода среды, целесообразно определять экспериментальным путем ввиду возможных больших погрешностей, получаемых при расчете.

Изобретение используется для измерения расхода жидкости или газа в условиях повышенного давления. Через входной штуцер и фильтр среда поступает в измерительную трубку, создавая динамическое давление на поплавок. Отсчет расхода ведется по шкале. Выполнение измерительной трубки из материала различной проницаемости или переменной толщины по длине, а также размещение трубки в герметичном корпусе позволяет уменьшить габаритные размеры расходомера при одновременном расширении диапазона измерений. 2 ил.

Расходомер, содержащий расположенную в герметичном корпусе измерительную трубку, выполненную из проницаемого материала, поплавок, фильтр, установленный на входе измерительной трубки, входной и выходной штуцеры и отсчетную шкалу, отличающийся тем, что проницаемость материала измерительной трубки или ее толщина переменны по длине.