ТУРБИННЫЙ РАСХОДОМЕР Российский патент 2003 года по МПК G01F1/10 

Изобретение относится к области измерения расходов жидкостей или газов и может быть использовано во всех отраслях на родного хозяйства.

Известен турбинный расходомер, содержащий корпус с калиброванным каналом, измерительную турбинку на подшипниковых опорах на валу, вал в ступице на подшипниковых опорах, компенсационную турбинку, неподвижно закрепленную на валу, и входной и выходной обтекатели [1].

Недостатком данного расходомера является сложность. А наличие в чувствительном элементе четырех опор уменьшает его надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому турбинному расходомеру является турбинный расходомер, содержащий турбинный чувствительный элемент, жестко укрепленный на валу, вращающемся в подшипниках скольжения, входной и выходной обтекатели опорной втулки, выполняющей функции подшипника скольжения, воспринимающего основную аксиальную нагрузку на турбинке, и поддерживающей втулки, выполняющей функции второго подшипника скольжения и удерживающей ось турбинки в одном положении [2].

Недостатком этого турбинного расходомера является несимметричность вала и опор, что исключает его использование при реверсе измеряемого потока.

Техническим результатом от использования изобретения является измерение расхода жидкости как прямого так и обратного потоков, уменьшение силы трения в опорах, что позволяет уменьшить минимальный расход, т.е. расширяет диапазон измеряемого расхода, а применяемые свободные посадки на валу и в опорах и выполнение сквозных отверстий по осям обтекателей, втулок подшипников скольжения и вала позволяет его использовать для измерения расхода криогенных жидкостей.

Это достигается тем, что втулки подшипников скольжения (в дальнейшем втулки) выполнены одинаковыми, а концы вала симметричными, вал во втулках, втулки в отверстиях обтекателей, турбинка на валу посажены по свободной посадке, между торцами вала и дном втулок по свободной посадке размещают по 1-2 стальных шарика, между торцами втулок и дном отверстий обтекателей размещают амортизирующие пружины, компенсирующие износ трущихся торцевых поверхностей, а проток через сквозные отверстия обтекателей, втулок и вала позволяет интенсивно омывать трущиеся поверхности, смазывая и охлаждая их, и удалять образующиеся и наносимые твердые частицы.

На чертеже представлен общий вид турбинного расходомера.

Турбинный расходомер состоит из корпуса 1 с калиброванным каналом, турбинки 2, посаженной по свободной посадке на валу 3, симметрично посаженных входного и выходного обтекателей 4 с торцевыми отверстиями под втулки 5, переходящими в сквозные отверстия меньшего диаметра, амортизирующих пружин 6 между дном отверстий обтекателей 4 и торцом втулок 5, одним или двумя стальными шариками 7 между дном втулок 5 и торцами вала 3 и стопорных шайб 8 на концах вала 3, препятствующих аксиальному перемещению турбинки 2, узла сьема сигнала, а сквозными отверстиями через вал 3, обтекатели 4 и втулки 5 сформирован сквозной канал 10 со стальными шариками 7 внутри во втулках 5.

Турбинный расходомер работает следующим образом. Набегающий поток измеряемой жидкости вращает турбинку 2, аксиальное воздествие которого, в конечном итоге, воспринимается втулкой 5. При смене направления движения потока на противоположное силовое действие меняет направление на противоположное и воспринимается второй втулкой 5. Так как турбинка 2 на валу 3, вал 3 и стальные шарики 7 во втулках 5, втулки 5 в торцевых отверстиях обтекателей 4 посажены по свободной посадке, то сначала вращения турбинки 2 любые из вышеперечисленных деталей, кроме обтекателей 4, могут прийти в круговое движение, что позволяет уменьшить и стабилизировать момент трогания турбинки 2. Стальные шарики, размещенные между торцами вала 3 и дном втулок 5, уменьшают силу трения между валом 3 и втулкой 5, уменьшая их износ. Для компенсации износа вала 3, втулок 5 и стальных шариков 7 между торцами втулок 5 и дном торцевых отверстий обтекателей 4 размещены амортизирующие пружины 6. Через весь турбинный расходомер от обтекателя 4 до обтекателя 4, через сквозные отверстия обтекателей 4, втулок 5, вала 3, кроме стальных шариков 7, проходит канал 10, по которому проходит часть измеряемой жидкости, омывающая амортизирующие пружины 6 и стальные шарики 7 и выполняющая роль смазки и охладителя.

Предложенный расходомер имеет широкую область применения, но наиболее перспективен при измерении расхода криогенных жидкостей, а симметричность конструкции позволяет измерить расход жидкости при смене направления ее движения (при заправке и сливе).

Источники информации
1. Aвт. св. 1478046, G 01 F 1/10 от 11.06.87.

2. Авт. св. 4600439, G 01 F 1/10 от 16.07.70.

Использование: во всех отраслях народного хозяйства для измерения расходов жидкостей и газов. Турбинка размещается между двумя зеркально расположенными обтекателями, втулки подшипников скольжения размещены в гнездах обтекателей с пружинами-амортизаторами на дне, во втулках с шариками на дне размещены концы вала, а на валу по свободной посадке размещена измерительная турбинка. Турбинка на валу зафиксирована двумя стопорными шайбами. По осям обтекателей, втулок подшипников скольжения и вала выполнены сквозные отверстия диаметром, меньшим диаметра вала. Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей, измерении расхода как прямого, так и обратного потоков, в возможности измерения расхода криогенных жидкостей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Турбинный расходомер, содержащий турбинку на валу, подшипники скольжения, обтекатели, узел съема сигнала, отличающийся тем, что опорные втулки подшипников скольжения в отверстиях обтекателей и турбинка на валу установлены по свободной посадке, между торцами вала и дном втулок подшипников скольжения размещены по одному или более стальных шариков диаметром, равным диаметру вала, концы вала установлены в отверстия втулок подшипников скольжения, размещенных в торцевых отверстиях обтекателей с амортизирующими пружинами между торцом втулки подшипника скольжения и дном торцевого отверстия обтекателей расходомера, турбинка на валу зафиксирована двумя стопорными шайбами. 2. Турбинный расходомер по п. 1, отличающийся тем, что по осям обтекателей, втулок подшипников скольжения и вала выполнены сквозные отверстия диаметром, меньшим диаметра вала.