СПОСОБ ПОДАЧИ И ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА СРЕДЫ Российский патент 2005 года по МПК G01F3/10 G01F3/06 F01C1/14 

Изобретение относится к области моторов, осуществляющих подачу среды к месту ее потребления, и может быть использовано для измерения расхода этой же подаваемой среды.

Известен способ подачи и измерения расхода среды с вертикальной крыльчатой вертушкой (ротором с лопастями) {см. в кн. [1] А.С.Телегин и В.Г.Авдеева. Теплотехника и нагревательные устройства. М.: Машиностроение, 1985 г., стр.226-227}.

Недостатком известного способа подачи и измерения расхода среды является достаточно низкое качество подачи и измерения среды в месте ее потребления, в том числе низкая надежность и точность измерения расхода среды, вызванные в основном тем, что ротор с лопастями при своем движении осуществляет возврат измеряемой расходомером среды к месту ее подачи.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является выбранный в качестве прототипа способ подачи и измерения расхода среды, включающий однонаправленное движение среды за счет движения ротора с лопатками, с оси которого снимается энергия, измеряется число оборотов и определяется расход протекаемой среды, и функционирование основной разделительной камеры, создаваемой в объеме между внешними поверхностями двух разделительных роликов, ротором и внутренней поверхностью корпуса устройства подачи среды, при этом функционирование основной разделительной камеры основано на синхронной работе зубчатой передачи кинематически связанных между собой ротора и двух разделительных роликов, катящихся по цилиндрической поверхности ротора так, что каждая лопасть ротора в нужный момент входит в полость соответствующего разделительного ролика, препятствуя проскакиванию среды к месту ее подачи {см. в кн. [2] О.Серднев. Мотор редкостных свойств. Изобретатель и рационализатор, 1990 г., №9, стр.8-9}.

Недостатком известного способа подачи и измерения расхода среды, выбранного в качестве прототипа, являются те же недостатки, которые имеются у выше приведенного аналога.

Целью изобретения является повышение качества подачи и измерения расхода среды в месте ее потребления.

Поставленная цель достигается тем, что в способе подачи и измерения расхода, включающем однонаправленное движение среды за счет движения ротора с лопатками, с оси которого снимается энергия, измеряется число оборотов и определяется расход протекаемой среды, и функционирование основной разделительной камеры, создаваемой в объеме между внешними поверхностями двух разделительных роликов, ротором и внутренней поверхностью корпуса устройства подачи среды, при этом функционирование основной разделительной камеры основано на синхронной работе зубчатой передачи кинематически связанных между собой ротора и двух разделительных роликов, катящихся по цилиндрической поверхности ротора так, что каждая лопасть ротора в нужный момент входит в полость соответствующего разделительного ролика, препятствуя проскакиванию среды к месту ее подачи, создают дополнительную разделительную камеру, которая образуется в результате установки во внутренний объем корпуса устройства подачи среды ближе к его выходу третьего разделительного ролика, который имеет такую же форму, как и все другие разделительные ролики, и повторяет движения первого разделительного ролика, стоящего ближе к месту подачи среды, при этом обеспечивается синхронное функционирование и кинематическая связь между всеми разделительными роликами и ротором за счет качения поверхностей разделительных роликов по поверхности ротора так, что захватываемая внутренними полостями разделительных роликов среда, попадаемая во внутренние объемы разделительных камер, будет всегда стремиться выравнивать величины давлений среды в этих камерах, причем величины выравненного давления среды в этих разделительных камерах будет всегда достаточно, чтобы полностью заблокировать проскакивание среды к месту ее подачи.

При изучении других известных технических решений в данной области техники, отличающих заявляемое изобретение от прототипа, не было выявлено и поэтому установленный факт обеспечивает заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения и прототипа позволил установить соответствие заявляемого решения и прототипа критерию "новизна".

Это заявляемое решение позволяет избавиться ото всех недостатков, соответствующих прототипу, и повысить качество подачи и измерения расхода среды в месте ее потребления за счет дополнительного присоединения к известным приемам, указанным в прототипе, новых приемов, осуществляющих действие, которые в едином изобретательском замысле раскрывают сущность заявляемого изобретения и его признаки "существенные отличия":

1-й признак: создают дополнительную разделительную камеру, которая образуется в результате установки во внутренний объем корпуса устройства подачи среды ближе к его выходу третьего разделительного ролика,

2-й (второй) признак: третий разделительный ролик имеет такую же форму, как и все другие разделительные ролики, и повторяет движения первого разделительного ролика, стоящего ближе к месту подачи среды,

при этом

3-й признак: обеспечивается синхронное функционирование и кинематическая связь между всеми разделительными роликами и ротором за счет качения поверхностей разделительных роликов по поверхности ротора

так, что

4-й признак: захватываемая внутренними полостями разделительных роликов среда, попадаемая во внутренние объемы разделительных камер, будет всегда стремиться выравнивать величины давлений среды в этих камерах, причем величины выравненного давления среды в этих разделительных камерах будет всегда достаточно, чтобы полностью заблокировать проскакивание среды к месту ее подачи.

Заявляемое изобретение поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема реализации способа.

Осуществление заявляемого способа поясняется устройством, который содержит полый корпус 1, входной патрубок 2 и выходной патрубок 3, установленные с наружной его части, ротор 4 с лопатками и разделительные ролики 5, 6 и 7, при этом ротор 4 с лопатками и разделительные ролики 5, 6 и 7 установлены внутри корпуса 1 соосно между собой, причем так, что поверхность ротора 4 с лопатками катится по поверхности разделительных роликов 5, 6 и 7, следует отметить, что полый корпус 1 устройства подачи среды представляет собой сборную конструкцию, в которой сборные элементы и детали фиксируются между собой на установочных штифтах 8 при помощи соединительных болтов 9.

Заявляемое изобретение поясняется следующим образом.

На вход устройства подачи и измерения расхода через подающий входной патрубок 2 подается среда, которая внутри корпуса 1 имеет однонаправленное движение за счет вращательного движения ротора 4 с лопатками, с оси которого снимается энергия, измеряется число оборотов и определяется расход протекаемой среды, при этом основная разделительная камера, создаваемая в объеме между внешними поверхностями двух разделительных роликов 5 и 6, ротора 4 и внутренней поверхностью корпуса 1 устройства подачи и измерения расхода среды, блокирует возврат среды к месту ее подачи за счет того, что функционирование основной разделительной камеры основано на синхронной работе зубчатой передачи кинематически связанных между собой ротора 4 и двух разделительных роликов 5 и 6, катящихся по цилиндрической поверхности ротора 4 так, что каждая лопасть ротора 4 в нужный момент входит в полость соответствующего разделительного ролика 5 и 6, препятствуя проскакиванию среды к месту ее подачи.

С целью повышения качества подачи и расхода среды в месте ее потребления к известным признакам прототипа добавляют новые признаки "существенных отличий":

1-й признак: создают дополнительную разделительную камеру, которая образуется в результате установки во внутренний объем корпуса 1 устройства подачи среды ближе к его выходу третьего разделительного ролика 7,

2-й признак: третий разделительный ролик 7 имеет такую же форму, как и все другие разделительные ролики 5 и 6, и повторяет движения первого разделительного ролика 5, стоящего ближе к месту подачи среды,

при этом

3-й признак: обеспечивается синхронное функционирование и кинематическая связь между всеми разделительными роликами 5, 6 и 7 и ротором 4 за счет качения поверхностей разделительных роликов по поверхности ротора

так, что

4-й признак: захватываемая внутренними полостями разделительных роликов 5, 6 и 7 среда, попадаемая во внутренние объемы разделительных камер, будет всегда стремиться выравнивать величины давлений среды в этих камерах, причем величины выравненного давления среды в этих разделительных камерах будет всегда достаточно, чтобы полностью заблокировать проскакивание среды к месту ее подачи.

ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ СПОСОБА

В качестве устройства, реализующего способ подачи и измерения расхода среды, использовалось устройство подачи и измерения расхода среды, представленное на чертеже, у которого ротор 4 имел диаметр своей цилиндрической части в размере 60 мм, четыре лопасти высотой 10,5 мм и длину рабочей части каждой лопасти ротора 4 в размере 30 мм, каждый разделительный ролик 5, 6 и 7 имел диаметр в размере 30 мм и две симметричные друг относительно друга цилиндрические выемки, каждая из которых имела, в свою очередь, соответствующие диаметр в размере 22,4 мм и длину рабочей части в размере 30 мм.

При достижении устройством подачи и измерения расхода среды, указанном в настоящем примере, производительности 1000 об/ сек, это устройство, соответственно, обеспечивало пропускание через себя среды расходом 69,371 л/ сек с погрешностью измерения расхода 0,01%, при этом получалось так, что, точно измерив количество оборотов ротора 4 устройства подачи и измерения расхода, можно с точностью менее 0,01% судить о количестве (расходе) среды, протекаемой через внутренние полости этого же устройства.

Заявляемый способ позволяет избавиться от всех недостатков, присущих прототипу, а также позволяет обеспечивать эффективное совмещение оптимальных условий подачи среды к месту ее потребления и условий достаточно точного измерения количества (расхода) протекаемой среды у места ее потребления, что значительно повысит эффективность автоматизации технологических процессов, в работе которых будут использоваться технические устройства, выбранные по заявляемому способу.

Изобретение относится к области моторов, осуществляющих подачу среды к месту ее потребления, и может быть одновременно использовано для измерения расхода этой среды. Способ реализуется устройством подачи, в корпусе которого установлены кинематически связанные между собой зубчатой передачей ротор с лопатками и три разделительных ролика одинаковой формы, имеющие полости, в которые входят соответствующие лопатки ротора. Между роликами и внутренней поверхностью корпуса образуются две разделительные камеры (основная и дополнительная) для блокировки возврата среды к месту подачи. При движении подаваемой среды разделительный ролик, расположенный у выхода устройства, повторяет движения разделительного ролика, стоящего у места подачи среды. По количеству оборотов ротора судят о расходе протекающей среды. Изобретение повышает качество подачи и точность измерения расхода среды у места потребления. 1 ил.

Способ подачи и измерения расхода, включающий однонаправленное движение среды за счет движения ротора с лопатками, с оси которого снимается энергия, измеряется число оборотов и определяется расход протекающей среды, и функционирование основной разделительной камеры, создаваемой в объеме между внешними поверхностями двух разделительных роликов, ротором и внутренней поверхностью корпуса устройства подачи среды, при этом функционирование основной разделительной камеры основано на синхронной работе зубчатой передачи кинематически связанных между собой ротора и двух разделительных роликов, катящихся по цилиндрической поверхности ротора так, что каждая лопатка ротора в нужный момент входит в полость соответствующего разделительного ролика, препятствуя проскакиванию среды к месту ее подачи, отличающийся тем, что создают дополнительную разделительную камеру, которая образуется в результате установки во внутренний объем корпуса устройства подачи среды ближе к его выходу третьего разделительного ролика, который имеет такую же форму, как и все другие разделительные ролики, и повторяет движения первого разделительного ролика, стоящего ближе к месту подачи среды, при этом обеспечивается синхронное функционирование и кинематическая связь между всеми разделительными роликами и ротором за счет качения поверхностей разделительных роликов по поверхности ротора так, что захватываемая внутренними полостями разделительных роликов среда, попадающая во внутренние объемы разделительных камер, будет всегда стремиться выравнивать величины давлений среды в этих камерах, причем величины выравненного давления среды в этих разделительных камерах будет всегда достаточно, чтобы полностью заблокировать проскакиванию среды к месту ее подачи.