Турбинный расходомер Советский патент 1985 года по МПК G01F1/10 

11

Изобретение относятся к измерительной технике и может быть использовано для регистрации быстроменяющихся расходов.

Известны турбинные расходомеры, содержащие аксиальную турбинку, у которой лопасти закреплены на ступице под углом около АО к оси наращения турбинки. Расходомеры такого типа, именжие, малые размеры турбинки и, соответственно, малую постоянную времени, способны регистрировать вариации расхода, частота которых достигает нескольких десятков Гц ll.

Однако с,увеличением размеров канала и диаметра турбинки, растет ее момент инерции и постоянная времени. Расходомеры больших диаметров (50 мм и более) способны регистрировать вариации расхода, частота которых не. превышает единиц Гц.

Динамические свойства турбинных расходомеров могут быть повышены за счет уменьшения момента инерции тур бинки, что может быть достигнуто за счет применения материала с меньшей; плотностью и за счет изготовления лопастей с меньшей толщиной. ОДнако уменьшение толщины имеет пределы, ограниченные прочностью лопастей.

Усилие, действуиицее на каждую из (Лопастей, раскладьюается на две сос тавляющие, одна из которых - тангенциальная - преодолевает инерционность турбинки и силы трения, сообщает ей вращательное движение, другая - аксиальная составляющая. -вызывает их изгиб. При нестационарном течении жидкости какпервая, так и вторая составляющие возрастают, что пред-ьявляет повышенные требования к прочности конструк191й расходомера.

Изгибныё напряжения в лопасти за.висят от угла поворота их относитель,но направления действия аксиальной составляющей (или оси вращения турбинки) . Максимальными они будут при угле поворота равном 90° и минимальными - йри угле -О . В последнем случае направление изгибающей силы совпадает с плоскостью лопастей. В этом направлении момент сопротивления сечения лопасти изгибу максимален, поэтому появляется возможность (благодаря возросшему моменту сопротивления лопастей) уменьшить их толщину, а следовательно, и инерционность tvo373052

бинки. Однако при угле поворота около О , стремится к нулю и тангенциальная составляющая, вращающая турбинку, падает ркорость вращения турбинки, 5 что недопустимо.

Известен турбинный расходомер, содержащий корпус и размещенную в нем турбинку с лопастями, установленную на подшипниках, завихритель 10 потока, установленный перед турбинкой, узел съема сигнала 2.

Однако данный турбинный расходомер не полностью решает проблему инерционности , так как момент инерции 15 прямолопастной турбинки, особенно у турборасходомеров большого диаметра, остается значительным.

Цель изобретения - повьш1ение динамических характеристик турбинных 0 расходомеров в широком диапазоне их типоразмеров.

Поставленная цель достигается , что в турбинном расходомере, содержащем корпус и размещенную в нем 5 турбинку с лопастями, установленную на подшипниках, завихритель потока, установленньшчперед турбинкой, узел съема сигнала, лопасти турбинки выполнены в виде эллипсоидов вращения, 0 причем отношение большой полуоср эл-липсоида к малой полуоси равно 2-3,

а отношение толщины .стенки эллипсоида к его малой полуоси определяется со1отнршением М-. .

- , . .

где h - толщина стенки эллипсоида; а - большая полуось эллипсоида; b - малая полуось эллипсоида; Р - плотность жидкости;

РЭ - плотность материала эллипсои. да.

На чертеже представлена схема турбинного расходомера.

Турбинный расходомер состоит из корпуса 1, в котором размещен завихритель потока 2, за которым расположена турбинка 3, лопасти которой выполнены в виде эллипсоидов вращения 4 с отношением большой полуоси к малой равным 2-3.

На Корпусе 1 раз шщен узел съема сигнала 5, с помощью которого регистрируется скорость вращения турбинцги. 5 Турбинный расходомер работает следующим образом.

При прохождении жидкости через за/вихритель потока 2, жидкость закручй

ТУРБИННЫЙ РАСХОДОМЕР, содержащий корпус и размещенную в нем турбинку с лопастями, установленнзпо на подшипниках, завихритель потока,установленный перед турбинкой, узел съема сигнала, отличающийся тем, что, с цепью повышения динамических характеристик в широком диапазоне типоразмеров расходомера,лопасти турбинки вьшолнены в виде эллипсоидов . вращения, причем отношение большой полуоси эллипсоида к малой полуоси равно 2-3, а отношение толщины стенки эллипсоида к его малой полуоси вырат жается соотношением 1 Г0,5 . . .Нт где h а толщина етенки эллипсоида; большая полуось эллипсоида; b малая полуось элшипсоида; сл р(. - плотность жидкости; Рд плотность материала эллипсоис: да. 00 СО ел