Тангенциальный турбинный расходомер жидкости Советский патент 1988 года по МПК G01F1/06 

4

с

СХ)

о ю

со

см

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения расхода жидкостей, протекающих по трубопроводу.

Цель изобретения - повышение точности .

На фиг. 1 представлена конструкция расходомера на фиг, 2 - схема тече- ния жидкости для турбулентного режима,Q на фиг. 3 - то же, для ламинарного течения.

Тангенциальный турбинный расходо- мер содержит корпус 1 с цилиндрической полостью 2. Для подвода жидкости j к корпусу предусмотрен впускной канал 3, а для отвода - выпускной канал 4. Оба канала расположены параллельно один другому по касательной к цилиндрической полости 2 таким образом, 20 чтобы жидкость проходила через полость по дуге 180 в одной плоскости, В цилиндрической полости 2 расположена крьиьчатка 5, с четырьмя лопастями, число оборотов которой из- 25 меряет оптический датчик 6, расположенный вблизи полости 2 и вырабатывающий соответствующий сигнал.

Ось вращения крьшьчатки 5 смещена ;ОТ продольной оси цилиндрической по- Q :лости 2 в направлении к впускному : каналу 3, по существу перпендикуляр- Iно продольной оси впускного канала, |Часть крыльчатки выступает в воображаемое продолжение впускного канала в полость. Смещение крыльчатки от оси расширяет диапазон чисел Рейнольд- са, в котором расходомер действует эффективно, и, в частности, обеспе- чивает возможность эффективной рабо- Q ;ты расходомера как при турбулентном, 1так и при ламинарном режиме течения. Впускной 3 и выпускной 4 каналы ;имеют круглое сечение, причем диа- :метр впускного канала равен примерно половине высоты цилиндрической полости 2, а диаметр выпускного канала по существу равен высоте полости. Эта разница в размерах сводит к минимуму дросселирование и снижает потери давления при прохождении жидкости через расходомер.

Крьшьчатка 5 имеет диаметр, составляющий около 60 процентов диа- ;метра цилиндрической полости 2, и вращается вокруг оси, смещенной от центра полости в направлении к впуск |ному каналу 3. Ось вращения смещена Примерно на одну треть расстояния от

50

55

Q

0 5

Q Q

0

5

центра полости до края, показанного пунктирной лиршей 7, воображаемого продолжения впускного канала. Таким образом, крыльчатка примерно наполовину выступает в спектр потока, идущего от впускного канала 3,

Оптический датчик 6 содержит источник 8 света в виде светоизлучаю- щего диода и фотодиод 9j расположенные по соседству один с другим в углублении 10, образованном в корпусе

1.Корпус предпочтительно выполнять из прозрачного поликарбоната , пропускающего свет от упомянутого источника света.

Расходомер работает следующим образом.

Поток жидкости, проходялщй через входной (тангенциальный) канал 3, приводит во вращение крьшьчатку 5.

При вращении крьшьчатки 5 концы (вершины) ее лопастей последовательно отражают свет от светоизлз чающего диода 8 на фотодиод 9. Частота сит- налов на выходе фотодиода, таким образом, показывает угловую скорость вращающейся крьтьчатки. Выполнение крьшьчатки из материала с высоким коэффициентом отражения или окраска концов лопастей краской с высоким козффициентом отражения увеличивает интенсивность света; отражаемого на фотодиод, и улучшает работу датчика, особенно когда жидкость, проходящая через полость 2, непрозрачна.

Смещение крьшьчатки от центра по-, лости в направлении к впускному каналу значительно расширяет диапазон чисел Рейнольдса, в котором расходомер работает эффективно как при турбулентном, так и при ламинарном режиме течения. Перемещение оси вращения крьтьчатки в направлении к впускному каналу 3 расширяет рабочий диапазон расходомера до течений с меньшими числам Рейнольдса.

На фиг. 2 и 3 схематически представлены виды цилиндрической полости

2,показывающие картину течения для очень большого числа Рейнольдса и турбулентного течения (фиг, 2), для очень малого числа Рейнольдса значи- тельно ниже критического числа Рейнольдса (числа перехода между лами- нарньм и турбулентным режимам -; течения) , Можно видеть, что при турбулентном течении в полости создается вихрь, тогда как при ламинарном течении с

малым числом Рейнольдса вихря нет и жидкость течет прямо от впускного канала 3 к выпускному каналу 4. Размещение крыльчатки 5 в указанном положении гарантирует ее вращение движущейся жидкостью в том же направлении против часовой стрелки при течениях, охватывающих весь диапазон состояний между состояниями, представленными на фиг. 2 и 3,

Ф

10

ормула изобретения

Тангенциальный турбинный расходомер жидкости, содержащий корпус с ци- 15 пересекает лопасть крыльчатки в ее линдрической полостью и тангенциально средней части.

распелoжeнны 5И к ней разнесенными впускным и выпускным цилиндрически патрубками, в полости корпуса на п пшпниковьо: опорах расположена четы рехлопастная крьиьчатка, а на корп се - узел съема сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, ось вращения крыльчатки смещена относительно ос цилиндрической полости на 1/3 расс ния между ней и линией, являющейся продолжением ближайшей стенки вход го патрубка, при этом указанная ли

0

5 пересекает лопасть крыльчатки в ее средней части.

распелoжeнны 5И к ней разнесенными впускным и выпускным цилиндрическими патрубками, в полости корпуса на под- пшпниковьо: опорах расположена четы- рехлопастная крьиьчатка, а на корпусе - узел съема сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, ось вращения крыльчатки смещена относительно оси цилиндрической полости на 1/3 расстояния между ней и линией, являющейся продолжением ближайшей стенки входного патрубка, при этом указанная линия

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений. В цилиндрической полости корпуса 1 расходомера размещена четьфехлопастная крьшьчатка 5. Смещение оси вращения крыльчатки 5 относительно оси полости 2 на 1/3 расстояния между ней и линией, являющейся продолжением ближайшей стенки впускного патрубка 3, обеспечивает возможность эффективной работы устр-ва при турбулентном и ламинарном релсимах течения. Угловая скорость вращающейся крььтьчатки 5 определяется частотой сигналов на фотодиоде 9, воспринимающем отраженный лопастями свет от диода 8 оптического датчика 6. 3 ил. i СО

(fms.2

Составитель В.Андреев Редактор А.Маковская -Техред М.Уоданич

Заказ 5975/59

Тираж 717

, ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

--3

cftasS

Корректор Н.Король

Подписное