Датчик давления насыщенных паров потока жидкости Советский патент 1989 года по МПК F04B51/00 

Изобретение относится к гидравлическим испытаниям, в частности к уст- ройствам для измерения казитационно- го запаса насосов, и может найти применение в насосостроении при кавита- ционных испытаниях насосов криогенных и нагретьггс высококипящих жидкостях ,

Цель изобретения - повышение точ- IHOCTH измерения путем исключения I теплообмена насадка с окружающей средой и ограничения максимальной частоты вращения; крыльчатки.

На чертеже представлена схема датчика давления насьщенных паров пото- | ка жидкости, разрез (случай измерени I параметров криогенной рабочей среI ДЫ) с

I Датчик давления содержит герметичный обтекаемый полый насадок , уста I новленный соосно в горизонтальном I трубопроводе 2, сообщенный с вход- мым участком 3 трубопровода 2 через гидролинию 4 заправки и с дренажом I 5 через дренажную гидролинию 6, с I подключенными к ней датчиками 7 и 8 перепада давления и давления, крыль- чатку 9, расположенн-:/ю внутри насад- I ка 1 перпендикулярно его оси на ва- 1 лу 10 с упором в его днище , лопасти 12 которой установлены с положительным углом атакиs магнитну о I муфту, связанную с приводом-13 и t:oc I тоящую из двух полу1 1уф г 14 и 15, «дI на из которых (полумуфта 14) уста- i новлена на валу 10 кры-;ьчатки 9 внутри насадка 1 , а другая (пол т чуфта 15) расположена соосно первой изолированно от насадка 1 ,, при этом насадок 1 снабжен неподвижной втулкой вертикальной осью ;6, вал 10 крыльчатки 9 в верхней: выполнен подпружиненным и установлен с возможностью осевого перемещения а вторая полумуфта 15 установлена на наружной вертикальной оси 16 насадка 1, размещена внутри трубопровода 2 и выполнена С приводом 13 в виде гидротурбины 17, лопатки 18 которой закреплены на периферии полумуфты 1 Кроме того, для заправки гидролинии 4 и 6 снабжены запорными элементами 19 - 21, а для дозированного слива, рабочей среды из насадка 1 предусмотрены гидролиния 22 с запорно- регулирующим органом 23„ К датчику 7 перепада давления подключен также выход 24 трубопровода 2. В слу

5

0

0

5

40

55

чае использования датчика для измерения параметров потока нагретой высококипящей жидкости; например горячей воды., датчики 7 и 8 подключают к нижней части насадка I. Вал 10 К11мльчатки 9 подпружинен с помощью пружины 25.

Датчик давления работает следзпо- щим образом.

Предварительно полый насадок 1 проливают протоком данной рабочей среды, забор которой осуществляют на входе 3 трубопровода 2, для чего при закрытом запорном элементе 20 открывают запорные элементы 19 и 21, насадок 1 заполняется через гидролинию 4 жидкостью, которая затем через гидролинию 6 и дренаж 5 сливается наружу. После проливки и заполнения насадка 1 закрывают запорные элементы 19 и 21, открывают запорно- регулирующий орган 23 гидролинии 22 и сливают рабочую среду из насадка 1 в объеме 0,4-0,5 от объема насадка 1, внутри которого образуется граница раздела междУ жидкой и паровой фазами (не показана). При этом поток рабочей среды в трубопроводе 2 приводит во вращение с помощью лопаток 18 гидротурбины 17 магнитную Полу1- уфту 15, которая передает вращение магнитной полумуфте 14, а следовательно, и закрепленной вместе с ней на валу 10 с упором в днище П. крыльчатке 9. В результате циркуляции жидкости внутри насадка 1 происходит более быстрое выравнивание температур потока жидкости в трубопроводе 2 и жидкости внутри насадка 1 и, следовaтeльнo,J снижается тепловая инерционность датчика. После стабилизации температуры внутри насадка 1 по датчиму 8 давления контролируют давление насьнценных паров жидкости при данной-температуре, а при необходимости по датчику 7 - перепад давления между давлением насыщенных паров жидкости в насадке 1 и давлением на выходе 24 трубопровода 2, т.е. определяют превьшение давления жидкости, например, на входе з касосньш агрегат (не показан) над давлением ее насышенных паров. Допустимый.нагрев жидкости в насадке 1 вследствие диссипации механической энергии крыльчатки 9 при прочих равных условиях определяется угловой скоростью вращения вала 10 крыльчатки 9 и свой

ствами самой жидкости. Допустимая максимальная угловая скорость вращения крыльчатки определяется расчет- ным путем или экспериментально.

При превышении максимальной угловой скорости вращения вала 10 возникающая на лопастях крыльчатки 9 подъемная сила заставляет вал 10, преодолевая силу тяжести и усилие пружины 25, перемещаться вверх. При этом увеличивается осевой зазор между магнитными полумуфтами 14 и 15, что выз ывает их отключение. При этом уменьшается угловая скорость вращения вала 10 крыльчатки 9, а следовательно, и величина подъемной силы. В результате под действием силы тяжести и силы упругости пружины 25 вал 10 возвращается в исходное положение, включая в работу магнитные полумуфты 14 и 5 и т.д. Изменяя жесткость пружины 25, можно обеспечить автоматическое отключение полумуфт 14 и 15 при равенстве угловой скорости вращения вала 10 крылнчатки 9 допустимой максимальной угловой скорости вращения для любой рагбочей жидкости,

При этом размещение приводной гидротурбины 17 в потоке жидкости трубопровода 2 полностью исключает теплообмен через днище 11 между жидкостью в насадке 1 и внешней средой .

10

15

63964

Формула изобретения

Датчик давления насьпценных паров потока жидкости,содержащий герметичный обтекаемый полый насадок, установленный соосно в горизонтальном трубо- о проводе и сообщенный с входным участком трубопровода через гидролинию заправки и с дренажом через дренажную гидролинию с подключенными к ней датчиками перепада давления и давления, крыльчатку, расположенную внутри насадка перпендикулярно его оси на валу с упором последнего в днище насадка, лопасти которой установлены с положительным углом атаки, связанную с приводом магнитную муфту, состоящую из двух полумуфт, одна из которых установлена на валу крыльчатки внутри насадка, а другая расположена соосно первой на своей оси изолированно от насадка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем исключения теплообмена с окружающей средой и ограничения максимальной частоты вращения крыльчатки, насадок снабжен наружной вертикальной осью, вал крыльчатки в верхней части выполнен подпружиненным, и установлен с возможностью осевого перемещения, а вторая полумуфта установлена на наружной вертикальной оси насадка, размещена внутри трубопровода и выполнена с приводом в виде гидротурбины, лопатки которой закреплены на периферии полумуфты.

20

25

30

35

Изобретение м.б. использовано в насосостроении при кавитационных испытаниях на криогенных и нагретых высококипящих жидкостях. Цель изобретения - повьшение точности измерения давления насьщенных паров путем исключения теплообмена насадка с окружающей средой и ограничения максимальной частоты вращения крыльчатки 9. Герметичный обтекаемый полый насадок (Н) 1 установлен соосно в горизонтальном трубопроводе 2 и сообщен с входным участком 3 трубопро 10 2 is i6fnf l 7в / вода 2 через гидролинию 4 заправки Н 1 сообщен с дренажом 5 через дренажную гидролинию 6 с подключенными к ней датчиками 7 и 8 перепада давления и давления. Крыльчатка 9 расположена внутри Н 1 перпендикулярно его оси на валу 10 с упором в его днище 11. Лопасти 12 крыльчатки 9 установлены с положительным углом атаки. Магнитная муфта связана с приводом 13 и состоит из двух полумуфт (rc-i) 4 ,1 5. И 14 установлена на валу 0. П 15 расположена соосно пер- вой на своей оси изолировано от Н 1. Н снабжен -наружной вертикальной осью 16. Вал 10 в верхней части выполнен подпружиненным и установлен с возможностью осевого перемещения. ТМ 15 установлена на оси 16, размещена внутри трубопровода 2 и выполнена с приводом 13 в виде гидротурбины 17, лопатки 18 к-рой закреплены на периферии ИМ 15, что исключает теплообмен. I ил. / /./, ///К / i (Л 4Sb О) СА9 ;о 9д 4i 19