Жидкостный расходомер Советский патент 1990 года по МПК G01F3/18 

Изобретение относится к устройствам измерения расхода жидкости объемного типа и может найти применение в химической, газовой и других отраслях промьшшенности.

Цель из обретения - повышение надежности в работе на малых расходах, а также расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 изображена схема устройства расходомера с двухпозиционными пятиходовыми золотниками; на фиг.2 - цилиндр, диаметрально-осевой разрез; на фиг.З - вид А на фиг.2.

Жидкостный расходомер содержит два цилиндра 1 и 2, внутри которых расположены поршни 3 и 4 с хвостовиками 5. Хвостовики 5 имеют упоры 6 и 7, которые взаимодействуют с кривошипами 8, связанными неподвижно с поворотными валами 9; Поворотные валы 9 р асполагаются непосредственно в полостях цилиндров 1 и 2. Концы валов 9 через уплотнения 10 выведены наружу для взаимодействия с золотниками 11 и 12. Золотники 11 и 12 имеют раздельные корпусы 13 и 14 (в частном случае могут быть выполнены в одном корпусе) . В корпусе 13 выполнены каналы 15-19, а в корпусе 14 - соответственно 20 - 24. Каналы 15 и 20 соединяются между собой и имеют общий вход. Каналы 16 и 19 золотника 11 соединены с полостями .цилиндра 2, каналы 21 и 24 золотника 12 - с полостями цилиндра 1, а каналы 17, 18 и 22 23 выведены наружу.

На рабочей поверхности неподвижных корпусов 13 и 14 золотников 11 и 12 располагаются подвижные.распределительные клапаны 25 и 26. Клапаны 25 и 26 связаны с поворотными валами 9 соответственно цилиндров 1 и 2.

ел

со

СП

Oi СП

а поверхностях клапанов 25, и 26, бращенных к корп усам, выполнены закрытые коробчатые каналы 27.и 28 опарно соединяющие каналы корпусов j 13 и 14, а на боковой поверхности выполнен фигурный срез, выполняющий ту же функцию. От самопроизвольного поворота клапаны 25 к 26 вместе с поворотными валами 9 удерживаются ю фиксаторами 29. Один из каналов золотников , например канал 24, может подключаться к полости цилиндра через дроссель 30 и об ратный клапан 31 .

По крайней мере из поршней цилинд-| 5 ров 1 и 2, например поршень 3, имеет встроенный постоянный магнит 32, взаимодействующий через немагнитный торец цилиндра 1 с магнитоуправляемым контактом 33, соединенным со считыва-20 ющим устройством блока 34 управления. Поршни 3 и 4 имеют центральные штоки 35, выведенн Ьш через уплотнения 36 наружу. На вход устройства жидкость поступает из емкости 37 с помощью 25 насоса 38 через электромагнитный клапан 39, связанный с блоком 34 управления .

Расходомер работает следующим образом..30

Текучая среда из бака 37 под действием насоса 38 поступает через электромагнитный клапан 39 на входы 15 и 20 золотников 11 и 12. Ло каналу 24 золотника 12 среда через трубопро- вод и дроссель 30 (обратный клапан 31 закрыт) поступает в правую полость верхнего цилиндра 1 и прижимает поршень 3 к левому торцу цилиндра. В этот момент упор -6 на хвостовике 5 поршня. 3 воздействует на кривошип 8 поворотного вала 9 и удерживает его в этом положении. Соединенный с валом 9 распределительный клапан 25 коробчатым каналом 28 сообщает между собой каналы 16 и 17 золотника 11, а другой коробча . ьй канал 27 запирает канал 18. Фиксатор 29 усилием своей пружины также удерживает клапан 25 и связанный с ним, поворотный вал 9 с кривоши- ном 8 в этом положении.

В это же время текучая среда через канал 19 и трубопровод поступает в левую полость нижнего цилиндра 2 и перемещае: поршень 4 слева направо, вьщавливая тем самым текучую среду из из правой полости цилиндра 2 через канал -16 золотника 11 в сливную линию 17. Так как поршень 4 начиная дви40

45

55

.

0

5

5

гаться из такого же положения, в каком в данный момент находится поршень .3, то некоторый период времени он движется свободно., не оказывая воздействия на принадлежащий цилиндру 2 кривошип 8 поворотного вала 9, и связанный с ним распределительный кладан 26 вместе с поворотным валом также удерживается в заданном положении фиксатором 29. Следовательно, коммутация потоков текучей среды при движении поршня 4 до момента касания упором 7 кривошипа 8 изменяться не будет.,После того, как упор на хвостовике 5 поршня 4 начнет воздействовать на кривошип 8 поворотного вала 9, сработает фиксатор 29 и связанный с валом 9 клапан 26 начнет поворачиваться по часовой стрелке.

Существуют отдельные моменты поворота клапана 26 на угол, соответствующий углу поворота.кривошипа 8 и связанные с этим изменения коммутации потоков текучей среды через золотник 12. Таких моментов два. Первый момент - клапан 26 акрывает канал 24, канал 20 .постоянно открыт, а канал 21 еще не открыт. Это нейтральное положение пятиходового клапана, которое для указанных устройств является промежуточным ..(как переходный процесс) и потому клапан условно назван двухпозиционным.

При полностью закрытых каналах 24 и 21 поршень 3 верхнего цилиндра .1 продолжает оставаться на месте, а ни жний продолжает заданное движение, так как он управляется золотником 11, который также остается в положении, зафиксированном своим фиксатором 29. Коробчатые каналы 27 и 28 клапана 26 в этот момент как бы накрывают каналы 22 и 23, т.е. запирают их, не да-, вая сообщаться с другими каналами.

Второй момент - канал 21 начинает едва открываться, тотчас же коробчатый канал 27 на внутренней поверхности клапана 26 начинает сообщение .канало.в 23 и 24, канал 20 при этом открыт, а канал 22 закрыт коробчатым каналом 28.

Текучая среда из канала 20 через канал 21 и трубопровод начинает поступать в левую полость верхнего цилиндра 1. Под действием давления текучей среды поршень 3 трогается с места и начинает перемещаться слева направо, выдавливая жидкость через

обратный клапан 31, трубопровод и каналы 24 и 23 золотника 12 на слив. Дроссель 30 в этот момент не оказывает торможения, так как основной поток идет через клапан 31 .

1597565.

Работа расходомера в режиме дозиро вания жидкости аналогична описанной. Отличие заключается в. том, что, варьируя выходные линии, можно дозировать жидкость по отдельным каналам или осуществлять слив в .одну точку из не- В связи с тем, что путь, который нуж- скольких линий,- При этом, используя

нужно пройти поршню 3 цилиндра 1,

чтобы упором 7 начать воздействовать

15

25

30

о-О

на кривошип о поворотного вала 9 и связанного с ним клапана 25 золотника 11, значительно больше, чем путь, которБгй остается совершить клапану 26 золотника 12, чтобы повернуться до полного ОТКРБ1ТИЯ канала 21, соответственно, полного сообщения каналов 24 и 23, т.е. фактически пройти путь, равный диаметру отверстия кана- ла 21 или 24 (они делаются равными), 20 то поршень 4 закончит остаток своего пути раньше. Он остановится в крайнем правом положении, полностью довернув клапан 26 золотника 12 до второй позиции, фиксируемой фиксатором 29.

При полностью открытом канале 21 и полном сообщении, каналов 23 и 24 золотника 12 верхний поршень 5 переместится в правое крайнее положение и остановится. Клапан 25 золотника 11 будет совершать такой же порядок движения, как клапан 26 золотника 12. После остановки поршня 3 в правом крайнем положении золотник 11 становится на фиксируемую своим фиксатором 29 позицию полного сообщения каналов 15 и 16, 18 и 19, обеспечивая слив жидкости, С закрытием канала 17.

После этого в движение приходит поршень 4 нижнего цилиндра 2, а после его остановки в левом крайнем положении - поршень 3 верхнего цилиндра 1. Перемещение поршня 3 верхнего цилиндра 1 справа налево происходит за счет поступления текучей среды в цилиндр через канал 24 золотника 12 и дрос- сель 30 (клапан 31 автоматически закрывается) . Дроссель 30 настраивается на требуемый расход среды так, чтобы поршень 3 выдавливал текучую среду из левой полости цилиндра 1 по линии слива 22 в заданное время.

Цикл работы расходомера заканчивается остановкой поршня 3 верхнего ци- .линдра 1 в левом крайнем положении. Воздействие магнита 32 на магнитоуп- равляемый контакт 33 фиксируется считывающим устройством блока 34 уп-i равления.

35

40

45

цилиндры разного объёма, можно также изменять вводимое количество жидкости.

Работа расходомера в режиме двигателя также аналогична работе в режиме измерения расхода. Отличие заключается в том, что по крайней мере один шток 35, выведенный наружу через уплотнение 36, взаимодействует через кинематическую связь с приводным механизмом или непосредственно с объектами, например, в случае их перемещения на конвейере.

Формула изобретения

1. Жидкостный расходомер, содержа- щий каналы ввода и сл-ива среды, два цилиндра с разделительными поршнями и золотниковые узлы, каждый из которых состоит из неподвижного корпуса и подвижного распределительного клапана, причем каналы ввода и слива среды через подвижные распределительные клапаны золотниковых узлов связаны гидравлическими линиями с каждой из внутренних полостей цилиндров, образованных разделительными поршнями, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и предотвращения загрязнения окружающей среды, разделительные поршни выполнены с хвостовиками, имеюш 1ми упоры и расположенными внутри цилиндров, на которых размещены золотниковые узлы, подвижные распределительные клапаны которых имеют поворотные валы с закрепленным на каждом из них кривошипом, имеющим возможность взаимодействовать с упорами хвостовиков.

50

2. Расходомер по п.1, отличающийся тем, что золотниковые узлы выполнены с двумя разделительными линиями слива каждый, цилиндры 55 имеют разные объемы, а по крайней мере на одной из гидравлических линий, соединяющих золотники с цилиндрами, установлены параллельно дрос- елъ и обратный- клапан.

к

1597565.

Работа расходомера в режиме дозирования жидкости аналогична описанной. Отличие заключается в. том, что, варь15

25

30

-О

20

35

0

5

цилиндры разного объёма, можно также изменять вводимое количество жидкости.

Работа расходомера в режиме двигателя также аналогична работе в режиме измерения расхода. Отличие заключается в том, что по крайней мере один шток 35, выведенный наружу через уплотнение 36, взаимодействует через кинематическую связь с приводным механизмом или непосредственно с объектами, например, в случае их перемещения на конвейере.

Формула изобретения

1. Жидкостный расходомер, содержа- щий каналы ввода и сл-ива среды, два цилиндра с разделительными поршнями и золотниковые узлы, каждый из которых состоит из неподвижного корпуса и подвижного распределительного клапана, причем каналы ввода и слива среды через подвижные распределительные клапаны золотниковых узлов связаны гидравлическими линиями с каждой из внутренних полостей цилиндров, образованных разделительными поршнями, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и предотвращения загрязнения окружающей среды, разделительные поршни выполнены с хвостовиками, имеюш 1ми упоры и расположенными внутри цилиндров, на которых размещены золотниковые узлы, подвижные распределительные клапаны которых имеют поворотные валы с закрепленным на каждом из них кривошипом, имеющим возможность взаимодействовать с упорами хвостовиков.

2. Расходомер по п.1, отличающийся тем, что золотниковые узлы выполнены с двумя разделительными линиями слива каждый, цилиндры 55 имеют разные объемы, а по крайней мере на одной из гидравлических линий, соединяющих золотники с цилиндрами, установлены параллельно дрос- елъ и обратный- клапан.

3. Расходомер по п. 1, о т л и -или двумя штоками, выведенными наружу

чающийся, тем, что по крайнейчерез торцы цилиндров. мере один из поршней снабжен одним

- J/J-.

Изобретение относится к устройствам для измерения расхода жидкости. Целью изобретения является повышение надежности работы. При поступлении жидкости в одну из полостей цилиндра происходит перемещение поршня. Жидкость из другой полости через подвижный распределительный клапан поступает в линию слива. Взаимосвязанная через подвижные распределительные клапаны работа двух цилиндров с поршнями позволяет обеспечить процесс измерения расхода жидкости. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг.1

|А

Фиг. 2

3131

Фиг.З