Шариковый расходомер Советский патент 1993 года по МПК G01F1/06 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к конструкции шариковых расходомеров, которые могут быть« использованы для измерения расхода жидкости и газов в различных отраслях народного хозяйства.

Задачей изобретения является создание шарикового расходомера обладающего высокой чувствительностью и высокой частотой вращения, которая зависит только от расхода измеряемой среды.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено продольное сечение шарикового расходомера: на фиг. 2 - его поперечное сечение.

Шариковый расходомер содержит корпус 1 из немагнитного материала, вкладыш .2 из немагнитного материала, снабженный направляющим аппаратом 3 в виде лопастей направленных под углом 40° к плоскости перпендикулярной продольной оси корпуса, вкладыш 4 из немагнитного материала, снабженный струевыпрямителями 5

в виде прямых лопаток вдоль корпуса и ограничительным выступом 6 для удержания чувствительного элемента от перемещения вдоль оси корпуса под давлением измеряемой среды, чувствительный элемент в виде обоймы 7 из немагнитного материала с ферромагнитными шариками 8 и лопатками 9. которые установлены параллельно продольной оси корпуса, орбитальную направляющую 10, которая образована зазором между вкладышами 2 и 4, узел съема сигнала 11 в виде индукционного преобразователя частоты вращения шариков в электрический сигнал.

Обойма 7 установлена перпендикулярно продольной оси корпуса 1 в орбитальной направляющей 10. ,

Корпус 1, вкладыши 2 и 3 с лопатками выполнены из алюминиевой бронзы, обойма 7 и лопатки 9 выполнены из бериллиевой бронзы, а шарики 8 изготовлены из магни- тотвердого эластомера на основе полипропилена и феррита бария.

С

оо О О 00 N 00

00

Зазор между вкладышами 2 и 4, т.е. ширина орбитальной направляющей 10, определяется диаметром используемых шариков 8.

Предлагаемый шариковый расходомер работает следующим образом.

Поток подаваемой для измерения расхода среды закручивается направляющим аппаратом 3 и приводит в движение обойму 7 по орбитальной направляющей 10, воз- действуя на шары 8 и лопатки 9. Частота вращения обоймы 7 пропорциональна скорости потока; т.е. объемному расходу среды. Шарики 8, взаимодействуя с узлом съема сигналу 11. наводят в индукционном преоб- разователе электрический сигнал, пропорциональный частоте вращения шариков, т.е. объемному расходу среды. Полученный электрический сигнал на выходе узла съема сигнала 11 используется для определения расхода измеряемой среды.

После воздействия на шарики 8 и лопатки 9, закрученный поток попадает на выход- ные струевыпрямители 5 .и транспортируется далее.,

Увеличение количества шариков 8 в чув ствительном элементе, установка их в жесткой обойме 7, обеспечение ее лопатками 9 позволяет повысить чувствительность расходомера и частоту электрического сигнала, т.е. увеличить точность и диапазон измерений.

В нашем случае при условном диаметре расходомера 50 мм, измерялся расход воды при максимальном расходе 15 л/с. В обойму 7 расхомера было установлено 8 шариков диаметром 6 мм, а на ее внутренней стороне между шариками установлено 8 лопаток размером 8x10x1 мм. Давление в системе менялось от 0,4 до 2,5 МПа, при этом потери давления не превышали 15 кПа.

Погрешность измерений при минимальном расходе в 0,4 л/с получилась не выше ±0,5%, а при максимальном расходе не выше ±0,2%.

Частота электрических импульсов на выходе узла съема сигнала 11 при максимальном расходе равнялась 800 Гц. Диапазон измерения расхода составил 37:1,

Например, серийно выпускаемый шариковый расходомер типа Сатурн на условный диаметр 50 мм имеет .диапазон измерений 5:1, измеряя расход жидкости от 8 до 40 м /ч (от 2,2 до 11 л/с). Погрешность измерений при этом составляет ± 1,5% в пределах от 30 до 100% максимального расхода и ± 2,5% в пределах от 20 до 30% максимального расхода.

Из этого видно, что расходомер имеет точность измерения в 5 раз выше, чем известный, а диапазон-измерений шире более чем в 7 раз за счет измерения малых расходов с точностью, не уступающей лучшим

турбинным расходомерам.

Формула изобретения

Шариковый расходомер, содержащий корпус, струенаправляющее устройство, чувствительный элемент, включающий в себя орбитальную направляющую и шарики, соединенные элементом крепления, и узел съема сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, элемент крепления шариков выполнен в виде жесткой круговой обоймы, установленной с возможностью свободного вращения относительно орбитальной направляющей и снабженной лопатками, установленными на внутренней ее стороне между шариками.

Использование: для измерения расхода жидкости и газов. Сущность изобретения: шариковый расходомер, содержит корпус, струенаправляющее устройство, чувствительный элемент, включающий в себя орби- тальную направляющую и шарики, соединенные элементом крепления, и узел съема сигнала. Элемент крепления шариков выполнен в виде жесткой круговой обоймы, установленной с возможностью свободного вращения относительно орбитальной направляющей и снабженной лопатками, установленными на -внутренней ее стороне между шариками. 2 ил.