Тангенциальный расходомер Советский патент 1993 года по МПК G01F1/06 

Изобретение относится к области измерения расхода жидкостей и предназначено для использования в автомобилестроении, самолетостроении и т.д.Цель изобретения - повышение точности измерений при расширении Диапазона расхода и уменьшение порога чувствительности. : : ;: :.. :- .-. :./.-- .;,, ;:-,;;

Нафиг.1 показана функциональная схема примера выполнения устройства согласно изобретению; на фиг.2 - блок-схема расходомера и его связи с другими устройствами, обеспечивающими его работоспособность; на фиг.З - варианты конкретного исполнения узлов идентификации и съема сигнала; на фиг.4 - графики зависимости числа оборотов турбины от расхода жидкости.

Устройство содержит турбину 1, разме щенную в цилиндрической полости 2, выполненной в корпусе 3, впускной патрубок 4, связанный через пневмоканал 5 с соплами 6 и 7, причем сопла 6 и 7 разного сечений размещены под одинаковыми углами к оси турбины 1 и тангенциально по отношению к выпускному патрубку 8. В пневмоканале 5

размещен поршень 9, подпружиненный пружиной 10, в котором выполнен гидроканал 11. Размер поршня обеспечивает в крайне правом положении соединение патрубка 4 ка- , налом 12 с соплом 6 меньшего сечения, а гидроканал 11 в поршне 9 Обеспечивает в крайне левом положении поршня соединение патрубка 4 с каналом 13 сопла большего : сечения 7. Сервопружйна 14 обеспечивает релейное переключение сопел за счет перемещения пОрШня тблько в два крайних положения. Узлы идентификации крайних положений поршня и съема сигнйла на фиг. 1 Не показаны. ; .. :./. ;.. J- .:v ,.;./ ... ; ..

На фиг,2 источник жидкости 15 соеди - нен через входной патрубок 4 с гидрокауа- ; лом датчика 11, связанным с соплами 6 и 7. | Источник воздушного разрежения или дав- i ления 16 связан с пневмок аналом 5, в котором перемещается порШёнь 9, конструктивно объединенный с узлом идентификации его крайних положений, С турбинкой 1 связан узел съема сигнала 17, соединенный с электронным блоком преобразования и индикации расхода.18. Выпускной патрубок 8 связыва00

00 К) XI

И

ет расходомер с устройством 19, потребляющим ЖИДКОСТЬ..У

На фиг.З показана конкретная реализация узлов идентификации и съема сигнала. По разные стороны диска крыльчатки 1 размещен ы светодиод 20 и фотодиод 21. Аналогично по разные стороны поршня 9 расположены светодиоды 22 и фотодиод 23, Входы свето- Диодов связаны с шинами электрического питания, а выходы фотодиодов с соответствующими входами блока .преобразований vl индикации расхода t$.;7 УУ; ... V;.-:У.. ::;.Л;. :. Тангенциальный расходомер работает следующим о бразом :- при измерении малы расходов, например при режиме Холостого ходи, когда для малолитражного автомобиля расход составляет 0,4-2 л /ч, разрешение в карбюраторе составляет 0,6-1 атм, скорость течения жидкости через расходомер мала (порядка 22x10 м/с). Поэтому для обеспечения вращения турбины с необходимой частотой и потребного для этого напора g 10 Н/м2 диаметр сечения сопла 6 должен бь|Ть; выбран порядка 0,35-6,5 мм. При IP 0, атм поршень, преодолевая действие пружи/ны 10 и еервопружины 14, заним абт крайне правое положение вследствие действия разрежения в пнев|локанале. Зависимость числа гоборотойi ptфасхОда Для сопла малого.

диаметра и конкретных размеров датчика показана участком а-б на фи г .4. При увел и- чении расхода топлива (например, на режимах разгона) до порядка 2-20 л/ч для обеспечения

: вращения турбины требуется сопло большего диаметра, t-К. сопло с малым сечением на бол ьших расходах входит в режим. насы ще- и я/т.е/дальнейшее увеличение расхода не

приводит; к увеличению частоты вращения турбины. Исходя из предварительных расчетов и проведенных экспериментальных исследований, для режимов больших расходов подходят сопла с d 0,7-0,9 мм . ; У : . Характеристика оборотов от расЯоДа показана на фиг.4 (участокв г). .,,У: УУ У . При этом вследствие уменьшения раз рёжения поршень под действием пружины 10 и сёрвопружины 14 перемещается в край- йёе Левое положение и сбединяет входной патрубок 4 с соПдом t большего ДйаИбтра. Линейный размер поршня выбран из yc/i о вия .что п од Действием Пружины ОМ за: йймает крайнее .дёёр еположение, при kdtc5- ром входнойi пагтрубок сбе дйнён напр Я1Йую

;с соплом 7, а под действием разрежения гйдроканал поршня соединяет входной патрубок с соплом 6. Это условие связывает между собой минимальное расчетное давление, жесткость пружины и длину поршня.

Аналогично определяется размещение. гидроканала в поршне, обеспечивающее полное совпадение канала сопла 7 и выхода гид- рОканала в крайне левом положении,;

На фиг,4 видно, что предложенное устройство обеспечивает линейную характери- стику зависимости числа оборотов турбины от расходй топли(за в более широком диапазоне,, чем у прототипа. Съём информации рсуществляется узлом съема сигнала (фиг.З), выпблнеВным, например, с использованием oriTottapM, Отверстий в теле турбины и счет-- :,чйка имп:улъсов;.:.:Д -;;;;.К-.;..,;;v- :..; -;v: ; ; : Конкретное ШпдлНенйЁi ШектрОйного

блока, в котором происходит счет импульсов

соптопары 20-21, может быть реализовано,

например; аналС1гйч(чо схеме частотомера С

пёрёкЛючейиём ПОДдиапазонов. При этом

сигнал соптопары 2J|--23 iirpaet роль ра рёшающего или saripeliiakjiiiero сигнала, пбСтупающего на входы двух схем совпадений.

На вторые в х;1р дЦ зт х ёЦ.{;Ь...в адё н ля1...

подаются сйгййлы, срответств ю- щие по уровнюi ло ческому йул1сi иедйнйце

сбответственно. Таким образом, йапримёр,

при Отсутствии сигнала сс тйлары. ЦтЬ..йо.:

ответствует догйческому нулю;, на выходе

схемы совпадения, на второй вход; которой

пбстоянно подается логический ноль, будет

выработан сигнал, разрешающий работу элёктронного блока:в диапазоне вгг, при этом на

выходе схёмы совпадения, на. вход которой

прстрянно пйДаётЬя логическая единица, будет вырабатываться)Ьигнал, заНреЩаЮщйй работу блока в соответствий с диапазоном .

. Ф ор мул ai и зо 6 рiet е н и я - У ,:Тангенциальный расходомер, содержат.

.щий корпус, турбинку, размещенную в цилийдрйческой полости, впускной и выпускной

патрубки и узел съёма сигнала, о т л и ч а ющ и И с я тем; что, с целью повышения

точности при расширений диапазона йзмё- pfleiyibVx расходов Топлива, он снабжен двумя соплами разного сечения,разнесенными по цилиндрической полосш и райположен- йымй под одинаковыми углами к оси турбины, пневмоканалом, выполненным в корпусе, С размещённым в нем подпружиненным поршнем, имеющим гидррканал, узлом идентификации положения поршня и источником воздушного разрежения или давления, связэнным с пневмоканалом.

п

I

KiwdWufcy 80з#уи/м0го

розр&кет {мидаЗлетл

5 ;-.a,7

Ю

Использование: измерение расхода топлива. Сущность изобретения: тангенциальный расходомер содержит впускной патрубок, соединенный с двумя разнесенными по полости соплами разного сечения, поршнем, связанным с узлом идентификации его крайних положений и выполненным в нем гидроканалом, причем поршень перемещается в пневмоканале в зависимости от величины подаваемого воздушного разрежения или Давления. 4 йл.

фи2 Ј

.::

26

U) :..л,, fL tf

/

5

6

7

6

5

if

3

2

/

1817827

,

к блоку

преобразованияи индикации

22

Фиг.З:

..5: