Датчик тахометрического расходомера Советский патент 1993 года по МПК G01F1/10 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения расходов жидкостей и газов в нефтяной, химической промышленности и энергетике.

В основу настоящего изобретения положена задача создания датчика тахометриче- ского расходомера, конструктивное выполнение которого позволило бы предельно уменьшить собственное гидравлическое сопротивление турбилизатора, исключить постепенное накопление посторонних включений на его поверхности и по- падание их в опоры первичного преобразователя расхода, что обеспечило бы уменьшение гидравлических потерь, повышение надежности и стабильности работы при измерении расходов текучих сред с твердыми включениями.

На фиг.1 изображен датчик тахиметрического расходомера с тангенциальной тур- бинкой и турбулизатором в виде конической спирали, прикрепленной за основание к стенкам калиброванного канала; на фиг.2 датчик тахометрического расходомера с тангенциальной турбинкой и турбулизатором в виде конической спирали, прикрепленной к корпусу за вершину; на фиг.З - датчик тахометрического расходомера с аксиальной турбинкой и турбулизатором в виде конической спирали, прикрепленной за основание к стенкам калиброванного канала; на фиг.4 - датчик тахометрического расходомера с аксиальной турбинкой и турбулизатором в виде конической спирали, прикрепленной к корпусу за вершину; на фиг.5- датчик тахометрического расходомера с аксиальной турбинкой и турбулизатором потока в виде плоской спирали.

Датчик тахометрического расходомера содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями, калиброванный канал 4 для контролируемой среды, турбулизатор потока в виде витой конической спирали 5, размещенной в калиброванном канале 4, первичный преобразователь в виде турбин- ки 6, которая может быть как тангенциальной (фиг. 1.2) так и аксиальной (фиг.3.4), узел

(Л

С

00

го

х|

ел

J

о

съема сигнала 7. Витая коническая спираль 5 закреплена в корпусе 1 на входе в калиброванный канал А, Возможны различные варианты крепления конической спирали 5 к корпусу 1. Она может крепиться за витки с максимальным диаметром либо за вершину при помощи вставки 8. В первом случае жесткость конической спирали 5 должна быть такова, чтобы скоростной напор измеряемой среды не менял ее геометрических размеров. Во втором случае вершина конической спирали 5 в месте ее крепления к вставке 8 может быть закрыта обтекателем 9 и установлена относительно стенок калиброванного канала 4 с некоторым зазором 10.

Возможны и различные варианты выполнения формы спирали, так например, угол при вершине конической спирали 5, за которую она крепится в корпусе 1, может быть не только острым, но и тупым.

Возможно выполнение спирали 5 плоской (фиг.5) и закрепленной в корпусе 1 за центральные витки. При этом, в последних двух случаях, выполнение спирали упругой наиболее целесообразно.

Устройство работает следующим образом.

При измерении расходов текучих сред, поток, который на нижнем пределе измерений являлся еще ламинарным, проходит по калиброванному каналу 4, обтекая коническую спираль 5 и становится турбулентным. Затем уже турбулентный поток поступает на лопасти турбинки 6, которая установлена на подшипниках в корпусе 1 Скорость вращения турбинки 6 измеряется узлом съема сигнала 7. Работа устройства на расходе, который был ламинарным, становится эквивалентной работе на турбулентном режиме и поэтому диапазон измерений расширяется в сторону малых расходов, а точность измерений повышается. При этом, благодаря ориентации спирали 5 своей вершиной в сторону входного отверстия 2, по сравнению с ее ориентацией вершиной в сторону выходного отверстия 3, значительно уменьшаются гидравлические потери датчика.

Дополнительные преимущества обеспечивает крепление конической спирали 5 за вершину с зазором 11 между ее основанием и стенками калиброванного канала 4 при котором поток проходя через витки спирали 5 вызывает ее колебательное движение, что способствует удалению посторонних включений с поверхности спирали 5 в зону зазора 11. Кроме того, колеба- тельное движение увеличивает турбулизацию потока. Для датчика с аксиальной крыльчаткой подобное крепление и

размещение турбулизатора обеспечивает вытеснение на периферию калиброванного канала 4 посторонних включений и предохраняет подшипники турбинки 6 от засорения.

В случае использования турбулизатора потока в виде конической спирали 5 с тупым углом при вершине или в виде плоской спирали (фиг.5), закрепленной за вершину или

0 центральный виток, жесткость спирали 5 рассчитывают в соответствии с учетом величины скоростного напора измеряемой среды, чтобы его воздействие в зоне заведомо турбулентного течения обеспечивало уеели5 чение зазоров между витками.

Благодаря увеличению зазоров между витками спирали 5 уменьшается ее гидравлическое сопротивление в автомодельной зоне работы датчика.

0 Предложенный датчик тахометрическо- го расходомера имеет гидравлическое сопротивление гораздо меньшее чем известный, кроме того исключается необходимость частого демонтажа и чистки как тур5 булизатора потока, так и подшипников турбинки, что обеспечивает повышение надежности и стабильности работы при измерении расходов текучих сред с твердыми включениями.

0 Формула изобретения

1.Датчик тахометрического расходомера, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями и калиброванным каналом для контролируемой среды, турбулизатор

5 потока в виде витой конической спирали, размещенной в калиброванном канале, первичный преобразователь в виде турбинки и узел съема сигнала, отличающийся тем, что. с целью уменьшения гидравличе0 ских потерь, повышения надежности и стабильности работы при измерении расходов текучих сред с твердыми включениями, витая коническая спираль ориентирована своей вершиной в сторону входного отвер5 стия.

2.Датчик по п.1, отличающийся тем. что коническая спираль закреплена за вершину, а ее основание установлено относительно стенок калиброванного канала с

0 зазором.

3.Датчик по п.1,отличающийся тем, что коническая спираль выполнена с тупым углом при вершине.

4.Датчик тахометрического расходоме- 5 ра, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями и калиброванным каналом, турбулизатор потока в виде спирали, размещенной в калиброванном канале, первичный преобразователь в виде турбинки и узел съема сигнала, отличающийся

тем, что, с целью уменьшения гидравлических потерь, повышения надежности и стабильности работы при измерении расходов

текучих сред с твердыми включениями, спираль выполнена плоской и закреплена в корпусе за центральные витки.

Использование: в приборостроении, два измерения расходов жидкости и газов. Сущность изобретения: устройство содержит корпус 1 с входным и выходным 3 отверстиями, калиброванный канал 4, турбулизатор потока 5, первичный преобразователь в виде турбинки 6, узел съема сигнала 7. Турбулизатор потока 5 может быть выполнен в виде витой конической спирали, закрепленной либо за вершину, либо за больший виток, либо в виде плоской спирали. Вершина спирали крепится на вставке 8 и может быть закрыта обтекателем 9. 3 з.п. ф-лы. 5 ил.

(pv&f

7 S J /

3 риг.З

в г б

рие.2

t 4

ff

tpt/гЛ