Сигнализатор расхода Советский патент 1993 года по МПК G01F1/58 

Изобретение относится к физике, точнее - к устройствам измерения объема, объемного расхода, массового расхода или уровня жидкости, к электромагнитным измерителям, и может быть использовано в качестве сигнализатора расхода, в гидравлических системах для осуществления автоматического контроля за наличием или уменьшением расхода жидкости и подачи сигнала в блок управления гидравлической системы.

Целью изобретения является првыше- ние надежности путем снижения вероятности заклинивания подвижного магнита и увеличение быстродействия.

Цель достигается тем, что в сигнализатор расхода, содержащий корпус из неферромагнитного материала с рабочей камерой, снабженную входным и выходным патрубками, неподвиж иый постоянный магнит, фильтр, плату с отверстиями, жестко закрепленную в камере, подвижный постоянный магнит, установленный с возможностью перемещения вдоль оси камеры, герметичный магнитоуправляемый контакт, установленный на поверхности корпуса над участком перемещения подвижного магнита, оси намагничивания магнитов расположены по оси камеры, на стенках которой выполнены продольные каналы, фильтр установлен над входным патрубком, а платы с отверстиями и подвижный постоянный магнит расположен последовательно по потоку, при этом подвижный магнит связан с неподвижным и магнитоулравляемым контактом магнитно, дополнительно введена вторая плата с отверстиями, жестко закрепленная в рабочей камере перед выходным патрубком, подвижный постоянный магнит выполнен о виде шара в защитной оболочке, неподвижный постоянный магнит размещен между фильтром и первой платой с отверстиями, которая выполнена в виде сферы, обращенной вогнутой поверхностью к подвижному магниту и с радиусом сферы, равным радиусу щара подвижного магнита.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается новым элементом - второй платой, новым выполнением подвижного магнита в виде шара и первой платы, а также новой последовательностью в расположении элементов и их связями с остальными элементами устройства.

сл

с

оо

Сл)

СЛ GJ

На фиг.1 представлено продольное сечение сигнализатора расхода; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг.1.

Сигнализатор расхода (фиг.1) содержит корпус 1, фильтр 2, герметичный магнитоуп- равляемый контакт 3, рабочую камеру 4, выходной патрубок 5, плату с отверстиями 6, подвижный постоянный магнит 7, защитную оболочку 8, плату с отверстиями 9, не- подвижный постоянный магнит 10, выходной патрубок 11.

Элементы 2, 10, 9, 8, 6 размещены последовательно по ходу потока в корпусе 1, который начинается с входного патрубка 11. Фильтр 2. магнит 10, плата с отверстиями 9 жестко соединены с рабочей камерой, в которой выполнены продольные пазы 12 для протекания жидкости. В магните 10, платах 9 и б выполнены отверстия также для протекания жидкости. Магнит 7 может быть сам выполнен сферическим и затем покрыт защитной оболочкой 8 или оправлен в шаровую оболочку 8. как и в предлагаемом устройстве. Затем за счет шаровой поверхности магнит 7 повернут к магниту 10 противоположным полюсом. Магнит 7 в оболочке 8 установлен в рабочей камере 4 с возможностью перемещения вдоль ее продольной оси. Плата 9 выполнена вогнутой по отношению к оболочке 8, радиус кривизны платы равен радиусу кривизны оболочки.

Для устранения истирания материала подвижного магнита и защиты от коррозии, под воздействием жидкости, оболочка может быть выполнена из антикоррозионного и износостойкого материала, например, из металлокерамической бронзы. Плата 6 введена для ограничения хода подвижного магнита 7, чтобы он не выходил из связи с постоянным магнитом 10. Подвижный магнит может быть выполнен в виде шара или для упрощения в виде цилиндра, заключенного в шаровую оболочку как и в приведенном устройстве.

Сигнализатор расхода работает следующим образом. В отсутствии потока магнит 7 в оболочке притянут к магниту 10, прижат к плате с отверстиями 9, контакты 3 разомкнуты. При подаче потока через входной патрубок 11 фильтр 2 отфильтровывает все твердые частицы из потока, магнит 10 через свои отверстия пропускает поток к плате 9, которая, в свою очередь, через отверстия пропускает дальше поток к магниту в оболочке 8. При малом давлении потока магнит 7 в оболочке прижат к плате 9 и не пропу екает поток. Под действием возрастающей силы давления потока магнит 7 в оболочке

отжимается of платы 9, пропуская поток далее в камеру 4 . Через отверстия 12 поток омывает оболочку 8, выводится из рабочей камеры 4 через отверстия в плате 6 и выхрдной патрубок 5. Постоянный магнит 7 занимает рабочее положение, определяемое уравновешиванием магнитной и гидравлических сил. Герметичный магнитоуправляе- мый контакт 3 замыкается под воздействием

магнитного поля переместившегося маши- та 7. При этом герметичный магнитоуправ- ляемый контакт 3 выставлен относительно магнита 7 так, чтобы при заданной величине контролируемого потока замыкаться, сигнализируя о наличии заданного потока.

При уменьшений величины контролируемого потока ниже заданного значения магнит 7 притягивается магнитом 10 и он перемещается в сторону платы 9, с увеличением расстояния между магнитом 7 и контактами 3 влияние магнитного поля ослабевает и контакты 3 размыкаются в исходное положение, прерывая сигнальную цепь. Плата б отверстиями допускает и такой вариант работы

устройства, когда постоянный магнит в оболочке занимает не промежуточное положение в рабочей камере 4, а крайнее и прижимается потоком к плате 6, как к упору. Теперь перейдем к нахождению максимального расстояния г между магнитами, на котором они еще будут притягиваться друг к другу в случае прекращения подачи жидкости. Подвижный магнит в потоке жидкости будет создавать дополнительное сопротивление потоку. Динамический напор потока на магнит запишется известным выражением;

40

P Cf

jnd;

2

умножаем обе части на площадь поперечного

сечения магнита S -т. но F - сила 45 Давления, отсюда

-г,.Ј

F Cf

x vr-d2

50 Для работы устройства необходимо, чтобы F Fnp - силе притяжения магнитов

Fnp - К

МгМ г

Приравниваем

х p-v Tt-d2 v Mt M2 Cf г . 8 -K---J- ,

где Cf - коэффициент сопротивления подвижного магнита;

р - плотность жидкости;

v - скорость течения жидкости;

d - диаметр подвижного магнита;

К - множитель пропорциональности;

Mi,2 - количество магнетизма на одной полосе;

г - расстояние между магнитами.

Коэффициент сопротивления Сг является функцией числа Рейнольдса. которое определяется из выражения

Re

где dn - диаметр потока жидкости;

р- плотность жидкости;

/ - динамическая вязкость жидкости.

Тип жидкости известен, выбираем для нее р и/ определяем коэффициент Re. В соответствии с ним определяется коэффициент С. Выбираем материал магнитов, выбираем для них М. Подставляем скорость течения жидкости v и получим

г ±у вк-МгМ2 (CfyOV2 2Использование предлагаемого сигнализатора расхода обеспечивает по сравнению с существующими устройствами следующие преимущества: повышает надежность за счет выполнения магнита в виде шара, что позволило исключить заклинивание подвижного магнита в рабочей камере и момент кручения, наблюдавшиеся при одноименном расположении полюсов двух магнитов, шаровая форма магнита по- зволяет ему поворачиваться.постоянно к неподвижному магниту противоположным полюсом; повышает надежность также за счет установки по на правлению потока сначала неподвижного магнита, который задерживает неотфильтрованные ферромагнитные частицы, препятствуя их попаданию в рабочую камеру и увеличению силы трения подвижного магнита о стенки рабочей камеры; выполнение подвижного магнита в оболочке позволяет повысить его антикоррозионные свойства и увеличить износостойкость, увеличивает быстродействие за счет уменьшения силы трения поверхности подвижного магнита о стенки рабочей камеры путем выполнения подвижного магнита в виде шара и касания шара с камерой только по касательной окружности, а не по цилиндрической поверхности, как было в прототипе; повышение надежности т.е. обеспечение беэотказ

ности, устранение вероятности заклинивания подвижного магнита устраняет временные затраты на разработку и сборку устройства при заклинивании, позволяет не прерывать работу системы, куда входит этотсигнализатор, снижает вероятность выхода из строя этой системы, экономит материальные ресурсы за счет повышения надежности, которые были бы необходимы за счет повышения надежности, которые были бы

необходимы для восстановления системы, куда входит сигнализатор расхода; увеличение быстродействия отработки позволяет расширить диапазон применения, использовать в системах с более высоким быстродействием.

Формула изобретения Сигнализатор расхода, содержащий корпус из неферромагнитного материала с

рабочей камерой, снабженной входным и выходными патрубками, неподвижный постоянный магнит, фильтр, первую плату с отверстиями, жестко закрепленную в камере, подвижный постоянный магнит, установленный с возможностью перемещения вдоль оси камеры, герметичный магнито- упрэвляемый контакт, установленный снаружи корпуса, оси намагничивания постоянных магнитов ориентированы вдоль

оси камеры, на внутренней стенке которой выполнены продольные каналы, фильтр установлен за входным патрубком, а первая плата с отверстиями и подвижный магнит установлены последовательно в напрэвлении потока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет снижения вероятности заклинивания подвижного магнита, в него введены вторая плата с отверстиями и сферическое тело из немзгнитного материала, первая плата с отверстиями выполнена вогнутой в сторону подвижного магнита, который установлен внутри сферического тела из немагнитного материала-симметрично относительно цен

тра, неподвижный постоянный магнит размещен между фильтром и первой платой с отверстиями,вогнутая поверхность которой сопряжена с частью поверхности сферического тела.

у////////-/,

Л г

//-/,

4

ф1/г.З

Использование: в системах управления подачей жидкости. Сущность изобретения: в рабочей камере, ограниченной двумя перфорированными платами, размещено сферическое тело из немагнитного материала с осью которого совмещен протяженный постоянный магнит, взаимодействующий с неподвижным магнитом и магнитоуправ- пяемым контактом. На внутренней стенке рабочей камеры выполнены калиброванные продольные каналы. 3 ил.

Фиг. 1