ТУРБИННЫЙ РАСХОДОМЕР Советский патент 1969 года по МПК G01F1/08 

Известен турбинный расходомер с гидравлическим уравновешиванием крыльчатки в осевом направлении, в котором осевое усилие от динамического давления измеряемого потока компенсируется обтеканием вращающихся на общей оси двух венцов лопастей крыльчаток двумя встречными потоками.

Предложенный расходомер отличается от известного тем, что средство для компенсации осевого усилия выполнено в виде обращенного против потока измеряемой среды и расположенного перед выходным струенаправляющим аппаратом дефлектора (отделителя), наружный диаметр которого больще диаметра ступицы крыльчатки, и полого с открытыми торцами цилиндра, установленного с радиальным зазором и соосно с дефлектором внутри его так, что между задним торцом цилиндра и дефлектором имеется зазор.

Внутри полого цилиндра может быть установлено устройство, закручивающее проходящий через цилиндр поток измеряемой среды.

Такое выполнение устройства для компенсации осевого усилия позволяет уменьщить длину ступицы крыльчатки (до величины, не превыщающей длину лопастей по оси крыльчатки), т. е. паразитную поверхность трения об измеряемую среду и вес крыльчатки и, как следствие, улучщить динамические свойства, повысить точность и расщирить диапазон измерения расходомера. Добавление внутрь полого цилиндра устройства, закручивающего поступающий на задний торец крыльчатки поток измеряемой среды в сторону, противоположную моменту сопротивления, дает возможность компенсировать момент сопротивления, возникающий на крыльчатке от вязкостного трения измеряемой среды.

На чертеже представлен турбинный расходомер.

Расходомер состоит из корпуса 1; узла крыльчатки 2, установленной на подшипниках 3, допускающих осевое перемещение крыльчатки; входного струенаправляющего аппарата 4 с осью 5; выходного струенаправляющего аппарата 6, у переднего по потоку торца которого расположено средство для компенсации осевого усилия, выполненное из дефлектора 7 и полого цилиндра 8; узла 9 съема сигнала и

0 вторичного прибора 10. Раструбная часть дефлектора расположена против потока измеряемой среды, а цилиндр 8 закреплен внутри дефлектора соосно с ним так, что между ним и дефлектором имеются зазоры как в радиаль5ном направлении,так и осевом.

Расходомер работает следующим образом.

Под действием потока измеряемого вещества крыльчатка приводится во вращение с угловой скоростью, прямо пропорциональной величине объемного расхода, которая в узле 9

съема сигнала преобразуется в частоту электрических импульсов, регистрируемых прибором 10. При этом на крыльчатку действует осевое усилие, пропорциональное скоростному напору потока, которое стремится передвинуть ее в направлении потока и прижать к .переднему торцу .цилиндра 8 и перекрыть задней торцовой поверхностью крыльчатки переднее отверстие 11 цилиндра 8.

Жидкость, пройдя зону крыльчатки 2, разделяется дефлектором 7 на два потока: одна часть ее проходит дальше в зону выходного аппарата 6, а другая, отделенная дефлектором, попадает через зазор 12 (между задним торцом цилиндра и дефлектором) внутрь цилиндра 8 и изменяет направление своего движения на 180°.

По достижении определенного минимального расхода сила, вызванная скоростным напором потока, движущегося в цилиндре, и действующая на поверхность заднего торца ступицы крыльчатки, отл имает узел крыльчатки от переднего торца цилиндра. Эта сила, в свою очередь, зависит от гидравлического сопротивления, а следовательно, и от величины осевого зазора между задней торцовой поверхностью узла крыльчатки и передней торцовой поверхностью цилиндра 8. Зависимость эта такова, что при определенной величине этого зазора устанавливается равновесие между суммой векторов сил, действующих на крыльчатку в направлении основного потока жидкости, и векторо.м сил, действующих на узел крыльчатки в направлении против измеряемого потока. Таким образом, каждому значению расхода соответствует определенная величина осевого зазора.

Дефлектор 7 может быть выполнен и как самостоятельная деталь и крепиться к аппарату 6 или корпусу 1. Зазор 12 Идметь вид сплощной кольцевой щели либо отверстий, или прорезей на цилиндре 8. Внутренняя полость цилиндра 8, в зависимости от конструктивного исполнения узла крыльчатки и величин компенсируемых усилий, может быть цилиндрической, конфузорной или диффузорной формы, а задняя торцовая поверхность ступицы крыльчатки - плоской, вогнутой или скошенной.

Расходомер может включать в себя также устройство для закручивания проходящего внутри цилиндра потока жидкости в сторону, противоположную действию момента сопротивления на крыльчатке от вязкостного трения среды. Устройство 13 может быть выполнено, например, в виде шнека, отдельных лопаток или деталей другого типа, обеспечивающих закрутку потока на заданную величину. При

этом задний торец ступицы крыльчатки может иметь дополнительные элементы (например, в виде ответных лопастей), позволяющие увеличивать компенсирующий эффект от момента сопротивления.

Предмет изобретения

1.Турбинный расходомер, содержащий крыльчатку, имеющую возможность осевого

перемещения, входной и выходной струенанравляющие аппараты, средство для компенсации осевого усилия и узел съема сигнала, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических свойств, повышения точности и

расщирения диапазона измерения, средство для компенсации осевого усилия выполнено в виде обращенного против потока измеряемой среды и установленного перед выходным струенаправляющим аппаратом дефлектора,

наружный диаметр которого больше диаметра ступицы крыльчатки, и полого с открытыми торцами цилиндра, установленного с радиальным зазором и соосно с дефлектором внутри его так, что между задним торцом цилиндра

и дефлектором имеется зазор.

2.Расходомер по п. 1, отличающийся тем, что внутри полого цилиндра установлено устройство, закручивающее проходящий через цилиндр поток измеряемой среды.

i2

81