ТУРБИННЫЙ ТАХОМЕТРИЧЕСКИЙ РАСХОДОМЕР Советский патент 1970 года по МПК G01F1/12 

Изобретение относится к средствам измерения .расхода ил.и скорости движения жидкост И или газов в трубопроводах.

Известен турбинный тахометрический расходомер, содержащий установленную внутри трубопровода крыльчатку, вращающуюся в опорах с возможностью аксиального смещения относительно неподвижного магнитопровода с обмоткам.и, питаемыми источником переменного на.пряжения, и узел съема сигнала скорости вращения крыльчатки.

Наличие в таком устройстве узла измерения синхронизации, т. е. разности скорости контролируемого потока и скорости вв.инчива.ния крыльчатки, значительно усложняет конструкцию расходомера ,и снижает его надежность. Этот узел встраивается .в трубопровод и выполняется либо в виде размещенной за крыльчаткой плоокой «ластины, авяза1Н1Ной (с Индуктй1В ным (прео|б|ра80|ва|телем угло|ВОго перемещения, л.И|бо IB виде дифференциального 1ма,нометр;а с .И1нду1ктииными 1П1реоб;разо1вател1Ями ipia3HOсти уровней.

Целью изобретения является упрощение конструкции турбинного тахометрического расходомера и повышение его надежности.

Это доститается тем, что симметрично основному магн.итопроБоду с многополюсньши обмотками относительно узла съема сигнала скорости вращения крыльчатки установлен

доиолнительный магнитопровод, например, кольцевой ИЛ.И дуговой, обмотка которого подключена к источнику переменного напряжения с обратным порядком чередования фаз по

сравнению с обмоткам.и основного магнитопровода.

На чертеже представлена схема описываемого расходомера.

КрыльчаТ1ка / раз;меще1на в опорах 2 1И 3,

допускающих аксиальное смещение, и снабже:на |иреимущесгве« но цил.инарвдчаским ободом 4 из электропроводящего материала. В зоне возможнь х положений обода 4 крыльчатки / (вНаправлении оси последней) с внешней

стороны трубо-провода 5 расположены по меньщей мере два кольцевых или дуговых магнито.провода 5 и 7 с двух- или многополюсными обмоткам.и 8 и 9, подключенным.и с обратным порядком чередования фаз к источнику 10 двух- или многофазного переменного напряжения. С внешлей стороны трубопровода меж.д|у магнито1пр01Вада1МИ б,и 7находится преимущественно магнитоиндукц.ион.ный узел 11 ,съема сигнала (IB частотной форме)

скорости вращения крыльчатки, поступающего -по цепи 12 на выход устройства (например, к индикаторам расхода или скорости движения, а также количества проходящей жи.дкостиИЛИ газа). На ободе- крьмьчашки / разсъема сигнала, выполненные, на-пр.имер, в виде участка из фарромагвииного материала, либо ,13 виде участи-аа 1из диэлек-11р1№че ако(го материала.

Для улучшения динамических .свойстз (в частности, динамической точности) расходомера одна из опор крыльчатки (или обе опоры) представляет собой цилиндр поршневой пары с отверстием 4, а поршнем указанной поршневой пары является конец 15 оси крыльчатки.

Предлагаемый расходомер работает следующим оюразом.

При .пи1таи1ии (перемевным иат ряжением источника 10 обмоток 8 н 9 магнитопроводов 6 и 7 впоследних создаются противоположно вращаюш.иеся (в случае кольцевых магнитопроводо-в) .или (в случае дуговых магнитапроводов) магнитные поля.

При расходе жидкости нл.и газа, равном нулю, и среднем положении крыльчатки (относительно магнитопроводов) вращающие моменты, возникающие при взаимодействии вращающихся-магнитных полей .и обода 4, ади:наковы и результирующий момент равен нулю.

Под действием потока жидкости или газа в трубопроводе 5 крыльчатка приводится во вращение, а вследствие возникновения перепада давлений в зонах перед .и за крыльчаткой На нее воздействует аксиальное усилие. Поскольку опоры 2 и 5 в предложенном выполнеНИИ д-апктакают аккпиальное смещение, крыльчатка с ободом смещается из среднего положения в зону магннтопровода, расположенного за крыльчаткой, причем направлевие вращения магнитного «поля этого магнитопрозода .выбирают так, чтобы ано совпадало с направлением вращения .крыльчатки под действием потока.

В результате смещения обода 4, относительно среднего -положения, вращающий молшнт. созданный .вращающ.ИМСя в направлении вращения крыльчатки магнитным полем, возрастает, а вращающ.ий момент, созданный вращающимся магнитным полем, направленныл противопололчно вращению крыльчатки, уменьшается, вследствие чего скорость врашения крыльчатки .увеличивается.

Этот процесс аксиального смещения крыльчатки .и увеличения ее скорости вращения продолжается до момента достижения равенства скорости потока и скорости ввинчи.вания крыльчатки в ноток, т. е. до установлеЕнш равенства нулю перепада давлений .в зонах перед и за крыльчаткой.

При уменьщен.ии расхода жидкости или газа скорость ввинчивания крыльчатки становится больще скорости потока и нач.инается аксиальное смещение крыльчатки в направлении, противоположном рассмотренному. Это .-приводит к уменьшению результирующего

вращающего момента, воздействующего на крыльчатку, и снижению ее скорости вращеи.ия.

Поршневая пара, образованная опорой 3 с 5 отверстием 14 и концом 15 оси .крыльчатки, выполняет роль демпфера при возмолсных резких рассогласованиях и смешениях крыльчатки, что новыщает устойч.ивость автоматического регулирования скорости вращения крыльчатки, деМ,пф.ирует колебания, улучшает качество переходных процессов « уменьшает .динамическую погрешность (HanpHMep, в результате перерегулирования).

Таким образом, предлагаемый расходомер

5 представляет собой а.втокомпенсационную систему (астатическую с точкн зрения теории авторегули.рован.ия), в которой а.-втоматически устанавливается и поддерживается соответствие расхода и -скорости вра-щения крыльчатки

0 (последнее в результате взаи.модействи-я элементов 13 .на ободе 4 .и узла 11 съема сигнала преобразуются .в форму частоты импульсов, которые по цени 12 поступают на выход устройства).

5 Функции дифференциального измерителя перепада давлений, крыльчатки, ротора отра батывающего электродвигателя и интегрирующего звепа следяи;ей сист-емы выполняет один (в конструктивном отношении) элемент -

О крыльчатка 1 с ободом 4, вращающаяся под действием противоположно направленных, вращающихся или бегущих, магнитных полей 3 опор.ах 2 и 3, допускающих аксиальное смеш..сние. Это позволяет существенно упростить

5 устройство и исключ.ить необходимость пр.именения и .встраивания в трубопровод измерителя синхронизации.

Предлагаемый расходомер является реверсивным, регулирование скорости вращения

0 крыльчатки астатическое.

Предмет и з о б .р е т е и и я

Турбинный тахом-гтрический расходомер, содержащий установленную внутри трубопровода крыльчатку, в;ращающуюся в опорах с во-зможностью аксиального смещения относительно неподвижного магнитопровода с обмоткам.и, .п.итаемыми источником перем-енного на-пряжения, И узел съе1ма сигнала скорости вращения крыльчатки, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, симметр.ично основному магн.итопров.оду с многополюсными обмотками относительно узла съема сигнала скорости вращения крыльчатки установлен дополнительный лгагнитонровод, .например, кольцевой или дуговой, обмотка которого подключена -к источнику переменного напряжения с обратным порядком чередования фаз по сравнению с обмoт. основного магнитопровода.

/2

- 7

-.9

fn

J /5 «

QUQ х

b b