ЗОЕСОЮЗНАЯ Советский патент 1973 года по МПК G01F1/12 

1

Изобретение относится к области приборостроения и предназн1ачено для измерения объемного расхода жидкости или газа.

В известных объемных расходомерах; содержащих корпус, чувствительный элемент в виде крыльчаток с различным углом наклона лопастей и узел съема сигнала, компенсационные устройства обеспечивают компенсацию лишь незначительных моментов сопротивления, в результате чего непосредственно подключать к крыльчаткам измерительные механизмы (счетчики, тахогенераторы, указатели) во многих случаях невозможно, так как при этом появляются значительные погрешности.

Для повышения точности измерения в предлагаемом расходомере крыльчатки снабжены стаканами, в стенках которых выполнены окна, расположенными соосно один в другом и образующими в целом лабиринтное уплотнение, а ступица второй ло потоку крыльчатки имеет каналы, соединяющие полость перед упомянутой крыльчаткой с полостью за ней.

На фиг. 1 представлен обший вид описываемого расходомера; на фиг. 2 - его поперечный разрез; на фиг. 3 - крыльчатки с различным наклоном лопастей.

Расходомер содержит струенаправляющие аппараты 1-3, первую 4 и вторую 5 по потоку крыльчатки. Крыльчатка 4 имеет стакан 6 с окном 7, а крыльчатка 5 - стакан 8 с окном

9, который помещен в стакане 6, не касаясь его. Стаканы образуют лабиринтное уплотнение. Стакан 6 служит заслонкой для окна 9. Крыльчатка 4 посажена на вал 10 и вращается в кернах 11, а крыльчатка 5 - в подшипниках 12, насаженных на неподвижную ось струенаправляющего аппарата 2. Крыльчатка 5 имеет зубчатое колесо 13, находящееся в зацеплении с зубчатым колесом J4. Последнее Н1асажено на вал 15, выходящий из прибора. Вал 15 может быть соединен со стрелкой, счетчиком, интегратором, электрическим генератором и т. д. в зависимости от характера требующихся выходных данных расхода. Крыльчатка 5 имеет в ступице отверстия 16, а струенаправляющий аппарат 2 - отверстия 17.

Лопасти крыльчатки 5 расположены под большим углом к направлению продольной оси расходомера, чем лопасти крыльчатки 4.

Расходомер работает следующим образом.

Через крыльчатки проходит почти одинаковое количество жидкости, если окна стаканов не расположены одно против другого. Это обеспечивается гидравлическим уплотнением, создаваемым этими стаканами. Стакан 6 является заслонкой, закрывающей проход потоку через окно 9 и отверстия 16 и 17. Так как лопасти крыльчатки 5 расположены под большим углом к направлению продольной оси

расходомера и, следовательно, к направлению потока, то она вращается быстрее, чем крыльчатка 4. При этом обязательно наступает момент, когда окна 7 и Р сближаются и открывают дополнительный проход для потока через щель, образуемую этими окнами и отверстиями 16 и 17. Так как количество жидкости (газа), проходящее через лопасти крыльчатки 5, уменьщается, скорость последней падает. Размеры окон должны быть выбраны с таким учетом, чтобы при максимальном проходе, образуемом этими окнами, скорость крыльчатки 51 была бы меньше, чем у крыльчатки 4. Тогда крыльчатка 5 будет вращаться при соблюдении некоторого взаимного расположения окон 7 и Р. Так как окно 7 вращается вместе с крыльчаткой 4. то крыльчатка 5 следует за ней, не отставая и не опережая ее ни на один оборот. При этом окна сохраняют некоторый дополнительный проход, через который часть жидкости (газа) проходит мимо лопастей крыльчатки 5. При возрастании сил сопротивления на валу крыльчатки 5, т. е. при ее торможении, она начин1ает отставать от крыль чатки 4. При этом происходит смещение окна 9 относительно окна 7, что приводит к уменьшению потока, идущего через проход, образуемый окнами. Соответственно возрастает поток, проходящий через лопасти крыльчатки 5, и, следовательно, появляется дополнительный момент, Компенсирующий силы сопротивления. Для нормальной работы прибора, а именно, постоянного следования крыльчатки 5 за крыльчаткой 4, необходим некоторый гарантийный проход через окна 5 и 7. Чем точнее будут рассчитаны возможные силы сопротивления, тем меньшим может быть выбран этот проход. Таким образом, крыльчатка 5 работает как силовая турбина, предназначенная для использования значительной

части энергии потока. При этом скорость вращения ее равна скорости свободно вращающейся в потоке крыльчатки, так как крыльчатка 5 следует за крыльчаткой 4. На валу 15 развивается значительный момент, а скорость

вращения вала и число оборотов дадут точную информацию о расходе и количестве проходящего потока.

Предмет изобретения

Объемный расходомер, содержащий корпус, чувствительный элемент в виде двух крыльчаток с различным углом наклона лопастей и узел съема сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, крыльчатки снабжены стаканами, в стевках которых выполнены окна, расположенными соосно один в другом и образующими в целом лабиринтное уплотнение, а ступица второй по потоку крыльчатки имеет каналы, соединяющие полость перед упомянутой крыльчаткой с полостью за ней.

11 ю 7 1риг 5 V j

15 2

п

PuZ.i

иг.З