Преобразователь расхода Советский патент 1975 года по МПК G01F1/00 

1

Изобретение относится к турбинным измерителям расхода газа, жидкости или .

Известный первичный преобразователь расхода с байпасным разделением потока имеет чувствительный элемент в виде тур-бинки, байпасный канал и преобразователь оборотов турбинки.

В этом приборе с целью компенсации влияния вязкости измеряемый поток делится на две части: основную, вращающую турбинку, и вспомогательную, направляемую по обводному каналу мимо турбинки.

В корпусе известного преобразователя основной канал с турбинкой расноложен концентрично внутри байпасного канала. Байпасируемый поток проходит в зазоре между двумя стенками, образованном корпусом преобразователя и отрезком трубы, внутри которой расположена турбинка. В связи с этим такой преобразователь расхода обладает пониженной чувствительностью из-за необходимости выполнять турбинку гораздо меньшего диаметра, чем внутренний диаметр проточной части корпуса, вследствие чего усилия, прикладываемые к турбинке, занижены за счет уменьшения, ее радиуса, что ведет, в свою очередь, к нонижению чувствительности и точности прибора, а также к сужению диапазона измерения.

Преобразование оборотов турбинок, имеющих относительно малые диаметры, сопряжено с трудностями получения необходимых сигналов, так как при малых радиусах турбпнок

малы и линейные скорости их отметчиков, возбуждающих в узле съема сигнала электрические импульсы.

Для повышения точности измерения, чувствительности и расширения области применеПИЯ и диаиазона сред, в том числе с малой плотностью, например газов, при низких статических давлениях, в предлагаемом преобразователе основной канал образован внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью ступицы направляющего аппарата, выходной диаметр которой равен диаметру ступицы измеритсльиой турбинки, а байпасный канал образован внутренними новерхностями ступиц направляюи1его аппарата и измерительной турбинки и иаружной поверхностью обтекателя, выполненного в виде тела вращения, и расположен концентрично основному каналу внутри ступицы направляющего аппарата, при этом выходная часть байпасного канала выполнена в виде щелевидных отверстий в дисковой части ступицы измерительной турбинки, а во входной части этого канала установлена дополнительная турбинка, жестко связанная с валом измерительной турбинки.

Кроме того, ступица выпрямляющего аппарата выполнена с диаметром не более, чем максимальный диаметр внутренней поверхности байпасного канала.

На фиг. 1 представлен описываемый преобразователь расхода; на фиг. 2 - градуировочные характеристики преобразователей (а- без байпаеного 1 анала, б - с байпасным каналом).

Первичный преобразователь потока с байпасным разделепием его еодержит корпус 1, направляющий и выпрямляющий поток аппараты 2 и 3, чувствительный элемент -- измерительную турбинку 4 е подщипниками 5, узел преобразователя 6 оборотов турбинки в частоту следования электрических импульсов, дополнительную турбинку 7, жестко связанную е валом 8, врап1,ающимся на опорах 9. Основной канал 10 обеспечивает поет пление измеряемого потока на лопасти турбинки 4. Байпасный капал 11, образованный поверхностью аппарата 2 и поверхностью 12, пропускает ту часть потока, которая вращает только турбипку 7. Байпасированная часть нотока проходит далее через отверстия 13, не воздействуя на лопасти турбинки 4.

Отверстия 13 на дисковой части турбипкп 4 выполнены в виде концентрично расположенных относительно оси вращения щелей, общая площадь которых близка к про.ходного сечения байпасного канала.

Преобразователь работает следующим образом. При поступлении контролируемого потока в корпус 1 преобразователя весь поток разделяется с помощью ступицы аппарата 2 на два потока: основной, проходящий по кольцевому каналу 10, и вспомогательный, байпасируемый, проходящий по кольцевому каналу И.

Основная часть потока воздействует только на измерительную турбинку 4, а байпасированная часть - только на дополнительную турбинку 7. Описываемый преобразователь предусматривает вращение обеих турбинок в одну сторону. Причем турбинка 7, установленная на опорах 9, вращается заодно с валом 8, на втором конце которого на самостоятельных подщипниках 5 вращается измерительная турбинка 4. Изменяя геометрические нараметры обоих каналов и их гидравлические параметры, можно еущественно выравнивать градуировочные характеристики преобразователей.

Байпасирование потока через центральную часть устройства позволяет выполнять измерительную турбинку с максимально возможным радиусом. Следовательно, на ней можно получить повышенные движущие моменты. Это также позволяет получать больщие значения сигналов с отметчиков при больщих зазорах.

Повыщение чувствительности и точности измерения, расширение диапазона и области применения обеспечиваются установкой турбинки 4 с нодщипниками 5 на уже вращаюн:1емся в ту же сторону валу 8.

Так как износ подшипников лимитируется осевой нагрузкой, в описываемом преобразователе эта нагрузка компенсируется за счет создания за измерительной турбинкой области с новыщенным статическим давлением, которое действует на задний торец ступицы турбинки 4 в сторону, противоположную действию измеряемого потока. Для этого ступица выпрямляющего аппарата выполнена с

диаметром, меньшим диаметра стуницы направляющего аппарата турбинки 4, и полой. Повышенное давление за измерительной турбинкой действует на глухую часть торца турбинки 4, стремясь отжать ее.

Формула изобретения

Преобразователь расхода, содержащий корпус, направляющий и выпрямляющий поток

аппараты, измерительную турбинку, основной и байпасный каналы и преобразователь оборотов турбинки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, чувствительности и расщирения диапазона измерения и области применения, в нем основной канал образован внутренней поверхностью корпуса преобразователя и наружной поверхностью ступицы направляющего аппарата, выходной диаметр которой равен диаметру

ступицы измерительной турбинки, а байнаспый канал образован внутренними поверхностями ступиц направляющего аппарата и измерительной турбинки и наружной поверхностью обтекателя, выполненного в виде тела

вращения, и расположен концентрично основному каналу внутри ступицы направляющего аппарата, при этом выходная часть байпасного канала расположена в дисковой части ступицы измерительной турбинки, во входной

части этого канала установлена дополнительная турбинка, жестко связанная с валом измерительной турбинки, а диаметр ступицы выпрямляющего аппарата выполнен не более максимального диаметра внутренней поверхиости байпасного канала.

I, Лиаг/азон змерени

t -

i /

Диапазон узмереиуя

7 /ча€

Фи. 2