Гидродинамический стенд для градуировки преобразователей скорости и расхода Советский патент 1979 года по МПК G01F25/00 

Изобретение относится к области измерительной техники и метрологии и может быть испрльзовано для градуировки, поверки и исследования средст измерения скорости потока и расхода жидкости. Известные расходомерные образцовы установки l представляют собой сис тему, содержащую напорный бак, питаю щий рабочий и сливной трубопроводы, мерный и пролетный баки, сливной резервуар, перекидное устройство с направляющим соплом, насос, органы управления расходомерной установкой, контрольно-измерительную аппаратуру и рабочие участки. Однако эти установки невозможно использовать для градуировки средств измерения скорости потока жидкости, так как при широком диапазоне воспроизводимых расходов, а следовательно, и скоростей потока, заполнение жидкостью формирователя струи (или сопла) может быть различным. Кроме того применение сменных фЪрмирователей струи с различной шириной щели приво дит к резкому увеличению холостого . цикла установки и. затрудняет ее эксплуатацию. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является расходомерная установка 2j, состоящая из напорного бака с развитым водосливом, трубопровода с испытательным участком, формирователя струи с перекидным устройством, мерного бака. Известная установка, кроме перечисленных выше, имеет следующие недостатки: установка узкопредельна, так как предназначена для больших расходов жидкости; применение в качестве перекидного устройства лопасти, поворачивающейся вокруг горизонтальной оси, не обеспечивает надежного уплотнения между боковыми торцами лопасти и стенкой перекидного устройства,.так как точки торцовой поверхности перемещаются с различной скоростью, которая увеличивается от оси лопасти к периферии. Это при.водит к неравномерному износу уплотнения, а следовательно, и к значительным утечкам жидкости. Целью изобретения является обеспечение градуировки измерительной скорости потока в широком диапазоне скоростей и повышение точности градуировки. Это достигается тем, что предлагаемый стенд снабжен приемным баком с датчиком уровня, вблизи дна приемного бака размещен выход трубопровода с ис пытательным участком, а формирователь струи установлен на вертикальной стен ке приемного бака и выполнен в виде ш берного устройства с прямоугольным ок ном, перемещающаяся заслонка которого установлена над окном, при этом пере кидное устройство выполнено в виде поворотной лопасти, установленной над формирующим струю окном и снабженной выступом на ее задней кромке. На фиг.1 изображен предлагаемый гидродинамический стенд; на фиг.2 - перекидное устройство и формирователь струи. Стенд состоит из напорного бака 1 с датчиком уровня 2, рабочего трубопровода 3 с испытательным участком .4, регулировочным игольчатым вентилем 5 и выходным патрубком 6, питающего трубопровода 7, сливного трубопровода 8, насоса 9, приемного бака 10, мерного бака 11 с водомерной трубкой 12, сливного резервуара 13. Приемный бак 10 представляет собой емкость прямоугольного сечения, на од ной из стенок которого, обращенной в сторону мерного бака 11, установлены перекидное устройство 14 и формирователь струи 15. Перекидное устройство 14 (фиг.2) .состоит из лопасти 16, имеющей воэмож ность поворота вокруг горизонтальной, оси 17, и привода поворота 18. Лопаст 16 имеет на задней кромке выступ 19, назначение которого - ускорение отсекания струи жидкости. На боковых сторонах лопасти 16 установлены щеки 20, назначение которых - удерживать струю жидкости от разбрызгивания в стороны. Форглирователь струи 15 установлен внутри приемного бака 10 и выполнен в виде шиберного устройства. Формирователь струи 15 состоит из заслонки 21 со скосом 22 на нижней кромке корпуса 23, внутри которого перемещается заслонка 21 при помощи червячно-винтового механизма 24. В корпусе имеется окно 25 прямоугольной формы со скошен ными кромками. Размер окна 25 на 25-30% меньше ширины лопасти 16 для исключения разбрызгивания струи жид кости Б стороны при нахождении лопасти 16 в положении закрыто. Кроме перекидного устройства 14 и формирователя струи 15 на приемном баке 10 установлен датчик уровня 26, положение которого относительно верхней кромки бака можно регулировать при помощи червячно-винтового механизма Предлагаемый гидродинамический стенд работает следующим образом. Перед началом работы лопасть 16 п(2рекидного устройства 14 находится в положении закрыто (на фиг.1 и 2 изображено штрихпунктирными линиями) , заслонка 21 формирователя струи 15 устанавливается относительно нижней кромки окна 25 таким образом, чтобы обеспечить необходимый расход жидкости из приемного бака 10. После указанных подготовительных операций жидкость насосом 9 из сливного резервуара 13 подается по трубопроводу 7 в напорный бак 1. Постоянство уровня в напорном баке 1 поддерживается известными способами и за счет того, что излишки жидкости через сливной трубопровод 8 самотеком поступают всливной резервуар 13. Контролируется уровень жидкости в баке 1 при помощи датчика уровня 2. По,трубопроводу 3 жидкость из напорного бака 1 поступает в испытательный участок 4, в котором размещены градуируемые средства измерения. Скорость потока жидкости регулируется при помощи игольчатого вентиля 5. Пройдя вентиль 5, жидкость по выходному патрубку 5 попадает в приемный бак 10. Выходное сечение патрубка 6 расположено у дна приемно-, го бака 10. По мере заполнения приемного бака 10 уровеньЖИДКОСТИ в баке поднимается и достигает датчика уровня 26, причем часть жидкости сливается через окно 25 и, отразившись от лопасти 16, попадает в сливной резервуар 13. Уровень жидкости в приемном баке 10 контролируется датчиком уровня 26 при помощи червячно-винтового механизма 27, Высота столба жидкости 4 от нижней кромки окна 25 до датчика уровня 26 всегда остается постоянной во всех режимах расхода и регулируется при помощи заслонки 21. Грубая установка заслонки 21 осуш.ествляется с пульта управления перед началом заполнения приемного бака 10, а точная - от датчика уровня 26 во время окончательной настройки стенда на заданный режим работы. Поэтому при fi-const разность высоты Н между уровнем жидкости в напорном баке 1 и приемном баке 10 также будет постоянной, что обеспечивает постоянство .заданного . значения скорости. Кроме того, при il-consi.скорость истечения плоской струи из приемного бака 10 всегда будет постоянной во всем -диапазоне из- . мерений, а траектория струи О-О будет также постоянной вне зависимости от расхода. После настройки установки на заданный режим подается команда на перекидное устройство 14. Привод 18 перекидного устройства 14 резко поворачивает лопасть 16 вокруг горизонтальной оси 17 и занимает положение над плоской струей. Плоская струя жидкости из приемного бака 10 свободно переливается в мерный бак 11. После .заполнения мерного бака 11 подается команда на перекидное устройство 14. Привод перекидного устройства 18 резко поворачивает лопасть 16 вокруг горизонтальной оси 17 и направляет струю жидкости в сливной резервуар 1 Наличие выступа 19 на конце лопасти 16 позволяет производить отсекание струи при входе выступа приблизительно на 1/3 толщины струи и уменьшить отсекания что особенно важно при больших расходах. После это го измеряют объем жидкости в мерном баке 11 при помощи водомерной трубки 12. Зная объем и время наполнения мерного бака, определяют скоростьпотока жидкости в испытательном участке. Формула изобретения Гидродинамический стенд для градуи ровки преобразователей скорости и рас хода., содержащий напорный бак, трубопровод с испытательным участком, формирователь струи с перекидным устройством и мерный бак, отличающийся тем, что, с целью обеспече ния градуировки измерителей скорости потока в широком диапазоне скоростей и повышения точности градуировки, стенд снабжен приемным баком с датчиком уровня, вблизи дна приемного бака размещен выход трубопровода с испытательным участком, а формирователь струи установлен на вертикальной стенке приемного бака и выполнен в виде шиберного устройства с прямоугольным окном, при этом перекидное устройство выполнено в виде поворотной лопасти, установленной над формирующим струю окном и снабженной выступом на ее задней кромке. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 328342, кл. G 01 F 25/00, 1972. 2.Павловский А.И. Измерение расхода и количества жидкостей, газа и пара. Изд.Стандарт, М., 1967,с.380, рис.241.

73

27

Фи-г.2