Устройство для измерения расхода Советский патент 1979 года по МПК G01F1/38 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения малых расходов жидкости или газа в испытательных машинах и стендах, особенно в замкнутых закольцованных системах с высоким абсолютным давлением и температурой измеряемой среды. Известны устройства для автоматического измерения малых расходов, основанные на использовании гидромотора с тахбйётрической головкой 1.

Недостатками такого устройства являются сложная кинематическая схема, высокая стоимость прибора, наличие электрической схемы, не безопасной для работы прибора во взрывоопасных помещениях, а также ограниченный его ресурс из-за большого числа труш.ихся элементов, что делает его мало пригодным для широкого применения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения малых расходов, содержащее пбдвижный чувствительный элемент (поршень), установленный в калиброванном участке тарированного объема, вход и выход которого снабжены жиклерами.

Чувствительный элемент перемещается вместе с потоком и возвращается в исходное положение при реверсе потока, осуществляемого гидравлическим узлом с применением противоточных клапанов и концевых переключателей, оаределяющих вели; ину хода запорного цйкЛбв в единицу времени, т.е. рЙсхбД рабочего тела 2.

Однако эти устройства для измерения расхода конструктивно сложны и громоздки, а применение концевых переключателей и электрической схемы исключает их применение во взрывоопасных помещениях, резко сокращает работоспособность и снижает точность замера из-за искротвбтб разрушения контактов.V

Кроме того, в известных устройствах возможны гидравлическиеудары, возникающие при срабатываниях гидравлического узла реверсирования потока.

Целью изобретения является получение возможности измерения малых расходов в закольцованных и открытых системах с высокой точностью и работоспособностью, а также упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенном устройстве чувствительный элемент выполнен в виде независимо подпружиненных сопла с заслонкой, размещенных коаксиально в измерительном трубопроводе, снабженном обводной трубкой, один конец которой подключен к нему перед входным жиклёром, а второй - в зоне размещения корпуса сопла, при этом в последнем выполнена сквозная проточка, а в обЬодной трубке установлен отсечной клапан, причем вторичный преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных датчика перепада давления, подключенного к полости измерительного трубопровода за входным жиклером и к обводной трубке за отсечным клапаном, электронного счетчика импульсов, преобразователя, цифрового показывающего табло и регистрирующего блока.

На чертеже представлена схема описываемого устройства.

Устройство содержит чувствительный элемент, выполненный в виде заслонки 1 и сопла 2, взвещенных между пружинами 3, 4, 5, корпус 6, жиклер 7, установленный на входе, жиклер 8, установленный на выходах, отсечной клапан 9, датчик 10 перепада давлений, электронный счетчик 11 импульсов, преобразователь 12, цифровое показывающее светящееся табло 13 и цифропечатающий или записывающий блок 14. Полость 15 высокого давления перед жиклером 7 при помощи обводного канала 16 подведена к корпусу 17 сопла 2, в которой выполнена проточка 18, сообц1ающа1Я внутреннююполость 19 с полостью 15 высокого давления.

Устройство работает следующим образом.

Когда расход через устройство равен нулю, т.е. при Ptx-Ptitr-G, заслонка 1 полностью перекрывает проходное сечение «Д сопла 2, а пружины 3, 4, 5 сжаты на величину, обеспечивающую это положение.

Когда через устройство проходит расход жидкости или газа, т.е. при Р«х-Р Ьг ДР в полости «А корпуса 6 начинает повыщаться давление: перепад давлений на чувствительном элементе растет, и заслонка вместе с соплом 2 перемещается вниз, расслабляя затяжку пружины 3. Пружина 4 при этом сохраняет свою затяжку и удерживается в та-ком положении нарастающим перепадом давлений на чувствительном элементе, а пружина 5 снижается пропорционально его перемещению.

Отсечной клапан 9 открыт, так как вследствие перекрытия обводного канала 16 корпусом 17 сопла 2 перепад давлений на. отсечном клапане 9 равен нулю.

При соверщении чувствительным элементом рабочего хода проточка 18 сообщается с каналом 16. Давление в полости «Б резко повышается, перепад давления на чувствительном элементе падает, и пружина 4 релейно возвращает заслонку I в исходное положение. Одновременно с этим отсечной клаан 9 релейно перекрывает обводной канал

16, так как при расходе в полости «Б на отсечном клапане 9 растет перепад давлений и релейно его закрывает. Сопло 2 под воздействием пружины 5 возвращается в исходное положение, и заслонка 1 вновь перекрывает сопло 2. Обводной канал 16 и проточка 18 перекрываются. Отсечной клапан 9 открывается вследствие уменьщения перепада давлений на нем, и полость высокого давления (РД) по обводному каналу 16 подводится к корпусу 17 сопла 2.

После этого цикл повторяется.

Жиклеры 7 и 8 по своему расходу несоизмеримы с расходом через сопло 2 и отсечной клапан 9, что способствует мгновенному выравниванию перепада давлений на чувствительном элементе при соверщении им рабочего хода.

Импульс перепада давлений на отсечном клапане 9, изменивщийся при вскрытии канала 16 и численно равный одному циклу перемещения чувствительного эле.мента, поступает на датчик 10 перепада давлений, преобразуется в электрический сигнал, попадает отдатчика 10 на электронный счетчик 11 импульсов, а затем на преобразователь 12, свеовое табло 13 и регистрирующий блок 14.

Расход жидкости или газа при этом пропорционален числу импульсов (циклов) в единицу времени, так как площадь чувствительного элемента - величина постоянная и умноженная на величину его хода показывает значение вытесненного объема или расхода.

Формула изобретения

Устройство для измерения расхода, содержащее измерительный трубопровод, вход и выход которого снабжены калиброванными жиклерами, подвижный чувствительный элемент, размещенный внутри упомянутого трубопровода, и вторичный преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности измерения и упрощения конструкции, в нем чувствительный элемент выполнен в виде независимо подпружиненных сопла с заслонкой, размещенных коаксиально в измерительном трубопроводе, снабженном обводной трубкой, один конец которой подключен к нему перед входным жиклером, а другой - в зоне размещения корпуса сопла, при этом в последнем выполнена сквозная проточка, а в обводной трубке установлен отсечной клапан, причем вторичный преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных датчика перепада давления, подключенного к полости измерительного трубопровода за входным жиклером и к обводной трубке за отсечным клапаном, электронного счетчика импульсов, преобразователя, цифрового показывающего табло и регистрирующего блока.

«аг.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества, М.-Л., 1975, с. 713, рис. 374.