Сужающий элемент переменного сечения Советский патент 1980 года по МПК G01F1/00 G05D7/00 

Изобретение относится к изм€ рительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения расхода среды в каналах прямоугольного сечения при колебаниях температуры этой среды. Известны устройства для измерения расхода среды, в которых площадь про ходного отверстия диафрагмы автоматически изменяется при изменении тем пературы среды так, чтобы результаты измерения расхода не зависели от изменения TeMnepaTSTJbi 1 . В этих устройствах площадь проходного отверстия диафрагмы изменйется при перемещении корректирующей иглы, ось укреплена на подт вижной крышке из двух сильфонов. В пространстве между двумя сильфонами заключена порция газа того же состава, что и измерйемый. Изменение температуры газа будет восприниматься газом, заключенным между сильфонами и вызывать перемещение корректирующей иглы таким образом, чтобы площадь отверстия диафрагмы изменялась пропорционально Vf, где Т - темпет ратура измеряемого газа в радиусах Кельвина, т.е., чтобы соблюдалось равенство --- const, где F .- площадь проходного сечения сужающего устройства. ,Это достигается соответствующим профилированием корре.ктир.ующей иглы. Однако эти устройства имеют сложную конструкцию и могут работать только в условиях совершенно чистых и неагрессивных сред. Цель изобретений - устранение указанных недостатков. Цель достигается тем, что сужающий элемент выполнен в виде сопла, образованного двумя биметаллическими пластинами, закрепленными одними своими концами напротивоположных сторонах измерительного канала с зазором относительно.двух других сторон, при этом активные слои пластин обращены к оси сопла, а длина пластин выбирается из соотнощений Г fe.s У. ЬтоК-с,) -длина пластины;, -толщина пластины;

TQ - расчетная (номинальная)

температура газа;

Ь - расчетная (номинальная)

ширийа проходного сечения

сопла, соответствующая - коэффициент теплового линейного расширения пассивного слоя;

. с JI - коэффициент теплового линейного расширения активного слоя.

На фиг; 1 и 2 приведена схема сужающего элемента переменного сечения.

Он содержит биметаллические пластины 1, образующие плавно сужающийся элемент (сопло) 2, закрепленный ,на про ивоположных сторонах канала 3, ййШщёТс пряйоугольное проходное сечение с зазорбмотносительно двух T f Hx cTopoH, позволяющим пластинам изгибаться при изменении температуры. .;

Активные слои пластин 1 обращены сопла, а длина пластин выбрана из условия . р

const,

ir

где F -площадь проходного сечения сужающего элемента (сопла); Т - температура измеряемого газа в градусах Кельвина.

Сужающий элемент работает следующим образом.

Активные слои пластин обращены к6ди7 п(§тойу площадь проходного .сечёния сопла увелйчивается при увеличении температуры протекающей

среды. .,, .-, . ,....,...,,,.... ...,

Для соблюдения условия независи- . мости расхода от температуры длина пластин выбирается по приближенной формул ;:::;;-:::; ; :v::, .::.;... ,..,.1

-Za const, .. , VT. . fr

- расчетная (номинальная)

F., площадь пр сЗхоДного сечения сопла;.

(номинальная)

TQ - расчетная ёмпература газа ,: .

дa

. - - -. i .-,-

) --

a.fe

изменение темперал Т Т - Т, туры

а высота проходного сечения сопла; Ь расчетная (номинальная) ширина проходнр.го сечения при Т( прогиб биметаллиУ ческой пластнны

726428

(отклонение свободного конца пластины от рассчетного

(номинального) положения) .

Так как

3()«

ЛТ у

--4

(X - коэффициент теплового линейного расширения пассивного слоя;

с - коэффициент теплового линейного расширения активного слоя; С - длина пластины; S - толщина пластины,

,.,г

7rir-b5-b:±:il :

uiT,

S-b

Разложив левую часть равенства в ряд Тэйлора и ограничиваясь двумя первыми членами, получим:

,.i.i,.|biid.,,

О2g.g,

или«

сЛ e.-s -у Ьто(х,

Формула изобретения

Сужающий элемент переменного сечения для Компенсации изменения темг пературы среды, содержащий пласт1ины, установленное В измерительном канале, о т л и чаю щ и и с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности измерения расхода в прямоугольных каналах, он выполнен, в виде сопла, образованного двумя биметаллическими ;пластинами, закреплёнными одними своими концами на протйвбположных сторонах измерительногокаййлас з;азором относительно двух других сторон, при этом активные слои пластин обращены к оси сопла, а Длина пластин выбирается из соотношения

/2

, i

3To(o.

де & S

длина пластины; тол111ина пластины; расчетная (номинальная)

Т.. температура газа; расчетная (номинальная) ширина проходного сечения сопла, соответствующая Ту ;

коэффициент теплового, линейного расширения пассивного слоя

коэффициент теплового линейного рас111ирения активного слоя.

F7| Г

// / / / I/ / / / / / / /

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кремлевский П.П, Расходомеры и счетчики количества. 1975, с. 119-120 (прототип).

+ ) lue/