Колокольная дискретно-динамическая установка для точного воспроизведения и измерения расхода газа Советский патент 1980 года по МПК G01F25/00 

(54) КОЛОКОЛЬНАЯ ДИСКРЕТНО-ДИНАМИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

ДЛЯ ТОЧНОГО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ГАЗА

I

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в расходомерных установках, применяемых при градуировке и поверке счетчиков и расходомеров газа, а также для точного воспроизведения и измерения количества и расхода газа.

Известны установки для градуировки и поверки счетчиков и расходомеров газа, созданные на базе колокольных мерников, в которых отсчет показаний осуществляется на ходу колокола 1.

Известно также устройство с вращающимся колоколом для градуировки и поверки ротационных счетчиков и расходомеров газа, содержащее колокол, питатель газа, систему трубопроводов с запорными органами, приборы для съема «на ходу показаний испытываемого прибора и раму с установленными на ней редуктором и электроприводом вращения колокола 2.

В этом устройстве с целью повыщения чуствительности и точности, а также расщирения пределов измерения колоколу сообщено вращательное движение вокруг вертикальной оси. Кроме того, градуировка или

поверка осуществляется в динамическом режиме путем пропуска через предварительно разогнанный испытываемый прибор контрольного объема газа и автоматическим съемом «на ходу его показаний.

Для обеспечения строго вертикального положения колокола во время его перемещения здесь применены вертикальные направляющие колонны, а также рама с роликами. В таких направляющих неизбежно возникает трение, зависящее от скорости перемещения колокола. Следовательно, обусловливаемые этими силами трения потери давления зависят от расхода, а потому и непостоянны. Кроме того, непостоянство сил трения обуславливается дополнительно локальными неровностями направляющих ко15лонн, что устранить в процессе их изготовления практически невозможно. Эти обстоятельства вызывают нестабильность расхода и ухудщают чувствительность установки, а наличие рамы с роликами и редуктора ус20 ложняет конструкцию.

Целью изобретения является повыщение чувствительности и точности установки и упрощение ее конструкции.

Цель достигается тем, что средство стабилизации вертикального положения колокола выполнено инерционным в виде корпуса электродвигателя со статорной обмоткой, снабженного жестко связанным с ним кольцевым маховиком, и жестко связанного с кольцами коллектора питания, при этом ротор электродвигателя соединен непосредственно и жестки с колоколом через вращающуюся опору с подвесом.

На чертеже представлена схема устройства.

Установка состоит из погруженного в резервуар с жидкостью колокола 1, источника расхода газа 2, трубопроводов 3 и 4, клапанов 5 и 6, испытываемого прибора 7, контрольный линейки 8, скользящих контактов 9, стальной ленты 10, компенсационной цепи 11, а также средство стабилизации положения колокола, являющегося одновременно реактивным приводом его вращения. Он состоит лз жестко соединенного с колоколом 1 ротора 12 электродвигателя, корпус которого вместе со статорной обмоткой 13 жестко связан с сбалансированным кольцевым маховиком 14 и кольцами коллектора 15, предназначенного для подвода электрического напряжения к обмотке статора 13. Другой конец ротора 12 через вращающуюся опору 16 связан с узлом подвеса 17, обеспечивающим свободное вращение колокола вместе со средством стабилизации относительно невращающихся стальной ленты 10 и компенсационной цепи 11.

При подаче электрического питания к обмотке статора 13 последний совместно с кольцевым сбалансированным маховиком 14 приходит во вращение относительно невращающегося ротора 12. Благодаря этому вследствие гироскопического эффекта обеспечивается вертикальная устойчивость колокола 1. Кроме того, под действием возникающего реактивного момента приходит во вращение в противоположную сторону ротор 12 электродвигателя, обеспечивая медленное вращение, колокола вокруг вертикальной оси. Таким образом, упомянутое устройство одновременно выполняет две функции: стабилизирует вертикальное положение колокола без направляющих колонн и роликов и обеспечивает его медленное вращение вокруг вертикальной оси.

Во время измерительного цикла ротор и статор электродвигателя вращаются в противоположные стороны, причем скорость вращения ротора обусловливается моментом инерции колокола и силами трения при его перемещении в жидкости, а скорость вращения статора - моментом инерции кольцевого маховика. Размеры и массы маховика по отношению к колоколу выбираются такими, чтобы его момент инерции был на несколько порядков меньще момента инерции колокола. При этом статор с кольцевым

маховиком будет вращаться на несколько порядков быстрее. Благодаря этому обеспечивается медленное проворачивание ротора вместе с колоколом вокруг вертикальной оси. Быстрое вращение кольцевого маховика

приводит к возникновению гироскопического эффекта, благодаря чему и обеспечивается вертикальная устойчивость колокола во время его перемещения. Вследствие этого отпадает потребность в раме и направляющих колоннах.

Колокольная дискретно-динамическая установка для точного воспроизведения и измерения расхода газа работает следующим образом.

Перед началом испытания заполняют пространство под колоколом 1 измеряемым газом из источника 2 через трубопровод 3 и открытый клапан 5. При этом клапан 6 в трубопроводе 4 закрыт.

После заполнения пространства под колоколом 1 примерно на 3/4 объема открывают клапан 6 и одновременно включают подвод электроэнергии к обмотке статора 12. При этом испытываемый прибор 7, установленный в выходном трубопроводе 4, начинает разгоняться до установивщегося режима, а колокол 1 и кольцевой маховик 14 начинают вращаться и также выходят на установивщийся режим вращения. Колокол 1 в это время продолжает еще подниматься до своего верхнего положения.

После полного заполнения пространства

O под колоколом 1 клапан 5 закрывают. К

этому времени поток газа в трубопроводе 4

уже достиг своего установившегося режима.

Колокол 1 начинает опускаться и его

перемещение измеряется по показаниям конт. рольной линейки 8, перемещающейся вдоль

скользящих контактов 9 и связанной стальной лентой 10 с колоколом 1. При опускании колокола контактами 9 включается и выключается хронометр (на чертеже не показан). Проведя осреднение во времени значения

jj пропущенного объема газа, отсчитанного по контрольной линейке 8, получим значение воспроизводимого или измеряемого расхода газа. После сличения полученного значения расхода с показаниями испытываемого расходомера судят о его точности.

S При поверке счетчиков объем газа, пропущенный за определенный промежуток времени, отличается с показаниями испытываемого прибора и по разности этих показаний судят о его точности. - При использовании установки лищь в качестве средства воспроизведения или измерения расхода газа (а не средства для градуировки или поверки расходомеров и счетчиков) вместо испытваемого прибора 7 устанавливается патрубок с фланцами.

5 Наличие в установке инерционного стабилизатора положения колокола, являющегося одновременно реактивным приводом вращения колокола, позволяет существенно