Тахометрический преобразователь расхода Советский патент 1981 года по МПК E21B47/10 

(54) ТАХОМЕТРИЧЕСКЙЙ ПРЕОЁРАЗОВАТЕЛЬ РАСХОДА

1

Изобретение относится }с скоростным |гахометрическим преобразователям объемного расхода газа или пара в число оборотов турбины с коррекцией измене-. НИИ плотности измеряемой среды с целью получения сведений о ма:ссовом расходе.

Известен тахометрический преобразователь расхода, содержащий корпус и турбину в виде многоэаходной витой трубчатой пружины. В этом устройстве полость пружины заполнена термической жидкостью, что позволяет простыми средствами осуществлять коррекцию показаний прибора в соответствии с температурными изменениями плотности контролируемого потока, т.е. осуществлять привязку показаний объемного расхода к менянщейся от температуры величине массового расхода 1 .

Недостатком устройства является отсутствие в нем корректора изменений плотности измеряемого потока по давлению, в связи с чем прибор не позволяет получать сведений о массовом расходе газообразных и парообразных сред в условиях меняющегося статического давления.

Цель изобретения - обеспечение получения информации о массовом расходе при переменном статическом давлении.

Поставленная цель достигается тем, что внутренняя полость витой трубчатой пружины отнакуумирована.

10

На фиг. I схематически показан скоростной тахометрический преобразователь расхода с вертикальным расположением оси в частичном разрезе; на фиг. 2 - турбина преобразователя,

ts разрез А-А на фиг. 1. Стрелками показано направление движения потока.

Скоростной тахометрический преобразователь состоит из корпуса I, измерительной турбины 2, вращающейся в

20 опорах 3 и 4, расположенных в специальных гнездах на направляющих аппаратах (струевыпрямителях) 5 и 6. Турбина 2 выполнена в виде многозаход3ной витой трубчатой пружины (фиг.1) имеющей в поперечном сечении (фиг.2) конфигурацию турбины (ярко выраженные ступицы и радиально расположенные про дольные лопасти), отличающейся от обычной турбины только наличием внутренней полости. Торцы пустотелой турбины герметично заглушены (фиг. l) и снабжены опорами 3 и Д, а внутренняя полость отвакуумирована. Турбина может быть изготовлена из пружинного материала, применяемого для изготовления трубчатых упругих чувствительньгх элементов давления, например дисперсионно-твердеющего сплава 36НХТКМ5, и, обладая свойствами витой трубчатой пружины, реагирует на изменение наружного давления круго вой (угловой) деформацией (при росте наружного давления пружина скручивается, увеличивая число своих витков, при уменьшении раскручивается). Рабочая характеристика упругого чувствительного элемента подобрана таким образом, что увеличение его чис ла витков от давления происходит пропорционально увеличению пдотности рабочего вещества измеряемого потока иод действием давления. Увеличение числа витков витой пружины при сохранении ее длины представ ляет уменьшение шага (а при многозаходной пружине - хода) винтовой поверхности. Следовательно, при росте давления величина хода многозаходной трубчатой пружины (турбины) уменьшается пропорционально увеличеншо плотности рабочего вещества измеряемого потока от давления. Скоростной тахометрический преобразователь расхода работает следуницим образом. Поступающая в расходомер рабочая среда вращает турбину со скоростью, пропорциональной объемному расходу. При этом скорость вращения турбины, являющаяся мерой расхода, может быть определена по формуле .1S-H , где n,j - идеальная скорость вращения турбины; объемный расход потока чере турбину; величина хода винтовой поверхности, образунзщей лопас ти турбины; 7 S - площадь живого сечения потока в плоскости, перпендикулярной .оси турбины. Допустим, что в начальный момент число оборотов расходомера пропорционально также массовому расходу. При росте давления газообразное вещество потока начинает сжиматься и происходит пропорционально росту давления увеличение плотности вещества, а, следовательно, и увеличение его массового расхода, величина которого начинает опережать величину объемного расхода, измеряемого турбиной и сохраняющего постоянство, т.е. нарушается пропорциональность зависимости массового расхода и показаний расходомера. Однако одновременно с ростом давления происходит деформация турбины, являющейся упругим чувствительным элементом давления, которая влечет за собой уменьшение хода винтовой поверхности (крыльчатки) турбины, пропорциональное увеличению плотности и мае-. сового расхода вещества. При этом число оборотов турбины возрастает (см. формулу, где величина хода турбины находится в знаменателе и обозначена буквой Н), причем также пропорционально увеличению плотности и величины массового расхода вещества. Следовательно, объемный расход и показания прибора снова оказываются пропорциональными массовому расходу, и преобразователь может быть отградуирован в единицах массового расхода. При уменьшении статического давления рабочей среды процесс протекает в обратном порядке. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять коррек- цию показаний прибора в соответствии с изменением плотности вещества контролируемого потока от давления, т.е. осуществлять привязку показаний объемного расхода к меняющейся от давления величине массового расхода (получать сведения о массовом расходе). Это достигается простейшими средствами, без увеличения количества деталей и габаритов, в связи с чем предложенный корректор по давлению может быть применен практически во всех схемах известшлх тахометрических расходомеров . Формула изобретения Тахометрический преобразователь расхода, содержащий корпус и турбину