Массовый расходомер Советский патент 1981 года по МПК G01F1/10 

(54) МАССОВЫЙ РАСХОДОМЕР

I

Изобретение относится к области измерения малых расходов жидкости с нестационарными параметрами.

Известнь датчики массового расходомера жидкостей , в которых измерение расхода осуществляется с помощью двух крыльчаток с радиальными канапаыя, насаженных на одну общую ось и являю1191хся роторами двух синхронных электродвигателей, вращакяцих эти крыльчатки с одинаковой постоянной угловой скоростью. Измерительный сигнал в виде разности мощностей т6ка, затрагиваемых на вращение крьщьчаток,формируется благодаря тому, что первая крьтьчатка при протекании среды по радиальным каналам от центра к периферии сообщает потоку дополнительную энергию, вследствие действия Кориолисовых сил, а во второй крыльчатке эта энергия преобразуется в крутящий момент и уменьшает мощность, потребляемую электродвигателем второй крыльчатки СП

Однако вращение крьшьчаток чувствительного элемента от внешнего привода и вращение от действия Кориолисовых сил прсиссходат относительно одной и той же оси, поэтому измерение массовых расходов возможно только при условии равенства и постоянства обеих крыльчаток во всем диапазоне измеря-г емйх расходов, что значительно усложняет схему прибора. В известном устройстве о массовом расходе судят по разности мощностей тока, затрачиваемого на вращение крыльчаток.

Устройство не имеет достаточной т очности при переменных режимах,так как разность мощностей тока, потребляемого роторами крыльчаток, не соответствует мгновенным значениям расходов из-за запаздывания регулирования числа оборотов роторов крыльчаток.

Цель изобретения - повьшение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что крыльчатки установлены на полых

полуосях, узел крепления крьшьчаток выполнен в виде полого вала, к которому независимо друг от друга шарнирно прикреплены полуоси .крьшьчаток и подводящего канала с V -образным. разветвлением,сообщенным с внутренней полостью вала, причем в полости вала выполнен коллектор с окнами, сообщайтщими полости полуосей и подводящего канала.

Такое выполнение преобразователя расхода позволяет не суь мировать вращение крыльчаток под действием сил КориОЛИса с другими вращениями,а выделить в самостоятельное вращение.

Момент КориОЛИсовых сил относительного щарнирного крепления полуосей уравновепивается моментом центробежных сил от вращакмцихся масс чувствительного злемента и массы жидкости в нем.

,На фиг.iи 2 показаны две проекции предлагаемого устройства.

Устройстйо содержит подводящий канал 1, установленный на подшипниках в сферическом корпусе 2, снабжен V - образным разветвлением 3, сообщенным с внутренней полостью вала 4, внутри которого выполнен коллектор с окнами 5. На двух полых полуосях 6 и 7 укреплены крьтьчатки. 8 и 9, полуоси шарнирно прикреплены к валу 4, внутренние полости полуосей сообщены через окна 5 с полостью вала Л и с радиальными каналами 1Q крыльчаток. Наружный контур крыльчаток; выполнен в виде сферического магнитопровода 11, взаимодействзпстцего с узлом съема сигнала - кaтyшкa в индуктивности 12 и 13.

При отсутствии расхода; полые полуоси 6 и 7 с крыльчатками 8 и 9 под действием вращения подводящего канаг ла 1 от постороннего привода со скоростью W-J располагаются в плоскости, ,перпендикулярной оси канала 1.

Поток,расход которого измеряется, поступает в канал 1 и разделяется на два потока в М -образном разветвлении 3 и через окна 5 полого вала 4 поступает в полости полуосей 6 и 7и в радиальные каналы крьшьчаток ,8 и 9 по направлению от .осей к периферии крьшьчаток. При зтом возникает относительное вращеше крыльчаток вокруг полуосей 6 и 7 с угловой скоростьюЧ1/й зависящей от массы

среды. При суммировании вращений И (2 возникает ускорение Кориолиса, под действием которого появляется сила, приложенная к каждой крыльчатке и создающая момент вращения полуосей относительно вала 4. Этот момент отклоняет полуоси от расположения в плоскости, перпендикулярной оси подводящего канала 1. Отклонению полуосей препятствует

момент нормальной составляющей центробежной силы инерции масс полуосей, крыльчаток и зсидкости в них находящейся.

В результате совместного действия этих моментов Переносное вращение полуосей с постоянной угловой скоростью происходит при отклонении полуосей на угол d от плоскости, перпендикулярной оси канала 1.

Величина этого угла пропорциональна массовому расходу.

Предлагаемое устройство позволяет за счет эффекта динамического равновесия между моментом Кориолиса и моментом центробежных сил производить измерение расхода на переменных режимах и повысить за счет этого точность измерения меняющихся, расхоД°«

Формула изобретения

Массовый расходомер, основанный на измерении момента Кориолиса, содержащий чувствительный элемент в виде двух, крыльчаток с радиальными каналами, узел крепления крыльчаток, привод и узел съема сигнала, отличающийся тем,что, с целью повыщения точности, крыльчатки установлены на полых полуосях, узел крепления крыльчаток выполнен в виде полого вала, к которому независимо друг от друга шарнирно прикреплены полуоси крыльчаток и подводящего канала с V-образным разветвлением,сообщенным с внутренней .полостью вала, при этом в полости вала выполнен коллектор с окнами, сообщающими полости полуосей и подводящего канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

№ 125905, кл. G 01 F 1/10, 1959.

v-4

Фиг. 2