Турбинный расходомер газа Советский патент 1982 года по МПК G01F1/10 

(54) ТУРБИННЫЙ РАСХОДОМЕР ГАЗА

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода газа.

Известны турбинные расходомеры, преобразующие скорость потока в заданном сечении трубопровода в скорость вращения турбинки fl.

Недостатком данных турбинных расходомеров является увеличение погрещности с ростом момента инерции турбинки при измерениях расхода газа.

Наиболее близким к изобретению является турбинный расходомер, содержащий корпус с калиброванным каналом и установленную в лем между двумя обтекателями турбинку со ступицей и раздвижными лопастями, закрепленную на валу, и узел съема сигнала. Ступица турбинки снабжена направляющими спицами, а раздвижные лопасти выполнены из двух частей, одна из которых закреплена жестко на конце каждой спицы, а вторая свободно насажена на спицу с возможностью перемещения и утапливания в неподвижную часть, выполненнуюполой. Между частями лопасти установлена пружина 2.

При небольшом расходе турбинка имеет максимальную эффективную площадь лопастной рещетки. С увеличением расхода скорость вращения турбинки возрастает, вследствие чего подвижные части лопастей

5 сжимают пружины за счет центробежных сил и входят в полости периферийной части лопастей. Этим обеспечивается уменьшение эффективной площади лопастной рещетки турбинки и тем самым снижение сопротивле,Q ния турбинки измеряемому потоку. В результате увеличивается верхний диапазон измеряемых расходов.

Недостатком известного расходомера является больщая инерционность лопастей, приводящая к увеличению погрещности при

15 измерениях расхода газа.

Цель изобретения - повыщение точности измерений расхода газа.

Поставленная цель достигается тем, что в турбинном расходомере газа, содержащем корпус с калиброванным каналом и уста20новленную в нем между двумя обтекателями турбинку со ступицей и раздвижными лопастями, закрепленную на валу, и узел съема сигнала, в ступице выполнены щели по форме поперечного сечения лопасти, причем лопасти выполнены трапецеидальной формы, снабжены полочками, расположенными под углом менее 90° к оси измерительного канала, и установлены на шарнирах у передней кромки с возможностью поворота и утапливания в щелевые отверстия ступицы, снабженной распорными пружинами.

На фиг. Г представлена конструктивная схема расходомера; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1, поперечное сечение лопасти с полочкой.

Турбинный расходомер содержит корпус 1 с калиброванным каналом 2, в котором посредством распорных колец 3 установлены струе выпрямляющие аппараты 4 с обтекателями 5 с опорами вала 6. На .валу закреплена полая ступица 7 со щелями 8, в которых закреплены с возможностью поворота лопасти 9 трапецеидальной формы, снабженные полочками 10. Лопасти закреплены на шарнирах посредством кронштейнов 11 и 12 и пружинами 13 и 14 отжаты от упора 15. На корпусе, в области вращения турбинки, установлен узел 16 съема сигнала (преобразователь скорости).

Турбинный расходомер работает следующим образом.

. Измеряемый поток газа через калиброванный канал 2 проходит в струевыпрямляющий аппарат 4 и вдоль обтекателя 5 направляется на лопасти 9. При небольшой скорости движения газа в корпусе 1 лопасти 9 под действием нормальной соетавляющей силы потока на полочку 10 приводят полую ступицу 7 во вращение. При этом лопасти 9, удерживаемые распорными пружинами 13 и 14, имеют наибольшую эффективную площадь и воспринимают весь движущийся потбк газа.

При увеличении расхода газ воздействует на лопасти 9 с большей силой, вследствие чего возрастает и сила N воздействия на полочку 10. Под действием этой силы преодолевается противодействие пружин 13 и 14, и лопасти 9 утапливаются в щели 8, уменьшая тем самым активную площадь лопастной решетки. При этом уменьшается их момент инерции относительно оси вращения и, следовательно, уменьшается погрешность измерения.

При уменьшении расхода нормальная составляющая силы потока газа уменьшается и пружины 13 и 14 разжимаются, выталкивая лопасти из щелей ступицы. Активная площадь лопастной решетки увеличивается, и скорость вращения турбинки возрастает.

Тарировка расходомера производится с учетом изменения ЭДС, наводимой в обмотке узла съема 16 в зависимости от изменения магнитной проводимости зазора между лопастями и узлом съема сигналов. Частота вращения турбинки регистрируется частотомером или счетчиком оборотов, проградуированными в единицах расхода.

Экономический эффект от внедрения изобретения определяется уменьшением количества неучтенного газа, проходящего через расходомер.

Формула изобретения

Турбинный расходомер газа, содержащий корпус с калиброванным каналом и установленную в нем между двумя обтекателями турбинку со ступицей и раздвижными лопастями, закрепленную на валу, и узел съема сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений расхода газа, в ступице выполнены щели по форме поперечного сечения лопасти, причем лопасти выполнены трапецеидальной формы, снабжены полочками, расположенными под углом менее 90° к оси измерительного канала, и установлены на шарнирах у передней кромки с возможностью поворота и утапливания в щелевые отверстия ступицы, снабженной распорными пружинами. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Новейшие зарубежные приборы и средства автоматизации для работы в условиях агрессивных и взрывоопасных сред. Обзорная информация ВНИИТЭИ приборостроения, вып. I. М., 1972, с. 24-25.

2.Авторское свидетельство СССР № 484401, кл. G 01 F 1/00.