Расходомер

 

1. РАСХОДОМЕР йо авт.св. N9 673853, отличаю щ:-ийся тем, что, с целью повышения надежности устройства в условиях вибрапни, хюшшвок снабжен двумя разввсенш 1М и по высоте его кольцами, жесткоустановленными на его ввешвБй цилиндрической поверхности выше уровня жидкости, а на внутренней цилиндрической поверхности мерного бака установлены резонаТо1%ь содержащие рарположенные лерввндикулярно оси бака плоские секторные пружины с грузиками на. концах, входящих в зазор -между кольцами , при этом величина аазора между кольцами превышает удвоенную величину максимальной амплитуды колебаний резонаторов .

„„SU„„1015254

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,С,О1 Р 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (УГНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕПЬС ГНУ

f (61) 873853 (21) 3857105/18-10 (22) 20.11.81 (46). 30.04.83. Бюл. Ж 16 (72),B. Н. Борисов, А. B. Звягинцев, Н.А.Захаров, Ф. П.Лассаль, С. В.Овсянников, Н. В. Семенов, B. С. Туницын и и В.A. Чечендаев (71) Научно-исследовательский конструкторско-технологический институт тракторных и комбайновых двигателей и. Производственное обьединейне "Владимирский тракторный завод им, А.A.Х<данова" (53) 681.1 21 .8 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

34 673853, кл. G 01 Р 9/00, 1975 (прототип). (54)(57) 1. РАСХОДОМЕР по аит. св.

Ж 673853, о т и н ч а ю rrr:и и с я тем, что, с целью цовышення надежности устройства в условиях вибрации, поплавок снабжен двумя разнесеннйми по высоте его кольпамн, жестко установленными на

его внешжй цилиндрической поверхности выше уровня жидкости, а на внутренней цилиндрической поверхности мерного бака установлены резонаторы, содержавшие раоположенные жривндикулярно оси бака плоские секторные пружины с грузиками на. концах, иходяших в зазор между кольцами, при етом величина зазора между кольцами превышает удвоенную величину а максимальной амплитуды колебаний резо- Е наторов.

1015254

2. Расходомер по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что резонаторы расположены попарно диаметрально, причем частоты колебаний пар противоположно

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в настности, для определения расхода топлива при испытаниях двигателей внут реннего сгорания. 5

По основному авт. св. М 673853 известен расходомер для измерения расхода жидкости, содержащий счетчик времени, бачок с поплавком, снабженным направляющей штангой, пропущенной через соответствующие отверстия в.крышке и основании бачка, электрические контакты и управляющее устройство. Расходомер снабжен дополнительной емкостью, соединенной с бачком трубопроводами, снабжен-1 ными электромагнитными клапанами. В дне бачка размещен электромагнит, а нижняя часть упомянутого поплавка выполнена из ферромагнитного материала.

Обмотка электромагнита присоединена к 20 управляющему устройству, к которому также присоединены сигнальная лампа, и пусковая кнопка, электрочасы и через переключатель - обмотки электромагнита.

В данном расходомере управление 25 осуществляется за счет замыкания электрических контактов при равенстве выталкивающей силы сумме сил веса поплавка и притяжения электромагнита. Размыкание контактов осуществляется тогда, кот gp да выталкивающая сила, действуюшая на поплавок, становится равной весу поплавка 1).

Недостатком расходомера является снижение точности при работе с прибо- 35 ром в непосредственной близости от иоточника вибрации, т.е. в условиях"вибрации основания прибрра, так как под действием инерционных сил,возникающих при вибрации основания, происходит лож- 40 ные замыкания или размыкания электри ческих контактов, вследствие того, что в то время как мерный бак вибрирует вместе с основанием, поплавок под действием сил инерции стремится сохранить 45 свое первоначальное положение. При этом возникает перемещение штанги, жестко установленных резонаторов выбраны рав ными частотам основных составляющих спектра частот колебаний источника вибрации. связанной с поплавком, относительно корпуса мерного бака, на котором закреплены контакты, и происходят ложные заMblKBHHH или размыкания электрических контактов, что в конечном счете приводит к значительным погрешностям при. измерениях расхода.

Бель изобретения - повышение надежности устройства в условиях вибрации.

Поставленная цель достигается тем, что в расходомере поплавок снабжен двумя разнесенными по высоте его кольцами, жестко установленными на его внешней цилиндрической поверхности выше уровня жидкости, а на внутренней цилиндрической поверхности мерного бака установлены резонаторы, содержанщ расположенные перпендикулярно оси бака плоские секторные пружины с грузиками на концах, входящих в зазор кольцами, при этом величина зааора между кольцами превышает удвоенную величину максимальной амплитуды колебаний резонаторов.

Резонаторы расположены попарно диаметрально, причем частоты колебаний пар противоположно установленных резонаторов выбраны равными частотам основных составляющих спектра частот колебаний источника вибраций.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого расходомера топлива при испытаниях двигателя внутреннего сгора- . ния; на фиг, 2 - сечение А-А мерного бака.

Расходомер содержит мерный бак 1, выполненный в виде цилиндрической емкости, в основании которой расположен электромагнит 2. Внутри мерного бака размещен цилиндрический поплавок 3, на внешней поверхности которого в его верхней части, непогружаемой в жидкость при измерении, т.е. выше уровня жидкости, закреплены неподвижно с осевым зазором два кольца 4- и 5, торцовые поверхности которых перпендикулярны аси поплавка. Дно 6 поплавка выполнено из

3 - 1015 ферромагнитного материала н является якорем электромагнита 2. Поплавок 3 соединен с направляющей штангой 7, концы которой пропущены через соответствующие отверстия в крышке и основании мерного бак@ 1. На внутренней цилиндрической поверхности мерного бака посередине зазора между кольцами 4 и 5 перпендикулярно оси бака закреплены rmoc кие секторные пружины 8 с грузиками 9 1о на концах,образующие резонаторы, расположенные попарно диаметрально. Частотные характеристики пар противоположно установленных резонаторов подобраны оди, наковыми и выбраны равными частотам основных составляющих спектра частот колебаний источника вибрации, при этом зазор между кольцами 4 и 5 превышает величину удвоенной максимальной амплитуды колебаний резонаторов. В крьпцке 10 (фиг. 1) мерного бака над верхним концом направляющей штанги 7 расположены контакты 11 (нормапьно открытые), под штангой расположен регупировочный винт 12, ввернутый в сердечник у5 электромагнита 2. В нижней части мерного бака 1 расположен трубопровод 13, присоединенный к выходному трубопроводу 14 через нормально открытый электромагнитный клапан 15.

К трубопроводу 14 через нормально открытый электромагнитный клапан 16 присоединена дополнительная емкость 17.

К этому же трубопроводу присоединен испытываемый двигатель внутреннего сгора35 ния (He показан). Расходомер содержит также триггерное устройство 18, предназначенное для управления работой электромагнита и электромагнитных клапанов, и источника 19 питания. К триггерному

40 устройству 18 присоединены электромаш нит 2 через переключатель 20, обмотки электромагнитных клапанов 15 и 16, сигнальная пампа 21, пусковая кнопка

22 и электрические часы 23.

Расходомэр работает следующим образом.

Топливо из емкости 17 через кпапаны

15 и 16 поступает в мерный бак l. Одновременно через клапан 16 и трубопровод 14 топливо поступает к испытываемому двигателю. Электромагнит 2 при этом включен и удерживает поплавок 3.

Сила, с которой поплавок 3 удерживается электромагнитом 2, может быть заранее выбрана путем переключения источника питания электромагнита при помощи переключателя 20.

По мере поступления топлива в мер ный бак 1 возрастает вытапкиваюшая сила, которая уравновешивает сумму сил. веса поплавка 3 и притяжения электромагнита 2, и поплавок 3 всплывает.

Контакты 11 цод воздействием направляющей штанги 7 при этом замыкаются.

Триггерное устройство 18 отключает питание or электромагнита 2 и включает питание обмотки электромагнитного клапана 15, и он закрывается. Одновременно загорается пампа 21, сипнапизируюшая о готовности расходомера к работе. При нажатии кнопки 22 (,"Пуск" ) включается питание электромагнитного клапана 15 и он открывается. Одновременно включается питание электромат нитного клапана 16, и он закрывается.

Таким образом, к двигателю оказывается присоединенным только мерный бак 1 расходомера, в котором находится определенная порция топлива. Уровень топлива в мерном баке 1, а следовательно, и выталкивающая сила, действуюшая на поплавок 3, начинают уменьшаться. При достижении равенства выталкивающей силы и веса поплавка 3 происходит размыкание контактов 11. Выключается питание электромагнитного клапана 16 и одновременно включается питание обмотки электромагнита 2. Измерения окончены, и начинается заполнение мерного бака 1 топливом. Время, за которое было израсходовано дозированное копичество топлива, измеряется эпектрочасами. Вес отмеренной расходомером порции топлива полностью определяется геометрическими размерами устройства, параметрами эпектромагнита и силой электрического тока, протекающего по его обмотке, и не зависит or удепьного веса жидкости. Вепичина отмериваемой дозы топлива может быть изменена путем подачи различной величины тока в обмотку эпектромагнита при изменении положения перекпючате— ля 20.

Пока на основание расходомера не действуют возмущающие сипы, резонаторы, закрепленные на поверхности мерного бака 1, образованные пружинами 8 и грузовиками 9, не возбуждаются. Расстояния между поверхностями грузов и торцовыми поверхностями копец 4 и 5 на поплавке 3 не меняются и равны вепичине

Йо, т.е. деленной пополам разности раостояния между кольцами 4 и 5 и толщины груза 9. Прн движениях поппавка относительно мерного бака в процессе измерения расхода воздух плавно протекает

1015

Фиг. й

ВНИИПИ Заказ 3196/39 тираж 643 Подписное

Филиал ППП Патент, t . Ужгород, ул. Проектная, 4 .

S в зазоре d<, не создавая сил, увлекающих эа собой поплавок.

При действии as мерный бак 1 сил вибрации появляется .перемещение корпуса мерного бака относительно первоначального положения поплавка as величину удвоенной амплитуды вибрации, одновременно возбуждаются резонаторы, а это приводит к тому, что зазор уменьшается и становится равным д., т.е. деленной пополам разности расстояния между кольнами 4 и 5, толщины груза 9 и удвоенной амплитуды их вибрацйи.

При этом воздух не может спокойно перетекать в образовавшихся зазорах.

Возникает увлечение воздухом поплавка за движущимся при вибрации мерным баком и исчезает относительное;перемещение мерного бака 1 и поплавка 3, т.е. функционирует своеобразный воздушный 20 цемпер.

- Установка на поплавке двух колец и на внутренней поверхности бака резонаторов описанным выше образом позволяет исключить относительное перемещение поплавка и бака с жестко установленны254 б ми на нем контактами, т.е. устранить . цребезг контактов 11, приводящий к погрешностям при измерении расхода, а в некоторых случаях и к выхоцу из строя прибора в цепом при цействии вибрации на мерный бак. Снятие возмущений с ра ходомера при вибрациях наиболее эффективно в том случае, когда жесткость пружин 8 резонаторов выбрана тактовой, что частотные характеристики пар ïðîтивоположно установленных резонаторов выбраны из условия их равенства частотам основных составляющих спектра чаотот колебаний источника вибраций и пере крывают основную часть спектра частот возмущений, действующих на расхоцомер.

Применение изобретения позволяет

-cosgBTb измеритель расхода жидкости, точность которого практически не зависит от вибрации основания. Это в свою очередь позволит комплектовать и создавать автоматизированные системы испытаний двигателей внутреннего сгорания и получить большой экономический эффект при высвобождении человека иэ сферы тяжелого труда в токсичной среде.