Устройство для создания,воспроизведения и измерения расхода

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ, ВОСПЮИЗВЕДЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА срде сащее нагнетательный, задаюцат и измерительный узлы и запорнотрегулнрующую арматуру , отличающееся тем, что, с далью повышения точности воспроизведения н измерения расхода, и расширения области применения, задающий и измерительный узлы вьтолнены совместно в виде установленных с возможностью относительного вращения полого сосуда и размещенного ч нем заборного устройства , сообщенного с отводящей магистралью, канал которого проходит через осевое отверстие в сосуде, причем отношение меридианального размера заборного устройства к ширине сосуда менее 0,25. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что внутренние торцовые поверхности сосуда снабжень радиальными лопастями , причем высота лопастей составляет 0,1- 0,3 ширины сосуда.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Л0„„1049748

3 СЮ G Ol F 25/00; 6 01 F 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«.=., %«»

° М

CO ьЬ 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3221920/18-10 . (22) 17.12.80 (46) 23.10.83. Бюл. У 39 . (72) В. И. Дахно, P. Г. Кочикян, Л. А. Камышев, M. И. Ильин, А. А. Красовс-! кий, В.С. Варенников и В.И. Пугачев (71) Краснодарский ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт (53) 53.089.6 (088.8) (56) 1. Бирюков Б. В., Данилов М. А. и Кивилис С. С. Испытательные расходомерные установки. М., "Энергия", 1976, с. 12 — 15.

2. Авторское свидетельство СССР

У 521471, кл. G 01 F 25/00, 1974 (прототнп)., (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ, ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ .И ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА, содепжащее нагнетательный, задаюпщй и измерительный узлы и запорно-.регулирующую арматуру, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности воспроизведения и измерения расхода, и расширения области примене-ния, задающий и измерительный узлы выполнены совместно в виде установленных с возможностью относительного вращения полого сосуда и размещенного в нем заборного устройства, сообщенного с отводящей магистралью, канал которого проходит через осевое отверстие в сосуде, причем отношение меридианального размера заборного устройства к ширине сосуда менее 0,25.

2,Устройствопоп. l,отлича юще ° е с я тем, что внутренние торцовые nosapxности сосуда снабжены радиальными лонастями, причем высота лопастей составляет 0,10,3 ширины сосуда. сота лопастей составляет 0,1-0,3 ширины сосуда

На фиг. 1 и 2 схематически изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит иэ ротора 1 в виде полого сосуда, привода 2, заборной трубки 3, устройств 4 и 5 соответственно для подачи рабочей жидкости в ротор и отвода ее из роУ тора, устройства 6 для задания и измерения радиального перемещения заборной трубки, устройства 7 для задания и контроля частоты вращения ротора, лопастей 8.

Устройство работает следующим образом.

С помощью привода 2 ротор 1 раскручивается, после чего в него подается рабочая жидкость через устройство 4. Устройством 6 перемещают заборную трубку в кольцевом слое жидкости до положеиия, обеспечивающего требуемый расход при данной частоте вращения ротора, которое контролируется устройством 7. При этом рабочая жидкость поступает по заборной трубке, например, в проверяемый, прибор, откуда может быть возвращена в ротор 1.

При измерении расхода газа вращают забор иую трубку 3 относительно полого сосуда 1.

Для увеличения диапазона расходов ротор 1 к заборная трубка 3 устанавливаются с возможностью взаимного вращения.

Величину расхода определяют из соотношения

И =KauR5, где К вЂ” тарировочкый коэффициент;

w — частота вращения ротора;

S — площадь входного сечения;

Я вЂ” радиус установки входного сечения заборкой трубки.

Регулирование расхода осуществляется с помощью устройств 6 к 1.

Лопасти 8 снижают проскальзывание жидкости относительно ротора.

Минимальные частота вращения и степень заполнения ротора для конкретного радиуса установа входного отверстия заборного устройства определяется из условия создания требуе мого расхода в отводящей магистрали.

С целью обеспечения эффекта самовсасывания, например, при работе устройства от посторонней емкости, в частности, в условиях невесомости, целесообразно поддерживать степень заполнения внутреннего пространства ротора равной или близкой к единице. В этом случае подвод и отвод рабочей среды осуществляют, например, с помощью коаксиально расположенных трубок (камер), проходящих через ось вращения ротора, снабженных по- периферии наружной трубки уплотнениями для герметизации внутренней полости ротора. При работе устройства жидкость всасывается, наприI

t 104974& 2

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при гра- дуировке к поверке счетчиков количества и расходомеров, при заправке и дозаправке гидравлических систем летательных аппаратов, в частности, в условиях невесомости, при доэировании жидких и газообразных продуктов в различных отраслях промышленности.

Известны устройства для создания, воспро. изведения и измерения расхода жидкости, со- 10 держащие нагнетательные устройства, расходные и мерные баки, устройства взвешивания, сливные емкости и системы трубопрэводов 11).

Недостатками этих устройств являются большие габариты, сложность конструкции, значительные капитальные и эксплуатационные затраты, особенно при создании, воспроизведении и измерении больших расходов низкокипящкх и агрессивных жидкостей, сравнительнонизкая точность, а также невозможность их . применения в условкях невесомости.

Известны также устройства для создания, воспроизведения и измерения расхода, содер.жащие нагнетательный, задающий и измерительный узлы, включающие в себя два напорных бака с нагнетательной сливной и выходной камерами, приемный резервуар с прием( ными" лотками, испытательный участок и запорно-регулирующую арматуру. Требуемое значение расхода задается сменными диафраг. мами с калиброванными отверстиями (2), Недостатками известных. устройств являются сравнительно небольшой диапазон расходов, ограниченный размерами напорных баков и высотой вертикального участка трубопровода, значительные их габариты, особенно при создании больших расходов, и, соответственно, большие затраты на их изготовление, невозможность использования в условиях невесомости, снижение точности измерений вследствие наличия пульсаций напора и расхода.

Целью изобретения является повышение точности воспроизведения и измерение расхода, и расширение области применения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для создания, воспроизведения и намерения расхода, содержащем иагнетательный, задающий и измерительный узлы и запориорегулирующую арматуру, задающий и измери-. тельный узлы выполнены совместно в виде установленных с воэможностью относительного вращения полого сосуда и размещенного в нем заборного устройства, сообщенного с отводя.щей магистралью, канал которого проходит через осевое отверстие в сосуде, причем omoшение меридианального размера заборного ус- 55

: тройства к ширине сосуда менее 0,25.

Внутренние торцовые поверхности сосуда, снабжены радиальными лопастямк, причем выобразно устанавливать ротор и заборное устройбя один, два и более отводных каналов, прием.мер, через зазор между трубками в замкнутую полость ротора. Отвод жидкости при этом осуществляют по внутренней трубке, образую-, щей общий канал с заборным устройством, изолированный от межтрубного пространства.. размещение уплотнений для герметизации ротора на сравнительно небольшом диаметре наружной трубки способствует повышению надежности и ресурса устройства.

Эффект самовсасывания может быть достигнут путем создания определенного профи. ля наружной поверхности заборного устройства, например треугольного, обеспечивающего понижение давления в следе жидкости за ним.

В этом случае устройство подачи жидкости в ротор совмещают с заборным устройством, i сообщают канал подвода жидкости с зоной пониженного давления.

Для увеличения диапазона расходов целесоство а возможностью взаимного вращения и реверса направления вращения.

Заборное устройство может включать в сеные отверстия которых, с одинаковыми или различными проходными сечениями, располагают в жидкости навстречу вектору ее окруж. ной скорости. Возможно симметричное расположение каналов относительно оси вращения, при этом для устранения гидродинамического влияния одной части заборного устройства на другую целесообразно размещать их с некоторым смещением вдоль оси вращения.

При различных проходных сечениях и радиусах установа входных отверстий заборного устройства появляется возможность создания ряда независимых потоков, характеризующих- ся различными параметрами. Это достигается тем, что к отводящим каналам заборного устройства подключают соответствующее количество присоединительных магистралей с установленными в них потребителями расхода.

В сочетании, например, с автоматической «х коммутацией, создание и воспроизведение ряда независимых потоков способствует расширению сферы использования устройства.

Подача жидкости в ротор может осуществляться по закольцованной и разомкнутой системе. В первом случае жидкость из ротора по заборному устройству поступает в присоединительную магистраль с установленными на ней испытуемыми устройствами или приборами и через устройство подвода возвращается в ротор. Во втором случае жидкость пода. ется в ротор от посторонней емкости. Последняя, при необхойимос и, может быть снабжена устройствами для стабилизации напора и, на049748 б пример, в условиях практической невесомости, вытеснителъной системой с применением эластичной диафрагмы или полости, обеспечивающей, в частности, повторный запуск или работу устройства.

Для снижения механических потерь целесообразно часть устройства подвод» жидкости совмещать с ротором и выполнять, например, в виде разгонных тарелок, конусов, радиаль)р ных каналов или лопаток.

Подвод жидкости осуществляют непосредственно как на поверхность кольцевого слоя жидкости в роторе, так и в зону ее отбора.

Последнее целесообразно осуществлять с помощью радиальных каналов или одного целевого канала, встроенных в одну из боковых стенок ротора и сообщенных с внутренним пространством ротора посредством отверстий, расположенных в зоне отбора жидкости.

Воздействие на расход осуществляется путем изменения напора Н на входе в заборное устройство н /или потеръ ЪИ на местных сопротивлениях измерительного тракта. Регулирование напора Н целесообразно осуществлять, например, изменением относительной частоты вращения ротора, радиуса Я усманова центра входного отверстия заборного устройства, площади S проходного сечения входного отверстия, степени заполнения pompa жидкос-. тъю. При этом во всех случаях предварительно.

30 определяют характеристики 0 f (H) или

0 = f (R) и т. п.

При настройке на заданный расход путем изменения гидравлического сопротивления, например, установкой в присоединительной

З5 магистрали сменных диафрагм или дроссельных вентилей, также предварительно определяется зависимость Q = f (Ab) или Q = f (o(), где о — параметр местного сопротивления.

Возможно также осуществление комбиннро..

4О ванной настройки на заданный расход, при этом предварительно определяется совокупная характеристика, например, 0 = f(H, Ы ).

При тарировке один из аргументов (Н или

d h) изменяется непрерывно, а другой — дискретно.

При применении вентилей целесообразно дискретно изменять величину напора (угловую скорость, радиус и т. д.), при использовании сменных диафрагм — плавно изменять напор.

50, Для измерения массового расхода текучей среды устройство снабжают плотномерами или ,датчиками температуры и давления. Для повышения точности при работе по закольцованной у, схеме устройство целесообразно снабдить эле- ментами, термостатирующими рабочую среду.

1049748

Составитель С. Лебедев

Техред Т.Фанта Корректор А. Повх

Редактор А. Шандор

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8402/38 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 / .5