Турбинный счетчик количества среды

 

Использование: измерение количества однородной среды,а также для создания турбинных счетчиков газовых, парообразны и жидких сред Сущность изобретения: в турбинном счетчике количества среды, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, первую и вторую измерительные крыльчатки, первый и второй узлы съема сигналов, вычислительный преобразователь с показывающим устройством и блоком питания, первый узел сьема сигнала выполнен в виде корпуса с размещенным в нем многоступенчатым редуктором и электромагнитным соленоидом и связан с валом первой измерительной крыльчаткиУюсредством зубчатого или червячного колеса, ось которого состоит из 2-х частей, каждая из которых снабжена зубчатой полумуфтой, при этом одна часть оси жестко установлена в корпусе в подшипниковых опорах вращения, а другая часть оси установлена в корпусе первого узла съема сигнала в подшипниковых опорах вращения и жестко связана с якорем электромагнитного соленоида, причем якорь связан упругой связью с корпусом первого узла съема сигнала и соединен с блоком питания вычислительного преобразователя. 3 ил.

CO(03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО, СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4884089! 10 (22) 20.11.90 (46) 15.02.93. Бюл. N 6 (71) Государственный научно-исследоватвл ьский институт теплоэнергетического приборостроения (?2) А. В. Бойко, В. Д. Кокарев и И, P. Янбухтин (56) Кремлевский П. П, Расходомеры и счетчики количества. Л.: Машиностроение, 1939, с, 281.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1527501, кл. G 01 F 1/10, 1989, (54) ТУРБИННЫЙ СЧЕТЧИК КОЛИЧЕСТВА

СРЕДЫ (57) Использование: измерение количества однородной среды, а также для создания турбинных счетчиков газовых, парообразных и жидких сред. Сущность изобретения: в турбинном счетчике количества среды, содержащем корпус с входным и выходным

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам измерения количества однофазной среды, и может быть использовано для создания турбинных счетчиков газовых, парообразных и жидких сред. . Известна конструкция турбинного счетчика количества среды, которая предусматривает жесткую связь между валом и измерительной крыльчаткой, установленной на подшипниковых опорах вращения, многоступенчатый редуктор, включающий несколько ступеней зубчатых или зубчаточерВячных передач и показывающее устрой1795288 А1 (51)5 G 01 F 1/10 патрубками, первую и вторую измерительные крыльчатки, первый и второй узлы съема сигналов, вычислительный преобразователь с показывающим устройством и блоком питания, первый узел съема сигнала выполнен в виде корпуса с размещенным в нем многоступенчатым редуктором и электромагнитным соленоидом и связан с валом первой измерительной

Ъ крыльчатки посредством зубчатого или червячного колеса, ось которого состоит из 2-х частей, каждая из которых снабжена зубчатой полумуфтой, при этом одна часть оси жестко установлена в корпусе в подшипниковых опорах вращения, а другая часть оси установлена в корпусе первого узла съема сигнала в подшипниковых опорах вращения и жестко связана с якорем электромагнитного соленоида, причем якорь связан упругой связью с корпусом первого узла съема сигнала и соединен с блоком питания вычис- Я лительного преобразователя. 3 ил. ство барабанного типа. Поскольку вращение многоступенчатого редуктора осуществляется за счет энергии потока, то устройство работает без потребления электроэнергии.

Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения в процессе эксплуатации, поскольку градуировочный коэффициент (коэффициент редукции) счетчика количества среды — постоянная величина при любом значении расхода. а также высокий порог чувствительности, в первую очередь, из-за высоких суммарных моментов трения в подшипнико1795288 вых опорах вращения и в многоступенчатом редукторе, Наиболее близким техническим решением является турбинный расходомер газа, содержащий корпус, в котором установлено две крыльчатки, причем вторая крыльчатка установлена жестко на валу первой, узлы съема сигнала, вторичный преобразовател ь.

Недостатком известного устройства является низкая суммарная точность измерения, поскольку при возможных отключениях электропитания пропадает информация о расходе за этот отрезок времени; а также ограничиваются эксплуатационные возможности данного устройства:

Цель изобретения — повышение точности измерения количества прошедшей среды Ь процессе эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в турбинном счетчике количества среды, содержащем корпус с входным и выходным патрубком, расположенные в нем первую измерительную крыльчатку, жестко связанную с валом, установленным в подшипниковых опорах вращения, вторую измерительную крыльчатку, установленную на валу в подшипниковых опорах вращения со стороны входного патрубка относительно первой измерительной крыльчатки, первый и второй узлы съема сигнала измерительной крыльчатки, вычислительный преобразователь с показывающим устройством и блок питания, первый узел съема сигнала выполнен в виде корпуса с размещенным в нем многоступенчатым редуктором и электромагнитным соленоидом и связан с валом первой измерительной крыльчатки посредством зубчатого или червячного колеса, ось которого выполнена из двух частей, каждая из которых снабжена зубчатой полумуфтой. При этом одна часть оси жестко установлена в корпусе в подшипниковых опорах вращения, а другая часть оси установлена в корпусе первого узла съема сигнала в подшипниковых опорах вращения и жестко связана с якорем электромагнитного соленоида. Якорь связан упругой связью с корпусом первого узла съема сигнала. Выход электромагнитного соленоида соединен с блоком питания вычислительного преобразователя.

На фиг. 1 представлен общий вид турбинного счетчика количества среды в разрезе: на фиг. 2 изображена схема части многоступенчатого редуктора, включающая зубчатые полумуфты и электромагнитный соленоид; на фиг, 3 — разрез зубчатой полумуфты и ее развертка, 45

55 преобразует этот сигнал (с учетом индивидуального значения градуировочного коэффициента конкретного турбинного счетчика среды) в текущее значение прошедшего через прибор количества среды и индицирует это значение на втором показывающем устройстве 15, Вращение первой измерительной крыльчатки 2 передается на первое показывающее устройство 10 с помощью червячного колеса 5 и многоступенчатого редуктора 6, первые ступени которого расположены в корпусе 1 турбинного счетчика количества среды, а остальные — в корпусе

7 многоступенчатого редуктора 6, причем вращение через "глухую" стенку корпуса 1 передается с помощью магнитных полумуфт

Турбинный счетчик количества среды. изображенный на фиг. 1, 2 и 3, содержит корпус 1, первую измерительную крыльчатку 2, установленную на подшипниковых опорах вращения 3 с помощью вала 4, который снабжен червячным колесом 5, многоступенчатый редуктор 6, размещенный, например, частично в собственном корпусе

7, а частично в корпусе 1 и включающий в своем составе две магнитные полумуфты 8 и 9, причем магнитная полумуфта 8 установлена в корпусе 1 турбинного счетчика количества среды, а магнитная полумуфта 9 в корпусе 7 многоступенчатого редуктора 6, 15 первое показывающее устройство 10, вторую измерительную крыльчатку 11, установленную посредством подшипниковых опор вращения 12 на валу 4, узел съема сигнала

13 со второй измерительной крыльчатки 11, 20 вычислительный преобразователь 14 со вторым показывающим устройством 15 и блоком питания 16, Вращение зубчатого колеса

17 многоступенчатого редуктора 6 (см. фиг.

2) передается на зубчатое колесо 18 через зубчатые колеса 19 и 20, установленные на подшипниковых опорах вращения 21 и 22 посредством зубчатых полумуфт 23 и 24, причем ось 25 зубчатого колеса 19 жестко связана с якорем 26 электромагнитного соленоида 27, снабженного пружиной 28, Турбинный счетчик количества среды работает следующим образом. При прохождении измеряемой среды через корпус 1 в

-кольцевом канале формируется поток, действующий на первую 2 и вторую 11 измерительные крыльчатки, вследствие чего они вращаются на своих подшипниковых опорах вращения 3 и 12 с угловыми скоростями, пропорциональными объемному расходу измеряемой среды. Узел сьема сигнала 13 вырабатывает электрический импульсный сигнал, пропорциональный скорости вращения второй измерительной крыльчатки

11, а вычислительный преобразователь 14

179 ? 8

25

45

8 и 9. Таким образом, вращение первой измерительной крыльчатки 2 передается на первое показывающее устройство 10 (например, барабанного типа), Вращение первой измерительной крыльчатки 2 передается на первое показывающее устройство 10 только при отсутствии сетевого питания на вычислительном преобразователе 14. При наличии сетевого питания напряжение, подаваемое от блока питания 16 вычислительного преобразователя 14 на электромагнитный соленоид 27, перемещает якорь 26 в крайнее левое положение(относительно рисунка).

Зубчатые полумуфты 23 и 24 разъединяются. Вращение зубчатого колеса 17 на первое показывающее устройство 10 не передается. Вращение зубчатого колеса 19 продолжается, поскольку длина его лопасти выполнена больше длины зубчатого колеса

17 и величины ходя якоря 26. При отключении сетевого питания пружина 28 возвращает якорь 26 в крайнее правое положение.

Зубчатые полумуфты 23 и 24 входят в зацепление и вращение зубчатого колеса 17 передается благодаря зубчатым колесам 19 и 20, установленным на подшипниковых опорах вращения 21 и 22, на зубчатое колесо 18 и далее на первое показывающее устройство

10.

Таким образом, если на вычислительный преобразователь 14 подается сетевое питание, то первое показывающее устройство 10 не меняет своего показания, счет количества прошедшей среды осуществляется от второй измерительной крыльчатки

11, количество прошедшей среды индицируется на втором показывающем устройстве 15, И наоборот, если сетевое питание отсутствует, то счет количества прошедшей среды осуществляется от первой измерительной крыльчатки 2, количество прошедшей среды индицируется на первом показывающем устройстве 10, Повышение точности измерения количества прошедшей среды в процессе эксплуатации происходит за счет того, что вторая

Формула изобретения

Турбинный счетчик количества среды, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, расположенные в нем первую измерительную крыльчатку, жестко связанную с валом. установленным в под. шипниковых опорах вращения, вторую измЕрительную крыльчатку, установленную измерительная крыльчатка 11 вращается на подшипниковых опорах вращения 12, установленных на вращающемся валу 4. Тем самым существенно снижается суммарный момент трения, поскольку на нее не влияют моменты трения ступеней многоступенчатого редуктора 6, а вычислительный преобразователь 14 имеет возможность линеаризации градуировочной зависимости и вычисления количества прошедшей среды (а также и расхода) с высокой точностью благодаря использованию индивидуального значения градуировочного коэффициента прибора, В то же время при аварийном отключении питания электромагнитный соленоид 27 обесточивается, якорь 26 под действием пружины 28 перемещается в крайнее правое положение, зубчатые полумуфты 23 и 24 приходят в зацепление, вращение зубчатого колеса 17 передается через зубчатые колеса 19 и 20 за зубчатое колесо 18 и далее на первое показывающее устройство 10, Таким образом, информация об объемном количестве прошедшей среды накапливается на первом показывающем устройстве 10. Это существенно повышает эксплуатационные воэможности прибора, в том числе существеннО повышает надежность измерений и расширяет область возможных применений приборов, например, представляется возможность использования приборов в сельской местности с перебоями подачи электроэнергии. Снижение

35 порога чувствительности турбинного счетчика количества среды при работе с сетевым питанием достигается эа счет снижения моментов трения в многоступенчатом редукторе, в условиях отключенного сетевого питания снижение порога чувствительности можно добиться за счет того, что вторая измерительная крыльчатка устанавливается первой по потоку относительно первой измерительной крыльчатки, поэтому на первую измерительную крыльчатку воэдействует закрученный после второй измерительной крыльчатки поток среды. на валу в подшипниковых опорах вращения со стороны входного патрубка относительно первой измерительной крыльчатки, первый и второй узлы съема сигнала измерительной крыльчатки, вычислительный преобразователь с показывающим устройством и блок питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности изме1795288 рений, первый узел съема сигнала выполнен в виде корпуса с размещенным в нем многоступенчатым редуктором и электромагнитным соленоидом, и связан с валом первой измерительной крыл ьчатки посредством зубчатого или червячного колеса, ось которого выполнена из двух частей, каждая из которых снабжена зубчатой полумуфтой, при этом одна часть оси жестко установлена в корпусе в подшипниковых опорах врашения, а другая часть оси установлена в корпусе первого узла съема сигнала в подшипниковых опорах вращения и жестко связанаякорем электромагнитного соленоида, причем якорь связан упругой связью с корпусом первого узла съема сигнала, а выход электромагнитного соленоида соединен с блоком питания вычислительного преобразователя.

Составитель И.Янбухтин

Техред M.Ìoðãåí Tàë КоРРектоР М.Петрова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 423 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5