Расходомер жидкости или газа

 

Использование: в измерительной технике для измерения расхода жидкости или газа, например расхода топлива в автомобильных двигателях. Расходомер жидкости или газа содержит кольцевой рабочий канал с тангенциальным подводящим и отводящим патрубками, а также преобразователь расхода, установленный в рабочем канале, и узел съема сигнала. Особенность расходомера состоит в том, что в нем преобразователь расхода выполнен в форме сегмента кольцевой крыльчатки, содержащей по меньшей мере две лопасти и соединительный элемент между лопастями. Благодаря такому выполнению уменьшается трение преобразователя о стенки рабочего канала, снижается возможность его заклинивания, упрощается конструкция расходомера, облегчается прохождение преобразователя через область вихревого потока, повышается надежность запуска в области измерения малых потоков. 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения расхода жидкости или газа, например, расхода топлива в автомобильных двигателях.

Известный счетчик расхода содержит кольцевой рабочий канал с подводящим и отводящим патрубками, расположенный в рабочем канале, поршневой разделитель, выполненный в форме, исключающей вращение его в рабочем канале относительно собственной оси и обеспечивающей сообщение в момент запуска между входным и выходным патрубками [1].

В этом счетчике расхода не обеспечивается тангенциальный ввод контролируемой среды, что существенно снижает надежность запуска расходомера. Кроме того, в области вихревого потока, расположенной в зоне кратчайшего расстояния между патрубками, возможно торможение и остановка поршневого разделителя при малых потоках, а также снижение надежности запуска при первоначальном расположении поршневого разделителя в этой зоне.

Наиболее близким к изобретению аналогом является тахометрический расходомер, содержащий корпус с преобразователем расхода в виде роторного кольца с внутренними выступами, систему входа и выхода с тангенциальными вводными каналами и узел съема сигнала [2]. Роторное кольцо расположено в рабочем канале, на верхней и нижней поверхности которого выполнены специальные опоры. В данном устройстве преобразователь расхода (роторное кольцо) имеет значительную массу и трение о стенки рабочего канала при малых расходах, что ограничивает использование данной конструкции. Кроме того, при измерении расхода жидкости или газа, содержащих примеси твердых микрочастиц, возможно их накопление в центральной части рабочего канала, что может привести к заклиниванию роторного кольца.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности запуска и расширение возможностей применения в области измерений малых потоков.

Цель изобретения достигается тем, что в расходомере жидкости или газа, содержащем кольцевой канал с тангенциальным входным и выходным патрубками, преобразователь расхода, установленный в рабочем канале и узел съема сигнала, преобразователь расхода имеет форму сегмента кольцевой крыльчатки, содержащей по меньшей мере две лопасти и соединительный элемент между лопастями.

Выполнение преобразователя расхода в форме сегмента кольцевой крыльчатки позволяет, по сравнению с прототипом, уменьшить трение тела о стенки рабочего канала и увеличивает надежность прохождение преобразователя расхода через область вихревого потока, что очень важно при измерении малых потоков. Также кольцевая форма рабочего канала снижает вероятность накопления в нем твердых микропримесей за счет отсутствия застойных зон и постоянной прочистки канала самим преобразователем расхода.

На фигуре 1 представлена схема устройства. На фигуре 2 представлен график зависимости числа оборотов преобразователя расхода от объема пропущенной жидкости.

Устройство содержит кольцевой рабочий канал 1, тангенциальный подводящий 2 и отводящий 3 патрубки и преобразователь расхода в форме сегмента кольцевой крыльчатки, представляющей собой, по меньшей мере две лопасти, скрепленные между собой соединительным элементом. Подводящий 2 и отводящий 3 патрубки делят кольцевой рабочий канал 1 на две зоны: меньшую - зону вихревого потока и большую - мерную зону с ламинарным потоком.

Расходомер работает следующим образом. В начальной стадии преобразователь расхода может находится в любом месте рабочего канала 1. При подводе измеряемой среды в патрубок 2 преобразователь расхода перемещается вместе с измеряемой средой до отводящего патрубка 3 и попадает лопастью 5 в зону вихревого потока. При этом его продвижение до области ламинарного потока происходит за счет того, что лопасть 6, еще находящаяся в зоне ламинарного потока через соединительный элемент лопастей 4, воздействует на лопасть 5. На следующей стадии лопасть 5, увлекаемая тангенциальным потоком, продвигает лопасть 6 через область вихревого потока. Далее процесс повторяется.

Каждое прохождение преобразователя расхода по рабочему каналу 1 соответствует объемной постоянной мерной зоны рабочего канала. Количество прохождений определяет объем прошедшей через прибор измеряемой среды. Узел съема сигнала на фиг. 1 не показан, так как он может быть установлен в любом удобном месте и любого удобного типа. Например, датчики - индукционный, электромагнитный или оптоэлектронная пара.

График зависимости числа оборотов чувствительного элемента от объема пропущенной жидкости, представленный на фигуре 2, демонстрирует линейность расходомера в интервале расходов от 50 до 160 мл/мин.

Литература 1. Патент Российской Федерации N 2086925 C1, кл. G 01 F 3/00, 3/16, 1997.

2. Патент Российской Федерации N 1830451 A1, кл. G 01 F 1/06, 1993.

Формула изобретения

Расходомер жидкости или газа, содержащий кольцевой рабочий канал с тангенциальным подводящим и отводящим патрубками, преобразователь расхода и узел съема сигнала, отличающийся тем, что преобразователь расхода выполнен в форме сегмента кольцевой крыльчатки, содержащей по меньшей мере две лопасти и соединительный элемент между лопастями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2