Датчик расходомера
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения расходов жидкости, газа или пара в энергетике, на транспорте, в нефтяной, нефтехимической, химической, пищевой промышленности, а также медицине. Сущность изобретения заключается в том, что датчик расходомера, содержащий корпус, струенаправляющий аппарат, чувствительный элемент в виде расположенного концентрично корпусу намагниченного по оси магнита или электромагнита, взаимодействующего с намагниченным по оси кольцеобразным телом вращения, размещенным в корпусе с возможностью обкатывания поверхности магнита или электромагнита, соприкасающегося с ним разноименными полюсами, и узел съема сигнала, имеет магнит или электромагнит, который размещен внутри кольцеобразного тела вращения и взаимодействует с его внутренней поверхностью, причем наружная поверхность кольцеобразного тела вращения образует с внутренней поверхностью корпуса зазор. Техническим результатом повышение надежности измерений и расширение сферы использования устройства. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.
Предложение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения расходов жидкости, газа или пара в энергетике, на транспорте, в нефтяной, нефтехимической, химической, пищевой промышленности, а также в медицине.
Известен расходомер, содержащий корпус, струенаправляющий и выпрямляющий аппараты, чувствительный элемент, выполненный в виде шара, и узел съема сигнала (см. авт. свид. СССР 125908, МПК G 01 F 1/05 от 1960 г.). Подобные расходомеры могут измерять расходы потоков, содержащих абразивные включения, однако недостатком такого расходомера является низкий класс точности вследствие отставания чувствительного элемента от потока, пониженная чувствительность из-за малого лобового сопротивления, особенно при низких скоростях потока, ограниченный срок службы из-за наличия трения скольжения при движении чувствительного элемента по внутренней поверхности корпуса. Известен также расходомер, содержащий корпус, струенаправляющий аппарат, чувствительный элемент в виде расположенного концентрично корпусу намагниченного по оси магнита, или электромагнита, взаимодействующего с намагниченным по оси кольцеобразным телом вращения, размещенным в корпусе с возможностью обкатывания поверхности магнита, или электромагнита, соприкасающегося с ним разноименными полюсами и узел съема сигнала (см. авт. свид. СССР 221337, МПК G 01 F от 1968). Такие расходомеры могут измерять расходы потоков, содержащих абразивные частицы. Недостатком известного устройства является наличие слишком сильного магнита или электромагнита, который удерживает кольцеобразное тело вращения на его траектории, что вызывает появление конструктивных трудностей при компоновке проточной части датчика расходомера и чревато излишними затратами энергии. Кроме того, датчик не имеет эффективных средств для видоизменения характеристики расходомера n=f(G) л/час, где G - расход измеряемой среды в литрах в час; n - показания шкалы вторичной измерительной аппаратуры. Последний расходомер имеет наибольшее число существенных признаков с предлагаемым и поэтому выбран в качестве прототипа. В основу настоящего изобретения положена задача измерения расходов с помощью более простых средств измерения, повышения надежности и чувствительности датчика за счет увеличения эффективной площади кольцеобразного тела вращения, более надежного его крепления в корпусе датчика расходомера, а также расширения его функциональных возможностей. Указанная задача решается благодаря тому, что датчик расходомера, содержащий корпус, струенаправляющий аппарат, чувствительный элемент в виде расположенного концентрично корпусу намагниченного по оси магнита, или электромагнита, взаимодействующего с намагниченным по оси кольцеобразным телом вращения, размещенным в корпусе с возможностью обкатывания поверхности магнита или электромагнита, соприкасающегося с ним разноименными полюсами, и узел съема сигнала, магнит или электромагнит, размещен внутри кольцеобразного тела вращения и взаимодействует с его внутренней поверхностью, а наружная поверхность кольцеобразного тела вращения образует с внутренней поверхностью корпуса датчика зазор. Целесообразно также для восстановления структуры потока снабдить корпус струевыпрямляющим аппаратом, который размещен за чувствительным элементом. Целесообразно также для видоизменения характеристик датчика расходомера наружную поверхность кольцеобразного тела вращения выполнить в виде сферы. Целесообразно также для видоизменения характеристик датчика расходомера наружную поверхность кольцеобразного тела вращения выполнить в виде эллипсоида вращения. Целесообразно также для видоизменения характеристик датчика расходомера наружную поверхность кольцеобразного тела вращения выполнить в виде каплеобразного тела. Особенностью предложенного устройства является то, что магнит или электромагнит, размещен внутри кольцеобразного тела вращения и взаимодействует с его внутренней поверхностью, а наружная поверхность кольцеобразного тела вращения образует с внутренней поверхностью корпуса датчика зазор. Особенностью предложенного устройства является также то, что корпус снабжен струевыпрямляющим аппаратом, который размещен за чувствительным элементом. Особенностью предложенного устройства является также то, что наружная поверхность кольцеобразного тела вращения выполнена в виде сферы. Особенностью предложенного устройства является также то, что наружная поверхность кольцеобразного тела вращения выполнена в виде эллипсоида вращения. Особенностью предложенного устройства является также то, что наружная поверхность кольцеобразного тела вращения выполнена в виде каплеобразного тела. На фиг.1 изображены продольный и поперечный разрезы датчика расходомера; на фиг. 2 а, б, в - продольные разрезы кольцеобразных тел вращения в виде сферы (а), эллипсоида вращения (б), в виде каплеобразного тела вращения (в). Датчик расходомера содержит корпус 1, струенаправляющий аппарат 2, выполненный в виде неподвижных винтовых лопастей, магнит 3, выполненный в виде намагниченного по оси стержня с проточкой по наружному диаметру и расположенный концентрично корпусу 1, кольцеобразное тело вращения 4. выполненное в виде намагниченного по оси кольца, расположенного на магните 3 как на опоре и образующего своей наружной поверхностью зазор с внутренней поверхностью корпуса 1. Выпрямляющий аппарат 5, выполненный в виде неподвижных прямых лопастей, закреплен в корпусе 1 за кольцеобразным телом вращения 4 и совместно со струенаправляющим аппаратом 2 ограничивает осевое перемещение кольцеобразного тела вращения 4. Для уменьшения поверхности трения на рабочей поверхности магнита 3 сделана проточка и движение кольцеобразного тела вращения 4 происходит по контактным периферийным кольцам, форма и размеры которых определяются условиями работы. Все узлы датчика расходомера, за исключением чувствительного элемента и сердечника узла съема сигнала G выполнены из немагнитного материала. Датчик расходомера работает следующим образом. Поток измеряемой среды, проходя через винтовые лопасти аппарата 2, закручивается относительно оси расходомера и увлекает кольцеобразное тело вращения 4. Угловая скорость его вращения будет пропорциональна расходу контролируемой среды и фиксируется с помощью узла съема сигнала 6. Удерживаемое магнитными силами в радиальном и осевом направлении кольцеобразное тело вращения 4 перекатывается по периферийным контактным кольцам магнита 3 своею внутренней цилиндрической поверхностью практически без трения скольжения. Осевое воздействие контролируемого потока компенсируется магнитными силами, возникающими вследствие нарушения магнитного равновесия. В данной конструкции центробежные силы будут с увеличением скорости движения кольцеобразного тела вращения 4 надежно фиксировать его относительно оси вращения, что позволяет уменьшить величину магнитных сил и сократить габариты магнита или электромагнита, размещенного в проточной части корпуса 1, что упрощает конструкцию датчика и уменьшает расходование энергии на поддержание датчика в работоспособном состоянии. Поскольку диаметр кольцеобразного тела вращения 4 превышает диаметр тела вращения прототипа, то возрастает и его эффективная площадь, что увеличивает чувствительность датчика расходомера. Кроме того, поскольку теперь наружная поверхность кольцеобразного тела вращения 4 не является контактной поверхностью, то ее дистанционирование относительно внутренних стенок корпуса 1 позволяет вывести за пределы пограничного слоя наружную поверхность кольцеобразного тела вращения 4 и тем самым исключить паразитное торможение и повысить точность измерений. Эта же особенность предложенного датчика позволяет придавать наружной поверхности кольцеобразного тела вращения форму сферы (фиг.2 а), эллипсоида вращения (фиг.2 б) и каплеобразного тела вращения (фиг. 2 в), что позволяет в случае необходимости менять характеристики расходомера в зависимости от вида измеряемой среды, ее состояния и условий измерения. Данная особенность предложенного датчика расширяет сферу его применения и обеспечивает его использование на нескольких диапазонах измерений путем замены одного кольцеобразного тела вращения 4 другим. Возможное осевое перемещение тела вращения ограничивается струенаправляющим 2 и струевыпрямляющим 5 аппаратами, и кольцеобразное тело вращения 4 при ударе, встряске или мгновенном увеличении расхода выше расчетного возвращается магнитными силами в рабочее положение.Формула изобретения
1. Датчик расходомера, содержащий корпус, струенаправляющий аппарат, чувствительный элемент в виде расположенного концентрично корпусу намагниченного по оси магнита или электромагнита, взаимодействующего с намагниченным по оси кольцеобразным телом вращения, размещенным в корпусе с возможностью обкатывания поверхности магнита или электромагнита, соприкасающегося с ним разноименными полюсами, и узел съема сигнала, отличающийся тем, что магнит или электромагнит размещен внутри кольцеобразного тела вращения и взаимодействует с его внутренней поверхностью, а наружная поверхность кольцеобразного тела вращения образует с внутренней поверхностью корпуса зазор. 2. Датчик расходомера по п. 1, отличающийся тем, что корпус снабжен струевыпрямляющим аппаратом, который размещен за чувствительным элементом. 3. Датчик расходомера по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность кольцеобразного тела вращения выполнена в виде сферы. 4. Датчик расходомера по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность кольцеобразного тела вращения выполнена в виде эллипсоида вращения. 5. Датчик расходомера по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность кольцеобразного тела вращения выполнена в виде каплеобразного тела вращения.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение
Прежний патентообладатель:Федеральное государственное унитарное дочернее предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт атомных электростанций "
Номер и год публикации бюллетеня: 5-2004
(73) Патентообладатель:ОАО "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций"
Договор № 18107 зарегистрирован 08.01.2004
Извещение опубликовано: 20.02.2004
Похожие патенты:
Датчик расходомера // 2184939
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения расходов жидкости, газа или пара в энергетике, на транспорте, в нефтяной, нефтехимической, химической, пищевой промышленности, а также в медицине
Тахометрический расходомер // 2066848
Расходомер жидкости или газа // 2066847
Изобретение относится к технике измерения объемного расхода жидкости или газа
Устройство для измерения расхода воды // 1765695
Расходомер // 1763894
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам дистанционного контроля концентрации метана и расхода воздуха в горных выработках угольных шахт
Расходомер // 741056
Тахометрический датчик расхода // 724927
Изобретение относится к приборостроению и может использоваться в химической, нефтяной, нефтехимической отраслях промышленности, а также в ядерной энергетике и медицине
Изобретение относится к измерительной технике и прикладной метрологии и может быть использовано для передачи размера единицы расхода материальной среды от расходомера, являющегося предметом настоящего изобретения, рабочему расходомеру, стационарно установленному на трубопроводе
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения направления и величины скорости потока жидкости или расплава в областях науки и техники, где необходимы исследования гидродинамических процессов, может применяться при определении распределений полей скоростей потока расплава алюминия при электролизе, что имеет первостепенное значение при разработке энергосберегающих технологий получения металла
Изобретение относится к устройствам очистки сточных вод ливневой канализации от нефтепродуктов
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в расходометрии электропроводных жидкостей, например кислот, щелочей, растворов солей, в химической, фармацевтической, фармацевтической, пищевой и других областях промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве
Шариковый преобразователь расхода // 2472115
Изобретение относится к области расходометрии и может быть использовано для определения расхода жидкости, например, в ядерных энергетических установках
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к почвоведению и экологии, в частности к способам измерения эмиссии парниковых газов из почвы и растений с использованием камер для отбора проб. Устройство для измерения эмиссии парниковых газов из почвы и растений выполнено разъемным и состоит из цилиндрических камеры и основания. Камера крепится к основанию посредством двух горизонтальных пластин с зажимами. Пластины смонтированы в верхней части основания и нижней части камеры. По центру пластин выполнены отверстия, диаметром равные диаметру цилиндра. Нижняя часть основания выполнена со скосами, а в верхней части камеры герметично установлена крышка с эластичной пробкой. Камера содержит приспособление для вентилирования в ней воздуха. Камера может быть выполнена, например, из непрозрачного пластика. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.
Измерительное устройство кориолисова типа // 2532593
Измерительное устройство кориолисова типа дополнительно снабжено возбудителем крутильных колебаний, приемником крутильных колебаний, блоком вычисления передаточной функции крутильных колебаний с подключенным к его выходу блоком аппроксимации передаточной функции крутильных колебаний, а также блоком вычисления температуры. При этом генератор широкополосных сигналов выполнен двухканальным с обеспечением генерации на первом канале сигнала в окрестности резонансной частоты изгибных колебаний, а на втором канале - в окрестности резонансной частоты крутильных колебаний. Причем выход второго канала подключен к возбудителю крутильных колебаний, приемник крутильных колебаний соединен с входом блока вычисления передаточной функции крутильных колебаний, входы блока вычисления температуры подключены к соответствующим выходам блоков аппроксимации изгибных и крутильных колебаний, а его выходы подключены к соответствующим входам блоков вычисления передаточной функции изгибных и крутильных колебаний, при этом во впускном и выпускном разъемах с внутренней стороны симметрично между расходомерными трубками выполнены щелевые прорези, возбудитель и приемник крутильных колебаний выполнены соответственно каждый в виде двух противофазно включенных пьезоэлементов, вмонтированных симметрично между расходомерными трубками в щелевые прорези соответствующих разъемов, а сенсорные приемники выполнены в виде пьезоэлектрических пластин, вмонтированных в центральные области соответствующих щелевых прорезей. Технический результат - повышение точности и стабильности измерений. 1 ил.
Способ автоматического измерения расхода пульпы в открытых каналах включает измерение скорости и высоты потока материала, причем скорость потока пульпы определяют по скорости вращения полого мерного колеса, выполненного в виде свободно подвешенного поплавка и приводимого в движение силой сцепления рельефной поверхности колеса с верхним слоем потока пульпы. Устройство для автоматического измерения расхода пульпы в открытых каналах содержит вычислительный блок, приспособление для измерения скорости потока и уровнемер. Указанное приспособление для измерения скорости потока выполнено в виде полого мерного колеса, при этом ось вращения мерного колеса подвижно закреплена во втулках, расположенных на нижнем конце вильчатого рычага, на котором дополнительно установлены форсунки для подачи воды, а на верхнем конце вильчатого рычага горизонтально размещена отражающая площадка. Ось вращения мерного колеса связана с крыльчаткой датчика импульсов. Вильчатый рычаг при помощи параллелограммного механизма закреплен на неподвижной Г-образной стойке. Технический результат - повышение надежности и точности измерений расхода пульпы в открытых каналах за счет устранения влияния на результаты измерений абразивного воздействия пульпы и физических свойств измеряемого материала. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к способам контроля объёмного расхода и плотности пульпы в напорных трубопроводах и может быть использовано в области обогащения руд полезных ископаемых, а также в горно-металлургической, строительной и других областях промышленности. Способ автоматического контроля расхода и плотности пульпы в напорных трубопроводах включает измерение плотности по перепаду давления в восходящем потоке материала. Согласно изобретению на восходящей части напорного трубопровода выделяют два равновеликих участка, геометрические центры которых разнесены по ходу потока на величину, не превышающую 3 расстояния между нижней и верхней границами первого по ходу потока участка измерения. На нижней и верхней границах выделенных участков осуществляют отбор давления, для каждой пары границ участков измеряют перепады давлений, вычисляют взаимнокорреляционную функцию случайных сигналов, характеризующих изменение величин измеренных перепадов давлений во времени, находят абсциссу τ максимума взаимнокорреляционной функции, определяющую время взаимного сдвига по фазе полученных случайных сигналов. По величине расстояния между геометрическими центрами участков и времени τ определяют скорость потока и по известной площади внутреннего сечения трубопровода и найденной скорости потока вычисляют его расход. Технический результат - повышение надёжности и точности измерений расхода пульпы в закрытых трубопроводах за счёт устранения влияния на результаты измерений абразивного воздействия пульпы, физических свойств измеряемого материала и осуществления прямого измерения скорости потока. 3 ил.
