Тангенциальный турбинный расходомер

Авторы патента:

G01F1/06 - с помощью вращающихся лопаток с тангенциальным впуском

Владельцы патента RU 2337319:

Коротков Петр Федорович (UA)

Изобретение может быть использовано для измерения расхода в закрытых напорных трубопроводах, например расходов в трубопроводах поршневых насосов. Расходомер содержит корпус с измерительной камерой и установленной в ней на оси в подшипниковых опорах тангенциальной турбинкой, узел съема сигнала частоты. Входное и выходное отверстия корпуса расположены тангенциально по отношению к измерительной камере и турбинке и образуют совместно с измерительной камерой два охватывающих турбинку канала для движения переменно-направленного потока с обеспечением вращения турбинки только в одном направлении. Изобретение повышает точность измерения при движении потока в прямом и обратном направлении и позволяет упростить узел съема сигнала. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения расхода жидкостей и газов в напорных трубопроводах, например переменно-направленных расходов в трубопроводах поршневых насосов.

Известны однострунные счетчики количества жидкости, содержащие крыльчатку, которая установлена на осях в вихревой камере корпуса с входным и выходным каналами, расположенными на одном уровне, тангенциально к вихревой камере под углом друг к другу или соосно (Киясбейли А.Ш., Лифшиц Л.М. Первичные преобразователи систем измерения расхода и количества жидкостей. М: Энергия, 1980, с.14, рис.12, с.41, рис.32, 33).

Известен также турбинно-тангенциальный расходомер, содержащий цилиндрическую камеру с входным и выходным тангенциальными каналами, тангенциальную турбинку, установленную на подшипниковых опорах соосно камере, турбулизаторы потока, расположенные на торцовых стенках камеры, узел съема сигнала (а.с. СССР №1015251, G01F 01/06, 1983).

Недостатками этих приборов является то, что при движении жидкости в прямом и обратном направлениях крыльчатка изменяет направление вращения, что усложняет конструкцию узла съема сигнала, а также сравнительно невысокий диапазон измерения расходов вследствие низкой чувствительности на малых расходах и повышенные потери напора на больших расходах.

Известен датчик расхода топлива, содержащий корпус с цилиндрической камерой, тангенциальным входным каналом и выходным каналом, расположенным в торце рабочей камеры, чувствительный элемент в виде прямолопастной турбинки с расположенным соосно с ней кольцом, примыкающим к ступице турбинки (а.с. СССР №1151823, G01F 1/06, 1985 г.).

Известна также конструкция тангенциального тахометрического расходомера, содержащего размещенную в корпусе измерительную камеру с тангенциальным входом и аксиальным выходом на одной из торцовых поверхностей камеры, турбинку, установленную в измерительной камере на оси и преобразователь числа оборотов турбинки (а.с. СССР №1368639, G01F 1/08, 1988 г.).

Недостатком таких расходомеров является то, что число оборотов турбинки при движении среды в прямом направлении через тангенциальный вход и в противоположном направлении со стороны аксиального канала будет различным при одном и том же расходе. Это усложняет конструкцию узла съема сигнала. Кроме того, при движении среды со стороны аксиального канала потери напора будут увеличиваться.

Известен одноструйный счетчик количества текучей среды (варианты) (патент России №2156442, класс G01F 1/08, БИ №26, 20.09.2000 г.). Счетчик содержит корпус с впускным и выпускным каналами и камерой (кассетой), в котором расположена тангенциальная крыльчатка. Во входном окне камеры размещен струенаправляющий аппарат в виде жалюзийной решетки. Пластины решетки ориентированы длинными сторонами параллельно оси вращения крыльчатки, установлены под разными углами атаки и образуют пакет щелевых конфузоров, углы схождения которых имеют общую вершину, расположенную в пределах радиуса крыльчатки на геометрической линии, параллельной оси ее вращения. При соосных диаметральных впускном и выпускном каналах жалюзийная решетка выполнена экранирующей поперечное сечение входного окна камеры и проходной, если патрубки расположены тангенциально.

Такие счетчики обладают улучшенными метрологическими характеристиками при измерении потоков в прямом направлении.

Недостатком этих счетчиков является то, что при движении жидкости в прямом и обратном направлениях число оборотов крыльчатки будет разным, а крыльчатка будет менять направление вращения, что приводит к ухудшению метрологических характеристик и усложнению узла съема сигнала.

Известен датчик расхода (а.с. RU №2184939, кл. G01F 1/05, 2001), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, кольцевое тело с лопастями, а также узел съема сигнала, в котором входной патрубок корпуса выполнен тангенциальным, или корпус выполнен с идентичными входным и выходным тангенциальными патрубками, которые одинаково расположены относительно корпуса.

Известен также расходомер жидких сред (а.с. RU №2079811, кл. G01F 1/10, 1997), содержащий корпус с рабочей полостью, в которой установлен чувствительный элемент в виде крыльчатки, входное и выходное калиброванные отверстия, связанные с этой полостью, а также узел съема сигнала, в котором входное и выходное отверстия образуют совместно с рабочей полостью охватывающий крыльчатку канал и могут быть выполнены перпендикулярно к оси крыльчатки.

Недостатком этих приборов является то, что при движении жидкости в прямом и обратном направлениях крыльчатка изменяет направление вращения. Это усложняет узел съема сигнала и ухудшает метрологические характеристики приборов.

Последние расходомеры имеют наибольшее число существенных признаков с предлагаемым и поэтому выбраны в качестве прототипов.

В основу предлагаемого изобретения положена задача расширения диапазона и точности измерения расхода, а также количества жидкости, протекающей как в прямом, так и в обратном направлениях в результате обеспечения вращения крыльчатки только в одном направлении независимо от направления движения потока.

Поставленная задача решается тем, что входное и выходное отверстия расположены тангенциально по отношению к измерительной камере и турбинке и образуют совместно с измерительной камерой два охватывающих турбинку канала.

Техническим результатом от использования изобретения является повышение точности измерения расхода и количества жидкости, протекающей как в прямом, так и в обратном направлениях (например, в трубопроводах поршневых насосов), упрощение конструкции узла съема сигнала, возможность определения таких параметров поршневых (дозировочных) насосов, как теоретическая и действительная подача, коэффициент подачи, а также возможность определения перетечек во впускном и выпускном клапанах.

Это достигается тем, что в тангенциальном турбинном расходомере, содержащем корпус с входным и выходным отверстиями и измерительной камерой с расположенной в ней тангенциальной турбинкой, входное и выходное отверстия выполнены тангенциально по отношению к измерительной камере и турбинке и образуют совместно с измерительной камерой два противоположно направленных канала для движения переменно-направленного потока с обеспечением вращения турбинки только в одном направлении.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид тангенциального турбинного расходомера.

Предлагаемый тангенциальный турбинный расходомер содержит корпус 1 с входным 4 и выходным 5 отверстиями, измерительной камерой 2, в которой на подшипниковых опорах соосно камере с возможностью осевого перемещения и вращения установлена тангенциальная турбинка 3, узел съема сигнала 6.

Тангенциальный турбинный расходомер работает следующим образом: жидкость, двигаясь в прямом направлении, через отверстие 4, попадая в измерительную камеру 2, проходит через в канал А, воздействует на турбинку 3, приводя ее к вращению, и выходит через тангенциальное отверстие 5, а двигаясь в обратном направлении, через тангенциальное отверстие 5, попадая в измерительную камеру 2, проходит через канал Б, воздействует на турбинку 3 с противоположной стороны, приводя ее во вращение, и выходит через отверстие 4. Узел съема сигнала 6 преобразует вращение турбинки в пропорциональный сигнал. При этом турбинка вращается только в одном направлении независимо от направления движения потока.

Это значительно упрощает конструкцию узла съема сигнала и повышает точность измерения расхода и количества жидкости (в частности) переменно-направленных потоков.

Тангенциальный турбинный расходомер, содержащий корпус с измерительной камерой, входным и выходным отверстиями, тангенциальную турбинку, установленную на подшипниковых опорах соосно камере, и узел съема сигнала, отличающийся тем, что входное и выходное отверстия выполнены тангенциально по отношению к турбинке и измерительной камере и образуют совместно с измерительной камерой два охватывающих турбинку канала для движения переменно-направленного потока с обеспечением вращения турбинки только в одном направлении.

Похожие патенты:

Турбинный расходомер // 2323414

Изобретение относится к приборам, предназначенным для измерения расхода жидкости, транспортируемой по трубопроводу. .

Устройство для измерения количества жидких или газообразных сред // 2291399

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к приборам для измерения количества прошедшей среды. .

Устройство межпластовой перекачки воды и глубинный скважинный преобразователь расхода для этого устройства // 2278969

Шариковый преобразователь расхода // 2253843

Изобретение относится к приборостроению, в частности к области измерения расхода жидкости в тяжелых эксплутационных условиях. .

Расходомер текущих продуктов // 2215996

Двухструйный счётчик воды // 2212019

Водомерный счетчик // 2157968

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в водоснабжении для измерения количества воды. .

Устройство для измерения расхода жидкости // 2152592

Изобретение относится к устройствам для измерения расхода жидкости путем пропуска ее через измерительные устройства непрерывным потоком с помощью вращающихся лопаток с магнитной или электромагнитной связью с индикаторным прибором.

Способ измерения расхода жидкости и устройство для его осуществления // 2152128

Изобретение относится к способам и устройствам для измерения расхода жидкости путем пропуска ее через измерительные устройства непрерывным потоком с помощью вращающихся лопаток.

Одноструйный счетчик воды // 2146040

Изобретение относится к скоростным крыльчатым водосчетчикам с вертикальной крыльчаткой. .

Шариковый преобразователь расхода // 2399822

Изобретение относится к измерительной технике

Способ установки первичного преобразователя шарикового расходомера // 2422775

Изобретение относится к способам повышения надежности и долговечности первичного преобразователя ШАДР-32М шарикового расходомера ШТОРМ-32М, являющегося штатным прибором измерения расхода воды в топливных каналах РБМК

Счетчик расхода жидкостей // 2440559

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам, измеряющим расход жидкостей

Шариковый электронно-оптический первичный преобразователь расхода прозрачных жидкостей // 2548055

Использование относится к измерительной технике и может использоваться для измерения расхода любых электропроводных и неэлектропроводных, агрессивных и токсичных, огне- и взрывоопасных жидкостей в химической, нефтеперерабатывающей, фармакологической и других отраслях промышленности. Узел съема электрического сигнала содержит светоизлучатель и фотоприемник, связанные между собой прямой оптической и обратной электронной положительной связями и размещенные непосредственно в зоне кольцевого канала так, чтобы вращающийся шарик мог пересекать оптическую ось «светоизлучатель-фотоприемник», или светоизлучатель и фотоприемник размещены во вторичном электронном преобразователе и оптически связаны с кольцевым каналом первичного преобразователя посредством оптоволоконного волновода. Технический результат - получение импульсного выходного сигнала с достаточной крутизной фронтов и стабильной амплитудой, не зависящего от вида жидкости, ее температуры и давления, не подверженного искажению электрическими, магнитными и электромагнитными полями. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Счетчик газа - расходомер // 2562939

Изобретение относится к области измерения объема (расхода) газа, протекающего по трубопроводам и поступающего к потребителю под относительно низким давлением (от 0,05 кг/см2) с расходом от 0,01 до 15 м3/час. Изобретение может быть использовано в системе газоснабжения коммунального хозяйства и предприятий, а также в быту для индивидуальных потребителей. Счетчик газа - расходомер, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, последовательно соединенные между собой входную, промежуточную и выходную полости, чувствительный элемент в виде конуса с валом, на котором закреплена турбинка, наружная поверхность конуса снабжена пазами, выполненными по винтовой линии, а также содержащий опору конуса, выполненную с конической поверхностью, обращенной к конусу, основание с радиальными отверстиями, относительно которого турбинка установлена с зазором, и регистрирующее устройство, снабжен стаканом, сопряженным с корпусом посредством шарового шарнирного соединения, при этом регистрирующее устройство, опора конуса и основание с радиальными отверстиями размещены внутри стакана и жестко с ним соединены; корпус может быть выполнен из двух отдельных частей - верхней, содержащей стакан с расположенными в нем элементами, и нижней, содержащей входной и выходной патрубки. Технический результат - уменьшение погрешности измерений при отклонении устройства при его установке от заданного положения. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Универсальный электрошариковый первичный преобразователь расхода электропроводной жидкости // 2566428

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в расходометрии любых электропроводных жидкостей в химической, фармацевтической, пищевой и других областях промышленности, в жилищно-коммунальном хозяйстве в автоматических системах учета потребления холодной и горячей воды в составе теплосчетчика. Шариковый первичный преобразователь расхода электропроводной жидкости состоит из цилиндрического корпуса с кольцевым каналом, в котором свободно может вращаться шарик, выполненный из диэлектрического материала с нулевой плавучестью в жидкости, неподвижного струенаправляющего аппарата, узла съема электрического сигнала и установленных в кольцевом канале и в плоскости качения шарика трех электродов, из которых средний электрод подключен к выходу, а два других электрода соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя, чтобы электрические сопротивления жидкости между средним электродом и двумя другими электродами вместе с двумя вспомогательными резисторами образовывали положительную и отрицательную обратные связи, охватывающие операционный усилитель и управляемые вращающимся шариком. Технический результат − независимость режима работы узла съема выходного сигнала, амплитуды и крутизны фронтов выходных прямоугольных импульсов от вида и параметров жидкости, температуры в том числе, высокая крутизна фронтов выходных импульсов даже при очень низких расходах жидкости, подавление электролиза и других электрохимических процессов в зоне электрического контакта электродов с жидкостью; исключение необходимости предварительной настройки преобразователя под конкретный вид жидкости с заданными параметрами и условия эксплуатации первичного преобразователя, снижение требований к материалу электродов и увеличенный срок эксплуатации преобразователя. 3 ил.

Способ измерения расхода жидкости в скважине (трубопроводе) некалиброванным расходомером // 2583875

Изобретение относится к области исследований скважин, в частности к способам нахождения расхода скважинной жидкости с использованием некалиброванного расходомера с линейной зависимостью показаний от расхода (например, турбинного или электромагнитного), и может быть использовано при разработке и контроле нефтяных месторождений, а также при измерении расхода жидкости в трубопроводах. Способ измерения расхода жидкости в работающей скважине или трубопроводе включает регистрацию показаний и скорости перемещения некалиброванного расходомера при его движении вдоль исследуемого интервала. Для вычисления скорости движения скважинной жидкости на каждом i-ом участке исследуемого интервала перемещают расходомер с j различными, но постоянными скоростями, затем для каждого i-го участка находят коэффициенты линейной аппроксимации К0i, К1i уравнения вида Nij=K1i*Uij+K0i, где Nij - показания некалиброваного расходомера, условные единицы; Uij - скорость перемещения расходомера внутри скважины, м/ч. Для каждого i-го участка исследуемого интервала вычисляют расход жидкости в скважине (трубопроводе) по формуле Qi=Si*K0i/K1i, где Si - площадь сечения потока, м2. Технический результат - упрощение процесса нахождения расхода, а следовательно, снижение технических затрат. 2 табл.

Крыльчатка счетчика горячей воды // 2585306

Изобретение предназначено для использования в устройствах измерения расхода горячей воды. Крыльчатка счетчика горячей воды содержит ведущую магнитную полумуфту, помещенную в герметичный контейнер из немагнитного материала, заполненный магнитной жидкостью. Технический результат - прямо пропорциональная зависимость скорости вращения ведомой полумуфты от температуры воды, проходящей через счетчик. 1 ил.

Счетчик горячей воды // 2597029

Изобретение предназначено для использования в устройствах измерения расхода горячей воды. Счетчик горячей воды содержит закрепленный на герметичной немагнитной перегородке между ведущей и ведомой магнитными полумуфтами термомагнитный экран. Технический результат - зависимость вращения ведомой магнитной полумуфты от температуры воды, проходящей через счетчик. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для измерения расхода жидкости // 2627546

Изобретение относится к устройствам для измерения расхода жидкости, например воды, протекающей непрерывным потоком в трубе, с помощью вращающихся лопастей с магнитной связью с индикаторным прибором. Устройство для измерения расхода жидкости может быть использовано, например, для учета количества воды, расходуемой отдельными потребителями, а также для контроля работы оросительных систем и водопроводных сооружений. Устройство для измерения расхода жидкости содержит корпус, имеющий входное и выходное отверстия, крыльчатку, установленную на расположенном в полости корпуса валу, продольная ось которого перпендикулярна потоку жидкости, и жестко закрепленный на нем магнит, счетный геркон, взаимодействующий с магнитом и связанный через вычислительное устройство с жидкокристаллическим индикатором, блок управления, а также блок подзарядки, включающий последовательно соединенные антенну, колебательный контур, выпрямитель и стабилизатор напряжения, при этом блок управления подключен к выходу вычислительного устройства. Новым в устройстве для измерения расхода жидкости является то, что оно дополнительно снабжено таймером, блоком передачи данных, коммутирующим устройством с конденсаторами, первый вход которого соединен со вторым выходом вычислительного устройства, а первый, второй и третий выходы соответственно - со вторыми входами вычислительного устройства, блока управления и жидкокристаллического индикатора, при этом выход стабилизатора блока подзарядки подключен ко второму входу коммутирующего устройства и третьему входу вычислительного устройства, причем выход блока управления связан со входом блока передачи данных, а таймер подключен к четвертому входу вычислительного устройства. Технический результат - исключение необходимости его периодического обслуживания, связанного с заменой химического источника электрической энергии. 1 ил.