Тангенциальный турбинный преобразователь расхода



Тангенциальный турбинный преобразователь расхода
Тангенциальный турбинный преобразователь расхода
Тангенциальный турбинный преобразователь расхода

 


Владельцы патента RU 2453814:

Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод"-ОАО "АПЗ" (RU)

Тангенциальный турбинный преобразователь расхода относится к устройствам измерения расхода и может быть использован для измерения расхода жидкости или газа, например для измерения расхода топлива в топливопроводах двигателей. Тангенциальный турбинный преобразователь расхода, содержащий корпус с измерительной цилиндрической камерой, тангенциальным входным каналом и выходным каналом, установленную вертикально в измерительной камере прямолопастную турбинку, турбулизаторы потока, отличающийся тем, что входной и выходной каналы выполнены прямоугольной формы, входной канал имеет следующие размеры: ширина 1-0,85…1 ширины лопастей турбинки, высота h - 1/6 высоты лопасти турбинки L; входной и выходной каналы расположены по касательной к окружности внутреннего диаметра измерительной камеры наклонно друг к другу таким образом, что уголы наклона α входного и выходного каналов к оси, проходящей через центр турбинки, составляют 45°…60°, причем размеры прямоугольного сечения выходного канала в 1,1 больше размеров входного канала. Технический результат - повышение точности измерения и расширение диапазона измерения тангенциального турбинного преобразователя расхода. 3 ил.

 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к устройствам измерения расхода, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для измерения расхода жидкости или газа, например для измерения расхода топлива в топливопроводах двигателей.

Известен турбинный преобразователь расхода (авторское свидетельство СССР №1015251, G01F 1/10, 1983 г.), содержащий цилиндрическую камеру с входными и выходными тангенциальными каналами, тангенциальную турбинку, установленную на подшипниковых опорах соосно камере, размещенные равномерно на торцовой стенке камеры турбулизаторы потока.

Недостатком такого преобразователя расхода является то, что полезный угол действия потока среды на турбинку составляет не более 60°, поэтому в этом преобразователе очень маленький диапазон измерения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является тангенциальный турбинный преобразователь расхода (авторское свидетельство СССР №1663436, G01F 1/10, 1991 г.), содержащий корпус с измерительной цилиндрической камерой, тангенциальными входным и выходным каналами цилиндрической формы, установленную вертикально в измерительной камере прямолопастную турбинку и турбулизатор потока в виде отверстий в стенке измерительной камеры, выходной канал расположен перед входным каналом по направлению вращения турбинки в секторе измерительной камеры с центральным углом между входным и выходным каналами не более 120°.

Недостатком такого устройства является то, что входной и выходной каналы выполнены круглого сечения и расположены очень близко друг к другу, поэтому при малых расходах измеряемой среды происходит перетекание потока из входного канала в выходной без вращения турбинки.

Задачей изобретения является повышение точности измерения и расширение диапазона измерения тангенциального турбинного преобразователя расхода.

Это достигается тем, что в тангенциальном турбинном преобразователе расхода, содержащем корпус с измерительной цилиндрической камерой, тангенциальным входным каналом и выходным каналом, установленную вертикально в измерительной камере прямолопастную турбинку, турбулизаторы потока, входной и выходной каналы выполнены прямоугольной формы, входной канал имеет следующие размеры: ширина 1-0,85…1 ширины лопастей турбинки, высота h - 1/6 высоты лопасти турбинки L; входной и выходной каналы расположены по касательной к окружности внутреннего диаметра измерительной камеры наклонно друг к другу таким образом, что углы наклона α входного и выходного каналов к оси, проходящей через центр турбинки, составляют 45°…60°, причем размеры прямоугольного сечения выходного канала в 1,1 больше размеров входного канала.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен предлагаемый преобразователь расхода в разрезе, где α - угол наклона входного (выходного) каналов, h - высота прямоугольного сечения входного канала, L - высота лопасти турбинки; на фиг.2 - вид сбоку преобразователя расхода, где l - ширина прямоугольного сечения входного сигнала; на фиг.3 - точностные характеристики тангенциального турбинного преобразователя расхода: 1 - характеристика преобразователя расхода, выполненного в соответствии с прототипом; 2 - характеристика тангенциального турбинного преобразователя расхода с входным и выходным каналами согласно предлагаемому техническому решению.

Тангенциальный турбинный преобразователь (фиг.1) содержит корпус 1, входной тангенциальный канал 2 и цилиндрическую измерительную камеру 3, в которой вертикально располагается турбинка 4, выходной канал 5, входной и выходной каналы прямоугольной формы выполнены наклонно друг к другу по касательной к окружности боковой стенки измерительной камеры под углами наклона α=45°…60° входного и выходного каналов к оси, проходящей через центр турбинки и с центральным углом не более 180°. Снаружи корпуса размещен бесконтактный узел 6 съема сигнала.

Преобразователь работает следующим образом.

Поток измеряемой среды через входной прямоугольный канал 2 попадает в измерительную камеру 3 корпуса 1, вращая турбинку 4. Далее через прямоугольный выходной канал 5 поток измеряемой среды попадает в трубопровод (фиг.1, 2). Вращение турбинки 4 фиксируется бесконтактным узлом съема сигнала 6 и в виде электрических импульсов поступает на показывающий прибор. Частота следования импульсов пропорциональна расходу измеряемой среды, а количество импульсов - объему протекающей жидкости.

При вращении среды в измерительной камере наличие отверстий на стенках камеры (турбулизаторов) приводит к уменьшению толщины пограничного слоя и тем самым к снижению влияния сил вязкого трения среды на вращение турбинки.

Выполнение входного и выходного каналов прямоугольного сечения позволяет более эффективно использовать кинетическую энергию струи измеряемой среды и точно направлять ее на лопасть турбинки, тем самым обеспечивая повышение точности измерения, расширение диапазона измерения и улучшение метрологических характеристик тангенциального турбинного преобразователя расхода.

Выполнение входного и выходного каналов по касательной к окружности внутреннего диаметра измерительной камеры наклонно друг к другу таким образом, что углы наклона α входного и выходного каналов к оси, проходящей через центр турбинки, составляют 45°…60°, позволяет тем самым увеличить полезный угол вращения турбинки с 60° до 120°, что в свою очередь ведет к расширению диапазона измерения расхода.

Проведенные на предприятии-заявителе исследования позволили опытным путем определить оптимальные размеры входного канала прямоугольного сечения: ширина 1-0,85…1 ширины лопастей турбинки, высота h - 1/6 высоты лопасти турбинки L; размеры прямоугольного сечения выходного канала в 1,1 больше размеров входного канала. Такое выполнение позволяет расширить диапазон и точность измерения расхода измеряемой среды, существенно снизить потерю давления на преобразователе расхода. Перепад на расходе Qmax снижается с 0,5 до 0,3 кГс/см2.

На фиг.3 приведены точностные характеристики измерения расхода тангенциальным турбинным преобразователем расхода, где погрешность измерения А вычисляют по следующей формуле:

где Δ - погрешность измерения, %;

Qпрi - измеренный объем по преобразователю, имп./л;

Qмi - измеренный объем по мернику, имп./л.

Изображенная штрихпунктирной линией 1 характеристика соответствует характеристике преобразователя с турбулизаторами и тангенциальными входным и выходным каналами цилиндрической формы, выполненными в соответствии с прототипом. Изображенная сплошной линией 2 характеристика соответствует характеристике преобразователя с турбулизаторами и тангенциальными входным и выходным каналами прямоугольной формы, выполненного в соответствии с приведенным примером выполнения.

По фиг.3 видно, что благодаря выполнению входного и выходного каналов прямоугольного сечения и расположенных наклонно друг к другу под углом 45°…60° к горизонтальной оси вращения турбинки достигается наибольший диапазон измерения преобразователя расхода и, соответственно, наибольшая точность измерения расхода.

Тангенциальный турбинный преобразователь расхода, содержащий корпус с измерительной цилиндрической камерой, тангенциальным входным каналом и выходным каналом, установленную вертикально в измерительной камере прямолопастную турбинку, турбулизаторы потока, отличающийся тем, что входной и выходной каналы выполнены прямоугольной формы, входной канал имеет следующие размеры: ширина 1-0,85…1 ширины лопастей турбинки, высота h - 1/6 высоты лопасти турбинки L; входной и выходной каналы расположены по касательной к окружности внутреннего диаметра измерительной камеры наклонно друг к другу таким образом, что угол наклона α входного и выходного каналов к оси, проходящей через центр турбинки, составляют 45°…60°, причем размеры прямоугольного сечения выходного канала в 1,1 больше размеров входного канала.



 

Похожие патенты:

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 технологии получения радиационно-защитного композиционного материала, который может быть использован при изготовлении элементов защиты в различной аппаратуре, применяемой для дефектоскопии, для медицинских целей, для радиоактивного каротажа нефтяных и газовых скважин, в портативных нейтронных генераторах и др.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода жидкостей и газов. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода жидкостей и газов в напорных трубопроводах как одностороннего, так и двустороннего действия, например, в трубопроводах поршневых насосов.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода газового потока в магистрали. .

Изобретение относится к области геофизических исследований и может быть использовано при термогидродинамических исследованиях действующих нефтяных и газовых скважин с целью оптимизации режимов работы действующих скважин, при построении профиля притока или поглощения в скважинах с целью определения дебитов пластов и пропластков и при проведении ремонтно-изоляционных работ.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения расхода различных сред, в частности при коммерческих расчетах с поставщиками топлива.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения расхода жидкости в широком диапазоне значений. .

Изобретение относится к области измерения расходов жидкостей и газов и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства. .

Изобретение относится к области расходометрии и предназначено для измерения израсходованного природного газа по массе в жилищно-бытовых условиях, а модификации устройства можно использовать в энергетике, промышленности, медицине, при научных исследованиях

Способ измерения скорости потока основан на измерении частоты вращения вертушки, установленной в потоке на валу электродвигателя, определении точки перегиба зависимости частоты вращения вертушки от одного из электрических параметров питания электродвигателя и определении скорости потока по частоте вращения вертушки, соответствующей точке перегиба. При этом питание электродвигателя модулируют гармоническим сигналом. Точку перегиба огибающей определяют по изменению спектральных компонент гармоник, суммарных и разностных частот. Устройство содержит вертушку, датчик частоты вращения вертушки, электродвигатель, подсоединенный к вертушке, генератор гармонического сигнала, устройства выделения 2-й гармоники и вычисления скорости потока по частоте вращения вертушки, соответствующей минимизации 2-й гармоники сигнала. Технический результат - повышение точности измерения, упрощение и быстродействие. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 фиг.

Тахометрический расходомер содержит проточный корпус с центральным осевым каналом и коаксиальным кольцевым измерительным каналом, узел контроля за вращением чувствительного элемента. Внутри измерительного канала расположены входной и выходной направляющие аппараты в виде втулок с лопастями, между которыми выполнена кольцевая канавка для вращения чувствительного элемента. Входной направляющий аппарат выполнен с прямыми радиальными лопастями, переходящими по ходу потока в винтовые лопасти, а выходной направляющий аппарат - с винтовыми лопастями на входе, переходящими по ходу потока в прямые радиальные лопасти. Кольцевая канавка ограничена в радиальном направлении внутренней стенкой корпуса и внешней стенкой втулки, а в осевом направлении - ограничительными кольцами, установленными на смежных торцах входного и выходного направляющих аппаратов. Технический результат - повышение точности измерения расхода жидкостей с изменяющейся плотностью и вязкостью в широком диапазоне подач. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Турбинный счетчик расхода воды, который содержит корпус, в котором на валу в поперечных стенках установлена турбинка с постоянным магнитом и довеском, электронное суммирующее обороты турбинки устройство, к которому подключен геркон, который отличается тем, на что постоянный магнит установлен на торце турбинки, а геркон установлен в отверстие поперечной стенки корпуса, выполненной из немагнитного материала, напротив магнита и подсоединен к входу суммирующего устройства, выполненного в виде счетчика электроимпульсов, работающего от короткого замыкания его входа, в частности, путем замыкания контактов геркона магнитным полем постоянного магнита. Технический результат - повышение надежности турбинного счетчика, обеспечение бесперебойности работы и уменьшение стоимости. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для определения расхода и направления потока жидкости. Задачей заявляемого изобретения является создание датчика скважинного расходомера, надежно работающего в загрязненных скважинных жидкостях при различных неограниченных глубинах его погружения в скважину и гидродинамических ее исследованиях. Датчик скважинного расходомера, содержащий корпус, установленный в нем тахометрический преобразователь, включающий корпус преобразователя, крыльчатку с валом, размещенным в опорах с зазором, механо-электрический преобразователь вращения крыльчатки, установленный в корпусе преобразователя и представляющий собой неподвижный его элемент в корпусе преобразователя и подвижный - на валу крыльчатки, узел защиты, включающий установленные на опоры колпаки, одним из которых является корпус преобразователя, и источник защитной среды в виде капсулы, с которым сообщен колпак корпуса преобразователя. В качестве защитной среды использована защитная жидкость, не смешивающаяся со скважинной и имеющая меньшую, чем у нее, плотность. Капсула установлена в корпусе датчика, причем объем защитной жидкости в ней не меньше объема колпака корпуса преобразователя. Капсула выполнена в виде шприца с подпружиненным поршнем в ее корпусе, подпоршневой объем которого сообщен с объемом колпака корпуса преобразователя. Поршень выполнен с возможностью контактирования с его стопором, установленным на изогнутой пластине снаружи корпуса капсулы, выполненной с возможностью взаимодействия с поплавком, перемещающимся по корпусу капсулы. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидравлическому оборудованию, а конкретно к средствам измерения расхода жидкостей, преимущественно повышенной вязкости и малых расходов. Расходомер состоит из корпуса с внутренней полостью и имеющимися внутри корпуса на поверхности полости выступами, с входным и выходным отверстиями, с расположенным внутри его полости вращающимся чувствительным элементом. Вращающийся чувствительный элемент является телом вращения с гладкой поверхностью с осью, проходящей через опоры элемента. Вращение этого элемента производится за счет сил вязкого трения движущейся в ламинарном режиме измеряемой жидкости о поверхность элемента. Технический результат - обеспечение высокой точности измерения во всем температурном диапазоне использования расходомера, возможность замены измеряемой расходомером жидкости любой другой без его дополнительной калибровки; возможность измерения сверхмалых расходов вязких жидкостей. 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к калибровке, изготовлению и испытанию 2-турбинного расходомера на потоке с компенсацией возмущений и скольжения, действующих на основную винтовую (аксиальную) вертушку (турбинку). 2-турбинный расходомер с компенсацией скольжения турбинки по разности осевых сил винтовой и прямолопастной турбинок содержит датчики осевых сил обеих турбинок, а прямые лопасти, боковые кромки, втулка и шероховатость прямолопастной турбинки выполнены по размерам и свойствам равноценной винтовой турбинки с поворотом прямых лопастей по потоку, а втулка удлинена по длине потока в нижней части винтовой турбинки. Предусмотрено вибрационное преодоление осевого трения сцепления. В способе изготовления расходомера в качестве заготовки прямолопастной турбинки используют одну из винтовых турбинок. В способе испытания расходомера обе турбинки юстируют в потоке по разности осевых сил с одинаковым перекрытием потока задвижкой перед каждой турбинкой. Градуировка задвижек осуществляется с помощью образцовых труб и на каждой задвижке имеется индивидуальная шкала перемещений. Технический результат - устранение неодинакового влияния эпюры скоростей потока в трубе с учетом режимов течения потока. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх