Устройство генерации колебаний

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к генераторам переменного расхода, предназначенным для формирования импульсного давления и/или расхода рабочей среды при исследовании метрологических характеристик средств измерений давления и расхода жидкости, и может найти применение в приборостроительной промышленности при метрологической аттестации этих средств измерений. Устройство генерации колебаний содержит ротор 1, соединенный с помощью редуктора 11, муфты 10 с валом двигателя 12, управляемым блоком управления 13, статор 2, жестко закрепленный с корпусом 9 устройства. Ротор 1 имеет два выходных окна 3, расположенных на разных уровнях. Статор 2 представляет собой цилиндр с входным окном, связанным с входным трубопроводом 6, и двумя выходными окнами 4, связанными с выходными трубопроводами 7 и 8. Для снижения гидравлического удара между внутренней поверхностью статора 2 и внешней поверхностью ротора 1 имеется зазор 5, площадь которого не превышает погрешности живого сечения потока. Технический результат - снижение погрешностей измерения расхода и давления генерируемого потока жидкости при воспроизведении импульсов генерируемого потока различных форм и амплитуд. 1 ил.

 

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам, генерирующим переменный расход, предназначенным для формирования импульсного давления и/или расхода рабочей среды при исследовании метрологических характеристик средств измерений давления и расхода жидкости, и может найти применение при метрологической аттестации этих средств измерений.

Известен генератор переменного расхода, который использует изменение площади прямоугольной прорези, расположенной по образующей цилиндрического статора (Пульсатор расхода ПР-1. Техническое описание П1-00-00 ТО, 1973) [1]. Контролируемая среда подается во внутреннюю полость статора по входному трубопроводу. Изменение размеров площади отверстия прорези происходит при вращении ротора в форме цилиндра, усеченного плоскостью под углом к его продольной оси. При этом значение расхода через указанную выше прорезь при равномерном вращении ротора изменяется по синусоидальному закону. Прошедший через прорезь изменяемой площади поток поступает в испытательный участок в виде трубопровода с установленным в нем испытуемым расходомером и далее - в сливную емкость через сливной трубопровод. Частота пульсаций расхода определяется скоростью вращения ротора. Изменяя скорость вращения ротора и регистрируя показания испытуемого расходомера, можно определять частотную характеристику испытуемого расходомера. Этот известный генератор характеризуется трудностью получения пульсаций расхода требуемой амплитуды и формы в широком диапазоне частот, так как для этого необходимо управлять движением большой массы жидкости, а это требует создания значительного давления контролируемой среды, что в ряде случаев практически не осуществимо. Кроме того, в генераторах такой конструкции имеют место значительные перепады давления, что вносит дополнительные погрешности в результаты испытаний, не говоря уже о наличии больших вибраций трубопровода, особенно на низких частотах.

Известно устройство «Генератор переменного расхода» по авторскому свидетельству СССР №637722, G01F 25/00, опубл. 15.12.78. Бюл. №46 [2] для определения динамических характеристик расходомеров, содержащее ротор в форме цилиндра, усеченного плоскостью под углом к его продольной оси, пустотелый цилиндрический статор с прорезью прямоугольной формы по образующей цилиндра на диаметрально противоположных сторонах. Ротор соединен с валом двигателя. Внутренняя полость статора соединена с входным трубопроводом, подающим контролируемую среду и через прорези сообщается с отрезками двух трубопроводов, в одном из которых установлен испытуемый расходомер. Другие концы трубопроводов присоединены к выходному трубопроводу через дроссельное устройство.

Недостатком такого генератора является возможность его использования только для исследования синусоидальной формы импульса, кроме того, в генераторах такой конструкции имеют место перепады давления, что вносит дополнительные погрешности в результаты испытаний.

Известно устройство «Генератор переменного расхода» по авторскому свидетельству SU №1013764 A, G01F 25/00, опубл. 23.04.83. Бюл. №15 - [3]. Гидромеханический пульсатор содержит цилиндрический корпус с входным и двумя выходными окнами прямоугольной формы, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях. В корпусе установлен цилиндрический ротор, который выполнен полым с нечетным числом окон, идентичных выходным окнам корпуса.

Недостатком такого генератора является возможность его использования только для исследования синусоидальной формы импульса, кроме того, в генераторах такой конструкции имеют место перепады давления, что вносит дополнительные погрешности в результаты испытаний.

Известно устройство «Пульсатор Б.С. Лобанова (варианты)» по патенту RU №2240449, F15B 21/12, опубл. 20.11.04 - [4]. Оно содержит корпус с отводящим, подводящим и сливными каналами и рабочей камерой, сообщающейся со сливным каналом, вращающийся ротор с дефлекторами, установленный в рабочей камере корпуса, питающие сопла, сообщающиеся с подводящим каналом, соосные с ними приемные сопла, сообщающиеся с отводящим каналом, при этом сопла своими торцевыми отверстиями сообщаются с рабочей камерой корпуса, а дефлекторы ротора, выполненные в виде лопастей, периодически взаимодействуют с рабочей струей с целью образования рабочего крутящего момента, приводящего во вращение ротор.

Однако для данного пульсатора свойственны высокие энергетические затраты при создании пульсирующих потоков рабочей среды, поскольку сливной и отводящий каналы на выходе пульсатора не образуют колебательный контур для регулирования ограниченной массы жидкости. Такое исполнение устройства осуществляет сложно регулируемые параметры потока жидкости в колебательном контуре.

Наиболее близким к заявленному изобретению является изобретение по патенту RU №2327119, G01F 25/00, F15B 21/12, опубликованное 20.06.2008, Бюл. №17 [5]. Пульсатор расхода содержит статор с выходными окнами и установленный в нем соосно цилиндрический полый ротор, соединенный с валом двигателя. Выходные окна ротора n и статора m расположены на разных уровнях и имеют форму многоугольников. Общее число окон статора не превышает (n≥m) или больше (n>m) общего числа окон ротора. Изобретение обеспечивает создание в потоке жидкости пульсаций расхода с различными законами изменения.

Недостатком такого пульсатора является наличие гидравлического удара при генерировании пульсирующего потока, что приводит к возникновению погрешностей.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в снижении погрешностей измерения расхода и давления генерируемого потока жидкости путем снижения влияния гидравлического удара при воспроизведении в испытательных участках импульсов генерируемого потока различных форм и амплитуд.

Технический результат достигается тем, что в устройстве генерации колебаний, содержащем полый ротор с двумя выходными окнами, выполненными на разных уровнях его поверхности, связанный с валом двигателя, управляемого блоком управления, цилиндрический статор с входным окном, связанным с входным трубопроводом, и двумя выходными окнами, выполненными на разных уровнях его поверхности и связанными с выходными трубопроводами, новым является то, что между внутренней поверхностью статора и внешней поверхностью ротора есть зазор, площадь которого в момент перекрытия окон статора окнами ротора не превышает погрешности площади живого сечения потока через выходные окна.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где:

Фиг.1 - устройство генерации колебаний.

Здесь: 1 - ротор; 2 - статор; 3 - выходные окна ротора; 4 - выходные окна статора; 5 - зазор между ротором и статором; 6 - входной трубопровод; 7 - первый выходной трубопровод; 8 - второй выходной трубопровод; 9 - корпус; 10 - муфта; 11 - редуктор; 12 - двигатель; 13 - блок управления.

Устройство генерации колебаний содержит полый ротор 1, соединенный с помощью муфты 10 и редуктора 11 с валом двигателя 12. Ротор 1 имеет два выходных окна 3, расположенных по образующей цилиндра и на разных уровнях. В подшипниках корпуса 9 устройства, закрепленного со статором 2, установлен вал ротора 1, который может быть отсоединен от вала двигателя 12 с помощью муфты 10. Изменение частоты вращения ротора 1 осуществляется через двигатель 12, электрически соединенный с блоком управления 13. Цилиндрический статор 2 представляет собой цилиндр с входным и двумя выходными 4 окнами. Выходные окна статора расположены по образующей цилиндра статора и на разных уровнях. Входное окно статора 2 связано с входным трубопроводом 6, его выходные окна 4 связаны с первым 7 и вторым 8 трубопроводами соответственно.

Контролируемая жидкость по входному трубопроводу 6 поступает в полость ротора 1. В зависимости от совмещений выходных окон 3 ротора 1 с выходными окнами 4 статора 2 жидкость проходит по выходным трубопроводам 7 и 8. При этом расход жидкости определяется площадью выходного окна 4 статора 2, не перекрытой в данный момент ротором 1, и величиной зазора 5 между внутренней поверхностью статора 2 и внешней поверхностью ротора 1, не превышающей погрешности площади живого сечения потока через выходные окна статора 2.

Максимальный расход жидкости в выходном трубопроводе достигается при полном совмещении одного из окон ротора 1 с окном статора 2, а минимальный - при полном перекрытии окна статора 2 и обусловлен величиной зазора 5. Таким образом, величина амплитуды генерируемого потока жидкости обуславливается величиной расхода жидкости через выходные окна статора 2, а частота пульсаций обуславливается скоростью вращения ротора 1. Для получения плавно изменяющихся пульсаций расхода с различными законами изменения окна ротора 1 расположены на разных уровнях, причем уровни окон ротора 1 соответствуют уровням окон статора 2. Для замены ротора 1 отсоединяют муфту 10 от вала двигателя 12, а затем отсоединяют и корпус 9. Изменение частоты вращения ротора 1 осуществляется редуктором 11.

Для снижения влияния гидравлического удара в выходных трубопроводах 7 и 8 при совмещении выходных окон ротора 1 и статора 2 имеется зазор 5, площадь которого не превышает погрешности живого сечения потока. Снижение перепада давления достигается за счет наличия небольшого объема жидкости, обусловленного величиной зазора 5, при перекрытии окна статора в начальный и конечный моменты времени, что сводит к минимуму искажения формы и амплитуды колебаний расхода в испытательных участках колебательного контура.

Устройство генерации колебаний работает следующим образом.

Блок управления 13 задает частоту вращения вала двигателя 12. При вращении ротора 1 импульсы генерируемого потока жидкости в выходных трубопроводах 7 и 8 находятся в противофазе, т.е. при полном совмещении одного из выходных окон 3 ротора 1 с выходным окном 4 статора 2, в этот момент времени другое окно 4 статора 2 полностью закрыто. Таким образом, если площадь одного окна статора 2 увеличивается, то площадь другого окна уменьшается и наоборот.

Зазор 5 между внешней поверхностью ротора 1 и внутренней поверхностью статора 2 позволяет снизить влияние гидравлического удара при воспроизведении импульсов генерируемого потока жидкости в испытательных участках колебательного контура.

Таким образом предложено устройство генерации колебаний, в котором для снижения влияния гидравлического удара при совмещении выходных окон статора выходными окнами ротора имеется зазор 5, площадь которого не превышает погрешности живого сечения потока, при этом решение устройства несложно в исполнении, просто и надежно в работе.

Устройство генерации колебаний, содержащее полый ротор с двумя выходными окнами, выполненными на разных уровнях его поверхности, связанный с валом двигателя, управляемого блоком управления, цилиндрический статор с входным окном, связанным с входным трубопроводом, и двумя выходными окнами, выполненными на разных уровнях его поверхности и связанными с выходными трубопроводами, отличающееся тем, что между внутренней поверхностью статора и внешней поверхностью ротора есть зазор, площадь которого в момент перекрытия окон статора окнами ротора не превышает погрешности площади живого сечения потока через выходные окна.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к генераторам переменного расхода, предназначенным для формирования импульсного давления и/или расхода рабочей среды при исследовании метрологических характеристик средств измерений давления и расхода жидкости, и может найти применение в приборостроительной промышленности при метрологической аттестации этих средств измерений.

Изобретение предназначено для калибровки скважинных приборов, применяемых для контроля над разработкой газовых месторождений и эксплуатацией подземных хранилищ газа.

Использование: для определения времени задержки ультразвуковых расходомеров. Изобретение ваключает систему и способ калибровки ультразвукового расходомера.

Представленное устройство для определения положения вытеснителя в калибровочном устройстве для расходомера, а также способ его использования и система, содержащая данное устройство, относятся к измерительной технике, а именно, к устройствам для калибровки аппаратуры для измерения расхода жидкости.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при градуировке и поверке расходомеров газа (сверхкритических расходомеров и расходомеров переменного перепада), применяемых в промышленных и лабораторных установках.

Установка для поверки и калибровки счетчиков, расходомеров и расходомеров-счетчиков газа относится к измерительной технике, в частности к поверочным установкам на критических соплах, и предназначено для поверки и калибровки счетчиков, расходомеров и расходомеров-счетчиков различных типов.

Изобретение относится к нефтяной отрасли, может быть использовано для проверки мультифазных расходомеров в условиях эксплуатации нефтяных скважин. Технический результат направлен на повышение точности определения калибровочных коэффициентов мультифазного расходомера и обеспечение возможности оперативного контроля и корректировки его показаний в условиях эксплуатации нефтяных скважин.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам, передающим давление жидкости или газа, и может быть использовано в метрологических целях для калибровки или поверки средств измерения и контроля давления.

Изобретение относится к области расходомеров. Более конкретно, изобретение описывает прувер расходомера, способ поверки расходомера и компьютер прувера расходомера.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в устройстве для диагностики неисправностей расходомера (11) воздуха в двигателе внутреннего сгорания.

Предлагается способ поверки электромагнитного расходомера жидких металлов с помощью проливного расходомерного стенда, работающего на водопроводной воде при комнатной температуре. Электромагнитный расходомер для жидких металлов имеет трубу с электродами, индуктор низкочастотного магнитного поля и электронный преобразователь. Расходомер не имеет изоляционного покрытия канала, а электроды приварены к внешней стороне трубы. Предлагаемый способ состоит в следующем. Производится предварительная, т.е. предпроливная подготовка расходомера жидкого металла к поверке на водяном расходомерном стенде. Предварительная подготовка состоит в том, что в канал вставляется электроизоляционная футеровка с электродами, которая защищает индуцированное электрическое поле в измеряемой среде от шунтирующего действия металлической стенки канала. Футеровка может быть выполнена из резины. Кроме того, вход электронного преобразователя подключается к электродам, установленным на футеровке канала, а не к электродам расходомера, приваренным к внешней стенке трубы. Расходомер поверяется на водяном проливном расходомерном стенде таким же образом, как поверяется расходомер общепромышленного назначения. На мерный участок трубы водяного проливного расходомерного стенда устанавливается поверяемый расходомер со вставленной в него футеровкой. Через канал расходомера пропускается нормированный поток водопроводной воды при комнатной температуре. По результатам поверки расходомера на водяном расходомерном стенде определяется коэффициент преобразования расходомера по формуле где α - показания электронного преобразователя, Q - объемный расход водопроводной воды. После испытаний расходомера на водяном расходомерном стенде производится послепроливная подготовка расходомера. Из расходомера изымается футеровка, вход электронного преобразователя подключается к электродам, приваренным к наружной поверхности трубы расходомера, а в электронном преобразователе программными методами производится корректировка коэффициента преобразования посредством введения поправок, учитывающих различие условий поверки расходомера на воде и жидком металле. При этом коэффициент преобразования расходомера на жидком металле Km вычисляется по формуле Поправка kD учитывает изменение диаметра канала, вызванное введением электроизоляционной футеровки, а поправка kM учитывает шунтирующее действие проводящей стенкой канала при измерении жидкого металла. Поправка kD вычисляется по формуле где DF - диаметр канала с футеровкой, D1 - диаметр канала без футеровки при рабочей температуре жидкого металла. Поправка kM вычисляется по формуле где D2 - наружный диаметр трубы при рабочей температуре, σ и σt - проводимость жидкого металла и материала трубы при рабочей температуре. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, состоит в повышении точности измерения расхода жидкого металла в трубах большого диаметра. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в составе автоматизированных систем учета при приеме нефти или НП на базах топлива, в частности на нефтебазах и АЭС. Способ автоматического контроля метрологических характеристик средств измерения (СИ) массы нефти или жидких нефтепродуктов (НП) на базах посредством сравнения результатов измерений массы принимаемых нефти или НП при входном контроле в транспортировочной емкости (цистерне), на потоке в приемном коллекторе при сливе и в приемном резервуаре, по результатам измерений массы до и после приема нефти или НП, с документальной массой нефти или НП и, при выявлении отклонений, последующего сравнения результатов измерений с оценкой измеряемой массы нефти или НП, полученной на основе мажоритарного выбора результатов измерений, имеющих наименьшее значение абсолютной разности. Технический результат - повышение достоверности измерения массы нефти. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройству и способу для поверки (калибровки) расходомера, объемного счетчика, массового счетчика. Устройство содержит калиброванный участок трубопровода, поршень-вытеснитель, движущийся в калиброванном участке под действием потока измеряемой среды, детекторы начального и конечного положений поршня-вытеснителя в калиброванном участке трубопровода, вторичный прибор, осуществляющий накопление и математическую обработку измерительной информации, поступающей от поверяемого (калибруемого) расходомера, объемного счетчика, массового счетчика в виде последовательностей импульсов, ограниченных во времени моментами срабатывания детекторов начального и конечного положений поршня-вытеснителя в калиброванном участке трубопровода. В устройство введены дополнительные детекторы начального и конечного положений поршня-вытеснителя и дополнительные измерительные каналы вторичного прибора, осуществляющего накопление и математическую обработку импульсных последовательностей от преобразователя расхода, ограниченных во времени моментами срабатывания детекторов начального и конечного положений поршня-вытеснителя. Суммарное число детекторов начального и конечного положений поршня-вытеснителя составляет не менее пяти. Технический результат - сокращение времени работы устройства в процессе измерений и повышение точности результатов измерений. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Предоставляется вибрационный расходомер (5, 300). Вибрационный расходомер (5, 300) включает в себя сборку (10, 310) расходомера, включающую в себя, по меньшей мере, два вибрационных датчика (170L и 170R, 303 и 305), которые создают, по меньшей мере, два вибрационных сигнала, и измерительную электронику (20, 320), которая принимает, по меньшей мере, два вибрационных сигнала, создает новую временную разность (Δt), используя многократные измерения временной разности, полученные для текущего материала, и определяет, находится ли новая временная разность (Δt) в пределах заданных границ старой временной разности (Δt0). Причем измерительная электроника (20, 320) сконфигурирована для определения, стабильны ли по существу измерения временной разности. Технический результат - повышение точности за счет исключения некорректного обнуления измерителя. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Заявленная установка для испытания расходомеров-счетчиков газа содержит трубопровод, запорную арматуру, компрессор, эластичный резервуар, входную испытательную магистраль, испытательный коллектор, испытательные участки, выходную испытательную магистраль, фильтр, датчик температуры, датчик абсолютного давления и датчик дифференциального давления, причем устройство задания расхода выполнено в виде двух вращающихся друг относительно друга плотно прилегающих отполированных соосных диска с отверстиями, при этом в одном из дисков отверстия калиброванные. Техническим результатом является устранение ограничения точности установки для испытания расходомеров-счетчиков газа точностью эталонного расходомера, обеспечение более технологичного устройства задания расхода. 1 ил.

Изобретение относится к способам диагностирования датчиков измерения. Предложенный способ заключается в том, что сигнал с выхода диагностируемого датчика сравнивают с контрольными типичными сигналами. При этом физическую величину, измеряемую посредством диагностируемого датчика, дополнительно измеряют не менее чем тремя датчиками, осуществляющими измерения разными способами. Далее для каждой пары датчиков рассчитывают значение критерия проверки гипотезы о равенстве центров распределения двух независимых выборок, состоящих из полученных результатов многократных измерений физической величины. Полученное значение критерия сравнивают с нормированным значением, и при наличии существенного расхождения в показаниях пары датчиков делают вывод о наличии метрологического отказа датчика. Техническим результатом изобретения является повышение метрологической надежности и достоверности результатов диагностирования датчиков измерения.
Наверх