Турбинный расходомервсесоюзнаяпатентно-] [.х!'?^"г-!;5п,• • -t. -^ 1^1эиьл>&'ю i ^ка i

 

287335

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтснил

Социалистическиз

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М

Кл. 42е, 23/95

Заявлено 15.V.1959 (№ 1330125/18-10) с присоединением заявки ¹

lllK, 6 Olf 1,00

УДК 681.121(088.8) Приоритет

Опубликовано 19.Х1.1970. Бюллетень М 35

Дата опубликования описания 1.11.1971

Комитет по делам изобретеииИ и открытиИ при Совете Мииистрав

СССР

Авторы изобрел ения

Л. и. Козлов, Л. Н. Шонин, И. P. Янбухтин, С. А. Шувалов, А, В. Денисов и В. В. Беляев

Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения

Заявитель С1=-СС::ОЗНдя «л т " л т и и .,:: I > t > i r;. °;, r

Б .;: Б,Г«:,, а -,- . (А

ТУРБИННЫЙ РАСХОДОМЕР

Данное изобретение относится к области ариборостроения, а именно к п риборам для измерения расхода жидкости, газа или пара.

Известны турбинные расходомеры с гидравлическим уравновешиванием ротора в ос ..вом направлении, содержащие корпус, внут ренняя часть которого имеет последовательно по на правлению потока суженный и .расширенный участки, узел ро-.ора с аксиальной турбинкой,,входной и:выходной (по направлению,«IOTGKa) струенап равляющие аппараты, тахометрический преобразователь вращения турбинки (ротора) в электрический сигнал и измеритель частоты.

В этих расходомерах,ротор смонтирован

-.àêèì образом. что передняя его торцовая поверхность находится в суженом участке проточной части корпуса (в зоне с пониженным статическим давлением), а задняя — в,расширенном (в зоне с повышенным статическим давлением).

Существующая разность статических давлений в суженном и расширенном участках проточной части, действующая на ротор в направлении, противоположном усилию от скоростного напора, уравновешивает его в осевом направлении.

Недостатком таких расходомеров является то, что их роторы имеют увеличенные поверхности т рения с измеряемой средой и вес, обусловленные необходимостью разнесения торцевых поверхностей в зоне с «различной величиной статического давления.

Повышенный вес ротора приводит:к ухуд5 шению динамических характеристик расходомвра из-за увеличенного момента инерции а повышенная поверхность соприкосновения ротора с измеряемой средой, не создающая в процессе .работы движущего момента, при10 водит,к уменьшению точности и сужению линейного участка статической характеристики ,расходомера в области малых значений расходов за счет увеличенного;момента жидкостного трения поверхности ротора с изме ряе15 мой средой, особенно на жидкостях, имеющих средние и повышенные значения вязкости.

Целью изобретения является повышение точности измерения, расширение диапазона

20 измерения и улучшение динамических характеристик.

Это достигается твм, что ступица выходного струенаправляющего аппарата выполнена

25 полой, сообщающейся с одной сто роны с ipacширенным участком .полости корпуса, а с другой стороны выходящей к задней торцевой .поверхности, ротора, узел,которого .расположенен только в суженном участке полости кор30 п уca.

287335

Описываемый расходоме|р показан на чертеже.

Расходомер содержит корпус 1,,проточная часть которого имеет конфузорный 2, суженный 3, диффузорный 4 и расширенный 5 уча- 5 стки, узел, ротора 6 с аксиальной турбинкой, установленный»а суженном участке 3 nipoточной части корпуса на подшипниках 7, входной струеналравляющий аппарат 8 с осью

9,:выходной струенаправляющий аппарат 10, 10 имеющий в ступице 11 отверстие, сообщающееся с одной стороны с расширенным участком 5 проточной части корпуса и выходящее

;к задней торцевой,поверхности ротора с другой стороны, магнитоиндукционный тахомет- 15 ,рический преобразователь 12, измеритель И частоты.

Расходомер работает следующим образом.

Под действием проходящего через inpoTovную часть корпуса потока измеряемого веще- 20 ства узел ротора приводится во вращение с угловой скоростью inрямо пpoinoрциональной,в определенном диапазоне расходов величине объемного расхода, которая,в;магнито-индукционном тахомет рическом преобразователе 25 преобразуется в частотный электрический сигнал, регистрируемый измерителем частоты.

Одновременно усилие от с коростного напора стремится передвинуть ротор в направлении,потока, арижать его к выходному свруе- 30 направляющему аппарату и перекрыть задней то р цевой поверхностью ipoToipa переднее отверстие выходного струена правляющего ап па рата.

IIo мере увеличения перекрытия;переднего З5 отверстия выходного струенаправляющего аппа рата задней торцевой, поверхностью ротора статическое давление Р„„действующее на эту,поверхность,в направлении, противоположном усилию от скоростного напора и ста- 40 тическому давлению Р„, на переднюю торцевую поверхность ротора, будет повышаться, стремясь к предельному значению, равному статическому давлению P„, в расширенном участке ороточной части корпуса. 45

В соответствии с уравнением Бернулли давление Рс, Р„, при любом значении расхода. Величина сечения расширенного участка. проточной части корпуса рассчитана таким образом, что Р,, достигает .величины, при 50 кото рой происходит уравновешивание,ротора, T. е. имеет место. равенство:

Рдип + ст,, =- сна, где F,, — площадь передней торцевой поверхности ротора, нормальная к оси,потока;

Р,, — площадь задней торцевой поверхности .ротора, нормальная к оси потока; в общем случае 1,, =,- - 1,, когда Р„,(Рст, Это означает, что задняя торцевая поверхность, ротора пе р екрыв ает переднее отвер стне выходного cTiph евыпрямителя не полностью, и ротор не приходит в соприкосновение с выходным струенаправляющим аппаратом при любом значении расхода.

Аналогичным об разом статическое давлеНИЕ Рст, НЕ МОжЕт 1ПдижатЬ ipOTOp К ВХОдНОМу струенаправляю щему аппарату из-за того, что при увеличении зазора между задней торцевой поверхностью, ротора и выходным струенап равляющим аппаратом давление P„, áóдет уменьшаться, стремясь к,предельному значению, равному

Р„, =Р,, — Р, где ЛР— потеря давления на роторе.

Таким образом при любом значении,расхода будет происходить самоуравновешивчние poToipa в осевом направлении.

Предмет изобретения

1. Турбинный расходомер, содержащий корinyc, внутренняя,полость которого имеет суженный и расширенный участки, узел ротора с аксиальной турбинкой, входной и выходной струенаправляющие аппараты, узел сьема сигнала и измеритель частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения его точности, расширения диапазона измерения и улучшения динамических характеристик, ступица выходного струенаправляющего аппарата выполнена полой, одна ее сторона сообщена с расширенным участком полости корпуса, а другая— выходит к задней торцевой поверхности ротора, расположенного в суженном участке полости корпуса.

287335

Составитель Звенигородская

Техред Л. Я. Левина Корректор Е. Н. Миронова

Редактор С. И. Хейфиц

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3896/6 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5