Устройство для измерения количества жидкости или газа

 

г - итноО П И "- А - Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ 535460

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.01.75 (21) 2097332/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.76. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 16.11.76 (51) М. Кл. G 01F 1/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР (63) УДК 681.121.89 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Автор изобретения

А. Г. Чумаков

Ленинградский ордена Красного Знамени механический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА

ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения количества газа или жидкости, поступающих в стационарном или импульсном режиме, например, в аппаратах химической промышленности, при стендовых испытаниях реактивных пульсирующих двигателей и т. д.

Известен тахометрический расходомер (1) с вращающейся аксиальной крыльчаткой, который снабжен тормозом, прекращающим вращение ротора в случае выработки смазки, но продолжающим вращаться при отсутствии расхода. При этом в пульсирующем режиме возникает большая погрешность измерения, а также снижается надежность устройства в случае возникновения гидроудара в процессе пульсирующего режима.

Известен также крыльчатый водосчетчик, содержащий ротор, тангенциальное отверстие для подвода и отверстие для выхода жидкости, а также узел съема сигнала (2). Однако этот водосчетчик позволяет производить измерение лишь в случае установившегося потока. При измерении в импульсном режиме счетчик имеет значительные динамические ошибки измерения, складывающиеся из ошибок при разгоне и остановке ротора. Если ошибку на разгоне можно учесть, зная момент инерции ротора и присоединенного к нему потока, то ошибку за счет остановки ротора определить гораздо сложнее, так как кроме моментов трения необходимо учесть кинетический момент вращения жидкости в камере ротора. Кроме того, при возникновении в гидравлических трубопроводах гидроударов, образующихся при отсечке клапана, ротор будет колебаться на оси, передавая в измерительную цепь дополнительные сигналы.

В том случае, если время между соседними импульсами меньше, чем время остановки ротора, то ротор будет вращаться без остановки и сделать измерение будет невозможно.

Для повышения точности измерения в пульсирующем, импульсном режиме предлагаемое

15 устройство снабжено запорно-тормозным элементом, выполненным, например, в виде подпружиненного поршня, расположенного между стенкой цилиндрической камеры и ротором, имеющим возможность осевого переме20 щения, с другой стороны которого установлен пружинный узел, при этом в теле поршня выполнена кольцевая канавка, соединенная с выходным патрубком.

На фиг. 1 представлено описываемое уст25 ройство, разрез по оси ротора; на фиг. 2 — то же, разрез в плоскости входных отверстий.

Устройство содержит тангенциальный ротор 1, размещенный в цилиндрической камере 2. Ротор расположен на оси 3 и имеет

30 свободу перемещения вдоль оси симметрии, 535460! | >.4 rii: > )(illlj

tl i (! !.! I <> II

I;t/ I > )(>! /

При этом с одной стороны перемещение ограничено упорным цодшипником 4, а с другой стороны. ось поджата пружинным узлом 5, состоящим из пружины 6 и упорной шайбы 7.

К торцу ротора поджат пружиной 8 тормоз

9. Жесткость пружины 8 больше, чем пружины 6, благодаря чему в нерабочем положении ротор 1 прижат к стенке цилиндрической камеры 2. На роторе 1 выполнена нарезка зубьев, а в теле ротора просверлены отверстия, параллельные оси, куда запрессованы намагниченные стержни 10 узла съема сигнала. Их количество может быть от одного и более. На цилиндрической камере 2 выполнен входной

11 и выходной 12 коллекторы, конструктивно представляющие собой два полукольца, разделенные перегородкой. Входные отверстия

13, которых должно быть четное количество для исключения воздействия на ось динамических нагрузок, выполнены в стенке камеры по касательной к образующей ротора.

Выходные отверстия 14 соединяют цилиндрическую камеру с выходным коллектором

12. Их может Яыть,,отГрдного и более, и выполнены они так, что перекрыты цилиндрической поверхностью ротора.

Для регистрации сигнала установлены катушки 15 (одна, или более).

Устройство работает следующим образом.

При возникновени(н)1радць|р(!в > удар жидкость или газ, попадая в цилиндрическую камеру 2 через входные отверстия 13 перемещают тормоз 9. В этот момент ротор 1 под действием усилия от пружины 6, передаваемого через уГпощу о шайбу 7 на ось 3, перемещается до "упЬоа,, в,неподвижный упорный подшип ник 4 и " одновременно начинает вращаться

Il l I »r!.)11(,i под действием кинетической энергии струи, 1! !! >! !I(> истекающих из входных отверстий 13. Тормоз

9, перемещаясь дальше, сжимает пружину 8 и открывает выходные отверстия 14. Жидкость или газ, пройдя выходные отверстия, попадает в выходной коллектор 12. Угловой путь ротора при его вращении пропорционален количеству жидкости или газа, прошедшего через устройство. При прекращении расхода пружина 8, передавая усилие на тормоз 9, перемеrl l ll!, (ji I;!j, !.Ii

i Il ihij ).",() > ()! i >1(()(! !"> (I .rÇ: i*(j),! !» Г li I 1! II!а! tl i i .) .1! .> )/! . i (,! Ii I ! > )I/ Il Н (II:)(> В 11 1! ) Ж ()1;()!(.>! (! (1(> 1 О I . . )((.) I/ ..„(i е . Il ll (1 :.) 1/ t/ II li )(I а t oj t t 1(!111 ..).:(!. .) н . .)(it! j/ ()()()Il .>

45 щает ротор 1 к торцовой стенке цилиндрической камеры 2 и при этом затормаживает его.

Ось ротора через упорную шайбу 7 сжимает пружину 6, обладающую меньшей жесткостью, чем пружина 8.

Благодаря торможению ротора динамическая ошибка устройства при прекращении расхода существенно уменьшается, что дает возможность проведения измерения количества жидкости или газа в импульсном режиме.

Указанное устройство позволяет измерить количество топлива, подаваемого за импульс в микродвигатель, который, как известно, работает преимущественно в импульсных режимах.

Проведенные испытания как в лабораторных условиях, так и на действующих стендовых установках показали хорошую работу устройства и постоянство его градуировочных характеристик, Формула изобретения

Устройство для измерения количества жидкости или газа, содержащее цилиндрический корпус с тангенциальным подводом контролируемой среды, в котором расположен вращающийся чувствительный элемент, например ротор, и узел съема сигнала, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения в импульсном режиме, оно снабжено запорно-тормозным элементом, выполненным, например, в виде подпружиненного поршня, расположенного между стенкой цилиндрической камеры и ротором, имеющим возможность осевого перемещения, с другой стороны которого установлен пружинный узел, при этом в теле поршня выполнена кольцевая канавка, соединенная с выходным патрубком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. № 340895, М. Кл. G 01F 1/06, 1969.

2. Авт. св. № 201684, М. Кл. G 01F 1/00, 1965 (прототип).

I I .. >,\ > >11,ill I i ! ! » ! > i (i, i 1 ... i r! r (j Г/ (> Н >, I I(„: I I i . I I i>i!i > (1 > (/ . ;Iri > !i !I(/!!II:II it,l!I It. ! Ill i )I! 1

> I! I t(> . I i > /I! II

tl>, > > (ji! i (if >1; (><11, (> II )1 (» (,(>

-() l/ i(iI с (.,с! Г ">! (()I I /!((> I/ > )11(> (1) (ii I l (1(> tl lilt> (rl О 1(). 11!. .) I II, Ý()) li () I I ll (1(!() Г(>(! l! I:it t j Э!! II Г(!. )!

Iii! II()II II )() ) .> IIt: >>iI(>II ill(> () I, liii (i i () ll (1/ ) 1!

535460

Составитель С. Широченский

Техред А. Камышникова

Редактор С. Хейфиц

Корректор Н. Аук

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2360,6 Изд. ¹ 1750 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5