Турбинный расходомер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соцналисткческих

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28. 08. 80 (21) 297б 362/18-10 ф,} М }(+ 3

G F 1/10 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 301082 . Бюллетень ¹40

Дата опубликования описания 30.10.82

f53) УДК681.121..4(088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ä.ÁóõîHoâ, A.À.Áàëäèí и В.М.Буланов (71) Заявитель (54) ТУРБИННЫЙ РАСХОДОМЕР

Изобретение относится к приборостроению, в частности к приборам для измерения расхода жидкости и газа.

Известен турбинный расходомер с гидравлической разгрузкой турбинки от осевых усилий эа счет установки на ее лопастях профилированного кольца с расширяющимся в направлении потока поперечным сечением (1).

В известном расходомере разгрузочная сила приложена в области ступицы, в то время как равнодействующая всех сил, действующих на лопасти ее, приложена вблизи середины высоты лопастей. В связи с этим достигается лишь частичное гидравлическое уравновешивание турбинки.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является турбинный расходомер, содержащий корпус с калиброванным каналом и установленными в нем аксиальной турбинкой, имеющей возможность вращения и осевого перемещения, входным и выходным струенаправляющими аппаратами, устройством гидравлического уравновешивания турбинки, выполненным в виде двух расположенных концентрично калиброванному каналу тел обтекания равного диаметра, одно из которых имеет расширяющийся в направлении потока профиль сечения

5 и установлено неподвижно перед турбинкой, а второе имеет сужающийся. профиль сечения и расположено по потоку после первого тела обтекания, а также узел съема сигнала P2). O Недостатком известного расходомера является то, что большой ресурс работы его может быть обеспечен лишь в условиях равномерного распределения скоростей потока по сечению измерительного канала.

Однако на практике под влиянием большого количества возмущений, возникающих на различных конструктивных элементах расходомера и подводящих магистралях, пульсаций потока, а также наличия отклонений в геометрии измерительного тракта равномерность скоростей потока нарушается. Различие скоростей, а следовательно, и давлений приводит к различйю сил,.действующих на отдельные лопасти турбинки °

В результате -на оси турбинки возникают значительные неуравновешенные изгибающие моменты, которые приводят к непостоянству момента трения и к износу подшипников, вызывающему в

970112 свою очередь нестабильность статических характеристик и снижение ре- сурса работы расходомера.

Целью изобретения является повышение ресурса работы расходомера в условиях неравномерного распределе- 5 ния скоростей потока.

Поставленная цель достигается тем, что в турбинном расходомере, содержащем корпус с калиброванным каналом и установленными в нем ак- 1О сиальной турбинной, имеющей возможность вращения и осевого перемещения, входным и выходным струенаправляющими аппаратами, устройством гидравлического уравновешивания турбинки, выполненным в виде двух расположенных концентрично калиброванному каналу тел обтекания равного диаметра, одно из которых имеет расширяющийся в направлении потока профиль сечения и установлено неподвижно перед турбинкой, а второе имеет сужающийся в направлении потока профиль сечения и расположено после первого тела обтекания, а та же узел с съема сигнала, оба тела обтекания выполнены в виде колец, установленных в проточной части калиброванного канала, непосредственно одно против другого с зазором между их торцами, причем второе кольцо, имеющее сужающийся профиль сечения, жестко закреплено на лопастной решетке турбинки.

На чертеже показан турбинный расходомер.

Ъ

Расходомер содержит корпус 1 с калиброванным каналом 2, аксиальную турбинку 3, установленную на подшипниках 4, допускающих осевое перемещение турбинки, входной и выход. 4О ной струенаправляющие аппараты 5 и б соответственно, устройство гидравлического уравновешивания: ротора, состоящее иэ колец 7 и 8, одно из которых (7) закреплено на выходных торцах переднего струевыпрямителя

5, а другое (8) — на,лопастной решетке турбинки.

Кольцо 7 выполнено с расширяющимся по направлению потока профилем поперечного сечения, а кольцо 8, неподвижно закрепленное на лопастях турбинки, — с сужающимся-профилем, поперечного сечения. На корпусе 1 установлен узел съема сигнала.

Расходомер работает следующим образом.

Под действием проходящего через проточную часть калиброванного канала потока измеряемого вещества 60 турбинки приводится во вращение с угловой скоростью, в определенном диапазоне прямо пропорциональной объемному расходу. Б узле съема сигнала скорость потока преобразуется в частотный электрический сигнал, регистрируемый измерителем частоты.

При этом на турбинку действует осевое усилив, пропорциональное скоростному напору потока, которое стремится передвинуть ее в направлении потока. Одновременно с этим поток проходит участок проточной части корпуса с кольцом 7, имеющим расширяющийся профиль сечения, и ускоряется за счет уменьшения проходного сечения, а затем, проходя участок проточной части с кольцом

8, выполненным с сужающимся профилем сечения, замедляется. за счет увеличения проходного сечения.

В этом случае по закону Бернулли происходит падение давления по направлению потока до зазора между кольцами, а за ним — возрастание.

Существующая разность статических давлений, действующая на кольцо 8 (HcL .турбинку) в направлении, противоположном усилию от скоростного напора, уравновешивает его в осевом направлении.

Благодаря расположению устройства гидравлического уравновешивания турбинки в зоне приложения равнодействующей силы гидродинамического давления со стороны потока на отдельную лопасть турбинки происходит достаточно полная компенсация момента силы, возникающей при несимметричном распределении потока относительно оси канала.

Описанное выполнение турбинного расходомера обеспечивает уменьшение износа подшипниковых опор, что позволяет повысить ресурс его работы и стабильность метрологических характеристик.

Экономическая эффективность от внедрения данного изобретения достигается путем повышения ресурса работы расходомера.

Формула изобретения

Турбинный расходомер,,содержащий корпус с калиброванным каналом. и установленными в нвм аксиальной турбинкой, имеющей возможность вращения и осевого перемещения, входным и выходным струенаправляющими аппаратами, устройством гидравлического уравновешивания турбинкй, выполненным в виде двух расположенных концентрично калиброванному каналу тел обтекания равного диаметра, одно из которых имеет расширяющийся в. направлении потока профиль сечения и установлено неподвижно перед турбинкой, а второе имеет сужающийся в направлении потока профиль сечения и расположено после первого тела обте970112

Составитель И.Попов Техред Т.Маточка Корректор Г.Решетник

Редактор С.Тараненко

Заказ 8369/47 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква, V<-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4 кания, а также узел съема сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса работы в условиях неравномерного распределения скоростей потока, в нем оба тела обтекания выполнены в виде колец, установленных в проточной части кали рованного канала, непосредственно одно против другого с зазором между их торцами, причем второе кольцо, имеющее сужающийся профиль сечения, жестко закреплено на лопастной решетке турбинки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

6- 1 ° Авторское свидетельство СССР

9611113, кл. G 01 F 1/12, 1976.

2. Патент ФРГ Р 1423860, кл. G 01 F 1/10, 1970 прототип).