Тангенциальный турбинный расходомер жидкости

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений. В цилиндрической полости корпуса 1 расходомера размещена четьфехлопастная крьшьчатка 5. Смещение оси вращения крыльчатки 5 относительно оси полости 2 на 1/3 расстояния между ней и линией, являющейся продолжением ближайшей стенки впускного патрубка 3, обеспечивает возможность эффективной работы устр-ва при турбулентном и ламинарном релсимах течения. Угловая скорость вращающейся крььтьчатки 5 определяется частотой сигналов на фотодиоде 9, воспринимающем отраженный лопастями свет от диода 8 оптического датчика 6. 3 ил. i СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) АЗ (51) 4 (О! F 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3557635/24 — 10 (22) 25.02.83 (31) 352534 (32) 26.02.82 (33) US (46) 15.11.88. Бюл. h" 42 (71) Дзе Кока-Кола Компани (US) (72) Эдвин Паундер, Майкл Павловский, Алан Дж.Арена и Адриан M.Tîòòåí (US) (53) 681.121.8(088.8) (56) Бошняк Л.Л. и др. Тахометрические расходомеры. Л.: Машиностроение, 1968.

Патент США Р 4173144, кл. G 01 F 1/06, 1979. (54) ТАНГЕНЦИАЛЬНЫЙ ТУРБИННЫЙ РАСХО- .

ДОМЕР ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений. Б цилиндрической полости корпуса 1 расходомера размещена четырехлопастная крыльчатка 5.

Смещение оси вращения крыпьчатки 5 относительно оси полости 2 на 1/3 расстояния между ней и линией, являющейся продолжением ближайшей стенки впускного патрубка 3, обеспечивает возможность эффективной работы устр-ва при турбулентном и ламинарном режимах течения. Угловая скорость вращающейся крыльчатки 5 определяется частотой сигналов на фотодиоде 9, воспринимающем отраженный лопастями свет от диода

8 оптического датчика 6. 3 ил.

1ч38629

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения расхода жидкостей, протекающих по трубопроводу.

Цель изобретения — повышение точ5 ности °

На фиг. 1 представлена конструкция ! 1

; расходомера; на фиг ° 2 — схема тече: ния жидкости для турбулентного режима.10 г <О на фиг. 3 — то же, для ламинарного, течения.

Тангенциальный турбинный расходо:мер содержит корпус 1 с цилиндричес кой полостью 2. Для подвода жидкости к корпусу предусмотрен впускной канал

3, а для отвода — выпускной канал 4.

Оба канала расположены параллельно один другому по касательной к цилиндрической полости 2 таким образом, чтобы жидкость проходила через поо лость по дуге 180 в одной плоскости.

В цилиндрической полости 2 расположена крыльчатка 5, с четырьмя лопастями, число оборотов которой измеряет оптический датчик 6, расположенный вблизи полости 2 и вырабатываю щий соответствующий сигнал. !

Ось вращения крыпьчатки 5 смещена от продольной оси цилиндрической полости 2 в направлении к впускному каналу 3, по существу перпендикуляр-но продольной оси впускного канала. Часть крыпьчатки выступает в воображаемое продолжение впускного канала

35 в полость. Смещение крыпьчатки от оси расширяет диапазон чисел Рейнольдса, в котором расходомер действует ,эффективно, и, в частности, обеспе:чивает возможность эффективной работы расходомера как при турбулентном, так и при ламинарном режиме течения.

Впускной 3 и выпускной 4 каналы имеют круглое сечение, причем диаметр впускного канала равен примерно половине высоты цилиндрической полости 2, а диаметр выпускного канала по существу равен высоте полости.

Эта разница в размерах сводит к минимуму дросселирование и снижает поте50 ри давления при прохождении жидкости через расхоцомер.

Крыльчатка 5 имеет диаметр, составляющий около 60 процентов диаметра цилиндрической полости 2, и вращается вокруг оси, смещенной от центра полости в направлении к впускному каналу 3. Ось вращения смещена

Примерно на одну треть расстояния от центра полости до края, показанного пунктирной линией 7, воображаемого

1 ,продолжения впускного канала. Таким образом, крыльчатка примерно наполовину выступает в спектр потока, идущего от впускного канала 3.

Оптический датчик б содержит источник 8 света в виде светоизлучающего диода и фотодиод 9» расположенные по соседству один с другим в углублении 10 образованном в корпусе

1. Корпус предпочтительно выполнять из прозрачного поликарбоната, пропускающего свет от упомянутого источника света, Расходомер работает следующим образом.

Поток жидкости, проходящий через входной (тангепциальный) канал 3, приводит во вращение крыпьчатку 5.

При вращении крыльчатки 5 концы (вершины) ее лопастей посг едовательно отражают свет от светоизлучающего диода 8 на фотодиод 9. Частота сигналов на выходе фотодиода, таким образом, показывает угловую скорость вращающейся крь<пьчатки, Выполнение крыпьчатки из материала с высоким коэффициентом отражения или окраска концов лопастей краской с высоким коэффициентом отражения увеличивает интенсивность света, отражаемого на фотодиод, и улучшает работу датчика, особенно когда жидкость, проходящая через полость 2, непрозрачна.

Смещение крыльчатки от центра по- . лости в направлении к впускному каналу значительно расширяет диапазон чисел Рейнольдса, в котором расходомер работает эффективно как при турбулентном, так и при ламинарном режиме течения. Перемещение оси вращения крыльчатки в направлении к впускному каналу 3 расширяет рабочий диапазон расходомера до течений с меньшими числами Рейнольдса.

На фиг. 2 и 3 схематически представлены виды цилиндрической полости

2, показывающие картину течения для очень большого числа Рейнольдса и турбулентного течения (фиг. 2), для очень малого числа Рейнольдса значительно ниже критического числа Рейнольдса (числа перехода межцу ламинарным и турбулентным режимами течения). Можно видеть, что при турбулентном течении в полости создается вихрь г тогда как при ламинарном течении с

Ф о р мул а и э о б р е т е ни я

Составитель В.Андреев

Редактор А.Маковская -Техред М. Уоданич

Корректор Н.Король

Заказ 59 75/59

Тираж 717

Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 1 4386 малым числом Рейнольдса вихря нет и жидкость течет прямо от впускного канала 3 к выпускному каналу 4. Размещение крыпьчатки 5 в указанном по5 ложении гарантирует ее вращение движущейся жидкостью в том же направлении против часовой стрелки при течениях, охватывающих весь диапазон состояний между состояниями, представленными на фиг, 2 и 3.

Тангенциальный турбинный расходомер жидкости, содержащий корпус с ци- 1б линдрической полостью и тангенциально расположенными к ней разнесенными впускным и выпускным цилиндрическими патрубками, в полости корпуса на подшипниковых опорах расположена четырехлопастная крыпьчатка, а на корпусе — узел съема сигнала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, ось вращения крыпьчатки смещена относительно оси цилиндрической полости на 1/3 расстояния между ней и линией, являющейся продолжением ближайшей стенки входного патрубка, при этом указанная линия пересекает лопасть крыпьчатки в ее средней части.