Устройство для измерения расхода

 

Использование: в измерительной технике для измерения расхода турбинными расходомерами . Сущность изобретения: устройство содержит установленную в корпусе аксиальную турбину, лопасти которой выполнены в виде выпукло-вогнутых металлических пластин с различными коэффициентами термического расширения, соединенных между собой с образованием на части соединения герметичной щелевой камеры, частично заполненной легкокипящей жидкостью. На участке непосредствен ного контакта толщина пластин переменна, причем выпуклая пластина выполнена из материала с большей теплопроводностью и меньшей толщиной, чем вогнутая. 1 з.п. ф-лы,,2 ил.

СО.ОЭ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (5!)5 G О1 F 1/12

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

00 (лЭ

C)

Ф М М (21) 4914668/10 (22) 18.01.91 (46) 30.07.93, Бюл. М 28 (71) Ленинградский институт информатики и автоматизации (72) А.Г.Федотов, Е.А.Федотов, Е.Б.Петрунина и С,В.Холодковский (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 354272; кл. 6 01 F 1/1Я, 1971, 2. Авторское свидетельство СССР

М 29050, кл. G 01 К 17/10, 1932. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА (57) Использование: в измерительной техниме для измерения расхода турбинными расИзобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения расхода тахометрическими расходомерами.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Выполнение лопаток иэ гибких выпукло-вогнутых пластин, соединенных между собой с образованием между ними на части соединения герметичной щелевой камеры, частично заполненной легкокипящей жидкостью. необходимо для того чтобы вызвать изменение профиля лопаток (крыльев) при изменении температуры протекающей среды. Изменение температуры среды вызывает изменение температуры легкокипящей жидкости, находящейся в щели и соответствующее изменение давления насыщения ее.

Изменение давления в полости щелевой камеры вызывает прогиб пластин, образующих камеру, приводящий к изменению профиля лопатки (крыла). Изменение про„.,5lJ „„1830452 А1 ходомерами. Сущность изобретения: устройство содержит установленную в корпу-. се аксиальную турбину, лопасти которой выполнены в виде выпукло-вогнутых металлических пластин с различными коэффициентами термического расширения, соединенных между собой с образованием на части соединения герметичной щелевой камеры, частично заполненной легкокипящей жидкостью. На участке непосредственного контакта толщина пластин переменна, причем выпуклая пластина выполнена из материала с большей теплопроводностью и меньшей толщиной, чем вогнутая, 1 з.п. ф-лы,,2 ил. филя лопатки. приводит к изменению сил. воздействующих на лопатки со стороны набегающего потока. что изменяет частоту вращения турбинки.

Выполнение выпукло-вогнутых пластин в местах соединения, в том числе контактного, переменным по толщине способствует не постоянному изменение кривизны профиля лопатки (крыла): в местах не контактного соединения за счет неравномерного изгиба поддействием усилия измеряющегося давления, а в местах контактного соединения за счет разности напряжений, возникающих при термическом расширении разнородных материалов с разной толщиной. Таким образом, на изменение кривизны профиля от давления внутри лопатки (крыла) накладывается дополнительное изменение (неравномерное) кривизны профиля от термического расширения разнородных материалов, что компенсационно устраняет дополнительную погрешность, 1830452 рая заполнена легкокипя щей жидкостью 13, например, хладоном, а в месте контактного соединения пластин 10, 11 они выполнены с переменной толщиной, образуя закрылки

14 лопаток 9. 35

Работа расходомера осуществляется следующим образом.

Частота вращения турбинки 2 пропорциональна средней скорости потока вещества и. следовательно, объемному расходу. 40

Такая работа расходомера соответствует

° стационарному в температурном отношении потоку вещества. При изменении температуры потока вещества происходит изменение его плотности и вязкости. Изме- 45 нение его плотности в основном сказывается через момент сопротивления вращению на затратах мощности в подшипниках 3, 4 и соответствующего изменения частоты вращения, а изменение вязкости, связанное че- 50 реэ распределение скоростного поля с углами атаки профиля лопаток 9, также влияет на частоту вращения турбинки 2. Кроме того, изменение вязкости влияет на изменение момента трения (вязкостного) между турбинкой 2 и потоком, что также сказывается на частоте вращения турбинки 2. Комвызываемую изменением вязкости и плотности при изменении температуры, 8ыполнение пластины, обращенной к потоку выпуклой стороной необходимо из-эа того. что скорость потока с выпуклой стороной больше, чем с вогнутой, следовательно, коэффициент теплоотдачи с этой стороны будет выше, а это. в сочетании с высокой теплопроводностью пластины. образующей выпуклую сторону, обеспечит и точное изменение температуры и, следовательно, давления насыщения жидкости, находящейся в щелевой камере и, следовательно, такое же реагирование формы лопатки (крыла) на изменение температуры потока и соответствующее изменение частоты вращения турбинки.

На фиг.1 показан продольный разрез расходомера; на фиг.2 — разрез А-А на фиг,1, Расходомер состоит из корпуса 1 с расположенной внутри него аксиальной турбинкой 2, вращающейся в подшипниках 3 и

4, размещенных соответственно, в переднем струевыпрямителе 5 и задней стойке б. Турбинка 2 состоит из корпуса 7 с установленными в нем осями 8, на которых укреплены лопатки 9. Лопатки 9 выполнены из выпукло-вогнутых пластин 10, 11, соединенных с образованием между ними на части соединения герметичной камеры 12, кото10

30 пенсацию этих влияний в предлагаемой конструкции расходомера достигают за счет того, что при изменении температуры измеряемого потока изменяется температура и соответствующее давление насыщения жидкости 13 (хладона), находящейся в щелевой камере 12. Изменение давления насыщения приводит к изменению объема камеры 12 и формы лопатки 9. Одновременно с этим изменение температуры потока вызывает дополнительное изменение формь лопатки 9 в местах непосредственного соединения пластин 10, 11 из-за их различного термического расширения, вызванного применением пластин из материалов с различным термическим коэффициентам расширения. Причем форма искривления лопатки 9 в местах непосредственного соединения пластин 10 и 11 определяется, в том числе, соотношением толщин пластин

10 и 11. Изменение объема камеры 12 незначительно и компенсирует изменение частоты вращения, вызванное температурным изменением плотности, а изменение формы кривизны лопатки 9 вызывает перераспределение углов атаки, вращающего момента и, следовательно, частоты вращения турбинки 9.

Таким образом, предлагается упрощенная конструкция расходомера с автоматической компенсацией дополнительной погрешности от температуры при работе в нестационарных температурных режимах, независящей от чистоты жидкостей и других влияний, Формула изобретения

1, Устройство для измерения расхода, содержащее установленную в корпусе аксиальную турбинку с термокомпенсированными лопастями, а также узел съема сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, каждая лопасть выполнена в виде двух выпукло-вогнутых металлических пластин с различными коэффициентами термического расширения, соединенных между собой с образованием на части соединения герметичной щелевой камеры, частично заполненной легкокипящей жидкостью.

2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем. что на участке непосредственного контакта толщина пластин переменна, причем выпуклая пластина выполнена из материала с большей теплопроводностью и меньшей толщиной, чем вогнутая.

1830452

Составитель Н. Бурбело

Техред М,Моргентал Корректор М. Петрова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагар 1; i 01

Заказ 2519 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г КН1 СССР

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