Турбинный расходомер для измерения расхода жидкости или газа

 

Использование: для измерения объемного расхода жидкости или газа при пропускании их через измерительное средство непрерывным потоком. Сущность изобретения: расходомер содержит корпус 1, постоянный магнит 2, полюсные наконечники 3, турбинку с магнитной осью 4 и немагнитными лопатками 5, опорные пластины 6, светодиод 7, фотодиод 8, измерительный блок 9. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для измерения объема, объемного расхода, массового расхода или уровня жидкости или газа, в частности, к устройствам измерения объема или массы жидкости или газа путем пропускания их через измерительные устройства непрерывным потоком с помощью вращающихся лопаток с аксиальным или тангенциальным впуском.

Известен турбинный расходомер для измерения расхода жидкости или газа, в котором чувствительный турбинный элемент установлен в подшипниковых опорах [4] Недостатком данного устройства является изнашивание подшипниковых опор, как следствие, непригодность для измерения расхода вещества, содержащих механические примеси.

Если момент трения в подшипниках существенен, то постепенное изнашивание их влияет на показания измерительных приборов. Кроме того, к подшипниковым опорам предъявляются высокие требования точности изготовления, соосности.

Наиболее близким аналогом изобретения является турбинный расходомер, содержащий корпус, турбинку, установленную с возможностью вращения в двух подшипниках, узел съема сигнала [2] В данном устройстве для обеспечения стабильной работы расходомера предусмотрена система, обеспечивающая эффективность подачи смазки к подшипниковым опорам. Однако данное устройство сложно в изготовлении и по-прежнему остается проблема точности изготовления опор и их соосности.

Техническим результатом от использования изобретения является создание простого в изготовлении, надежного устройства, обеспечивающего измерение расхода жидкости или газа, малочувствительного к механическим примесям.

Это достигается тем, что в турбинном расходомере, содержащем корпус, турбинку, размещенную внутри корпуса с возможностью вращения в опорах, и измерительный блок, опоры выполнены магнитными в виде полюсных наконечников постоянного магнита, при этом, корпус и лопатки турбинки выполнены из немагнитного материала, а также тем, что полюсные наконечники могут быть установлены как с внешней стороны корпуса расходомера, так и внутри его.

Кроме того, расходомер снабжен опорными лопатками из износостойкого материла, установленными на внутренней стенке корпуса в месте расположения полюсных наконечников или на торцах полюсных наконечников, а опорные пластины выполнены с выемкой в месте контакта ее с осью турбинки.

Магнитное поле позволяет ориентировать турбинку с магнитной осью и немагнитными лопастями по его силовым линиям, создавая магнитные опоры для оси турбинки, которая одним концом будет притянута к одной из опорных пластин, закрепленных на стенке корпуса расходомера, либо на полюсных наконечниках, в случае размещения последних внутри корпуса расходомера.

Изменяя напряженность магнитного поля, можно изменять момент силы трения между осью турбинки и опорной пластиной и практически добиться минимального его значения.

Таким образом, устройство позволяет исключить подшипниковые опоры, требующие точность изготовления. Кроме того, данное устройство может быть использовано для измерения расхода в трубопроводах различного диаметра. Для трубопровода небольшого диаметра и с небольшими скоростями потока полюсные наконечники располагают снаружи корпуса, для труб большого диаметра устройства вместе с полюсными наконечниками на специальной рейке заводят внутрь трубопровода.

В случае, если необходимо сильное магнитное поле для измерения расхода в трубопроводах с большими скоростями потоки, полюсные наконечники целесообразно разместить внутри корпуса расходомера.

Данное устройство может быть использовано как для турбинок с тангенциальным впуском, так и с аксиальным, располагая, соответственно, полюсные наконечники перпендикулярно или параллельно оси потока жидкости или газа.

Для того, чтобы при увеличении скорости потока жидкости или газа турбинку не снесло за пределы взаимодействующего на нее магнитного поля, устройство снабжено опорными пластинами из износостойкого материала с выемкой, которые могут быть закреплены либо на полюсных наконечниках, либо на стенке корпуса расходомера.

При небольших скоростях потока опорные пластины могут быть с плоской поверхностью.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена схема устройства с полюсными наконечниками, расположенными снаружи корпуса расходомера, на фиг.2 с полюсными наконечниками, расположенными внутри корпуса расходомера.

Турбинный расходомер содержит корпус 1, снаружи корпуса расположен магнит 2 с полюсными наконечниками 3, а внутри установлена турбинка с магнитной осью 4 и немагнитными лопастями 5. К внутренним стенкам корпуса расходомера 1 прикреплены опорные пластины 6 из износостойкого материала. Для объема и регистрации показаний устройство снабжено световодом 7, фотодиодом 8 и измерительным блоком 9.

Устройство работает следующим образом: поток жидкости или газа (на фиг. не показан) подающийся в корпус из немагнитного материала расходомера 1, вращает турбинку с магнитной осью 4 и немагнитными лопастями 5. Ось 4 турбинки, ориентированная по силовым линиям магнитного поля, создаваемого магнитом 2 с полюсными наконечниками 3, притягивается одним из концов к опорной пластине 6 из износостойкого материала. Турбинка вращается, опираясь одним из концов оси 4 на опорную пластину. Информация о скорости вращения снимается посредством фотодатчика, состоящего из фотодиода 8 и светодиода 7, и обрабатывается измерительным блоком 9.

Устройство просто в изготовлении, малочувствительно к механическим примесям, надежно в эксплуатации, т.к. момент силы трения между осью турбинки и опорной пластиной очень невелик за счет практически свободного расположения турбинки в корпусе.

Формула изобретения

1. Турбинный расходомер для измерения жидкости или газа, содержащий корпус, турбинку, размещенную внутри корпуса с возможностью вращения в опорах, измерительный блок, отличающийся тем, что опоры выполнены магнитными в виде полюсных наконечников постоянного магнита, при этом корпус и лопатки турбинки выполнены из немагнитного материала, а ось турбинки из магнитного.

2. Расходомер по п. 1, отличающийся тем, что полюсные наконечники установлены с внешней стороны корпуса.

3. Расходомер по п. 1, отличающийся тем, что полюсные наконечники установлены внутри корпуса.

4. Расходомер по п. 1, отличающийся тем, что на внутренней стенке корпуса в месте расположения полюсных наконечников или на торцах полюсных наконечников установлены опорные пластины из износостойкого материала.

5. Расходомер по п. 4, отличающийся тем, что опорная пластина выполнена с выемкой в месте контакта ее с осью турбинки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2