Камерный объемный счетчик с качающимися лопастями

Авторы патента:

G01F1/00 - Измерение объема или массы жидкостей, газов или сыпучих тел путем пропускания их через измерительные устройства непрерывным потоком (измерение соотношений расхода G01F 5/00; измерение скорости потока G01P 5/00; индикация наличия или отсутствия потока G01P 13/00; регулирование расхода или соотношений G05D)

Владельцы патента RU 2526294:

Чудин Виктор Иванович (RU)
Научно-производственное общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии эксплуатации скважин" (ООО НПО "НТЭС") (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения объема и объемного расхода жидких сред. Счетчик состоит из входного (1) и выходного (2) коллекторов, корпуса (3), ротора (4), имеющего возможность вращаться вокруг оси в точке O, и лопастей (5), шарнирно закрепленных на роторе в точках A, A′, A′′. Также имеются тяги (6), соединяющие одну из точек (B, B′, B′′) каждой лопасти (5) с точкой C. Положение точек O и C неизменно и они не совпадают. Подача потока жидких сред возможна в любом направлении. Технический результат - повышение точности измерения объема и объемного расхода жидких сред, исключение трения разделительного элемента по формообразующей поверхности корпуса и износа формообразующих поверхностей корпуса и лопастей. 2 ил.

I Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения объема и объемного расхода жидких сред.

II Уровень техники

Аналоги изобретения

1. Камерные подвижные счетчики (Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества: Справочник. - 4-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1989, с.259-261, 273-276).

Во всех рассмотренных устройствах счетчиков движение разделительного элемента задается той или иной формой некоего направляющего элемента: в кольцевых счетчиках это специальные кольцевые проточки, в шиберном счетчике специальная форма внутренней поверхности корпуса, в лопастном счетчике управление движением лопастей осуществляется за счет кулачка. Недостатком аналога является то, что во всех рассмотренных устройствах счетчиков имеется контакт разделительного элемента с направляющим элементом, и причем во всех этих случаях контакт осуществляется в высшей кинематической паре, то есть по линии или в точке. Данное обстоятельство приводит к тому, что возникают дополнительные силы трения в указанной высшей кинематической паре, вслед за ними возникают дополнительные силы трения в прочих кинематических парах механизма, происходит износ рабочих поверхностей счетчика и ухудшение его метрологических свойств.

III Раскрытие изобретения

Для исключения дополнительных сил трения разделительного элемента с направляющим элементом, уменьшения износов рабочих поверхностей счетчика и улучшения метрологических характеристик предлагается камерный объемный счетчик с качающимися лопастями (см. фиг.1), состоящий из входного (1) и выходного (2) коллекторов, корпуса (3), ротора (4), имеющего возможность вращаться вокруг оси в точке O, и лопастей (5), шарнирно закрепленных на роторе в точках A, A′, A′′. Также имеются тяги (6), соединяющие одну из точек (B, B′, B′′) каждой лопасти (5) с точкой C. Положения точек О и C неизменно и они не совпадают.

Кинематически механизм движения лопастей в данном случае представляет собой обычный шарнирный четырехзвенный механизм, или двухкривошипный механизм (см. фиг.2). Механизм состоит из ведущего кривошипа (7), шатуна (8), ведомого кривошипа (9) и стоек (10). Шатун (8) устроен таким образом, что с ним жестко скреплена лопасть BE. Кинематический анализ показывает, что при вращении ведущего кривошипа (7) крайняя точка лопасти - точка E - описывает шатунную кривую a. Форма этой кривой такова, что ее точки имеют существенно разное удаление от центра вращения кривошипа (7) O.

Именно это свойство шатунной кривой положено в основу представленного изобретения. А именно, на фиг.1 на характерные точки наложена структурная схема механизма, приведенного на фиг.2. При вращении ротора (4) вокруг оси O концы лопастей описывают шатунную кривую а. Рабочая поверхность корпуса (3), внутри которой установлен ротор (4) с лопастями (5), должна совпадать с шатунной кривой a, которую очерчивают при движении концы лопастей E.

В отличие от существующих на сегодняшний день аналогов [1] в представленном изобретении движение разделительных элементов, обеспечивающее отсечение объема жидкой среды, задается не с помощью высших, а с помощью низших кинематических пар, а именно - шарниров (ABC, A′B′C, A′′B′′B). Таким образом, в данном случае исключается контакт между лопастями (5) и корпусом (3) - при правильном изготовлении всегда есть некий минимальный сборочный зазор. Следовательно, износа основных рабочих поверхностей камерного объемного счетчика с качающимися лопастями - тех поверхностей, которые задают геометрические параметры отсекаемого объема жидкой среды - не происходит. Кроме того, за счет малого диаметра шарниров рычагов 7, 8, 9 (фиг.2) обеспечивается минимальная величина приведенного момента трения ротора (4) при его вращении, что приводит к существенному улучшению метрологических характеристик представленного изобретения.

Представленная конструкция реверсивна - допускает подачу потока жидкой среды в любом направлении.

При реализации предлагаемого изобретения возможно получение следующих технических результатов:

- отсутствие трения разделительного элемента по формообразующей поверхности корпуса или иного элемента;

- отсутствие трения разделительного элемента по формообразующей поверхности корпуса, как следствие этого - меньший перепад на разделительном элементе и меньшие утечки при измерении - повышает точность измерения объема и объемного расхода жидких сред;

- полное отсутствие износа формообразующих поверхностей корпуса и лопастей;

- наличие механических примесей в жидкой среде не критично.

VI Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана кинематическая схема камерного объемного счетчика с качающимися лопастями:

1 - входной коллектор;

2 - выходной коллектор;

3 - корпус камерного объемного счетчика с качающимися лопастями;

4 - ротор;

5 - лопасти;

6 - тяги;

точки A, A′, A′′ - точки крепления лопастей (5) к ротору (4);

точки B, B′, B′′ - точки крепления тяг (6) к лопастям (5);

точка O - ось вращения ротора (4);

точка C - точка крепления тяг (6);

a - шатунная кривая, полученная в результате вращения ротора (4) вокруг своей оси (точки O).

На фиг.2 показана кинематическая схема механизма привода лопасти при работе камерного объемного счетчика с качающимися лопастями:

7 - ведущий кривошип;

8 - шатун;

9 - ведомый кривошип;

10 - стойки (неподвижная часть);

E - крайняя точка лопасти, полученная при вращении ведущего кривошипа (1);

BE - лопасть;

точка A - точка крепления лопастей к ротору;

точка B - точка крепления тяг к лопастям;

точка O - ось вращения ротора (4);

точка C - точка крепления тяг (6);

a - шатунная кривая, полученная в результате вращения ротора (4) вокруг своей оси (точки O).

V Осуществление изобретения

При изложении раздела III (Раскрытие изобретения) подробно описана конструкция и принцип действия камерного объемного счетчика с качающимися лопастями.

Камерный объемный счетчик с качающимися лопастями, состоящий из входного и выходного коллекторов, корпуса, ротора, имеющего возможность вращаться вокруг своей оси, отличается тем, что с целью повышения точности измерения, исключения трения разделительного элемента по формообразующей поверхности корпуса и износа формообразующих поверхностей корпуса и лопастей лопасти в нем шарнирно закреплены на роторе и дополнительно предусмотрены тяги, соединяющие каждую лопасть со стойкой (неподвижной частью) в точке, которая не совпадает с осью вращения ротора.

Устройство для регулирования уровня жидкости содержит сепарационную емкость, коллектор входа газожидкостной смеси, газовую трубу, жидкостную трубу, выходной коллектор.

Электромагнитный расходомер жидких металлов // 2523768

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода жидких металлов с помощью электромагнитного способа, т.е. способа, основанного на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем.

Способ измерения покомпонентного расхода газожидкостной смеси // 2521721

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для контроля расхода газожидкостной смеси (ГЖС), извлекаемой, например, из буровой скважины. Способ измерения покомпонентного расхода газожидкостной смеси включает измерение объемного расхода и передачу данных вычислителю.

Способ измерения массового расхода среды // 2521285

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения расхода различных сред, в частности при коммерческих расчетах. Способ измерения массового расхода среды включает измерение объемного расхода по частоте вращения измерителя при нулевом перепаде давления и передачу данных вычислителю.

Способ измерения расхода газожидкостной смеси // 2521282

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для контроля расхода газожидкостной смеси (ГЖС), извлекаемой, например, из буровой скважины. Способ измерения расхода газожидкостной смеси включает измерение объемного расхода по частоте вращения ротора при нулевом перепаде давления и передачу данных вычислителю.

Способ контроля загрузки железнодорожных цистерн в процессе налива нефтепродуктов // 2520957

Изобретение относится к области контроля правильности загрузки железнодорожных цистерн нефтепродуктами и может применяться для контроля уровня загрузки железнодорожных цистерн непосредственно в процессе налива нефтепродуктов, например мазута, на наливных эстакадах для исключения (предупреждения) перелива или недолива цистерн.

Турбинный расходомер // 2511705

Турбинный расходомер содержит корпус с измерительным каналом, в котором между двумя обтекателями, соответственно струенаправляющего аппарата и струевыпрямителя, с возможностью осевого перемещения и вращения расположена турбинка, а также узел съема сигнала.

Способ определения доминирующего механизма поступления радона в помещение // 2508526

Изобретение относится к методам измерения объемного расхода, а именно определения эффективной площади натекания и механизма поступления природного газа радона в помещение.

Автономный счетчик газа // 2507483

Изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано в технологических трубопроводах для измерения количества газа или жидкости в производственных процессах, а также в узлах учета энергоресурсов для коммерческого расчета в ЖКХ.

Способ определения объема отсепарированного попутного нефтяного газа // 2502052

Способ обеспечивает определение объема отсепарированного попутного нефтяного газа (ПНГ) в установке предварительного сброса воды (УПСВ) или дожимной насосной станции (ДНС).

Электромагнитный расходомер большого диаметра // 2527134

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике измерения расхода жидких металлов с помощью способа, основанного на взаимодействии движущейся жидкости с магнитным полем. Это взаимодействие подчиняется закону электромагнитной индукции, согласно которому в жидкости, пересекающей магнитное поле, индуцируется электрическое поле, являющееся мерой объемного расхода. Электромагнитный расходомер большого диаметра для жидких металлов состоит из трубы без электроизоляционного покрытия, электродов, присоединенных к наружной поверхности трубы, магнитопровода, выполненного в виде полого цилиндра толщиной не менее 5 мм и двух бескаркасных седлообразной формы индукционных катушек возбуждения магнитного поля. Каждая бескаркасная катушка имеет вид эллипса, огибающего трубу, ось среднего витка которого, расположенная вдоль образующей трубы, равна 0,5-0,6 диаметра канала, а ось среднего витка, расположенная вдоль периметра трубы, равна 1,0-1,2 диаметра канала. Технический результат - повышение верхнего предела температуры измеряемой среды до 500°C и повышение точности измерения расхода в трубах большого диаметра (от 300 до 1000 мм). 1 ил.

Способ изготовления струйного генератора // 2528275

Изобретение относится к устройствам автоматики и может быть использовано для измерения расхода и количества газа или жидкости в производственных процессах, а также в узлах учета энергоресурсов для коммерческого расчета в ЖКХ. Способ изготовления струйного генератора, содержащего проточную часть в виде плоских струйных элементов с каналами управления, приемными, питания и слива, конструктивно расположенных друг над другом, по которому разрабатывают 3D-модель струйного генератора, выбирают рабочий материал для выращивания струйного генератора, определяют ось модели 3D струйного генератора в качестве оси выращивания, подбирают в формате 3D ее положение для выращивания (полимеризации), которое определяет минимум уменьшения проходных сечений проточной части, формируют послойные сечения струйного генератора в формате 3D в направлении оси выращивания, технологически выращивают послойно всю конструкцию струйного генератора. Технический результат - надежность герметичности между слоями и каналами передачи информации, уменьшение количества времени на изготовление струйного генератора, упрощение размещения цельного корпуса струйного генератора в любой конструкции за счет неразборности, сложность копирования. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство пусковое стабилизирующее // 2529453

Изобретение относится преимущественно к ракетной технике и используется для поддержания заданного расхода компонентов топлива при изменении давления на входе в двигатель. Устройство имеет регулирующий орган, с соответствующим ему дросселирующим отверстием, корпус с входной и выходной полостями, между которыми расположен чувствительный элемент в виде сильфона с неподвижным фланцем, закрепленным в корпусе на выходе из устройства и подвижным фланцем, расположенным на входе в устройство. Согласно изобретению сильфон подпружинен пружиной сжатия, а дросселирующее отверстие выполнено в подвижном фланце сильфона и взаимодействует с неподвижно установленным профилированным регулирующим органом. Дополнительно в неподвижном фланце могут быть выполнены одно или несколько дросселирующих отверстий, соединяющих входную и выходную полости. Технический результат - повышение точности поддержания заданного расхода рабочего тела в расширенном диапазоне изменения давления на входе и улучшение динамики выхода двигателя на режим при включении. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Монитор многофазной жидкости // 2530453

Изобретение относится к устройствам для измерения объемов и расходов текучих сред, а более конкретно к устройствам для измерения объемов и расходов (дебитов) многофазных текучих сред. Сущность изобретения заключается в том, что монитор многофазной жидкости содержит трубопровод, резервуары для калибровочных жидкостей, жидкостные насосы, измеритель скорости потока, анализатор жидкости, включающий генератор 14 МэВ нейтронов и гамма-спектрометры, располагаемые на трубопроводе и подключенные к анализатору спектра, связанному с микрокомпьютером, измеритель скорости потока располагается на трубопроводе на расстоянии от генератора 14 МэВ нейтронов по направлению потока многофазной жидкости и подключен к многоканальному временному анализатору, синхронизованному с генератором 14 МэВ нейтронов, дополнительно содержит один или несколько трубопроводов, соединенных с резервуарами для калибровочных жидкостей посредством жидкостных насосов, количество трубопроводов равно количеству калибровочных жидкостей, трубопроводы закрепляются на трубопроводе для прокачки многофазной жидкости параллельно ему и образуют вместе с ним полость, связанную с внешним пространством, генератор 14 МэВ нейтронов располагается внутри полости, гамма-спектрометры устанавливаются на всех трубопроводах, входят в состав анализатора жидкости и подключены к анализатору спектра, количество гамма-спектрометров равно или больше количества трубопроводов, измеритель скорости потока располагается на трубопроводе для прокачки многофазной жидкости на расстоянии L>V × t от генератора 14 МэВ нейтронов по направлению потока многофазной жидкости, где V - скорость потока многофазной жидкости, a t - время ее облучения. Технический результат - расширение области применения устройства. 1 ил.

Монитор многофазной жидкости // 2530459

Изобретение относится к устройствам для измерения объемов и расходов текучих сред, а более конкретно к устройствам для измерения объемов и расходов (дебитов) многофазных текучих сред. Монитор многофазной жидкости содержит обходной трубопровод с возможностью его соединения с трубопроводом для прокачки многофазной жидкости, резервуары для калибровочных жидкостей, жидкостные насосы, анализатор жидкости, измеритель скорости потока, анализатор жидкости включает генератор 14 МэВ нейтронов и гамма-спектрометры, располагаемые на обходном трубопроводе и подключенные к анализатору спектра, связанному с микрокомпьютером, измеритель скорости потока располагается на обходном трубопроводе на расстоянии от генератора 14 МэВ нейтронов по направлению потока многофазной жидкости и подключен к многоканальному временному анализатору, синхронизованному с генератором 14 МэВ нейтронов, дополнительно содержит трубопроводы, соединенные с резервуарами для калибровочных жидкостей посредством жидкостных насосов, количество этих трубопроводов равно количеству калибровочных жидкостей, трубопроводы располагаются параллельно обходному трубопроводу и образуют вместе с ним полость, связанную с внешним пространством, генератор 14 МэВ нейтронов располагается внутри полости, гамма-спектрометры устанавливаются на всех трубопроводах, входят в состав анализатора жидкости и подключены к анализатору спектра, их количество равно или больше количества трубопроводов, измеритель скорости потока располагается на обходном трубопроводе на расстоянии L>V×t от генератора 14 МэВ нейтронов по направлению потока многофазной жидкости, где V - скорость потока многофазной жидкости, a t - время ее облучения. Технический результат - повышение производительности и точности измерений. 1 ил.

Анализатор многофазной жидкости // 2530460

Использование: для анализа многофазной жидкости. Сущность изобретения заключается в том, что анализатор многофазной жидкости содержит импульсный источник быстрых нейтронов и источник электромагнитного излучения, гамма спектрометр, детектор гамма лучей и сцинтиллятор, расположенный диаметрально источнику электромагнитного излучения на противоположной стороне трубопровода, при этом импульсный источник быстрых нейтронов является одновременно и импульсным источником электромагнитного излучения, дополнительно содержащим мониторный детектор быстрых нейтронов и мониторный детектор электромагнитного излучения, гамма спектрометр дополнительно содержит коллиматор гамма лучей и расположен рядом с импульсным источником быстрых нейтронов и электромагнитного излучения, детектор гамма лучей расположен на одной стороне трубопровода с импульсным источником быстрых нейтронов и электромагнитного излучения на заданном расстоянии от импульсного источника быстрых нейтронов и электромагнитного излучения по направлению течения многофазной жидкости, детектор быстрых нейтронов, расположен диаметрально импульсному источнику быстрых нейтронов и электромагнитного излучения на противоположной стороне трубопровода, детектор тепловых и эпитепловых нейтронов расположены от импульсного источника быстрых нейтронов и электромагнитного излучения на расстоянии, равном длине замедления быстрых нейтронов в многофазной жидкости, а гамма спектрометр, мониторный детектор электромагнитного излучения и сцинтиллятор выполнены с возможностью измерения спектра импульсного электромагнитного излучения. Технический результат: повышение точности измерения фракционного состава и расхода многофазной жидкости. 1 ил.

Устройство измерения расхода топлива двигателя внутреннего сгорания // 2530485

Устройство для измерения расхода топлива ДВС, содержащее датчик расхода топлива в виде гидромотора аксиально-поршневого типа, редуктор, соединенный с валом гидромотора, фильтр, датчики давления и температуры, установленные в нагнетающую линию топливной системы, электромотор, соединенный с валом редуктора, регулятор частоты вращения электромотора, датчик частоты вращения вала аксиально-поршневого гидромотора и микропроцессор, связанный электрически с датчиками давления, температуры, частоты вращения вала гидромотора аксиально-поршневого типа и регулятором частоты вращения вала электромотора, дополнительно снабжено гидромотором с героторным зацеплением, выполняющим роль подпорного клапана в сливной линии топливной системы и датчика расхода топлива, датчиками давления, температуры, установленными в сливной линии топливной системы, датчиком частоты вращения вала гидромотора с героторным зацеплением. При этом датчики давления, температуры и частоты вращения вала этого гидромотора электрически связаны с микропроцессором. Технический результат - повышение надежности работы ДВС при работе с системами измерения топлива и повышение точности измерения расходов топлива. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Объемный расходомер // 2531030

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах измерения газообразных и текучих сред, а также в коммерческих расчетах. Объемный расходомер содержит последовательно соединенные с входным каналом сумматор, расходомер напорного потока и делитель потока, устройство сравнения расходов и индикатор расхода. При этом до сумматора для обратного потока подключен насос с характеристикой «даление-расход», связанный с устройством сравнения расходов и который выключается по его сигналу. Технический результат - расширение диапазона измерения расхода, уменьшение погрешности и возможность получения различной функциональной связи между величинами напорного и обратного потоков среды. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Регулятор малых расходов жидкости // 2531072

Предлагаемое изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для установки и поддержания малых расходов жидкости в технологических процессах различных отраслей промышленности. Технический результат - повышение точности регулирования малых расходов жидкости. Регулятор малых расходов жидкости, включающий корпус с входным и выходным отверстиями для жидкости, профилированную иглу со штоком для изменения задающего сечения. При этом профилированная игла, соединенная регулировочным штоком с управляющим приводом, выполнена с возможностью полного перекрытия центрального канала седла задающего сечения, параллельно регулировочному штоку в корпусе регулятора герметично расположена неподвижная гильза, закрытая сверху гибкой мембраной и имеющая внутри подвижный ступенчатый золотник, подпираемый снизу пружиной со сменной шайбой. В нижней части гильзы выполнены выступающая кромка для опоры золотника и кольцевой зазор для выхода жидкости из регулятора через выходное отверстие, причем выходное отверстие регулятора и пространство над седлом задающего сечения гидравлически связаны стабилизирующим каналом малого диаметра с наружной стороной гибкой мембраны гильзы, а центральный канал седла задающего сечения гидравлически связан обводным каналом с нижней торцевой частью золотника. 4 ил.

Устройство для измерения расхода сыпучих материалов // 2535245

Изобретение относится к технике непрерывного весового дозирования сыпучих материалов и может быть использовано в производстве строительных материалов, пищевой, химической и других отраслях народного хозяйства. Предлагаемое устройство для измерения расхода сыпучих материалов содержит корпус с загрузочной воронкой, размещенный под ней на горизонтальном приводном валу барабан с радиальными лопастями на внешней поверхности и потокочувствительный элемент в виде пластины, установленной на пути вылетающего из ячеек материала, связанной с силоизмерительным устройством. Ячейки для размещения материала, сформированные между лопастями барабана, имеют чашеобразную форму, которая образована противолежащими поверхностями соседних лопастей, скругленными к дну ячейки по радиусу, соответствующему высоте лопасти, и соединенными между собой со стороны каждой из торцевых поверхностей барабана боковыми стенками, внутренняя поверхность которых, обращенная в объем ячейки, также выполнена скругленной к дну ячейки по радиусу, соответствующему высоте лопасти. Технический результат - повышение эффективности работы устройства, исключение налипания материала в ячейках барабана и повышение точности измерений за счет уменьшения разброса материала при ударении о чувствительную пластину. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.