Расходомер для измерения расхода жидких и газообразных веществ

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 5525!! л

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.05.75 (21) 2142396/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.03.77. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 15.04.77 (51) М Кл е G 01F 3/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.121(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

И. Г. Дынга, В. И. Черноиванов и А. Ф. Тараканов

Государственный всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (54) РАСХОДОМЕР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА )КИДКИХ

И ГАЗООБРАЗНЪ|Х ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к устройствам для измерения расхода жидких и газообразных веществ по изменению их объема в единицу времени и может быть применено для измерения расхода топлива, потребляемого автомобильными, тракторными и другими двигателями внутреннего сгорания.

Известен расходомер, содержащий частично заполненные жидкостью неподвижную и подвижную емкости, которые вместе с поверхностью жидкости образуют замкнутую измерительную полость, сообщенную с полостью расходуемого вещества (1).

Однако в таком расходомере необходимо компенсировать потерю веса подвижной емкости при ее погружении в жидкость, кроме того, в нем наблюдается большая сила трения в подшипниках и ее непостоянность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является расходомер с дифманометром, содержащим частично заполненные жидкостью две неподвижные и две подвижные емкости, которые вместе с поверхностью жидкости образуют замкнутые измерительные полости, сообщенные с полостями контролируемой величины, а подвижные емкости соединены с измерительным прибором (2).

Из-за большой силы трения в подшипниках такой расходомер имеет недостаточную точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в предлагаемом расходомере неподвижная и подвижная емкости выполнены в виде входящих друг в друга полых кольцевых секторов, закрытых с одной или обеих сторон днищами.

Кроме того, подвижный сектор содержит внутри два трубопровода, один из которых со10 общает полость неподвижного сектора над правым днищем с полостью под левым днищем подвижного сектора, а другой — полость неподвижного сектора с полостью под правым днищем подвижного сектора, причем в ниж15 ней части подвижного сектора выполнено отверстие.

На фиг. 1 показан предлагаемый расходомер, общий вид; на фиг. 2 — центральная опор а подвижного сектор а.

20 Неподвижный полый кольцевой сектор 1, имеющий в радиальном сечении, например, форму прямоугольника, закрыт с одной из сторон днищем 2 и заполнен жидкостью (водой) примерно до осевой линии. В неподвиж25 ный сектор 1 вставлен подвижный полый кольцевой сектор 3, жестко скрепленный спицами с центральной осью 4, вращающейся в опорах 5. Подвижный сектор 3 имеет с одной или обеих сторон днища 6 и 7, лежащие в раз0 диальных плоскостях. Поверхность жидкости, 552511

60 б5 а также неподвижный и подвижный секторы

1 и 3 образуют замкнутую измерительную полость 8, сообщенную трубопроводом 9 с полостью 10 расходуемого вещества (топливным баком двигателя), Предварительно до помещения в неподвижный сектор 1 подвижный сектор 3 статически отбалансирован, например, противовесами 11. Статическая балансировка необходима для того, чтобы при вращении подвижного сектора 3 не возникала дополнительная сила от дисбаланса, действующая на сектор 3 и изменяющая давление газов в замкнутой измерительной полости 8.

Стрелка 12 и шкала делений 13 служат для определения углового перемещения подвижного сектора 3, а следовательно, для определения изменения объема расходуемого вещества (топлива) . Указанный объем, отнесенный к времени его изменения, является расходом контролируемого вещества. Вентиль 14 служит для сообщения замкнутой измерительной полости 8 с атмосферой. Упоры 15 и 16 предназначены для ограничения поворота подвижного сектора 3 при работе расходомера. Вентиль 17 сообщает топливный бак с двигателями.

Внутри подвижного сектора могут быть расположены два кольцевых канала 18 и 19.

Один из них — канал 18 сообщает пространство над правым днищем 6 с пространством под левым днищем 7 подвижного сектора 3, а канал 19 сообщает пространство над левым днищем 7 с пространством под правым днищем 6. При этом подвижный кольцевой сектор 3 имеет в цилиндрической стенке отверстие для автоматического заполнения его внутренней полости до уровня, равного уровню жидкости в неподвижном секторе 1.

Расходомер работает следующим образом.

Сообщают измерительную полость 8 с атмосферой, открыв вентиль 14, и поворачивают подвижный сектор 3 против часовой стрелки до упора 15, открывают вентиль 17 и сообщают полость расходуемого вещества (топливный бак) с двигателем, запускают двигатель и устанавливают необходимые режимы работы двигателя. Поскольку в начальный момент вентиль 14 открыт, то через него в полость 10 (топливный бак) поступает атмосферный воздух в объеме, равном объему расходуемого топлива. При измерении расхода закрывают вентиль 14 и засекают время движения стрелки 12 между делениями шкалы 13, соответствующими заданному углу поворота подвижного сектора, а следовательно, и заданному объему топлива, израсходованного из топливного бака.

Так как при измерении расхода в полости

10 объем топлива уменьшается, внутри измерительной полости 8 создается разрежение.

Поэтому на одно или оба (при наличии кольцевых каналов 18 и 19) днища 6 и 7 подвижного сектора 3 передается перепад давлений (разница между давлением газов внутри измерительной полости 8 и атмосферным давле5

IO

4 нием), достаточный для создания активного момента, преодолевающего момент сопротивления от сил трения в опорах. По этой причине подвижный сектор 3 начинает вращаться, причем суммарный объем газа (воздуха) в измерительной полости 8, трубопроводе 9 и полости 10 топливного бака остается все время постоянным. При этом угол поворота подвижного сектора 3 за единицу времени служит мерой объемного расхода измеряемого вещества (топлива).

Выполнение подвижного сектора 3, погруженного в жидкость, в виде кольцевого сектора, вращающегося вокруг центральной оси

4, позволяет при его вращении сохранить постоянную суммарную выталкивающую силу, действующую на него со стороны жидкости (воды). Эта сила действует на опоры подвижного сектора 3 в направлении вертикальной оси и не создает дополнительного вращающего момента, приложенного к подвижному сектору 3. Поэтому во время измерения давление (разрежение) в измерительной полости 8 сохраняется строго постоянным, а скорость перемещения подвижного сектора остается пропорциональной расходу контролируемого вещества (топлива). Это является основным условием получения высокой точности у расходомеров такого типа.

Кроме того, наличие двух кольцевых каналов 18 и 19 и отверстия 20 для заполнения жидкостью внутренней полости подвижного сектора до уровня жидкости в неподвижном секторе позволяет передавать действие перепада давления газа (воздуха) на оба днища 6 и 7 подвижного сектора 3. Это дает возможность при меньшем значении этого перепада (и давления внутри измерительной полости) создавать активный крутящий момент, достаточный для преодоления момента сопротивления от сил трения в опорах 5 подвижного сектора 3.

Таким образом, предлагаемый расходомер имеет высокую точность, характерную для образцовых средств измерения расхода. Основная погрешность предлагаемого расходомера может быть ниже погрешности 0,5 / .

Формула изобретения

1. Расходомер для измерения расхода жидких и газообразных веществ, содержащий частично заполненные жидкостью неподвижную и подвижную емкости, воздушные полости которых соединены трубопроводами с полостью контролируемого вещества, а подвижная емкость соединена с измерительным прибором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, неподвижная и подвижная емкости выполнены в виде входящих друг в друга полых кольцевых секторов, закрытых с одной или обеих сторон днищами.

2. Расходомер по п. 1, отличающийся тем, что подвижный сектор содержит внутри два трубопровода, один из которых сообщает

552511

Риг. 1

Составитель С. Мочалов

Корректор Л Брахнина

Редактор С. Заика

Техред А. Камышникова

Заказ 689/18 Изд. № 304 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 полость неподвижного сектора над правым днищем с полостью под левым днищем подвижного сектора, а другой — полость неподвижного сектора с полостью под правым днищем подвижного сектора, причем в нижней части подвижного сектора выполнено отверстие.

Источники информации, принятые во вним".нпе при экспертизе

1. Лоскутов В. И, Лабораторные приборы для измерения расхода жидкостей и газов. M., 5 «Машгиз», 1955, с. 209, рис. 131.

2. Кремлевский П. П. Расходомеры, М.-Л., 19б3, с. 245 — 246, фиг. 130 (прототип).