Расходомер насосного агрегата

Расходомер насосного агрегата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: при необходимости осуществлять измерение расхода жидкости, подаваемой насосным агрегатом Сущность изобретения: введение датчика скорости позволяет повысить точность измерения в условиях изменяющейся скорости приводного двигателя. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4702045/10 (22) 16,05,89 (46) 07.12.92. Бюл, N. 45 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. B.Ä.Kàëìûêîâà (72) Г.А.Резниченко, А.А.Колесников, А.P.Ãàéäóê, А.С,Федоров, Ю,Г.Сотников, А.Г.Гельфгат и Г.А.Штейников (56) Авторское свидетельство СССР

М 1709799, кл. G 01 F 1/12, 1990.

Йзобретение относится к измерительной технике и может, быть использовано там, где необходимо осуществлять измерение расхода жидкости, подаваемой насосным агрегатом. состоящим из насоса и приводного двигателя.

Известен турбосиловой расходомер, со-. держащий вспомогательный двигатель, вал которого посредством пружины соединен с ротором, находящимся в потоке жидкости, расход которой контролируется, а также устройство для измерения и преобразования угла закручивания пружины в значение расхода жидкости (Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л.: Машиностроение, 1975, с. 403), При использовании расходомера такого типа для определения расхода жидкости, подаваемой насосным агрегатом, основные недостатки связаны с дополнительным двигателем и ротором, помещаемым в поток жидкости, что увеличивает гидродинамическое сопротивление и снижает производительность насосного агрегата и надежность расходомера Кроме того, возникает необходимость допэлнительных затрат оборудования и энергии на закручивание потока, . - Ж 1779938 А1 (54) РАСХОДОМЕ P НАСОСНОГО АГРЕ ГАТА (57) Использование: при необходимости осуществлять измерение расхода жидкости, подаваемой насосным агрегатом. Сущность изобретения: введение датчика скорости позволяет повысить точность измерения а условиях изменяющейся скорости приводного двигателя. 1 ил.

Известен турбосиловой расходомер, со- держащий установленные в корпусе. г.е. в потоке жидкости, расход которой измеряется, две турбинки, связанные между собой посредством моментопередающего узла. а также тахометрического узла сьема сигналов (авт.св. йв 1040337, кл. G 01 F 1/12. 1988).

- Недостатком такого расходомера является использование двух тахометрических узлов, а также наличие вращающихся дета лей в потоке жидкости, что снижает производительность насосного агрегата. увеличивает сложность и снижает надежность расходомера и стабильность его характеристик.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по сути физических явлений и конструктивным особенностям устройством (прототипом) является расходомер, включающий электродвигатель, датчик пс лной мощности и преобразователь. Последний осуществляет преобразование сигнала, пропорционального полной мощности, потребляемой приводным двигателем насосного агрегата, в сигнал. равный расходу жидкости, перекачиваемой этим насо<:ным агрегатом, 1779938

M = d(JW)/dt, 45 где J — момент инерции жидкости; . W — скорость вращения, В установившихся режимах d(JW) =

WdJ. H0 dJ = R>2dm. где Rg — приведенный радиус инерции, опредеЛяемыЙ конструк- 50 тивными параметрами; m — масса вращающейся жидкости.

Следовательно

М =R, Р/dm/dt (")

1ак как dm/dt = уж О, где y* — плот- 55 ность, а 0 — расход жидкости, то иэ (1) вытекает (2) 0 = Мер/ ж R W

Недостатком этого расходомера является то, что в условиях изменяющейся скорости вращения приводного двигателя расход жидкости насосного агрегата будет определяться неточно, поскольку расход 5 жидкости в общем случае зависит от скорости вращения вала насосного агрегата.

Целью изобретения является повышение точности измерения расхода жидкости в условиях переменной скорости вращения 10 вала насосного агрегата.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем насосный агрегат, датчик мощности, датчик скорости и преобразователь, датчик скорости включен 15 между приводным двигателем и преобразователем, при этом повышается точность измерения расхода жидкости насосного агрегата в условиях изменяющейся скоро- . сти вращения вала приводного двигателя. 20

Проведенный сравнительный анализ заявляемого расходомера с прототипом позволяет утверждать, что подключение датчика скорости к насосному агрегату и преобразователю отсутствует в прототипе, 25 следовательно, заявляемый расходомер соответствует критерию "новизна".

Отсутствие в аналогичных технических решениях признаков, отличающих заявляемое техническое решение от прототипа. 30, обуславливает соответствие заявляемого технического решения критерию "существенные отличия".

Возможность достижения цели изобретения, т.е. повышения точности остределе- 35 ния расхода жидкости введением датчика скорости подтверждается следующими теоретическими выводами.

Момент, затрачиваемый на закрутку жидкости (Цейтлин В.Г, Расходоизмеритель- 40 ная техника. М.: Стандарт, 1977, с. 194), равен:

С другой стороны в установившемся режиме справедливо равенство

MepW = у (Рл - Po) (3) где tj — КПД двигателя; Рл — мощность, потребляемая двигателем при ненулевом расходе жидкости; Р, — мощность при нулевом расходе., Из выражений (2) и (3) следует равенство

0 = К(Р— Ро)М (4) где К = r/yx R» — постоянный коэффициент. г

Из соотношения (4) следует, что расход жидкости прямо пропорционален мощности и обратно пропорционален квадрату скорости вращения вала насосного агрегата, Поэтому при различной установившейся скорости вращения учет последней при преобразовании мощности в расход жидкости повышает точность определения расхода жидкости, подаваемой насосным агрегатом.

Предполагаемое изобретение поясняется прилагаемым чертежом, Устройство содержит датчик 1 мощности, входом подключенный к приводному двигателю 2, который соединен с насосом 3, и датчик 4 скорости, входом подключенный к насосу 3, при этом выходы датчика 1 мощности и датчика 4 скорости соединены с входами преобразователя 5, выход преобразователя 5 является выходом расходомера.

Расходомер насосного агрегата работает следующим образом:

На холостом ходу. т.е. при нулевом расходе жидкости приводной двигатель потребляет мощность Ро. Сигнал с датчика 1 мощности поступает на преобразователь 5, который настраивается так, что его выходной сигнал при этом равен нулю, При возникновении расхода жидкости

0(с) W 0 мощность, потребляемая двигателем 2, а также сигнал датчика 1 мощности возрастают, Этот сигнал, а также сигнал с датчика 4 скорости поступают на преобразователь 5, где преобразуются в соответствии с выражением (4) в значение расхода жидкости Q(t).

Поскольку преобразование сигналадатчика 1 осуществляется преобразователем 5 с учетом текущей скорости вращения вала насосного агрегата, появляется возможность использования расходомера на насосных агрегатах, работающих с различной переменной скоростью вращения. при этом расход жидкости 0(с) определяется более точно.

1779938

Формула изобретения

С оста вител ь А. Гайдук

Техред М.Моргентал Корректор Л.Филь

Редактор И.Савина

Заказ 4429 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Дополнительные по сравнению с прототипом функции преобразователя 5, обусловленные введением в него второго канала от датчика скорости и заключающиеся в реализации выражения (4), могут осуществляться на аналоговых вычислительных блоках, схемные реализации которых приведены в табл,2.2 на с. 108 в книге Рлышев А.У. и

Разоренов О.И. Многофункциональные аналоговые регулирующие устройства автоматики. М.: Машиностроение, 1981, с. 399.

Расходомер насосного агрегата, содержащий последовательно соединенные дат5 чик мощности и.преобразователь, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности в условиях переменной скорости вращения вала насосного агрегатапреобразователь выполнен.с дополнительным вхо10 дом, к которому подключен введенный датчик скорости вала насосного агрегата.