Измеритель скорости потоков

Измеритель скорости потоков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Назначение: измерение скорости потоков жидкостей и газов. Сущность изобретения: измеритель содержит чувствительный элемент, выполненный в виде штока, полусферу , дугообразный канал, двухлопастной флюгер, три электромагнита с якорями, ферромагнитную шторку, магнитоуправляемый контакт, ферромагнитную пластину, УПРУГИЙ элемент, штырь, опору чувствительного элемента , угольник и крепежные пластины. 5 ил.

COK)3 COBE I CKInX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) G 01 Р 5/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4863883/10 (22) 31.08.90 (46) 23,02.93. Бюл. № 7 (71) Государственный гидрологический институт (72) Б:Н.Федотов, Ю,Б.чегуров и В,Г.Дворников (73) Б.Н, Федотов (56) Патент США ¹ 3826136, кл. G 01 Р 5/04, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N 26114, кл, G 01 P 5/02, 1931.

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, к измерителям скорости потоков жидкостей и газов, устанавливаемых стационарно. Известен измеритель скорости потока, содержащий лопасть, установленную в корпусе, имеющем отверстия для входа и выхода потока, перемещающегося лопасть относительно центра, в котором помещается опора, на угол, характеризующий скорость движения потока относительно лопасти (см. например, пат CUBA N 3826136, кл. G 01 P 5/04, 1974). Его недостатками являются низкая чувствительность и сложность осуществления автономных и дистанционных измерений и осреднения их результатов. Они обусловлены появлением значительной силы, противодействующей отклонению чувствительного элемента от положения равновесия, возрастающей по мере увеличения скорости потока и уменьшения угла атаки его относительно лопасти. В результате возникает не только нелинейность зависимости угла отклонения чувствительного...!Ж,, 1797713 А3 (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ПОТОКА (57) Назначение: измерение скорости потоков жидкостей и газов. Сущность изобретения: измеритель содержит чувствительный элемент, выполненный в виде штока, полусферу, дугообразный канал, двухлопастной флюгер, три электромагнита с якорями, ферромагнитную шторку, магнитоуправляемый контакт, ферромагнитную пластину, упочгий элемент, штырь, опору чувствительного элемента, угольник и крепежные пластины. 5 ил. элемента от скорости потока, но при измерении скорости турбулентных потоков отмечается и разброс положения чувствительного элемента при одинаковых скоростях потока, в зависимости от знака ускорения, т.е. при увеличении и уменьшении скорости потока, положение его различно, Известен также принятый за прототип способ измерения малых скоростей потока и прибор для его осуществления по а.с.

СССР ¹ 26114, кл. 6 01 P 5/02, 1931, в котором используется полое полушарие, обращенное своей вогнутой частью навстречу течению воды, связанное с якорем, расположенным. против электромагнита, который возбуждает in который притягивает якорь, в результате отрыва якоря появляется сигнал, пропорциональный скорости течения потока. Его недостатками. являются невысокие точность и чувствительность, а также малый диапазон иэмеренйй, обусловленные тем, что использование электромагнита для удержания с помощью якоря полого пол1797713 ушария, обращенного навстречу течению воды, создает усилие, препятствующее возможности измерения малых скоростей потока, т.е. сужает их диапазон именно в части исследования скоростей, преобладающих в водоемах с замедленным водообменом (озерах, водохранилищах), а без этого невозможно обоснованно оценить их экологическое состояние.

Цель изобретения заключается в повышении точности и чувствительности измерителя скорости потока и расширения диапазона измеряемых скоростей.

Цель изобретения достигается тем, что в измеритель введены двухлопастный флюгер, второй и третий электромагниты, магнитоуправляемый контакт, причем на внутренней поверхности одной из лопастей флюгера установлены электромагниты и угольник, на свободной грани которого, расположенной параллельно образующей флюгера, закреплен упругий элемент, а на другой лопасти второй ферромагнитный якорь, установленный с возможностью перемещения в зазоре, образованном вторым электромагнитом и магнитоуправляемым контактом, при этом чувствительный элемент установлен в дугообразном канале круглого сечения, жестко связанном с нижним торцовыми гранями лопастей флюгера, а на штоке чувствительного элемента установлен штырь и ферромагнитная шторка, выполненная в виде пластины дугообразной формы и установленная с возможно. стью перемещения в зазоре, образованном вторым электромагнитом и магнитоуправляемым контактом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен вид измерителя скорости потока сбоку при отвесном положении чувствительного элемента, а на фиг.2 при максимальном угле его отклонения, на фиг.3 для момента максимального отклонения штока дан вид спереди элементов, фиксирующих угол максимального отклонения чувствительного элемента (сечение створов флюгера выполнено в вертикальной плоскости, перпендикулярной сечению на фиг.1 и 2) на фиг,4 схема размыкания (4а) и замыкания (4б) цепи питания электромагнитов, фиксирующих моменты начала и окончания движения чувствительного элемента в течение рабочего цикла, на фиг.5 возможные варианты крепления элементов, используемых для фиксации отвесного положения и угла максимального отклонения чувствительного элемента (5а— вид сбоку), (56 — вид сверху). Измеритель скорости потока содержит чувствительный элемент, выполненный в виде штока 1, на конце которого укреплена полусфера 2, установленная в дугообразном канале 3. скрепленном с двухлопастным флюгером 4, причем вогнутая часть полусферы 2 обращена в сторону входного отверстия канала 3, расположенного вне, а шток 1 в зоне динамической тени, создаваемой флюгером 4, на котором размещается опора штока 1. С двухлопастным флюгером 4 скреплен пер"0 вый электромагнит 5, якорь которого 6 выполнен в виде скрепленной со штоком 1 ферромагнитной пластины, установленный вдоль линии отвесного положения штока 1, Со штоком 1 скреплена ферромагнитная

15 шторка 7, выполненная в виде пластины дугообразной формы и установленная с возможностью перемещения в зазоре, . образованном вторым электромагнитом (магнитом) 8 и магнитоуправляемым контак20 том 9, скрепленным с двухлопастным флюгером 4. У отвесного положения штока 1 установлен, включенный последовательно с первым, третий электромагнит 10, скрепленный с внутренней полостью двухлопастного флюгера 4, причем второй ферромагнитный якорь 11 скреплен с ферромагнитной пластиной 12, установленной с возможностью перемещения в зазоре, образованном вторым электромагнитом 8 и

30 магнитоуправляемым контактом 9. Упругий элемент (пружина) 13 отклоняет ферромагнитный якорь 11 от отвесного положения штока 1, выводя пластину 12, при разомкнутой цепи электромагнита 10, из за35 зара между электромагнитом 8 и магнитоуправляемым контактом 9.

На штоке 1 чувствительного элемента установлен штырь 14.

Опора 15 штока 1 скреплена с внутрен40 ними поверхностями обеих лопастей флюгера 4, На одной из лопастей флюгера 4 нэ внутренней поверхности установлена опора

16 второго ферромагнитного якоря 11, установленного с возможностью перемещения

45 в зазоре, образованном вторым электромагнитом 8 и магитоуправляемым контактом 9, одна из пластин 17 крепящих первый электромагнит 5, На внутренней поверхности другой лопасти установлены крепления

50 электромагнитов: первого (5) соответственно 18, второго (8) 19 и 20, третьего (10) 21 и

22, а также угольник 24, на свободной грани которого, расположенной параллельно образующей флюгера 4, закреплен упругий

55 элемент 13 (например, пружина), С флюгером 4 также скреплены магнитоуправляемый контакт 9 — пластиной 23 и дугообразный канал 3 круглого сечения, который жестко связан с нижними торцовыми гранями лопастей флюгера 4 посредством

1797713

10

20

30 же длиной штока 1.

35 крепежных пластин 25 и 26. Измеритель скорости потока работает следующим образом, Двухлопастный флюгер 4 устанавливает измеритель по потоку. Пружина 13 препятствует вводу пластины 12 в зазор между электромагнитом 8 и магнитоуправ, ляемым контактом 9, что при установке измерителя по потоку требует очень малых усилий для отклонения вогнутой полусферы

2 от отвесного положения штока 1, Дугообразная форма канала 3 обеспечивает постоянство угла атаки потока относительно полусферы 2.

В момент достижения штоком 1 угла максимального своего отклонения скрепленная с ним ферромагнитная шторка 7 вводится в зазор между электромагнитом 8 и магнитоуправляемым контактом 9 и последний замыкает цепь питания электромагнитов 5 и 10. При этом электромагнит 10, сжав пружину 13, введет в этот же зазор ферромагнитную пластину 12, которая и после выхода из зазора ферромагнитной шторки 7 будет удерживать цепь питания электромагнитов 5 и 10 замкнутой до тех пор, пока штырь 14, скрепленный со штоком 1 не выведет ее из зазора, В момент соприкосновения штыря 14, приводимого в движение мощным электромагнитом 5, с ферромагнит ным якорем 11, скрепленным с ферромагнитной пластиной 12, приводимым в движение меньшим по мощности электромагнитом 10, пластина 12 тоже выводится из зазора и цепь питания электромагнитов

Формула изобретения

Измеритель скорости потока, содержащий чувствительный элемент в виде полусферы, в верхней части штока которого установлен ферромагнитный якорь, электромагнит, источник постоянного напряжения и блок регистрации, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, чувствительности и расширения диапазона измерений, в него введены двухлопастный флюгер, второй и третий электромагниты, магнитоуправляемый контакт, причем на внутренней поверхности одной из лопастей флюгера установлены электромагниты и угольник, на свободной грани которого, расположенной параллельно образующей флю5 и 10 размыкается. Таким образом, измеритель скорости потока в этот момент установлен по потоку, а его шток 1 занимает отвесное положение, при котором требуется минимальное усилие для его отклонения, Фиксируя отрезок времени, в течение которого шток 1 проходит путь от своего отвесного положения (в момент разрыва цепи питания электромагнитов 5 и 10) до угла его максимального отклонения (в момент замыкания этой цепи), по данным тарирования (градуировки прибора) определяется скорость воздействующего потока. Поскольку время возврата штока 1 в отвесное положение функционально связано со скоростью потока при тарировке можно определять скорость воздействующего потока и числом замыкания цепи питания электромагнитов 5 и 10 за определенный интервал времени.

Поскольку движение до угла максимального отклонения штока может осуществляться и на небольшие величины углов, а сам чувствительный элемент может иметь в отвесном положении и нулевую плавучесть измеритель скорости потока позволяет существенно расширить измеряемый диапазон скоростей в сторону малых скоростей потока, ныне не фиксируемых существующими приборами. Расширение же диапазона в сторону значительных скоростей потока определяется лишь мощностью электромагнита 5 и не составляет проблемы при реализации конструкции измерителя, а такгера, закреплен упругий элемент, а на другой лопасти — второй ферромагнитный якорь. установленный с возможностью перемещения в зазоре, образованном вторым электромагнитом и магнитоуправляемым контактом, при этом чувСтвительный элемент установлен в дугообразном канале круглого сечения, жестко связанном с нижними торцовыми гранями лопастей флюгера, а на штоке чувствительного элемента установлены штырь и ферромагнитная шторка, выполненная в виде пластины дугообразной формы и установленная с возможностью перемещения в зазоре, образованном вторым электромагнитом и ма гн итоуп равляемым контактом

1797713

1797713

1797713 ц2. 5

Составитель Б.Федотов

Техред М,Моргентал Корректор Л.Ливринц

Редактор 0,Стенина

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

Заказ 669 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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