Устройство для измерения потока жидкости или газа

Устройство для измерения потока жидкости или газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<>429285

ОПИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Зависимое от авт. овидгтельства— (22) Заявлено 29.05.72 (21) 1789697, 18-10 (51) М. Кл. 6 01f 25/00 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытии (32) Приоритет—

Опубликовано 25.05.74. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 21.04.75 (53) УДК 681 121.89:

:53.089.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. И. Феофанов и И. А. Одинцов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТОКА

ЖИДКОСТИ ИЛ И ГАЗА

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в расходометрии для создания постоянных, быстропеременных, линейно нарастающих или пульсирующих расходов жидкости или газа при градуировке 5 ,расходомеров.

Известны устройства для измерения потока жидкости или газа, в которых измерение осуществляют при подаче потока в камеры расширения, например цилиндры с поршнями, 10 и суммировании общего количества циклов расширения камер с помощью датчика угла поворотов. Камеры счетчика и расширения образуются при движении поршней в камерах с радиальным расположением последних и с 15 приводом через горизонтальный диск распределительных клапанов от жидкости.

Однако такие устройства не могут быть использованы для генерации и точного измерения расходов пульсирующих потоков, так как пульсация потока на выходе таких устройств беспорядочная и неуправляемая.

Цель изобретения — генерирование в широком диапазоне частот и точное измерение расходов пульсирующих потоков при градуи- 25 ровке расходомеров.

Для этого в предлагаемом устройстве горизонтальный диск через пару сателлитных шестерен соединен с шестерней выходного вала силового привода, причем соединение З0 диска с сателлптными шестернями выполнено с помощью подшппнпковых узлов с осями, проходящими через диаметра.чьно расположенные точки шестерен, на диске также в подшппниковых узлах укреплены штоки поршней с осями в одной плоскости, а цилиндры закреплены на общем основании с возможностью поворота вокруг осей, перпендикулярных к образующим цилиндров.

Предлагаемое устройство рассматривают на примере использования его в расходомерной установке, которая построена по многoIIopLUневой фазированной схеме, где формирование заданной функции расхода осуществляется соответствующим количеством поршней, движущихся в мерных цилиндрах, выходные клапаны которых объединены в соорную емкость с одним выходным каналом расхода.

Количество поршней подбирается нечетным, исходя пз условия получения минимальных остаточных пульсаций расхода при задании постоянных или линейно нарастающих (падающих) уровней расхода. Штоки поршней подсоединяют фазпрованно к приводному диску, центр симметрии которого совершает вращательное движение относительно общей передаточной точки сателлитных шестерен силового привода.

Фазированное подсоединение штоков к приводному диску позволяет снизить уровень пуль429285 сацпй при создании постоянных и линейно нарастающих (падающих) расходов, получение пульсирующих расходов достигается отключением одного илп нескольких поршней от сборной емкости или подсоединением внешней приставки-пульсатора.

На фиг. 1 изображена функциональная схема расходомерной установки (условно показано число поршневых систем п=9); на фиг. 2— силовой привод многопоршневой системы; на фпг. 3 — крепление поршневой системы на основании; на фиг. 4 — график временного изменения расхода создаваемого отдсльнымп поршневыми парами, и суммарного расхода

Q, создаваемого установкой.

Радиально расположенные поршни 1, жестко соединенные со штоками 2, связанными через подшппниковые узлы 8 с приводным диском 4, перемещаются в мерных цилиндрах 5, в которых встроены впускные б и выпускные 7 клапаны, связанные через коллектор с расходной 8 и сливной 9 емкостями.

Силовой привод состоит из электродвигателя 10, управляемого тиристорным блоком

1l сигналами от программного устройства 12.

Выходной вал 18 электродвигателя связан через шестерню 14 с парой сателлитных шестерен 15, на двух диаметрально расположенных точках которых в подшипниках 1б укреплен приводной фазирующий диск 4.

С выходным валом соединен фотоэлектронный датчик угла поворота, состоящий из насаженного на вал диска 17 с отверстиями, расположенными по окружности и модулирующими световой поток от источника света

18, падающий на фотоприемник 19. Контроли,руемый угол вращения выходного вала 18 позволяет определить в прямой зависимости величину генерируемого расхода.

Система поршневых пар и силовой привод смонтированы на общем основании 20, на котором мерные цилиндры 5 крепятся на оси 21 с подшипником 22 и при перемещениях поршней со штоками совершают угловое перемещение относительно точки крепления в горизонтальной плоскости. Крепление мерных цилиндров 5 на осевых подшипниках 22 и размещение поршневых пар с жестко связанными с поршнями 1 штоками 2 в одной плоскости с перемещением приводного фазирующего диска 4 позволяет избежать погрешностей, создаваемых люфтами в обычном приводе типа коленчатого вала с кулисными передачами в штоках.

Установка работает следующим образом.

При вращении выходного вала 18 электродвигателя 10 крутящий момент через шестерню 14 передается на пару сателлитных шестерен 15, при вращении которых перемещается приводной диск 4, центр симметрии которого совершает вращательное движение относительно общей передаточной точки сателлитных шестерен без поворота осей симметрии приводного диска 4. При этом штоки

2 перемещают поршни 1 в мерных цилиндрах

Результирующая величина остаточных пульсаций снижается практически до нуля за счет демпфирования в сливной емкости 9.

При необходимости создания пульсирующих расходов в расходомерной установке возможно отключение и расфазировка одной или не5. Поршневая пара совершает поступательноугловое движение. Рабочая жидкость циклично, в зависимости от направления движения поршней в мерных цилиндрах, поступает пз расходной емкости 8 через впускные клапаны б и затем через выпускные клапаны 7 подается в сливную емкость 9, с выхода которой поток жидкости подается на градуируемый (поверяемый) расходомер. Клапаны

10, б и 7 построены по принципу лепестковых клапанов и работают от отрицательных давлений, создаваемых движущимся поршнем 1, что позволяет устранить сбои в работе клапанирующей системы и повысить метрологическую на15 дежность установки, Закономерности создаваемого расхода жидкости определяются скоростью вращения выходного вала 18 силового электродвигателя 10, который управляется

20 от программного устройства 12 через тиристорныи блок управления 11. Программное устройство выполнено в виде потенциометрических датчиков напряжения, приводимых во вращение электродвигателем 24 со сменной

25 редукцией (линейно нар аста ющие и спадающие кривые расходы с разным углом наклона) .

Заторможенный двигатель определяет постоянный уровень сигнала управления на тизо ристорный блок 11 и соответственно постоянный уровень расхода, создаваемый установкой. Изменение числа оборотов выходного вала

18 силового электродвигателя 10 позволяет практически получать любую закономерность

35 изменения расхода, создаваемого установкой.

Контроль за создаваемым установкой расходом жидкости или газа осуществляется фотоэлектронным датчиком угла поворота, сигналы с которого в виде импульсов напряжения

40 подаются на электронно-счетный цифровой расходомер 28, работающий в режиме счета количества импульсов. Возможен контроль мгновенного расхода жидкости или газа при переключении частотомера в режим замера частоты импульсов. Закономерность измене4 ния расхода, создаваемого каждой поршневой парой, определяется полуволной синусоиды (см. фиг. 4). Расход, создаваемый установкой, определяется наложением полуволн синусоид

360 с фазовым сдвигом —. Величина остаточIl ных пульсаций в сборной емкости 9 прямо пропорциональна количеству поршневых пар и в любом случае меньше при нечетном числе

55 их. Таким образом, величина остаточных пульсаций суммарного расхода зависит от фазировки поршневых групп, которая регулируется размещением подшипниковых узлов 8 штоков 2 на приводном диске 4.

429285

15 скольких поршневых пар путем отсоединения штоков от приводного диска или отключением .части впускных клапанов мерных цилиндров от сборной емкости, что приводит к повышению уровня пульсаций до заданного уровня (затухание пульсаций, вносимое сборной емкостью, незначительное по сравнению с амплитудой пульсаций при расфазировке многопоршневой системы) . При задании низкочастотных пульсаций с большой амплитудой воз- 10 можно подсоединение к выходу сливной емкости 9 пульсатора-приставки, вносящего периодические возмущения в постоянном потоке жидкости или газа.

Предмет изобретения

Устройство для измерения потока жидкости или газа, содержащее несколько ради- 20 г

1I

ll

11

11

11

11

1 !!

1> :эально расположенных камер расширения, например цилиндров с поршнями, штоки которых соединены с горизонтальным диском, вращаемым с помощью силового привода, датчик угла поворотов и счетчик, отличающееся тем, что, с целью генерирования в широком диапазоне частот и точного измерения расходов пульсирующих потоков прп градуировке расходомеров, горизонтальный диск через пару сателлитных шестерен соединен с шестерней выходного вала силового привода, причем соединение диска с сателлптными шестернями выполнено с помощью подшипниковых узлов с осями, проходящими через диаметрально расположенные точки шестерен, на диске также в подшипниковых узлах укреплены штоки поршней с осями в одной плоскости, а цилиндры закреплены на общем основании с возможностью поворота вокруг осей, перпендикулярных к образующим цилиндров.

429285

7 2 гП гг г7

Риг,7

Составитель Н. Варнек

Техред Т. Курилко

Редактор T. Иванова

Корректор В. Гутман

Тип. Харьк, фил. пред. «Патент»

Заказ 226/582 Изд. № 953 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5