RU172054U1 - CAMERA VOLUME LIQUID METER - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения и учета объема и объемного расхода жидкостей, в том числе и высоковязких. Сущностью является камерный объемный счетчик жидкости, содержащий корпус с камерой и ротор с пластинчатой лопастью, выполненной с возможностью перемещения вдоль радиуса ротора и скольжения по стенке камеры, характеризующийся тем, что стенка камеры выполнена в форме улитки Паскаля, в качестве пластинчатой лопасти используется цельный шибер, установленный в сквозной диаметральной прорези ротора, размещенного посредством опор скольжения, при этом концы шибера постоянно имеют зоны соприкосновения со стенкой камеры, при этом, на роторе, например, на его оси, закреплен, по меньшей мере, один магнит, взаимодействующий с датчиком импульсов, передающим сигнал на счетное вычислительное устройство. 3 ил.The utility model relates to measuring technique and can be used to measure and account for the volume and volumetric flow rate of liquids, including highly viscous ones. The essence is a chamber volumetric fluid meter containing a housing with a chamber and a rotor with a vane blade made with the possibility of moving along the radius of the rotor and sliding along the chamber wall, characterized in that the chamber wall is made in the shape of a Pascal snail, a single-piece gate is used as a plate blade, installed in the through diametrical slot of the rotor, placed by means of sliding bearings, while the ends of the gate always have zones of contact with the chamber wall, while on the rotor, on an example, on its axis, is fixed at least one magnet that interacts with a pulse sensor that transmits a signal to a counting computing device. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения и учета объема и объемного расхода жидкостей, в том числе и высоковязких.The utility model relates to measuring technique and can be used to measure and account for the volume and volumetric flow rate of liquids, including highly viscous ones.

Из исследованного заявителем уровня техники выявлено изобретение по а.с. СССР N 1203368, сущностью которого является лопастной датчик объемного расхода жидкости, содержащий статор, соосный с ним ротор с пазами, в которых установлены подпружиненные лопатки, и расположенную между статором и ротором рабочую камеру постоянного сечения и подпружиненный сухарь, причем, с целью повышения точности измерения расхода, в него введены две отжимные пластины, в теле ротора выполнена кольцевая проточка криволинейного профиля так, что лопатки перекрывают ее поперечное сечение, две отжимные пружины расположены с двух сторон рабочей камеры в статоре, причем рабочая часть сухаря выполнена по профилю рабочей камеры ротора и герметично прижата к ней.From investigated by the applicant of the prior art revealed the invention by A. with. USSR N 1203368, the essence of which is a paddle volumetric fluid flow sensor containing a stator, a rotor coaxial with it with grooves in which spring-loaded blades are installed, and a working chamber of constant cross-section and a spring-loaded cracker located between the stator and the rotor, moreover, to improve measurement accuracy flow, two squeeze plates are introduced into it, an annular groove of a curved profile is made in the rotor body so that the blades overlap its cross section, two squeeze springs are located on both sides of the slave whose stator chamber, wherein the working part is formed on the biscuit's profile rotor working chamber and sealingly clamped thereto.

Недостатками известного изобретения являются быстрый износ кромок лопастей и внутренней поверхности корпуса из-за действующих при работе существенных нагрузок от нормальных контактных сил, обусловленных жесткостью пружин, а также технологическая трудоемкость изготовления ротора с подпружиненными лопастями.The disadvantages of the known invention are the rapid wear of the edges of the blades and the inner surface of the housing due to the significant loads acting from normal contact forces due to the stiffness of the springs, as well as the technological complexity of manufacturing a rotor with spring-loaded blades.

Из исследованного заявителем уровня техники выявлено техническое решение - кулисный механизм роторного лопастного насоса с кардиоидной камерой (Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике: Справочное пособие. В 7 томах. Том VI: Электрические механизмы. Том VII: Гидравлические и пневматические механизмы. - 2-е изд., переработанное. М.: Наука, 1981. С. 417), состоящий из корпуса с впускной и выпускной магистралью, с камерой, форма которой выполнена по кардиоиде, установленного в корпусе круглого ротора с диаметральной прорезью, в которой скользит цельная лопасть, причем концы лопасти при движении постоянно соприкасаются с ответной поверхностью корпуса.From the prior art examined by the applicant, a technical solution was revealed - the rocker mechanism of a rotary vane pump with a cardioid chamber (II Artobolevsky. Mechanisms in modern technology: A reference book. In 7 volumes. Volume VI: Electrical mechanisms. Volume VII: Hydraulic and pneumatic mechanisms. - 2nd ed., Revised, M .: Nauka, 1981. P. 417), consisting of a housing with an inlet and outlet manifold, with a camera shaped as a cardioid mounted in a circular rotor housing with a diametrical slot in which it slides whole blade, and the blade ends when moving constantly in contact with the mating surface of the housing.

В известном техническом решении используется камера, форма которой выполнена по кардиоиде, являющейся частным случаем улитки Паскаля. Известную форму камеры возможно применить в заявленном техническом решении, при этом указанная конструкция не может быть использована непосредственно в заявленном устройстве измерения объема и объемного расхода в силу того, что оно предназначено для решения другой задачи, а именно - для принудительного перекачивания жидкости.In the known technical solution, a camera is used, the shape of which is made according to the cardioid, which is a special case of Pascal's snail. The known shape of the camera can be used in the claimed technical solution, while this design cannot be used directly in the claimed device for measuring volume and volumetric flow due to the fact that it is designed to solve another problem, namely, for forced pumping of liquid.

Известен лопастной счетчик немецкой компании Alfons Haar (eos-m.ru/airport/Alfons_Haar.html), работающий по принципу вытеснения жидкости. Счетчик состоит из корпуса, ротора, эксцентрично расположенного в камере корпуса, и лопастей, установленных в роторе диаметрально посредством штанг-толкателей. Форма камеры корпуса образована дугами двух концентрических окружностей разного радиуса, соединенных полигональными кривыми. Разница давления продукта на входе и выходе счетчика, возникающая за счет эксцентрического расположения ротора, создает крутящий момент на роторе счетчика. Ротор приходит в движение. За один оборот ротора счетчика происходит замер четырех одинаковых объемов, заключенных между лопастями ротора и стенками корпуса счетчика. Количество оборотов ротора является исходными данными для измерения прошедшего объема.Known blade meter of the German company Alfons Haar (eos-m.ru/airport/Alfons_Haar.html), operating on the principle of fluid displacement. The counter consists of a housing, a rotor eccentrically located in the housing chamber, and blades mounted diametrically in the rotor by means of push rods. The shape of the body chamber is formed by arcs of two concentric circles of different radii connected by polygonal curves. The difference in product pressure at the inlet and outlet of the meter, arising from the eccentric arrangement of the rotor, creates a torque on the meter's rotor. The rotor moves. For one revolution of the counter rotor, four identical volumes are measured, enclosed between the rotor blades and the walls of the counter body. The number of revolutions of the rotor is the initial data for measuring the past volume.

Недостатками лопастного счетчика компании Alfons Haar являются конструктивная сложность и, соответственно, высокая стоимость его изготовления, а также большая трудоемкость его ремонта.The disadvantages of the Alfons Haar blade counter are the structural complexity and, consequently, the high cost of its manufacture, as well as the high complexity of its repair.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и назначению является изобретение по а.с. СССР N 1359678, выбранное заявителем в качестве прототипа.The closest to the claimed technical solution for the combination of essential features and purpose is the invention as. USSR N 1359678, selected by the applicant as a prototype.

Сущностью этого изобретения является счетчик жидкости со скользящими лопастями, содержащий корпус с камерой, ротор с пластинчатыми лопастями, выполненными с возможностью перемещения вдоль радиуса ротора и скольжения по стенке камеры, боковая поверхность которой образована дугами двух концентрических окружностей разного радиуса, сопряженных отрезками плавной кривой, причем, с целью повышения пропускной способности счетчика, сопряжение дуг окружностей выполнено в соответствии со специальным уравнением.The essence of this invention is a fluid meter with sliding blades, comprising a housing with a chamber, a rotor with lamellar blades arranged to move along the radius of the rotor and slide along the wall of the chamber, the side surface of which is formed by arcs of two concentric circles of different radii, conjugated by segments of a smooth curve, , in order to increase the throughput of the counter, the conjugation of circular arcs is made in accordance with a special equation.

Недостатками данного известного изобретения являются конструктивная сложность и, соответственно, высокая стоимость его изготовления, а также большая трудоемкость его ремонта.The disadvantages of this known invention are the structural complexity and, accordingly, the high cost of its manufacture, as well as the high complexity of its repair.

Задачей заявляемого технического решения является создание более простого в изготовлении и при ремонте камерного объемного счетчика жидкости без потери его метрологических характеристик при работе по назначению.The objective of the proposed technical solution is to create a simpler to manufacture and repair chamber volumetric liquid meter without losing its metrological characteristics when working as intended.

Поставленная задача решается тем, что в камерном объемном счетчике жидкости, содержащем корпус с камерой, в которой установлен ротор с пластинчатой лопастью, боковая рабочая поверхность камеры выполняется в форме улитки Паскаля, а в качестве разделяющей лопасти используется один цельный шибер, установленный в сквозной диаметральной прорези ротора. Концы шибера постоянно имеют зоны соприкосновения с внутренней боковой поверхностью камеры и скользят по ней при работе счетчика.The problem is solved in that in a chamber volumetric liquid meter containing a housing with a chamber in which a rotor with a blade vane is installed, the side working surface of the chamber is made in the form of a Pascal snail, and as a dividing blade one integral gate is used installed in a through diametrical slot rotor. The ends of the gate constantly have zones of contact with the inner side surface of the chamber and slide along it when the counter is operating.

Форма камеры, выполненной по улитке Паскаля, образуется расчетным путем по следующим уравнениям (фиг. 3):The shape of the chamber, made by a snail of Pascal, is formed by calculation according to the following equations (Fig. 3):

в полярных координатах:in polar coordinates:

R=b+a⋅cos² (ϕ);R = b + a ⋅cos ² (ϕ);

в декартовых координатах:in Cartesian coordinates:

X=a⋅cos(ϕ)+b⋅cos(ϕ);X = a ⋅cos (ϕ) + b⋅cos (ϕ);

Y=a⋅cos(ϕ)⋅sin(ϕ)+b⋅sin(ϕ),Y = a⋅cos (ϕ) ⋅sin (ϕ) + b⋅sin (ϕ),

где R - радиус-вектор точек кривой, X, Y - координаты точек кривой, ϕ - полярный угол радиус-вектора, а - диаметр исходной окружности, 2b - длина хорды (секущей), проходящей через начало координат.where R is the radius vector of the points of the curve, X, Y are the coordinates of the points of the curve, ϕ is the polar angle of the radius vector, a is the diameter of the original circle, 2b is the length of the chord (secant) passing through the origin.

Опоры оси ротора представляют собой подшипники. Для повышения ресурса они могут представлять собой подшипники скольжения из твердых сплавов.The bearings of the rotor axis are bearings. To increase the resource, they can be sliding bearings made of hard alloys.

На роторе, например на его оси, закрепляется, по меньшей мере, один магнит, влияющий на датчик импульсов, который в свою очередь посылает сигналы на счетное вычислительное устройство. Само счетное вычислительное устройство может исполняться как отдельным, так и установленным непосредственно на корпусе модулем с кнопками и экраном для ввода-вывода данных.At least one magnet is fixed on the rotor, for example on its axis, affecting the pulse sensor, which in turn sends signals to the counting computing device. The counting computing device itself can be executed either as a separate module or installed directly on the housing with buttons and a screen for input / output of data.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежамиThe claimed technical solution is illustrated by drawings.

Фиг. 1 - продольный разрез камерного объемного счетчика жидкости.FIG. 1 is a longitudinal section through a chamber volumetric liquid meter.

Фиг. 2 - поперечный разрез камерного объемного счетчика.FIG. 2 is a cross-sectional view of a chamber volumetric counter.

Фиг. 3 - графическое отображение построения внутренней поверхности камеры корпуса по форме улитки Паскаля.FIG. 3 is a graphical representation of the construction of the inner surface of the housing chamber in the shape of a Pascal snail.

Камерный объемный счетчик жидкости состоит из следующих конструктивных элементов: корпуса 1 с впускным 2 и выпускным 3 каналами и с камерой 4 в форме улитки Паскаля, эксцентрично установленного в камере 4 ротора 5. Ротор 5 имеет диаметральную сквозную прорезь 6, в которой установлен с возможностью продольного перемещения шибер 7.The chamber volumetric liquid meter consists of the following structural elements: a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 channels and with a chamber 4 in the form of a Pascal snail eccentrically mounted in the chamber 4 of the rotor 5. The rotor 5 has a diametrical through slot 6 in which it is installed with the possibility of longitudinal sliding gate 7.

Ротор 5 установлен в корпусе 1 на подшипниках 8, например, на подшипниках скольжения из твердых сплавов с возможностью свободного вращения.The rotor 5 is installed in the housing 1 on bearings 8, for example, on bearings of solid alloys with the possibility of free rotation.

На роторе 5, например, на его оси, закреплен, по меньшей мере, один магнит 9, воздействующий на датчик импульсов 10, сигналы которого передаются на счетное вычислительное устройство 11. При этом оно (счетное устройство) может исполняться как отдельным, так и установленным, как показано на фигуре 2, непосредственно на корпусе.At least one magnet 9 is mounted on the rotor 5, for example, on its axis, which acts on the pulse sensor 10, the signals of which are transmitted to the calculating computing device 11. At the same time, it (the calculating device) can be executed either individually or installed as shown in figure 2, directly on the housing.

Камерный объемный счетчик жидкости работает следующим образом. Измеряемая жидкость поступает в камеру 4 через впускной канал 2. Под действием перепада давления, создаваемого потоком проходящей жидкости, на роторе 5 с шибером 7 возникает крутящий момент. Вследствие этого ротор 5 поворачивается вокруг своей оси. Шибер 7 одновременно совершает вращение вокруг оси ротора 5 и возвратно-поступательное движение по его сквозной диаметральной прорези 6. При вращении шибера 7 его кромки скользят по профилю поверхности камеры 4. В результате за каждый оборот ротора 5 шибер 7 отсекает нормированный объем жидкости и вытесняет его в трубопровод через выпускной канал 3. Преобразование числа оборотов ротора в электрические импульсы осуществляется с помощью магнитоуправляемого датчика импульсов 10.Chamber volumetric liquid meter works as follows. The measured fluid enters the chamber 4 through the inlet 2. Under the action of the pressure drop created by the flow of the passing fluid, a torque appears on the rotor 5 with the gate 7. As a result, the rotor 5 rotates around its axis. The gate 7 simultaneously rotates around the axis of the rotor 5 and reciprocates along its through diametrical slot 6. When the gate 7 is rotated, its edges slide along the surface profile of the chamber 4. As a result, for each revolution of the rotor 5, the gate 7 cuts off the normalized volume of liquid and displaces it into the pipeline through the exhaust channel 3. The conversion of the rotor speed into electrical pulses is carried out using a magnetically controlled pulse sensor 10.

Согласно предварительным испытаниям, камерный объемный счетчик жидкости сохраняет свою работоспособность в пределах допускаемой основной относительной погрешности ±1% при измерении объема и объемного расхода жидкостей с кинематической вязкостью - от 1⋅10^-6 до 1⋅10^-2 м²/с, с плотностью - от 100 до 10000 кг/м³ и с объемной долей свободного газа в составе измеряемой среды - не более 50%.According to preliminary tests, the chamber volumetric liquid meter maintains its operability within the limits of the allowed basic relative error of ± 1% when measuring the volume and volumetric flow rate of liquids with kinematic viscosity - from 1⋅10 ^-6 to 1⋅10 ^-2 m ² / s, with a density - from 100 to 10000 kg / m ³ and with a volume fraction of free gas in the composition of the measured medium - not more than 50%.

Claims (1)

Камерный объемный счетчик жидкости, содержащий корпус с камерой и ротор с пластинчатой лопастью, выполненной с возможностью перемещения вдоль радиуса ротора и скольжения по стенке камеры, отличающийся тем, что, стенка камеры выполнена в форме улитки Паскаля, в качестве пластинчатой лопасти используется цельный шибер, установленный в сквозной диаметральной прорези ротора, размещенного посредством подшипниковых опор, при этом концы шибера постоянно имеют зоны соприкосновения со стенкой камеры, при этом, на роторе закреплен, по меньшей мере, один магнит, взаимодействующий с датчиком импульсов, передающим сигнал на счетное вычислительное устройство.A chamber volumetric liquid meter comprising a housing with a chamber and a rotor with a blade blade made to move along the radius of the rotor and slide along the wall of the chamber, characterized in that the wall of the chamber is made in the form of a Pascal snail, as a plate blade a solid slide installed in the through diametrical slot of the rotor, placed by means of bearing bearings, while the ends of the gate constantly have zones of contact with the chamber wall, while at least re, one magnet interacting with a pulse sensor transmitting a signal to a calculating computing device.

Images