Поплавок ротаметра - портативного механического счетчика-расходомера для измерения расхода жидкости

Полезная модель относится к расходомерам, а конкретно к поплавковым ротаметрам, предназначенным для измерения расхода жидкости. Предлагаемая полезная модель может использоваться в ротаметрах при организации промышленных измерений, а также при автоматизации технологических процессов. Данная полезная модель позволяет, при сохранении габаритов трубки ротаметра, расширить диапазон измерений в сторону увеличения. Сущность полезной модели состоит в том что, поплавок ротаметра в виде тела вращения, состоящего из цилиндрического пояса на верхнем торце, усеченного конуса в верхней части и цилиндра, соединенного с меньшим основанием усеченного конуса, диаметр d₁ которого находится в пределах от 3 до 8 мм, выполнен со сквозным центральным отверстием, и при этом отношение диаметра центрального отверстия d₁ к диаметру верхнего цилиндрического пояса D находится в пределах от 0,15 до 0,25, а отношение высоты усеченного конуса ₂ к высоте поплавка - от 0,15 до 0,20. 1 н.п. ф-лы; 1 илл.

Полезная модель относится к расходомерам, а конкретно к поплавковым ротаметрам, предназначенным для измерения расхода жидкости. Предлагаемая полезная модель может использоваться в ротаметрах при организации промышленных измерений, а также при автоматизации технологических процессов.

Известен поплавок для ротаметра [Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ: Справочник: Кн.2 / Под. общ. ред. Е.А.Шорникова. - 5-е., перераб. и доп. - Спб.: Политехника, 2004, с.13, рис.4.в]. Он состоит из нижней части в виде усеченного конуса, средней цилиндрической части и верхнего буртика, состоящего из конической части, который переходит в цилиндр d, с высотой 0,02d, диаметр средней цилиндрической части поплавка 0,7d, а ее высота 0,65d, общая длина поплавка 1,5d, нижний торцевой диаметр усеченного конуса 0,5d, угол раскрытия конуса 40°, нижний усеченный конус переходит в цилиндрический буртик диаметром 0,9d. Недостатком такой конструкции поплавка является довольно сложная технология изготовления.

Известен поплавок для ротаметра [Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ: Справочник: Кн.2 / Под. общ. ред. Е.А.Шорникова. - 5-е., перераб. и доп. - Спб.: Политехника, 2004, с.13, рис.4.а]. Он состоит из нижней конической части, цилиндрической части и верхнего буртика, на котором вырезаны косые канавки. Недостатком этого поплавка является сложность технологии изготовления.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является поплавок, представляющий собой тело вращения, состоящее из нижней конической части, средней цилиндрической части и верхнего усеченного конуса, переходящего в цилиндрический буртик, при этом верхний торец цилиндрической части соединен с меньшим основанием усеченного конуса, а нижний торец является основанием конуса, при этом конусность составляет 0,765, а верхнего усеченного конуса - 0,536 [Балдин А.А. и др. Ротаметры. - Л.: Машиностроение, 1983, с.21-22, табл.3, рис.10.в, с.50-52, 67, рис.36. US 2321041 A, 08.06.43. SU 1485017 A1, 07.06.89]. Недостатком прототипа является то, что увеличение верхнего предела диапазона измерения возможно только при увеличении габаритов ротаметра, так как поплавок имеет большой коэффициент динамического сопротивления.

Заявляемая полезная модель направлена на расширение диапазона измерений в сторону увеличения, путем снижения коэффициента динамического сопротивления поплавка, при сохранении габаритов ротаметра.

Сущность полезной модели состоит в том что, поплавок ротаметра в виде тела вращения, состоящего из цилиндрического пояса на верхнем торце, усеченного конуса в верхней части и цилиндра, соединенного с меньшим основанием усеченного конуса, выполнен со сквозным центральным отверстием, диаметр d₁, которого находится в пределах от 3 до 8 мм, и при этом отношение диаметра центрального отверстия d₁, к диаметру верхнего цилиндрического пояса D находится в пределах от 0,15 до 0,25, а отношение высоты усеченного конуса ₂ к высоте поплавка - от 0,15 до 0,20.

На фигуре представлен эскиз поплавка. Общая высота поплавка . Он выполнен в виде тела вращения состоящего из 3 частей: цилиндрического пояса 1 с наружным диаметром D и высотой ₁, усеченного конуса 2 высотой ₂ и цилиндра 3 с диаметром d₂. Внешние контуры частей этих тел вращения плавно состыкуются между собой, образуют наружную боковую поверхность поплавка. По центру вдоль оси симметрии выполнено сквозное отверстие 4 с диаметром d ₁. Отверстие 4 уменьшает поперечное сечение поплавка, тем самым уменьшает его коэффициент динамического сопротивления. Кромка нижнего торца закруглена с радиусом R, что также способствует уменьшению динамического сопротивления. Вследствие уменьшения динамического сопротивления равновесие между подъемной силой потока и гравитационной силой реализуется при больших расходах жидкости, т.е. равновесное положение поплавка соответствует большему расходу. Этим самым достигается поставленная задача. Чтобы поплавок сохранял свое строго вертикальное положение и не было вибрации, геометрия поплавка должна удовлетворять условиям: 0,15Dd₁0,25D; ₁=2±0,5 мм; 0,15₂0,20; R=2±0,5 мм; d₂=d₁+4R.

Поплавок ротаметра в виде тела вращения, состоящего из цилиндрического пояса на верхнем торце, усеченного конуса в верхней части и цилиндра, соединенного с меньшим основанием усеченного конуса, отличающийся тем, что в нем выполнено сквозное центральное отверстие, диаметр d₁ которого находится в пределах от 3 до 8 мм, и при этом отношение диаметра центрального отверстия d₁ к диаметру верхнего цилиндрического пояса D находится в пределах от 0,15 до 0,25, а отношение высоты усеченного конуса l₂ к высоте поплавка l - от 0,15 до 0,20.