Преобразователь расхода жидкости
Изобретение относится к одноструйным крыльчатым преобразователям расхода жидкости. Устройство содержит корпус с входным и выходным патрубками, каждый из которых сообщен с одним из двух отверстий в боковой стенке модуля крыльчатки, укрепленного в полости корпуса. На поверхности лопастей крыльчатки выполнены канавки или ребра, расположенные параллельно оси ее вращения. Изобретение обеспечивает увеличение срока службы измерителей расхода и количества жидкости за счет повышения износостойкости крыльчатки путем снижения гидродинамической нагрузки на ось и опорные втулки. 9 ил.
Изобретение относится к области приборостроения, в частности к одноструйным скоростным крыльчатым преобразователям расхода жидкости в обороты крыльчатки, и может быть использовано в счетчиках воды, расходомерах, сигнализаторах, дозаторах и других измерителях объема жидкости.
Известен одноструйный счетчик воды УВК, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, подводящим и соответственно отводящим жидкость от камеры корпуса, в которой расположена способная вращаться крыльчатка с гладкими лопастями [1] . Наиболее близким по технической сущности является крыльчатый одноструйный счетчик воды, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, подводящим и соответственно отводящим жидкость от камеры корпуса, в которой расположена способная вращаться крыльчатка с гладкими лопастями [2] . Недостатком известного счетчика воды [2] является односторонняя нагрузка опор крыльчатки силой гидродинамического взаимодействия потока с крыльчаткой. Эта нагрузка вызывает износ осей и их опорных втулок, который ограничивает межповерочный интервал и общий срок службы счетчика. Задачей изобретения является усовершенствование конструкции крыльчатки для уменьшения гидродинамической силы воздействия на нее потока с целью повышения износоустойчивости, межповерочного интервала и общего срока службы измерителей объема жидкости, в которых оно может быть применено. Для этого в преобразователе расхода жидкости, содержащем корпус с входным и выходным патрубками и полостью, в которой укреплен модуль крыльчатого преобразователя, содержащий способную вращаться крыльчатку, в боковой стенке модуля имеются два отверстия, одно из которых сообщено с входным патрубком, а другое - с выходным, а на поверхностях лопастей крыльчатки выполнена шероховатость, например, в виде прямолинейных канавок и выступов или отдельных ребер, расположенных параллельно оси вращения крыльчатки. Предложенное изобретение в отношении известного счетчика [2] уменьшает гидродинамическую силу, нагружающую оси и опорные втулки крыльчатки, сокращает их износ и позволяет увеличить межповерочный интервал и общий срок службы измерителей. Сущность изобретения поясняется чертежами и диаграммой, где представлены: - на фиг. 1 - разрез (в плане) заявляемого преобразователя расхода жидкости; - на фиг. 2 - разрез (в плане) участка взаимодействия рабочего потока с крыльчаткой известного счетчика воды в увеличенном масштабе; - на фиг. 3 - вид по потоку на лопасть известного счетчика воды в увеличенном масштабе; - на фиг. 4 - сечение а-а известного счетчика воды; - на фиг. 5 - пример (в плане) выполнения участка взаимодействия рабочего потока с крыльчаткой заявляемого преобразователя расхода в увеличенном масштабе, разрез; - на фиг. 6 - другой пример (в плане) выполнения участка взаимодействия рабочего потока с крыльчаткой заявляемого преобразователя расхода в увеличенном масштабе, разрез; - на фиг. 7 - вид по потоку на лопасть крыльчатки заявляемого преобразователя расхода в увеличенном масштабе; - на фиг. 8 - сечение б-б заявляемого преобразователя расхода в увеличенном масштабе; - на фиг. 9 - диаграмма плана гидродинамических сил взаимодействия рабочего потока с крыльчатками известного счетчика воды и заявляемого преобразователя расхода. На чертежах и диаграмме приняты следующие обозначения:Q - расход измеряемой жидкости;
Vc - скорость рабочего потока расхода измеряемой жидкости;
Vл - линейная скорость лопасти крыльчатки;
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440722.gif)
Qцc - центростремительная часть расхода Q, отклоняемая лопастью крыльчатки известного счетчика воды;
Qцб - центробежная часть расхода Q, отклоняемая лопастью крыльчатки известного счетчика воды;
Qакс - аксиальные части расхода Q, отклоняемые лопастью крыльчатки известного счетчика воды;
Vцc - скорость воды центростремительного расхода Qцс;
Vцб - скорость воды центробежного расхода Qцб;
Vакс - скорость воды аксиальных расходов Qакс;
Qцс" - центростремительная часть расхода Q, отклоняемая лопастью крыльчатки заявляемого преобразователя расхода;
Qцб" - центробежная часть расхода Q, отклоняемая лопастью крыльчатки заявляемого преобразователя расхода;
Qакс" - аксиальные части расхода Q, отклоняемые лопастью крыльчатки заявляемого преобразователя расхода;
Vцс" - скорость воды центростремительного расхода Qцс";
Vцб" - скорость воды центробежного расхода Qцб";
Vакс" - скорость воды аксиальных расходов Qакс";
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440723.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440724.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440725.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440726.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440727.gif)
S - площадь поперечного сечения струи рабочего потока;
s - контур поперечного сечения струи рабочего потока. Преобразователь расхода жидкости (фиг. 1) состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. Во входном патрубке 2 установлена защитная сетка 4. Внутри корпуса 1 имеется полость, в которой укреплен модуль крыльчатого преобразователя 5, в котором установлена способная вращаться крыльчатка 6. На боковой стенке модуля крыльчатого преобразователя 5 имеются отверстия 7 и 8. Отверстие 7 подводным каналом 9 сообщено с входным патрубком 2, а отверстие 8 отводным каналом 10 соединено с выходным патрубком 3. На дне модуля крыльчатого преобразователя 5 имеются ребра 11 гидродинамического тормоза крыльчатки 6. На лопастях крыльчатки 6 выполнена шероховатость в виде прямолинейных ребер 12, 13 и 14 или совокупности прямолинейных насечек 15, 16 и 17 (фиг. 5). Ребра 12, 13 и 14 (фиг. 1) и насечки 15, 16 и 17 (фиг. 5) направлены параллельно оси вращения крыльчатки 5 (поперек радиальному направлению лопасти). Преобразователь расхода жидкости работает следующим образом. Жидкость через входной патрубок 2, защитную сетку 4, подводной канал 9 и отверстие 7 втекает в модуль крыльчатого преобразователя 5, а через отверстие 8 вытекает из него в отводной канал 10 и через выходной патрубок 3 вытекает из корпуса 1. При этом в модуле крыльчатого преобразователя 5 от отверстия 7 к отверстию 8 устанавливается поток жидкости, вращающий крыльчатку 6 в направлении, обозначенном символом
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440728.gif)
Qцc"+Qцб"+2Qакс"= Qцc+Qцб+2Qакс (1)
Квадрат суммы расходов Qцс"+Qцб"+2Qакс"= Q определяет тангенциальную силу
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440729.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440730.gif)
Центростремительный поток растекания сталкивается со ступицей крыльчатки и отклоняется ею. В результате на ступицу крыльчатки действует сила
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440731.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440732.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440733.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440734.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440735.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440736.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440737.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440738.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/44/440739.gif)
1. П. П. Кремлевский. "Расходомеры и счетчики количества" Ленинград, Машиностроение, 1989, стр. 292, рис. 160. 2. П. В. Лобачев, Ф. А. Шевелев. "Измерение расхода жидкостей и газов в системах водоснабжения и канализации". М. : Стройиздат, 1985, стр. 12, рис. 2.2. а). 3. Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов, О. В. Байбаков, Ю. Л. Кирилловский, "Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы". М. : Машиностроение, 1970, стр. 67.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9