Ротаметр — SU 2005289 (original) (raw)
митет Ресснйекей Федерацнн пагентам итеварным знакам(УЦ Ленинградсей механичвжиИ институт иыМаршала Устинова ДФ.(73) Бащак Леавд Леонидови с Красник ЕалерьлнВигдорович(3 Щ Ислользование; в измерительной технике дляизмвреее скорости и расхода жидкости илн газа в2контроля производственании двигайзьньй устазнергеепа Сущность держит ввртикфффьи Фф" Входнью 2 и вьВодньм Эю 4 ююцвок системах регулировйэя иных Процессов, лри исйьпновок в системах теллоизобретвнас ротаметр солиндм 4 ческий корлус 3 слатрубками, еивтческую мерну трубУ,тр .рмагру в,доо е у а В стенках входного 2 и ааодного Э еатр 3 акое вылолненц лрорези 7 и отеерсте 10, е стене мерной рубки 4 вьаолненм отверстия М в виде жевтероа 7 зйф-лы,2 ий5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляизмерения скорости и расхода жидкостиили газа в системах регулирования и контроля производственных химико-технологических процессов, при испытаниидвигательных установок, в системах теплоэнергетики,Известен ротаметр, содержащий коническую вертикальную трубку, размещенныйв ней поплавок и измеритель перемещенияпоплавка.Недостатком известного ротаметра является зависимость градуировочной характеристики от физических свойствизмеряемого потока.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ротаметр, содержащий вертикальный цилиндрическийкорпус, в котором установлена коническаямерная трубка с входным и выходным патрубками и расположенными в ней поплавком, гидравлически связанную свнутренней полостью трубки дополнительную камеру, в которой размещен груз, жестко связанный с поплавком, а такжеизмерительную систему.Недостатком известного устройства является низкая точность измерения и большие габариты устройства.Целью изобретения является повышениеточности измерения за счет снижения влияния вязкости и плотности контролируемойсреды и уменьшение осевых габаритов.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство снабжено но траверсами, дополнительная камера расположена коаксиально относительно конической мерной трубки,в стенках входного и выходного патрубковвыполнены отверстия и прорези, а груз жестко связан с поплавком траверсами, пропущенными через прорези, причем траверсыпропущены через одну или несколько прорезей во входном или выходном патрубках,отверстия в стенках входного или выходного патрубков или обоих одновременно выполнены в виде жикле.ров, такжевыполненных на уровне нижнего конца среза в стенке конической мерной трубки, измерительная система выполнена в видедвух шкал, одна из которых нанесена набоковую прозрачную стенку корпуса, а другая в виде шкалы Нониуса, - на траверсу илигруз, который выполнен сменным.На фиг,1 показано устройство с траверсами, установленными во входном патрубке; на фиг.2 - то же, с траверсами,установленными в выходном патрубке,Ротаметр состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, снабженного входным 2 и выходным 3 патрубками, в котором установлена коническая мерная трубка 4. Поплавок 5 с помощью траверс 6, проходящих через прорези 7 во входном (фиг.1) или в выходном (фиг,2) патрубке, жестко соединен с грузом 8, находящимся в дополнительной камере 9, охватывающей мерную трубку. Выше и ниже рабочего участка трубки в стенках патрубков имеются отверстия 10, соединяющие полости мерной трубки и дополнительной камеры, В стенке мерной трубки выполнены отверстия в виде жиклеров 11,Благодаря расширению потока в трубке и его торможению за счет наличия отверстий и прорезей большого проходного сечения в стенке верхнего патрубка причем отверстия и прооеэи для усиления эффекта могут быть объединены в одно крупное отверстие или прорезь), статическое давление в верхней части дополнительной камеры оказывается выше статического давления в наименьшем входном сечении трубки. 8 камере 9 возникает обратный поток, направленный сверху вниз, оказывающий силовое давление на внешнюю часть траверс и груз.Расход обратного дополнительного потока определяется проходным суммарным сечением жиклеров 11 на фиг.2 или суммарным сечением жиклеров и прорезей во входном патрубке на фиг.1.При соответствующих размерах поверхностей груза и внешних частей траверс силы вязкого трения, приложенные к этим поверхностям, равны силам вязкого трения на поверхностях поплавка и внутренних частях траверс, но действуют в противоположном направлении, чем и достигается компенсация искажений градуировочной зависимости ротаметра, вызванных изменениями физических свойств потока,Центрирование подвижной системы поплавок-траверсы-груз достигается конструктивным оформлением зазоров в дополнительной камере и при соответствующем выборе величины метацентрической высоты и не зависит от зазора между поплавком и внутренней стенкой трубы 4. Поэтому в ротаметре возможно использование коротких мерных трубок с большой конусностью, что сокращает осевые габариты, снижает производственные затраты и одновременно способствует повышению давления на входе в дополнительную камеруИспытания моделей ротаметров подтвердили реализуемость поставленной цели изобретения и продемонстрировали ряд дополнительных достоинств ротаметра: система поплавок-груз за счет демпфирования в2005289 15 Формула изобретения1. РОТАМЕТР, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, в котором установлена коническая мерная трубка с 20 входным и выходным патрубками и расположенным в ней поплавком, гидравлически связанную с внутренней полостью трубки дополнительную камеру, в которой размещен груз, жестко связанный с поплавком, 25 а также измерительную систему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем снижения влияния вязкости и плотности контролируемой среды и уменьшения осевых габаритов. он З 0 снабжен траверсами, дополнительная камера расположена коаксиально относительно конической мерной трубки, в стенках входного и выходного патрубков выполнены отверстия и прорези, а груз жестко связан с поплавком траверсами, пропущенными через прорези.2. Ротаметр по п.1, отличающийся тем, что траверсы пропущены через одну или 40 несколько прорезей во входном патрубке,3. Ротаметр по п,1, отличающийся тем,дополнительной камере не подвержена типичным для ротаметров вертикальным колебаниям, возникающим при резком изменении расхода; все элементы ротаметра конструктивно независимы и поэтому могут быть легко оптимизированы опытным или расчетным путем; использование сменного груза позволяет не только настраивать ротаметры при изготовлении на заданный диапазон измерения расходов, но и изменять полный рабочий диапазон одного рота- метра в несколько раэ; в ротаметре отсутствуют стеклянные конические мерные трубки - основной источник технологических погрешностей, поэтому при использовании местных шкал возможно повышение точности отсчета поло жения поплавка (т.е. точностиизмерения) за счет использования шкал Нониуса,(56) Кремлевский П.П, Расходомеры и счет 10 чики количества. Л.: Машиностроение, 1989,с.230. Авторское свидетельство СССР М 1180700, кл. 6 01 Р 1/22, 1985.что траверсы пропущены через одну или несколько прорезей в выходном гтрубке.4. Ротаметр по п,1, отличающийся тем, что отверстия в стенках входного или выходного патрубков или обоих одновременно выполнены в виде жиклеров,5. Ротаметр по п,4, отличающийся тем, что на уровне нижнего концевого среза в стенке конической мерной трубки выполнены отверстия в виде жиклеров,6. Ротаметр по п.1, отличающийся тем, что измерительная система выполнена в виде двух шкал, одна из которых нанесена на боковую прозрачную стенку корпуса, а другая - в виде шкалы Нониуса на груз или траверсу.7. Ротаметр по п.1, отличающийся тем. что кольцевой груз расположен коаксиально относительно конической мерной трубки.8. Ротаметр по п.1, отличающийся тем, что, с целью расширения или корректирования диапазона измерения расхода, груз выполнен сменным.2005289 Составитель А,БошняТехред М,Моргентал Н.Милюков Ко едактор А,бе Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 Заказ 343 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101