ДАТЧИК РАСХОДА
FLOW TRANSMITTER

Изобретение относится к области машиностроительной гидравлики и может быть использовано для измерения расхода жидкости, газа и их смеси в трубопроводах гидравлических и пневматических систем, а также для измерения количества перемещаемого продукта по нефтегазопродуктопроводам.
Известен датчик расхода, содержащий сильфон, размещенный в камере с жидкостью, и жестко связанный с неподвижной перегородкой, имеющей отверстие, и сопло, направляющее контролируемый поток жидкости в отверстие. SU 201688 А, 08.09.1967.
Известный датчик расхода не обеспечивают достаточно высокой точности измерения расхода в больших количествах в трубопроводах диаметром свыше 500 мм.
Наиболее близким техническим решением (прототип) к заявленному изобретению является датчик расхода (US 3103119 A, 10.09.1963), содержащий корпус с подводящим и отводящим каналами, дросселирующий элемент, образующий в корпусе камеры высокого и низкого давления, и сильфон.
Недостатком известного датчика расхода является зависимость определяемой величины расхода от плотности гидравлической жидкости.
Задача изобретения - повышение точности измерения расхода гидравлической жидкости, протекающей в больших количествах в трубопроводах и не зависящей от плотности протекающего состава смеси.
Технический результат - повышение точности измерения расхода гидравлической жидкости, протекающей в больших количествах в трубопроводах и не зависящей от плотности протекающего состава смеси.
Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что датчик расхода содержит корпус с подводящим и отводящим каналами, дросселирующий элемент, образующий с корпусом камеры высокого и низкого давления, и сильфон, при этом новым является то, что сильфон прикреплен к корпусу своим торцом в зоне отводящего канала, дросселирующий элемент выполнен в виде цилиндрической обечайки, установленной на другом торце сильфона и образующей с дном корпуса дросселирующую щель, величина открытия которой определяется по формуле
х=ρVg/C,
где х - зазор - величина открытия дросселирующей щели, м;
3
ρ - плотность гидравлической жидкости, кг/м;
3
V - объем жидкости, м;
2
g - ускорение свободного падения, м/с;
С - жесткость сильфона, Н/м.
На чертеже показан датчик расхода в разрезе.
Датчик расхода содержит корпус 1 с подводящим каналом 2 и отводящим каналом 3, дросселирующий элемент, образующий с корпусом 1 камеры 4, 5 соответственно высокого и низкого давления, и сильфон 6. Сильфон 6 прикреплен к корпусу 1 своим торцом 7 в зоне отводящего канала 3, дросселирующий элемент выполнен в виде цилиндрической обечайки 8, установленной на другом торце 9 сильфона 6 и образующей с дном 10 корпуса 1 дросселирующую щель 11.
др
3
Расход жидкости Q (м/с) через дроссель (дросселирующую щель) определяют по формуле
др
щ
Q=µf·√2ΔP/ρ,
где µ - коэффициент расхода;
щ
2
f - площадь рабочего проходного сечения, м;
щ
f=πdx;
d - диаметр отверстия обечайки, м;
х - зазор - величина открытия дросселирующей щели, м;
ΔР - перепад давлений жидкости, Па;
1
2
ΔP=P-P;
1
P - давление в подводящем канале, Па;
2
P - давление в отводящем канале, Па.
Возведя в квадрат обе части уравнения, получим
др
2
2
2
2
2
Q /µπdx=2ΔPρ,
2
2
ΔР(πD/4-πd/4)-ρVg=Сх,
где D - наибольший диаметр сильфона, м;
d - диаметр отверстия обечайки, м.
1
2,
Если P≈P то
Сх=ρVg, тогда
х=ρVg/C,
нач
2
2
V=(πDH/4-πdH/4),
кон
2
2
V=(πD/4-πd/4)·(H-x),
нач
где V - начальный объем;
кон
V - конечный объем.
Датчик расхода работает следующим образом.
Рабочая гидравлическая жидкость поступает по подводящему каналу 2 в камеру высокого давления 4 корпуса 1. Поток жидкости, проходя по изгибам сильфона, деформируется в горизонтальном направлении, выравнивая скорость потока, и подходит к дросселирующей щели 11, образованной дном 10 корпуса 1 и торцом обечайки 8. Рабочая жидкость воздействует на торец 9 сильфона 6, отклоняя его в сторону увеличения дросселирующей щели 11. Размер щели 11 зависит от величины расхода, чем он больше, тем меньше будет перепад и соответственно открытие (х).
Это, в свою очередь, будет определять ошибку при сделанных допущениях. Потери (ΔР) определяются сопротивлением щели 11. При правильном подборе они будут минимальны. Выполнение чувствительного элемента системы замера перепада давления в виде торца 9 сильфона 6 позволяет получить идентичность расходных характеристик независимо от плотности рабочей жидкости, что повышает точность измерений. Пройдя дросселирующую щель 11, рабочая гидравлическая жидкость поступает в камеру 5 низкого давления и из нее - в отводящий канал 3 и далее в гидравлическую систему.