РАСХОДОМЕР ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
FLUID MEDIUM FLOWMETER

Изобретение относится к технике измерения и может быть использовано для измерения расхода текучих сред в каналах для транспортирования газов или жидкостей.
Известен расходомер жидких сред в трубопроводах, содержащий сенсорный элемент в виде упруго изгибаемой пластины с датчиком электрических сигналов и электронный блок приема и обработки сигналов (Патент РФ №2351900 С2, дата приоритета 07.08.2006, дата публикации 10.04.2008, авторы: Писарев А.Ф. и др., RU).
Недостатком известного аналога является сложность измерительного узла расходомера в связи с наличием считывающего блока.
Известен счетчик количества текучей среды, принятый в качестве прототипа, содержащий корпус, штангу, установленную с возможностью поворота относительно корпуса, регулируемые по длине упоры, установленные в корпусе напротив друг друга, пластину, закрепленную на штанге с возможностью поворота относительно штанги и расположенную между упорами, муфту и счетный механизм (Авторское свидетельство СССР №1016678 А, дата приоритета 31.10.1979, дата публикации 07.05.1983, авторы: Демидова В.П. и др., RU, прототип).
Недостатком прототипа является его сложность, обусловленная наличием счетного механизма.
Задачей изобретения является упрощение конструкции расходомера текучей среды.
Для решения поставленной задачи в расходомере текучей среды, содержащем корпус, в проточной части которого закреплен измерительный орган в виде пластины, установленной с возможностью поворота, и измерительный элемент расхода текучей среды, согласно изобретению пластина прикреплена в вертикальном положении к горизонтальной оси, шарнирно опертой на боковые стенки корпуса, при этом центр тяжести пластины и ось вращения горизонтальной оси, являющаяся осью поворота пластины, расположены в вертикальной плоскости, поперек корпуса, причем ось вращения горизонтальной оси расположена выше центра тяжести пластины, горизонтальная ось снабжена выступающим за стенку корпуса концом с закрепленной на нем стрелкой, расположенной по отношению к пластине с возможностью одинакового отклонения, а измерительный элемент расхода текучей среды выполнен в виде взаимодействующей со стрелкой радиальной шкалы, установленной снаружи на боковой стенке корпуса с центром, совпадающим с осью вращения горизонтальной оси.
Согласно изобретению, корпус выполнен прямоугольного сечения, а измерительный орган выполнен в виде прямоугольной пластины.
Согласно изобретению, корпус выполнен цилиндрической формы, а измерительный орган выполнен в виде круглой пластины.
Согласно изобретению, радиальная шкала установлена с возможностью дистанционного измерения расхода текучей среды.
На фиг. 1 схематично изображен расходомер текучей среды с прямоугольной формой корпуса, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 схематично изображен вариант расходомера текучей среды с трубчатым корпусом, общий вид; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - вид Г на фиг. 4.
Расходомер текучей среды содержит корпус 1, например прямоугольного сечения, в проточной части которого установлен соответствующий сечению измерительный орган в виде прямоугольной пластины 2, прикрепленной к горизонтальной оси 3, шарнирно опирающейся на боковые стенки корпуса 1. При этом ось вращения горизонтальной оси 3 является осью поворота пластины 2, а центр тяжести пластины 2 и ось вращения горизонтальной оси 3 расположены в вертикальной плоскости, поперек корпуса, причем ось вращения горизонтальной оси 3 расположена выше центра тяжести пластины 2. Горизонтальная ось 3 установлена в корпусе с выступающим за стенку корпуса концом, на котором закреплена стрелка 4 с возможностью одинакового отклонения с пластиной 2 от поперечного положения по отношению к корпусу. На боковой стенке корпуса установлена взаимодействующая со стрелкой радиальная шкала 5, центр которой совпадает с осью вращения горизонтальной оси 3, являющейся осью поворота пластины 2. Радиальная шкала 5 снабжена градуировкой расхода текучей среды, которая может быть нанесена на дугообразный элемент или непосредственно на боковую стенку корпуса при выполнении его прямоугольной формы (фиг. 1-3).
Возможным вариантом изобретения может быть расходомер трубчатой формы с цилиндрическим корпусом 1 (фиг. 4-6). В случае использования цилиндрического корпуса 1 измерительный орган 2 выполнен в виде круглой пластины с переменным сечением, имеющим в верхней части пластины меньшее значение, обеспечивающее расположение оси вращения горизонтальной оси 3 выше центра тяжести пластины 2, при котором гидродинамическое сопротивление части измерительного органа, расположенной ниже оси вращения измерительного органа, не равно гидродинамическому сопротивлению части измерительного органа, расположенной выше оси вращения измерительного органа.
Расходомер текучей среды работает следующим образом.
При отсутствии движения текучей среды через корпус 1 измерительный орган в виде пластины 2 вследствие отсутствия моментов сил от гидродинамического сопротивления части измерительного органа, расположенной выше оси вращения измерительного органа, и от гидродинамического сопротивления части измерительного органа, расположенной ниже оси вращения, занимает вертикальное положение. Под действием потока измеряемой среды пластина 2 отклоняется от вертикального положения на угол α, величина которого определяется суммой моментов сил от гидродинамических сопротивлений частей измерительного органа, расположенных ниже и выше оси вращения измерительного органа 2, и момента от силы тяжести измерительного органа. На тот же угол α отклоняется стрелка 4, закрепленная на горизонтальной оси 3, ось вращения которой является осью поворота пластины 2. По мере увеличения расхода, т.е. количества текучей среды, протекающей в единицу времени через корпус 1, увеличивается угол α отклонения измерительного органа от вертикального положения и, соответственно, стрелки 4 от начального положения. Величина угла отклонения α отмечается визуально по положению острия стрелки на радиальной шкале 5, предварительно градуированной по эталонному измерительному устройству. Меньшее значение момента сил от гидродинамического сопротивления части измерительного органа, расположенной выше оси вращения 3, по отношению к значению момента сил от гидродинамического сопротивления части измерительного органа, расположенной ниже оси вращения 3, может быть достигнуто путем уменьшения площади поверхности части измерительного органа, расположенной выше оси вращения 3, по отношению к площади поверхности части измерительного органа, расположенной ниже оси вращения 3, в частности путем смещения оси вращения пластины вверх от центра тяжести пластины.
Для дистанционного измерения расхода текучей среды используют прикрепленный на выступающем за боковую стенку корпуса конце горизонтальной оси механизм, например тросовый, передающий вращательный момент стрелке, расположенной на заданном расстоянии от корпуса расходомера. При этом взаимное расположение шкалы и стрелки остается таким же, как при расположении радиальной шкалы 5 на корпусе 1 (условно не показано).
Расходомер текучей среды прост в изготовлении и в обслуживании, не требует применения специальных считывающих устройств, позволяет отслеживать динамику текучей среды и обладает длительным сроком службы.