патенты / 16538

717897-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB717897A
[]
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Усовершенствования приборов для измерения расхода жидкости и относящиеся к ним Мы, , корпорация штата Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, с офисом по адресу Скенектади, 5, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, занимаемся настоящим заявляем, что изобретение, на которое мы молимся, чтобы нам был выдан патент, и метод, с помощью которого оно должно быть реализовано, будут подробно описаны в следующем заявлении: Настоящее изобретение относится к измерению расхода жидкости, и более конкретно, к устройству для измерения массы потока жидкости в единицу времени. , , , , , 5, , , , , , : , , , . Хотя специалисты в области расходомеров уже давно поняли, что скорость, с которой переносится масса жидкости, является одной из наиболее важных характеристик потока жидкости во многих типах систем, успешное измерение и индикация этой характеристики с помощью простых надежного оборудования и с удовлетворительной степенью точности и независимости от других характеристик потока жидкости, до сих пор оставались недостижимыми. , , , . Например, измерение объемного расхода топлива в авиационном двигателе часто неудовлетворительно, поскольку объем топлива колеблется в зависимости от температуры, в то время как измерение массового расхода топлива имеет важное значение, поскольку оно имеет наиболее полезную связь с теплосодержанием топлива. ожидаемая продолжительность полета и загрузка корабля топливом. , , , , , . Информацию о массовой скорости потока жидкостей можно получить несколькими известными способами, чаще всего в системах, реагирующих на разницу давления в контуре жидкости, создаваемую трубками Вентури, отверстиями, трубками Пито, соплами или цилиндром, вращающимся вокруг оси, поперечной направление потока жидкости; однако эти устройства в основном относятся к лабораторному или стационарному типу установки и не обладают простотой и прочностью конструкции, надежностью работы и точностью индикации при всех условиях, которые требуются для приложений общего назначения и особенно для конкретного применения в авиационных установках. где встречаются, пожалуй, самые суровые условия эксплуатации. , , , , , ; , , , . Измерение массы расхода жидкости в единицу времени было чрезвычайно трудным из-за критической взаимосвязи между массовым расходом и плотностью и вязкостью жидкости, а также из-за многочисленных факторов, вызывающих изменения этих характеристик. В предшествующих массовых расходомерах, использующих известные способы обеспечения некоторой формы выходного сигнала, реагирующего на массовый расход характеристики потока жидкости, выходной сигнал оказывается ошибочным из-за его дополнительной реакции на изменения плотности и вязкости жидкости, после чего производится соответствующая модификация. Чтобы обеспечить значимый выходной сигнал, необходимо было использовать сложное корректирующее оборудование. Как будет более подробно показано ниже, способ и устройство для измерения массового расхода жидкости в соответствии с настоящим изобретением не только удовлетворяют вышеупомянутым требованиям, но по своей сути обеспечивают желаемое измерение с существенной независимостью от характеристик, отличных от массового расхода. и без соответствующих корректирующих систем. , . , , . , , . Соответственно, целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного расходомера для измерения и индикации массы потока жидкости в единицу времени, которая по существу не зависит от изменений плотности и вязкости измеряемых жидкостей. , . Другой целью является создание высокоточного массового расходомера простой конструкции, который работает в любом положении в пространстве, имеет минимальный перепад давления жидкости и имеет по существу линейную зависимость между выходными сигналами и массовым расходом жидкости. , , . Соответственно, настоящее изобретение относится к устройству для измерения потока подачи жидкости, например топлива, через линию подачи, содержащему средства, расположенные в линии подачи для придания жидкости скорости вращения в дополнение к линейной скорости подаваемого потока, и средства выполнен с возможностью вращения против действия удерживающего средства за счет крутящего момента, приложенного вращающейся жидкостью, и приспособлен для указания массовой скорости потока жидкости. , , , , . Детали самого изобретения, а также его дополнительные цели и преимущества могут быть наиболее легко поняты при обращении к следующему описанию, взятому в связи с приложенными чертежами, на которых: Фиг. 1 иллюстрирует частично графический и частично вид сбоку в разрезе одной конструкции. массового расходомера в соответствии с нашим изобретением; на фиг. 2 - схематический анализ работы рассматриваемого расходомера; на фиг. 3 представлена система массового расходомера, обеспечивающая дистанционную индикацию массового расхода жидкости; фиг. 4 представляет собой вид сбоку с частичным вырезом еще одного варианта осуществления расходомера массового расхода; Фиг.5 иллюстрирует расходомер радиального типа, сконструированный в соответствии с идеями настоящего изобретения; и рис. 5 и 7 представляют собой виды расходомера радиального типа с прямой индикацией, воплощающего настоящее изобретение и приспособленного для монтажа на панели. , : . 1 , , ; . 2 ; . 3 ; . 4 -- ; . 5 ; . 5 7 - . Одна конструкция расходомера для реализации этого изобретения показана на фиг. на чертежах содержит в целом цилиндрическую внешнюю конструкцию или корпус 1, через который дозируемая жидкость течет по существу в осевом направлении от входного уменьшенного отверстия 2, где жидкость вводится в конструкцию, к выходному уменьшенному отверстию 3, которое служит выход жидкости. Внутри корпуса 1 содержатся блок 4 рабочего колеса и колесо 5 турбины, оба по существу цилиндрические по внешней конфигурации и расположены близко друг к другу, так что их продольные оси лежат вдоль продольной оси окружающей конструкции 1. Рабочее колесо 4 и турбина 5 имеют одинаковые внешние диаметры, плотно прилегают к внутренней цилиндрической поверхности внешнего корпуса 1 и имеют несколько равноотстоящих друг от друга продольных щелей 6 и 7 соответственно, имеющих отверстия только на концах. и расположены вблизи периферий блоков 4 и 5 и на фиксированном радиальном расстоянии от продольных осей этих блоков. . 1 2, , 3 . 1 4 5, -- 1. 4 5 , 1, - , 6 7 , , 4 5 . Рабочее колесо 4 расположено ближе к входному отверстию 2 и вращается с постоянной угловой скоростью двигателем 8 с постоянной скоростью. Это вращение осуществляется посредством вала двигателя 9, зубчатой передачи 10 и полого вала крыльчатки или подшипника скольжения 11, на котором установлен узел 4. Входной кронштейн 12, который установлен на внешней конструкции корпуса 1 и имеет обтекаемую форму, обеспечивающую минимальную турбулентность потока жидкости, поддерживает и вмещает вал 9, зубчатую передачу 10 и вал 11. Турбина 5 расположена ближе к выходному отверстию 3 на подшипнике скольжения, установленном на продольном валу 13, который проходит через отверстие в валу 11 и закреплен на входном кронштейне 12 и на заднем кронштейне 14 аналогичной конструкции. Угловое перемещение турбины 5 и ее вала упруго сдерживается спиральной пружиной 15, прикрепленной одним концом к втулке турбины на валу 13, а другим концом к выходному кронштейну 14. В корпусе 1 напротив турбины 5 предусмотрена прозрачная секция или окно из стекла или другого подходящего материала, обозначенное цифрой 16, причем индекс 17 на этом окне совпадает с градуировкой и знаками на внешней стороне турбинной установки, чтобы указывают угловое перемещение этого узла и, следовательно, массовую скорость потока жидкости, как описано ниже. 4 2, 8. 9, 10, 11 4 . 12, 1 , 9, 10, 11. 5 3 13 11 12 - 14. 5 15 13 14. , 16, 1 5, 17 - , , , . Общую работу массового расходомера, показанного на фиг. 1, можно легко понять, обратившись к стрелкам 18, которые показывают путь небольшой единицы массы жидкости, например жидкого топлива, проходящей через устройство. Как показано этими стрелками, жидкость, попадающая в входное отверстие 2, обтекает верхний кронштейн 12 до тех пор, пока практически вся жидкость не достигнет продольных пазов 6 рабочего колеса 4. Эта крыльчатка 4 вращается с постоянной скоростью приводным двигателем 8, и каждой единице массы жидкости, поступающей во вращающиеся пазы 6, сообщается одинаковая равномерная угловая скорость движения, которая при достижении выходной части и этих крыльчаток щелей, по существу имеет ту же угловую скорость, что и крыльчатка. Таким образом, жидкость, выходящая из пазов рабочего колеса, имеет заданную однородную угловую скорость, которая перпендикулярна ее скорости в продольном направлении или направлении потока, вызванной другими средствами, такими как насосная система на пути потока (не показана). . 1 18 , , . , 2 12 6 4. 4 8, , 6 , , . , , , . В результате введения этой угловой скорости в жидкость жидкости, выходящей из рабочего колеса, сообщается соответствующий угловой момент, и, поскольку угловая скорость поддерживается на постоянном заданном значении, этот угловой момент прямо пропорционален массе жидкости. Каждая единица массы жидкости сталкивается с турбиной 5, входит в одну из турбинных щелей 7 и рассеивает практически весь свой угловой момент на боковой стенке щели перед выходом из нее, так что остается только скорость в продольном направлении или направлении потока. когда жидкость покидает турбину и проходит мимо выходного кронштейна 14 и через выходное отверстие 3. Турбина 5 и прикрепленный к ней подшипник скольжения способны совершать угловое перемещение, преодолевая угловую сдерживающую силу спиральной пружины 15, так что крутящий момент, воздействующий на турбину угловым моментом жидкости, когда он рассеивается на стенках пазов турбины, вызывает угловое отклонение на величину турбина ограничена силой спиральной пружины. , , , , . 5, 7, , 14 3. 5 15, . Крутящий момент турбины равен скорости, с которой рассеивается угловой момент жидкости, и, следовательно, угловое отклонение турбины является мерой массовой скорости потока. Индекс 17 в окне 16 визуально сравнивают с градуировкой и индексами на внешней поверхности турбины 5, чтобы обеспечить индикацию этого измерения. , , , . 17 16 5 . Схематическая диаграмма на фиг. 2 помогает анализировать работу расходомера посредством представления соотношения между силами, действующими в блоке. Единица объема жидкости 19 показана как поступающая в расходомерную камеру 20 с продольным направлением или направлением потока. скорость ВЛ. Набор лопаток или пазов 21 рабочего колеса перемещается в направлении, перпендикулярном продольному потоку жидкости, со скоростью и создает составляющую скорости единицы объема , которая перпендикулярна продольной скорости . Таким образом, единица объема жидкости, выходящей из лопаток 21 рабочего колеса, имеет результирующую скорость ", а когда жидкость ударяется о лопатки турбины и протекает через щели 22 турбины, составляющая скорости уменьшается до нуля, после чего единица объема снова имеет только скорость потока . Сила , действующая на лопатки турбины 22, равна потере перпендикулярной скорости вращения (константа, ), умноженной на массовый расход потока в этих лопаток, таким образом, ; = =- Стопорная пружина 23 оказывает на лопатки турбины равную и противоположную силу , причем эта сила равна жесткости пружины , умноженной на прогиб пружины = Лопатка турбины; отклонение (которое такое же, как у пружины 23) является, следовательно, дро-пропорциональным массовому расходу: < ="img00030001." ="0001" ="011" ="00030001" -="" ="0003" ="055"/> . 2 19 20 . 21 , , . 21 ", 22, , . 22 ( , ), , ; = =- 23 , , , , , ; = ( 23) , , : < ="img00030001." ="0001" ="011" ="00030001" -="" ="0003" ="055"/> Учитывая далее эффекты, когда единица объема жидкости проходит через рабочее колесо и турбину, такие как элементы 4 и 5 на рис. 1, хорошо известно, что такая вращающаяся единица объема после выхода из рабочего колеса 4 имеет угловой момент , который равен , где — момент инерции, а — угловая скорость единицы объема, то есть: =. , 4 5 . 1, , 4 , , , , : =. Выражая момент инерции через радиус вращения и массу М единицы объема: =MR2, а крутящий момент равен =- , термин --- представляющий массовая скорость потока. , , , , , , : =MR2, =- --- . Поскольку члены и R2 фиксируются постоянной скоростью вращения и эффективным радиусом вращения рабочего колеса, крутящий момент, приложенный к турбине и измеренный по ее угловому отклонению, является прямым показателем этой массовой скорости потока. R2 . На рис. 3 показан массовый расходомер 24, имеющий камеру 25, внутри которой расположены рабочее колесо 26 и турбина 27, удерживаемые спиральной пружиной 28, конструкция и расположение которых аналогичны соответствующим элементам расходомера. рис. 1. Двигатель 29 с постоянной скоростью, служащий приводом для приведения в действие рабочего колеса 26, расположен внутри входного кронштейна 30 и питается от источника 31 электрической энергии. Устройство 32 измерения входной мощности, которое измеряет мощность, необходимую для сохранения постоянной скорости вращения двигателя 29 и рабочего колеса 26, может само по себе обеспечивать индикацию массовой скорости потока при некоторых условиях, поскольку крутящий момент, необходимый для создания постоянного Угловая скорость жидкости является мерой массовой скорости потока, и этот крутящий момент связан с потреблением мощности. Однако измерение рабочего объема турбины имеет более высокую точность для измерения массового расхода, особенно когда встречаются изменяющиеся характеристики жидкости, и это измерение наиболее удовлетворительно выполняется с помощью электрического телеметрического устройства, которое может включать в себя дистанционный индикатор. . 3, 24 25 26 27 28, . 1. 29, 26, 30 31. 32, 29 26, , , . , , , . Показано, что такое устройство включает в себя электрический датчик, имеющий обмотку статора и конструкцию сердечника 33, а также ротор 34 с постоянными магнитами, прикрепленный к валу 35 турбины 27 и поддерживаемый выходным кронштейном 36. Выводы 37 соединяют статорную обмотку этого датчика со статорной обмоткой 38 на приемнике сердечника 39 блока дистанционного индикатора во множестве точек, и возбуждение переменного тока на обе обмотки подается через клеммы 40. Роторная конструкция 41 с постоянным магнитом в приемнике ориентирована под углом в соответствии с магнитом 34 передатчика и приводит в действие указатель 42 на циферблатной конструкции 43 индикатора для указания массового расхода жидкости. Следует отметить, что показанные телеметрический датчик и дистанционный индикатор относятся к типу второй гармоники, при этом напряжения второй гармоники, характеризующие ориентацию ротора датчика, генерируются в обмотке датчика и прикладываются к обмотке дистанционного индикатора, где устанавливаются однонаправленные диаметральные магнитные потоки, заставит магниты индикаторного ротора совместиться с этими потоками. 33 34 35 27, 36. 37 38 39 , 40. 41 34 42 43 . . Разумеется, для получения сопоставимых удовлетворительных выходных показаний могут использоваться и другие типы телеметрических устройств. , , . Один подробный вариант осуществления устройства измерения массового расхода, работающего в соответствии с принципами, объясненными выше, изображен на подробном виде сбоку на фиг. 4. . 4. Следует отметить, что это устройство, подобное устройствам, показанным на фиг. 1 и 3, включает в себя в целом цилиндрическую внешнюю конструкцию корпуса 44, рабочее колесо 45, турбину 46 и обтекаемые кронштейны 47 и 48 обтекаемой формы, расположенные выше и ниже по потоку, соответственно. Для удобства конструкции внешняя корпусная конструкция 44 состоит из трех секций, закрепленных вместе герметично, при этом центральная полая цилиндрическая часть 49 соединена на ее входном конце с концевым элементом 50, а на ее заднем конце - с концевым элементом. 51. Эти концевые элементы 50 и 51 заканчиваются подходящими средствами, такими как резьбовые секции 52 и 53, для соединения расходомера с трубопроводами (не показаны), несущими жидкость в контуре или пути, где должно быть измерено расход. сделал. , . 1 3, - 44, 45, 46, 47 48 . , 44 - , 49 50 51. , 50 51, , 52 53, ( ) . Обтекаемые кронштейны 47 и 48 отлиты за одно целое с концевыми элементами 50 и 51, как и корпуса электрических соединений 54 и 55, кольцевые каналы для жидкости 56 и 57, сохраняющиеся между кронштейнами и концевыми элементами, и каналы электрических соединений 58. и 59, расположенные между внутренними частями кронштейнов и концами соединительных корпусов. 47 48 50 51, 54 55, , 56 57, , , 58 59, . Внешняя часть рабочего колеса 45 имеет цилиндрическую форму и имеет диаметр, немного меньший, чем внутренний диаметр центральной части 49 корпусной конструкции 44, так что по существу весь поток жидкости через расходомерный блок должен проходить через многочисленные продольные щели. 60, которые распределены вблизи периферии рабочего колеса. Выходной конец рабочего колеса закрыт, за исключением этих продольных пазов, опорной концевой конструкцией 61, которая содержит кольцевой канал 62, уплотненный кольцевой пластиной 63, для увеличения плавучести рабочего колеса в жидкости и тем самым для уменьшения вес рабочего колеса, который должен выдерживать вращающийся подшипниковый узел рабочего колеса. Один из опорных элементов рабочего колеса содержит вращающийся цилиндрический подшипник скольжения 64, прикрепленный к концевой конструкции 61, а другой содержит цилиндрический вал 65, который проходит через эту втулку и неподвижно удерживается в центральном положении в выемке 66 в верхний кронштейн 47. 45 49 44, , 60, . , , 61 62 63 . 64 61, 65 66 47. Вал 65 также поддерживает конструкцию ротора двигателя, который приводит в движение крыльчатку 45 с практически постоянной скоростью. Показано, что эта конструкция ротора включает в себя роторный элемент 67 двигателя, установленный на подшипнике скольжения 68, на продолжении которого имеются зубья 69 шестерни. Структура статора двигателя с постоянной скоростью состоит из кольцевых пластин 70 и кольцевой катушки 71, на которую подается питание через выводы 72, соединенные с подходящим электрическим источником через корпус разъема 54. Жидкость исключается из конструкции статора двигателя с помощью тонкого цилиндрического немагнитного уплотнения 73, расположенного между ротором 67 и пластинами 70 статора, а также более тяжелого цилиндрического уплотнения 74, которое припаяно к уплотнению 73 на одном конце и привинчено к кронштейну 47 на другом. Рабочее колесо 45 вращается с постоянной скоростью медленнее, чем скорость ротора двигателя 67, из-за снижения скорости зубчатой передачи 75, зубьев промежуточной шестерни 69 и шестерни 76, прикрепленной к концевой конструкции 61 рабочего колеса. 65 45 . 67 68 69 . 70 71 72 54. 73 67 70 74 73 47 . 45 67 75, 69 76 61. Жидкость, поступающая на верхний концевой элемент 50, течет по кольцевому каналу 56, окружающему кронштейн 47, и по существу вся эта жидкость должна проходить через продольные прорези 60 во вращающемся рабочем колесе 45. Как описано ранее, каждой единице объема жидкости, которая выходит из выходного конца пазов рабочего колеса, сообщается заданная угловая скорость, и измерение массового расхода жидкости осуществляется путем измерения углового отклонения турбины 46. при этом турбина снижает угловую скорость жидкости практически до нуля. Конструкция турбины 46 имеет некоторое сходство с конструкцией рабочего колеса 45, поскольку ее внутренний вид имеет цилиндрическую форму, а турбина имеет тот же диаметр, что и рабочее колесо, чтобы минимизировать поток между корпусной частью 49 и внешней частью турбины, и имеются продольные прорези 77 распределены вблизи периферии турбины. Кроме того, турбине придается плавучесть до такой степени, которая сводит к минимуму ее нагрузку, которую должны поддерживать ее подшипники для плотностей жидкости, для использования с которой предназначен расходомер. 50 56 47 60 45. , , 46 . 46 45 , 49 , 77 . , . Эта плавучесть достигается за счет закрытия кольцевого канала 78 тонким уплотнением 79, припаянным или иным образом прикрепленным к краям внутренней рамы и ступичного элемента 80. Уменьшенная нагрузка на подшипники турбины, реализуемая за счет такой плавучести, позволяет использовать чувствительные подшипники с низким коэффициентом трения, чтобы обеспечить повышенную точность и чувствительность прибора. Одна из этих чувствительных опор 81, упруго опирающаяся на пружину, утоплена в конец вала 65, а другая, 82, с такой же упругой опорой, утоплена в конце центрального вала 83 турбины. 78 79 80. - . , 81, , 65, , 82, , 83. Вал 83 имеет тонкий шпиндель 84, проходящий от него в подшипник 81, а другой тонкий шпиндель 85 проходит в подшипник 82 от центрального вала 86, который удерживается в заднем кронштейне 48. Таким образом, турбине 46 разрешается перемещаться под углом вокруг продольной оси расходомера, хотя это движение сдерживается спиральной пружиной 87, которая на одном конце соединена с валом 83 турбины, а на другом конце - с кронштейном 48. Удлинитель 88 с прорезями полого вала 89 выполнен с возможностью скольжения вдоль пружины для изменения натяжения пружины. Регулировку реакции турбины 46 можно выполнить путем вращения вала 89 с помощью подходящего инструмента, например отвертки, для вращения удлинения 88 с прорезью и изменения смещающего эффекта пружины 87. 83 84 81, , 85, 82 86 48. 46 , 87 83 48. 88 89 . 46 89 , , 88 87. Рабочее колесо 45 расположено своим выходным концом близко к входному концу турбины 46, но тонкий неподвижный диск или разделительный элемент 90, прикрепленный к валу 65, тем не менее, расположен между всеми частями этих соседних концов, кроме тех частей, которые находятся внутри. края прорезей к внешним краям этих цилиндров. Этот разделительный элемент служит для уменьшения вязкостной связи между рабочим колесом и концами турбины, которая в противном случае возникла бы, когда прибор заполнен жидкостью, и которая создала бы крутящие моменты турбины при нулевом расходе, причем такие крутящие моменты, конечно, различны для жидкостей различной вязкости и таким образом, это источник ошибок. Хотя между рабочим колесом и диском существует вискомуфта, она не имеет значения, поскольку крутящий момент двигателя с постоянной скоростью преодолевает ее, а вискомуфта между турбиной и диском также не важна, поскольку турбина всегда приводится в неподвижное положение против сила удерживающей пружины 87. 45 46, , 90, 65, . , , . , , 87. Какая бы малая вязкая связь ни существовала между рабочим колесом и турбиной, она вводится через кольцевое отверстие, оставленное между диском 90 и частью корпуса 49, но, если эта небольшая ошибка вызывает проблемы, ее можно дополнительно уменьшить за счет удлинения пути потока между турбиной и рабочим колесом. прорези, например, оставляя кольцевое пространство на входном конце турбины непосредственно перед прорезями в ней. Эффекты вязкости, возникающие между внешней частью рабочего колеса и внутренней частью корпуса 49, несущественны, поскольку крутящий момент двигателя преодолевает их, и турбина постоянно приводится в стационарное положение, где вязкая связь с внешней частью корпуса 49 не имеет значения. Эти особенности массового расходомера, которые делают его практически свободным от ошибок вязкости, имеют особую важность и значение. 90 49, , , , . 49 , 49 . . Выходные показания расходомера рис. . 4, которые представляют собой измерения угловых перемещений турбины 46 от ее нулевого или нейтрального положения относительно внешнего корпуса, указываются дистанционно, как показано на фиг. 3. Датчик положения или датчик системы передачи углового движения показан на рис. 4 как устройство второй гармоники, состоящее из ротора с постоянными магнитами 91, прикрепленного к валу 83 турбины, и обмотки статора 92, окружающей кольцевое ядро 93. Электрические выводы 94 соединены с этой обмоткой 92 и выведены к электрическим разъемам внутри корпуса разъема 55 через проход 59. Между выходным кронштейном 48 и тонким немагнитным уплотнительным элементом 95, который проходит между конструкциями статора и ротора датчика, образована герметичная кольцевая камера для исключения попадания жидкости в элементы статора. Для целей установки нуля вся конструкция статора выполнена с возможностью углового перемещения в своих опорных кронштейнах 96, которые могут перемещаться вокруг своих опорных поверхностей в заднем кронштейне 48. 4, 46 , . 3. - , . 4, 91, 83, 92 93. 94 92, 55, 59. - 48 - 95, -, . - , 96 48. Чтобы обеспечить легкодоступное устройство для осуществления этого углового перемещения, один из опорных кронштейнов 96 снабжен удлинителем 97, имеющим зубья шестерни, которые входят в зацепление с шестерней 98, установленной с возможностью вращения, с валом 99 внутри кронштейна 48, который проходит наружу концевой элемент 51, который можно вращать с помощью отвертки или другого инструмента. , 96 97 98 99 48 51 . Показания выходного сигнала массового расходомера, который является предметом настоящего изобретения, не требуют связанного с ним корректирующего оборудования, поскольку угловые смещения турбины являются прямыми показателями массового расхода жидкости. В этом отношении существует явное преимущество перед предложенными ранее устройствами, требующими поправок на плотность жидкости, вязкость, скорость и т. д., поскольку для представления полного и точного массового расхода требуется только простое измерение, например, объем турбины. информация. . , , , , ., - , , . По своей сути описанная конструкция расходомера обладает характеристиками отказоустойчивости, поскольку пазы турбины и рабочего колеса всегда открыты, обеспечивая беспрепятственный поток жидкости через них, даже если сбой в подаче электроэнергии или механические неисправности должны препятствовать или прекратить правильную работу турбины или рабочего колеса. Эта же особенность, а именно постоянно открытые щели в турбине и рабочем колесе, а не особенности ограниченного расхода расходомеров с перепадом давления, также позволяет поддерживать нормальный перепад давления на массовом расходомере на очень малом уровне. Поскольку крыльчатка и цилиндры турбины должны иметь возможность свободно вращаться внутри корпуса расходомера, между внешней стороной этих цилиндров и внутренней частью корпуса должен быть предусмотрен некоторый зазор. , - , . , , - , . , . Жидкость, конечно, будет проходить через зазоры, образующиеся в результате такого зазора, и это может вызвать определенную ошибку. Слишком маленький зазор может привести к чрезмерному демпфированию реакции турбины или увеличить вероятность трения или заедания между частями турбины, рабочего колеса и корпуса вследствие износа подшипников или загрязнения частицами, переносимыми жидкостью, и при этом слишком большой зазор. зазор может недопустимо увеличить погрешность расходомера. Удовлетворительное решение найдено путем проектирования элементов турбины и рабочего колеса такой длины и их пазов такого размера, чтобы перепад давления между этими элементами и внешним корпусом был большим по сравнению с перепадом давления в пазах этих элементов, в результате чего высокая Путь зазора с низким перепадом давления, обойденный каналом щели с низким перепадом давления в каждом элементе, приводит к минимальному расходу через каждый зазор и, следовательно, к минимальной ошибке. - , . , . , -- -- , , , . За исключением только что отмеченной цели уменьшения ошибок, конструкция пазов турбины и рабочего колеса не имеет особого значения. Хотя вполне вероятно, что будет использоваться одинаковое количество и площадь поперечного сечения пазов как в турбине, так и в рабочем колесе, в большинстве конструкций нет абсолютных требований для такой практики проектирования. Для достижения максимальной чувствительности при измерении расхода жидкостей с низкой плотностью было бы желательно использовать многочисленные щели значительной длины, чтобы гарантировать, что крыльчатка действительно сообщает единую угловую скорость всей жидкости и что все угловые скорости импульс жидкости поглощается турбиной. На длину прорезей могут влиять такие факторы, как ожидаемый диапазон скоростей потока жидкости, плотность жидкости, площадь поперечного сечения используемых прорезей и скорость, с которой должно вращаться рабочее колесо. Должно быть очевидно, что такие конструктивные особенности, как количество, длина, площадь поперечного сечения, радиальное положение и форма пазов, скорость рабочего колеса и другие размеры, не связаны конкретно с концепциями, охватываемыми настоящим изобретением, но что они просто принимаются в соответствии с характеристиками жидкостей и потоков жидкости, с которыми может столкнуться конкретный массовый расходомер. , . - , , . , . , , - , . , , - , , , , , , . Хотя пазы турбины и рабочего колеса показаны проходящими параллельно продольным осям этих элементов, такое расположение может быть заменено пазами, которые не имеют общего радиального расстояния от этих осей, или пазами, которые не параллельны этим осям. оси, с сопоставимыми результатами. , , , . В ходе реальных испытаний массовых расходомеров, сконструированных в соответствии с настоящим изобретением, было обнаружено, что устройство с внешними размерами примерно 10 на 3 дюйма легко и успешно обеспечивает поток жидкости в диапазоне около 9000 фунтов в час, причем жидкости имеют специфические характеристики. силы тяжести от 0,6974,82, дает по существу линейную зависимость между отклонением турбины от W270 градусов с потоками от e9000 фунтов в час. Кроме того, фактическими испытаниями было продемонстрировано, что конструкция турбины и пазов рабочего колеса на самом деле не имеет особого значения: по существу идентичные результаты получаются, например, когда в рабочем колесе и турбине используется либо 16, либо 32 паза, и когда прорези не закрыты по своей внешней периферии, и когда используется круглое и по существу прямоугольное поперечное сечение прорезей, в расходомерах типа, показанного на фиг. 1, 3 и 4. Испытания, проведенные с использованием жидкостей с разной вязкостью и одинаковым удельным весом, не показали существенных различий с нашим массовым расходомером. , 10 3- e9000 , 0.6974.82, W270 e9000 . , , , 16 32 , , - , . 1, 3, 4. . Особо следует отметить, что измерение массового расхода текучей среды с использованием средства турбинного типа для обеспечения измерения, реагирующего на угловой момент, потерянный текучей средой, ранее при по существу однородной скорости движения, может быть изменено в нескольких отношениях. Например, турбину можно постоянно переводить в заданное нулевое положение в течение всего времени работы расходомера, при этом измерение мощности или турбины осуществляется во взаимодействии с сердечником статора и обмоточной конструкцией 129, которая сохраняется герметичным благодаря уплотнению, обеспечиваемому частью корпуса 101 и уплотнительными элементами 130 и 131. Электрический разъем 132 передает энергию к устройствам электродвигателя, а разъем 133 передает энергию возбуждения и выходные сигналы от электрической структуры датчика. . , , - 129 - 101 130 131. 132 , 133 - . Каждая крыльчатка 102 и турбина 103 сконструированы таким образом, что они имеют множество каналов для жидкости вблизи их периферии, при этом каналы в крыльчатке и турбине отделены друг от друга относительно тонкими стенками или перегородками 134 и 135 соответственно, которые служат как лопасти. 102 103 , , , 134 135 , . Каналы в крыльчатке 102 имеют входные отверстия вблизи оси вращения крыльчатки и проходят наружу, а затем меняют направление и заканчиваются выходными частями, направленными радиально внутрь. 102 . Таким образом, жидкость, поступающая в корпусную часть 100, сначала выпрямляется в направлении потока лопатками 114, протекает через роторный цилиндр 120, через отверстия в опорной пластине 108 и в отверстия перед рабочим колесом. 100 114, 120, 108, . В результате постоянной скорости вращения рабочего колеса 102 и конфигурации каналов рабочего колеса вся жидкость, выходящая из выходных отверстий этих каналов, имеет одинаковую скорость углового движения вокруг продольной оси расходомера. это движение происходит в дополнение к направлению потока подачи текучей среды и по существу под прямым углом к нему вследствие такого действия, как перекачивание в другом месте пути потока, при этом направление потока текучей среды является по существу радиальным внутрь по направлению к продольной оси устройства. Входные отверстия каналов турбины расположены по существу напротив выходных отверстий каналов рабочего колеса, и эти каналы турбины направлены по существу параллельно ! оси турбины на их выходных участках. 102 , , , . , ! . Жидкость, которая проходит в каналы турбины от рабочего колеса, уменьшается по угловой скорости движения практически до нуля из-за упругого ограничения турбины пружиной 104, а импульс, потерянный жидкостью, преобразуется в угловое движение турбины в отношение к жилью. , 104, . Это перемещение измеряется электрическим датчиком, который выдает выходной сигнал, характеризующий массовую скорость измерения расхода. - . Входная конфигурация каналов рабочего колеса позволяет поддерживать минимальный внешний диаметр расходомера и минимизировать воздействие центробежной силы, а конфигурация каналов турбины такова, что турбина движется в ответ на угловую скорость жидкости. но не движется, когда поток жидкости не сопровождается угловой составляющей скорости, сообщаемой крыльчаткой. Неподвижная пластина 136, прикрепленная к концу вала 106, удерживает один конец спиральной пружины 104, другой конец которой удерживается турбиной 103, а также служит пластиной для развязки вязкостного сопротивления таким же образом, как описано для диска 90 на фиг. 4. Выдающейся особенностью расходомера радиального типа по сравнению с расходомером осевого типа, показанным на рис. 4, является то, что рабочее колесо практически не вызывает движения турбины, когда нет потока жидкости, как правило, в осевом направлении через расходомер и он заполнен жидкостью. жидкость. Установлено, что для осевого расходомера в такие моменты, то есть когда расходомер заполнен, но потока жидкости нет, тем не менее существуют завихрения жидкости между вращающимся рабочим колесом и турбиной, которые стремятся затянуть турбину из нейтрального положения. - , . 136 106 104, 103, 90 . 4. , . 4, . , , , , , , , . Считается, что эти завихрения возникают из-за разных угловых скоростей жидкостей на разных радиальных расстояниях от оси рабочего колеса в осевого типа, тогда как в радиальном расходомере выходные концы каналов для жидкости рабочего колеса могут быть расположены по существу в одном и том же цилиндрическом корпусе. Поверхность должна иметь одинаковое радиальное расстояние от оси рабочего колеса, а жидкость на таком расстоянии имеет одинаковую угловую скорость движения и, следовательно, не создает завихрений и не вызывает нежелательного движения турбины. , , , . На рис. 6 и 7 изображены вид сбоку в разрезе и косой вид сзади соответственно массового расходомера радиального типа, который специально приспособлен для прямой индикации массового расхода жидкости и для монтажа на панели. Входной трубопровод 137 для жидкости проводит жидкость в герметичный корпус 138, который также снабжен выходным каналом 139 для жидкости. Лопасти 140 во входном трубопроводе 137 поддерживают центральный вал 141, на котором с возможностью вращения установлено рабочее колесо 142 рядом с внутренним концом трубопровода 137, и лопатки 140 также выполняют действие по выпрямлению потока. Кольцевая турбина 143 расположена вокруг рабочего колеса и поддерживается опорной пластиной 145 на выходном валу 144 с возможностью углового перемещения, при этом между задней пластиной 146 корпуса 138 и вращающимся выходным валом 144 предпочтительно предусмотрено по существу герметичное уплотнение. , хотя такое уплотнение не является критическим, если жидкость является газообразной. Спиральная пружина 147 соединена между валом 144 и выступом 148 на задней пластине 146 корпуса для смещения вала 144 и, следовательно, турбины 143 в заданное угловое положение. . 6 7 , , . 137 - 138, 139. 140 137 141, 142 137, 140. , 143, , 145 144, - 146 138 144, . 147 144 148 146 144, 143, . Движения трубки 143 передаются валу 144 через опорную пластину 145, а вал 144, вращающийся в своих опорных подшипниках 149 в корпусной пластине 146 и опорной пластине 150 шкалы, перемещает указатель 151 относительно кольцевой шкалы 152 для индикации. значение массовой скорости потока жидкости. Оконное стекло 153 и опорная пластина 150 установлены на переднем фланце и корпусной конструкции 154, которая прикреплена к корпусу 138 расходомера, при этом предпочтительно поддерживается герметичность между стеклом 153 и корпусной конструкцией 154, а также между конструкцией 154 и корпусом 138. 143 144 145, 144, 149 146 150, 151 152 . 153 150 154 138, 153 154, 154 138. Рабочее колесо 142 расходомера, показанного на фиг. 6 и 7, вращается по существу с постоянной скоростью электродвигателем 155 с постоянной скоростью, который прикреплен к выступу 156 корпуса 138 и обеспечивает герметичное уплотнение с ним. Шестерня 157, прикрепленная к валу 158 двигателя, входит в зацепление и приводит в движение кольцевую шестерню 159, прикрепленную к рабочему колесу 142, для выполнения этого вращения. Рабочее колесо 142 сконструировано таким образом, что в нем имеется множество каналов для жидкости, каждый из которых отделен от других тонкой стенкой 160, и каждый начинается вблизи оси вращения рабочего колеса и заканчивается на большем радиальном расстоянии от нее и продолжается в по существу радиальное направление наружу. Турбина 143 также имеет множество каналов для жидкости, каждый из которых отделен от других тонкой стенкой 161, проходящей по существу в радиальном направлении и расположенной напротив внешних концов каналов для жидкости рабочего колеса. 142 . 6 7 155 156 138 - . 157 158 159 142 . 142 , 160, . 143 , 161, . В процессе работы жидкость, поступающая во входной трубопровод 137, направляется в каналы для жидкости вращающегося рабочего колеса 142 и покидает каналы с постоянной угловой скоростью движения. , 137 142 . Удерживаемая турбина 143 принимает эту жидкость, когда она течет радиально наружу от рабочего колеса, и импульс жидкости, обусловленный ее угловой скоростью, передается турбине, что снижает эту скорость, предпочтительно до нулевой скорости. Угловые движения турбины преобразуются в показания массового расхода, возникающие в соотношении между указателем 151 и циферблатом 152. Круглая пластина 162 служит элементом вязкостной развязки для предотвращения вращения рабочего колеса 142 опорной пластины 145 турбины иначе, чем описанным выше способом, а изогнутая пластина 163, которая сливается с корпусом 138, также обеспечивает вязкую развязку между рабочим колесом и турбиной. что в противном случае могло бы возникнуть в результате потока жидкости из турбины и вокруг внутренней части корпуса 138 к выходному трубопроводу 139 для жидкости. 143 , , . 151 152. 162 - 142 145 , 163 138 - 138 139. Хотя здесь были показаны и описаны конкретные варианты реализации данного изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что детали конструкции могут быть изменены без отступления от изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения. , . Мы утверждаем следующее: - 1. Устройство для измерения потока подачи текучей среды, такой как топливо, через линию подачи, содержащее средства, расположенные в линии подачи для придания жидкости скорости вращения в дополнение к линейной скорости подаваемого потока, и средства, выполненные с возможностью вращения против действия сдерживания означает крутящий момент, приложенный вращающейся жидкостью и приспособленный для указания массовой скорости потока жидкости. : - 1. , , , , . 2.
Устройство по п. 1, в котором средство для придания скорости вращения содержит крыльчатку, приводящуюся в движение по существу с постоянной скоростью, а средство для индикации массового расхода потока текучей среды содержит турбинное колесо, расположенное рядом с крыльчаткой и соосно с ней и удерживаемое таким образом, чтобы ее угловое отклонение пропорционально крутящему моменту, приложенному к нему вращающейся жидкостью, и зависит от углового момента вращающейся жидкости. 1 . 3.
Устройство по п. 2, в котором рабочее колесо и турбинное колесо установлены на втулках, находящихся на общем валу, концы которых поддерживаются обтекаемыми кронштейнами, расположенными рядом и соосно с входным и выходным отверстиями в корпусе, который окружает рабочее колесо и колесо турбины. 2 , . 4.
Устройство по п.3, в котором рабочее колесо и турбинное колесо содержат цилиндрические тела, имеющие внешние поверхности одинакового диаметра, плотно прилегающие к внутренней цилиндрической поверхности корпуса, при этом рабочее колесо и турбинное колесо расположены близко друг к другу. 3 , --. 5.
Устройство по п.4, в котором цилиндрическая поверхность турбинного колеса снабжена градуировкой, а окружающая стенка корпуса является прозрачной, что позволяет считывать градуировку по фиксированному индексу. 4 , . 6.
Устройство по п. 2, содержащее средства телеметрии для обеспечения дистанционной индикации углового отклонения турбинного колеса. 2 . 7.
Устройство по п. 2, в котором электродвигатель рабочего колеса расположен соосно с рабочим колесом и турбинным колесом, при этом предусмотрен общий корпус для размещения двигателя, рабочего колеса и турбинного колеса. 2 , , . 8.
Устройство по п. 2, в котором удерживающее средство содержит спиральную пружину. 2 . 9.
Устройство по п.3, в котором рабочее колесо и/или турбинное колесо имеют герметичный угловой канал для увеличения плавучести и снижения нагрузки на подшипник. 3 / . 10.
Устройство по п. 3 и 8, содержащее средство для регулировки удерживающей силы пружины без открытия корпуса. 3 8 . 11.
Устройство по п.4, содержащее неподвижный элемент, такой как тонкий диск, расположенный между ближайшими частями турбинного колеса и рабочего колеса или корпуса для уменьшения вязкой связи между ними, не препятствуя подающему потоку жидкости. 4 , , , . 12.
Устройство по п. 6, в котором передатчик телеметрических средств содержит конструкцию статора, размещенную в корпусе, причем предусмотрено средство для угловой регулировки статора. 6 , **ВНИМАНИЕ** конец поля может перекрывать начало **. **** **.
, ."> . . .
: 506
: 2024-04-16 02:00:16
: GB717897A-">
: :

717898-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB717898A
[]
РОДИТЕЛЬСКАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ 7179898 Дата подачи заявки и подачи полной спецификации: декабрь. 4, 1952. 7179898 : . 4, 1952. № 30842152. . 30842152. Заявление подано в Германии 1 января. 3, 1952. . 3, 1952. Полная спецификация опубликована: ноябрь. 3. 1954. : . 3. 1954. Индекс при приемке: - Классы 83(2), А166; 83(4), Т3; и 110(3), B2B3. :- 83(2), A166; 83(4), T3; 110(3), B2B3. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Усовершенствования в процессах крепления лопаток турбины к колесному диску ротора турбины или в отношении них Мы, - .., немецкая компания, расположенная по адресу Штадтбахштрассе 7, Аугсбург, Германия, настоящим заявляем об изобретении, в отношении которого мы молимся о том, чтобы он был запатентован. будет предоставлено нам, а метод, с помощью которого это должно быть выполнено, должен быть подробно описан в следующем заявлении: , - .., 7, , , , , :- Изобретение относится к способу крепления лопаток к диску колеса ротора турбины посредством двухV-образного сварного соединения. При таком сварном соединении при известных технологических процессах трудно обеспечить точное совмещение углов отдельных лопастей решетки с колесом для получения точно сформированного соединения между лопастями и диском, и, следовательно, трудно добиться при массовом производстве рассчитаны значения поглощающей способности, а также преобразования энергии в проточных каналах турбины. - . , , , . Известно выравнивание всего комплекта лопаток вокруг корпуса колесного диска с помощью сварочного стапеля, при этом основания лопаток опираются своим нижним концом на обод диска по относительно широкой поверхности и прижимаются к указанной поверхности. поверхность с помощью зажимных средств. Боковые грани корневых блоков лопаток при этом захватываются опорными поверхностями приспособления. По характеру процесса сварки плавлением (ручной или автоматический) выемки для приема сварочного материала, образующиеся с двух сторон поверхности контакта лопатки и колеса, имеют либо тюльпанообразную, либо коническую форму. , , . . ( ) - . Однако в известных экономичных способах установки оснований лопаток вокруг корпуса колеса невозможно избежать нежелательных зазоров, которые достаточны для обеспечения неконтролируемого движения лопаток, которое вызывается локальным нагревом, создаваемым процессом сварки. , в результате чего угол выхода лопастей и, следовательно, поперечное сечение воздуховода [Цена 2/8] на выходе часто имеют заметные отклонения от расчетного значения. , , , , [ 2/8] . Целью изобретения является минимизация такого перемещения отдельных лопастей. 50 В соответствии с настоящим изобретением предложен способ крепления турбинных лопаток к колесному диску ротора турбины, в котором хвостовики лопаток и периферия диска предусмотрены на одной стороне колесного диска 55 со средствами для крепления лопаток к диску. , а с другой стороны - наклонными частями, которые после посадки лопаток на диск вместе образуют выемку, заполняемую сварочным материалом, после чего средства фиксации лопаток удаляются путем образования второй выемки, которая При этом вторая выемка также заполняется сварочным материалом. . 50 , 55 , , , , , . Для того, чтобы изобретение было более понятным, теперь будут сделаны ссылки на прилагаемые чертежи, на которых: Фиг. 1 представляет собой разрез точки соединения между лезвием и колесным диском 70 согласно известному устройству; и рис. 2-5 иллюстрируют отдельные этапы изготовления двухV-образного сварного соединения. 65 :. 1 70 ; . 2-5 - . На фиг. 1 в разрезе показана известная конструкция двухV-образного сварного соединения, в которой лопатки 1 лопаточной решетки размещены вокруг корпуса 2 колесного диска в сварочном устройстве (не показано). Лопасти 1 и корпус 2 диска 80 колеса контактируют по кольцевой поверхности 3. По обеим сторонам диска контуры диска колеса и хвостовика лопатки образуют тюльпанные или конические кольцевые пространства 4а и 4b, которые необходимо заполнить сварочным материалом. . 1 75 - 1 2 ( ). 1 disc80 2 3. , 4a 4b 85 . В конструкции, показанной на фиг. 2, лезвие 1 содержит выступ 5, идущий от внутреннего конца лезвия, причем указанный выступ 5 входит в паз 90 соответствующей формы. Цена 33p -. 717898 колесный диск 2. Таким образом, достигается точное позиционирование и выравнивание лезвия на колесном диске 2, причем это позиционирование и выравнивание сохраняются во время операции сварки. Лопасти 1, расположенные в кольцевой канавке 6, прижимаются к колесному диску 2 с помощью зажимного кольца или других зажимных устройств (не показаны), которые упираются или упираются в буртик 8 каждой лопатки , в результате чего лопатки прочно закреплены на диске 2 во время сварки. Те поверхности хвостовика лопатки и диска колеса, которые находятся непосредственно напротив выступа 5, имеют такую форму, что образуют кольцевое тюльпанообразное или коническое пространство 7а. . 2, 1 5 , 5 90 33p -. 717,898 2. , 2, . 1 6 2 ( ) , , 8 2 . 5 - 7a. Таким образом, в исходном состоянии, показанном на фиг. 2, имеется только одно такое кольцевое пространство 7а для размещения сварочного материала двойного -образного шва, в то время как другая сторона зоны соединения все еще образована выступом и расположение канавок. , . 2, 7a - , . На стадии процесса согласно фиг.3 два опоясывающих сварных буртика 9 помещаются в кольцевое пространство 7а и, таким образом, лопасть жестко соединяется с колесным диском и, следовательно, фиксируется в требуемом положении с достаточной точностью. . 3, 9 7a . Теперь можно удалить выступ и канавку путем механической обработки, чтобы получить этап, показанный на фиг. 4: в связи с этим целесообразно удалить основание первого сварного валика. Выемка 7b, образующаяся в процессе механической обработки, затем заполняется сварочным материалом. После заполнения дна этой выемки одним или двумя сварными валиками остальные пространства кольцевых зазоров можно снабдить сварочным материалом, как указано на рис. 5. В этом случае выгодно наносить сварные валики попеременно то на одну, то на другую сторону диска, чтобы свести к минимуму сварочные деформации. . 4: , . 7b , . , 40material . 5. , , . Предложенная конструкция также позволяет использовать один тип заготовки лопатки для достижения различной компоновки решетки лопатки за счет формирования выступа под разными наклонами к продольной оси лопатки. Наклонное расположение целесообразно и тогда, когда к ободу колеса вместо отдельных лопаток привариваются сегментные наборы лопастей, которые легко изготовить методом точного литья; такие применения используются, в частности, с жаростойкими сталями с высокой степенью 55, имеющими низкую пластичность, высокий коэффициент теплового расширения и относительно низкую теплопроводность (аустениты), чтобы уменьшить склонность к растрескиванию кольцевых сварных швов. 60 . ; 55 - , - () . 60
, ."> . . .
: 506
: 2024-04-16 02:00:20
: GB717898A-">
: :

717899-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB717899A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ 717,899 Дата подачи заявки и подачи полной спецификации: декабрь. 11, 1952. № 31436/52. 717,899 : . 11, 1952. . 31436/52. Заявление подано в Соединенных Штатах Америки 1 декабря. 12, 1951. . 12, 1951. Полная спецификация опубликована: ноябрь. 3, 1954. : .