Турбінний витратомір

Турбінний витратомір, що містить корпус з вимірювальним каналом, в якому послідовно розміщені струмененапрямний апарат, виконаний у вигляді ребер, розташованих на передньому обтічнику, турбінка, встановлена з можливістю осьового переміщення і обертання, яка являє собою маточину з пристроєм гідродинамічного урівноваження у вигляді одного або двох торцевих конічних буртиків із закріпленими на ній лопатями і 3 причому, одне з них має профіль перетину, що розширюється у напрямі потоку, і встановлено нерухомо, а друге, таке, що має профіль, що звужується, жорстко закріплено на лопатевих гратах турбінки. У такому витратомірі не забезпечується надійне гідродинамічне урівноваження, достатня точність виміру і ресурс роботи. У іншому витратомірі (а.с. СРСР № 1139971 А, кл. G01F 1/10, 15.02.85.), кільця для гідродинамічного урівноваження турбінки закріплені на струменевипрямлячі і лопатях турбінки в межах 0,9-1,2 середньоквадратичного діаметру турбінки. У цьому витратомірі, не дивлячись на деяке збільшення ресурсу роботи і точності виміру, не забезпечується надійне гідродинамічне розвантаження турбінки у всьому діапазоні витрат. Відомий турбінний витратомір (RU 2 350 909 С1, G01F 1/10, 15.05.2007), що містить корпус з вимірювальним каналом і встановленими в нім аксіальною турбінкою, що має можливість обертання і осьового переміщення, вхідним і вихідним струменевипрямлячами з обтічниками, пристроєм гідродинамічного урівноваження, виконаним у вигляді тіла обтікання, закріпленого осесиметрично на ребрах вхідного струменевипрямляча перед турбінкою і тіла опору (наприклад, кільця), закріпленого осесиметрично на лопатях турбінки проти тіла обтікання. При цьому, зовнішній діаметр тіла опору більше зовнішнього діаметру тіла обтікання або внутрішній діаметр тіла опору менше внутрішнього діаметру тіла обтікання. Недоліком такого витратоміру є вузький діапазон витрат, в яких забезпечується стійке гідродинамічне урівноваження турбінки. Як прототип вибраний турбінний витратомір (RU 2324146 С, G01F 1/12, 25.05. 2006), що містить корпус з вимірювальним каналом, в якому послідовно розміщені: струмененаправляючий апарат з обтічником; турбінка у вигляді маточини із закріпленими на ній лопатями, встановлена з можливістю осьового переміщення і обертання з пристроєм гідродинамічного урівноваження у вигляді кільцевого тіла обтікання, встановленого з боку виходу, при цьому в передній частині турбінки виконано кільцеве поглиблення зовнішнім діаметром більше діаметра переднього обтічника і внутрішнім діаметром менше діаметра внутрішнього поглиблення в передньому обтічнику, а діаметр передньої частини маточини турбінки може бути більше діаметра задньої частини маточини турбінки. У цьому витратомірі не забезпечується достатня радіальна стійкість турбінки в широкому діапазоні витрат. Запропонована корисна модель направлена на досягнення технічного результату - забезпечення надійності гідродинамічного урівноваження турбінки в широкому діапазоні вимірюваних витрат, у тому числі і на максимальних витратах, розширення діапазону вимірів, підвищення чутливості на малих витратах, підвищення точності вимірів, збільшення ресурсу роботи, зниженні втрат тиску. Вказаний технічний результат досягається в 51584 4 турбінному витратомірі, що містить корпус з вимірювальним каналом, в якому послідовно розміщені: струмененаправляючий апарат, виконаний у вигляді ребер, розташованих на передньому обтічнику; турбінка, встановлена з можливістю осьового переміщення і обертання, яка представляє із себе маточину з пристроєм гідродинамічного урівноваження у вигляді одного або двох торцевих конічних буртиков із закріпленими на ній лопатями і кільцевим тілом опору; струменевипрямляч із заднім обтічником; перетворювач обертання турбінки у вихідний сигнал, в якому в торцевій частці ребер струмененаправляючого апарату з боку турбінки виконано поглиблення (наприклад, кільцевої форми), внутрішній діаметр якого менше внутрішнього діаметра кільцевого тіла опору, а зовнішній діаметр більше зовнішнього діаметра кільцевого тіла опору, при цьому гвинтовий крок лопатей турбінки, розташованих між кільцевим тілом опору і маточиною може бути більше або менше від гвинтового кроку лопатей турбінки на зовнішньому боці кільцевого тіла опору, а довжина кільцевого тіла опору може бути більше осьової довжини лопатей турбінки. Пропонований турбінний витратомір містить корпус 1 з вимірювальним каналом 2, в якому розташовані: струмененаправляючий апарат у вигляді ребер 3 з переднім обтічником 4; турбінка 5 із закріпленими лопатями і кільцевим тілом опору 6, встановлена з можливістю осьового переміщення і обертання, маточина 7 з пристроєм гідродинамічного урівноваження у вигляді конічного буртика; струменевипрямляч з обтічником 8 і перетворювач обертання турбінки у вихідний сигнал 9. У торцевій частці ребер струмененаправляючого апарату виконано кільцеве поглиблення. Турбінний витратомір працює таким чином. При русі вимірюваного середовища по каналу 2 через струмененаправляючий апарат 3, в зазорі між переднім обтічником 4 і маточиною 7 турбінки 6, створюється знижений статичний тиск. На торцеву частку маточини турбінки за конічним буртиком діє динамічний тиск. В результаті з'являється сила, що діє на турбінку проти потоку. Турбінка починає переміщатися у бік переднього обтічника. Кільцеве тіло опору входить в кільцеве поглиблення в торцевій частині ребер струмененаправляючого апарату і ділить потік між вимірювальною камерою і переднім обтічником на два кільцеві потоки. Це дає можливість сформувати оптимальну епюру розподілу швидкостей потоків, що діють на лопаті турбінки, і підвищити ступінь турбулентності. Вибір гвинтового кроку лопатей турбінки, розташованих між кільцевим тілом опору і маточиною, і гвинтового кроку лопатей турбінки на зовнішньому боці кільцевого тіла опору вирівнює статичну характеристику витратоміра. Все це дозволяє підвищити чутливість і розширити діапазон вимірів у бік малих витрат. При русі турбінки проти потоку збільшується гідродинамічно напір і сила, що діє на турбінку по потоку, зростає. При цьому збільшується зазор між торцем маточини і заднім обтічником, що приводить до зменшення сили динамічного тиску, що діє на турбінку проти потоку. Сили, що діють на турбінку по потоку і проти потоку, врі 5 51584 вноважуються. Вказане технічне рішення дозволяє отримати турбінний витратомір з гідродинамічно урівнова Комп’ютерна верстка А. Крулевський 6 женою турбінкою в широкому діапазоні витрат, розширити діапазон вимірів, підвищити чутливість, збільшити ресурс роботи. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601