Турбінний перетворювач витрати

1. Турбінний перетворювач витрати, що містить корпус з вимірювальним каналом, в якому між двома обтічниками розташована турбіна з можли 3 витратомірі не забезпечується осьове розвантаження турбини, а зменшення довжини лопатей приводить до зменшення діапазону вимірювання. Два останні прилади мають найбільше число суттєвих ознак і тому обрані як прототипи. Відомо, що при проектуванні перетворювача витрати прагнуть визначити оптимальні геометричні розміри вимірювального каналу і турбіни. Для турбіни основними є діаметр лопатей і маточини, кут нахилу лопатей, число лопатей і їх товщина. Визначаються також хорда лопатей і пов’язані з нею довжина лопатей, густина решітки і крокове перекриття. Крокове перекриття визначається діленням осьової довжини лопаті на крок, помножений на тангенс кута нахилу лопатей. Оскільки крок лопатей зменшується від периферії до маточини, а товщина лопатей в торцевому перетині залишається практично постійною, то величина крокового перекриття, з урахуванням товщини лопатей, для турбіни з однаковою довжиною лопатей буде збільшуватися від периферії до маточини. Зменшення кроку до маточини турбіни, з урахуванням товщини лопатей, приводить до зменшення прохідного перетину, збільшення гідравлічного опору турбіни і спотворення епюри швидкостей, погіршення метрологічної характеристики перетворювача витрати, пізнішого гідродинамічного урівноваження турбіни. Для поліпшення метрологічної характеристики перетворювача витрати доцільно щоб крокове перекриття залишалося постійним або зменшувалося по висоті лопатей від периферії до маточини. Це сприяє також зменшенню витрати, при якій забезпечується гідродинамічне урівноваження турбіни. Технічним результатом від використання пропонованого винаходу є забезпечення гідродинамічного урівноваження турбіни в широкому діапазоні витрат, збільшення ресурсу роботи, розширення діапазону і точності вимірювань. Це досягається тим, що в турбінному перетворювачі витрати, що містить корпус з вимірювальним каналом, в якому між двома обтічниками розташована турбіна з можливістю обертання і осьового переміщення, виконана у вигляді маточини з одним або двома торцевими конусними буртиками і прикріпленими до неї лопатями, виконаними із зменшенням їх осьової довжини від периферії до маточини так, що крокове перекриття по висоті лопатей з урахуванням їх товщини залишається постійним, а також вузол знімання сигналу. Технічний результат досягається так само, якщо крокове перекриття по висоті лопатей, з урахуванням їх товщини зменшується від периферії до маточини. Винахід пояснюється кресленнями. На Фіг.1 схематично зображений турбінний перетворювач витрати з одним конусним буртиком, розташова 87379 4 ним на вихідному торці маточини і зменшенням довжини турбіни по висоті від периферії до маточини з боку виходу. На Фіг.2 схематично зображений турбінний перетворювач витрати з двома конусними буртиками, розташованими на вихідному і вхідному торцях маточини і зменшенням довжини лопатей турбіни по висоті від периферії до маточини з боку виходу і входу. Турбінний перетворювач витрати (Фіг.1) містить корпус 1, вимірювальний канал 2, вал 3, струмененаправлячий апарат з вхідним обтічником 4, турбіну 5 з маточиною 6 з конусним буртиком 7, струменевипрямляч з вихідним обтічником 8, вузол знімання сигналу 9. Турбінний перетворювач витрати працює таким чином. Вимірюване середовище проходить через струмененаправляючий апарат з переднім обтічником 4, вимірювальний канал 2, впливає на турбіну 5, приводячи її в обертання, і виходить через струменевипрямляч з обтічником 8. Вузол знімання сигналу 9 перетворює оберти турбіни в пропорційний витраті сигнал. У зазорі між переднім обтічником і торцем маточини турбіни створюється знижений тиск, а в зазорі між конусним буртиком маточини турбіни і вихідним обтічником, тиск підвищується . В результаті з’являється сила що переміщає турбіну проти потоку. Зазор між конусним буртиком маточини турбіни і вихідним обтічником збільшується і потік направляється конусним буртиком мимо обтічника (Фіг.2). При цьму в зазорі між конусним буртиком і вихідним обтічником тиск знижується. Сила, що діє на турбіну по потоку, зменшується. Переміщення турбіни припиняється, і вона залишається в урівноваженому положенні при подальшому збільшенні витрати до максимальної. Аналогічна картина спостерігається і у випадку з двома конусними буртиками, розташованими на вихідному і вхідному торцях маточини і зменшенням довжини лопатей турбіни по висоті від периферії до маточини з боку виходу і входу (Фіг.2). Оскільки крокове перекриття лопатей турбіни з урахуванням їх товщини зменшується від периферії до маточини, то зменшується гідравлічний опір в міжлопатевому просторі, що приводить до збільшення чутливості турбіни на малих витратах і, як наслідок, до підвищення діапазону і точності вимірювання. При цьому зменшується мінімальна витрата, при якій починається гідродинамічне урівноваження турбіни. Зменшення довжини лопатей дозволяє виконати конусний буртик практично без збільшення довжини турбіни. Таким чином, вказане технічне рішення дозволяє одержати турбінний перетворювач витрати з гідродинамічно урівноваженою турбіною в широкому діапазоні витрат, розширити діапазон і точність вимірювання, збільшити ресурс роботи. 5 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 87379 6 Підписне Тираж 28 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