Стабілізатор витрати рідини

Реферат: UA 73322 U UA 73322 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вимірювальної техніки, зокрема до гідродинамічних вимірників, сигналізаторам і регулювальникам витрати рідких середовищ. Відомий пристрій для виміру витрати, який може бути використаний одночасно і для його стабілізації, що містить живлячий патрубок, сполучений з приймальною підпружиненою ємкістю, і дільник потоку [1]. Недоліком даного пристрою є залежність результатів виміру від зміни в'язкості рідких середовищ, унаслідок зміни таких чинників як склад сировини, температури, хімічних перетворень і від налипання на дільник часток твердої фази, що значно знижує точність виміру витрати і звужує область його використання. Найближчим аналогом до пропонованого стабілізатора витрати є стабілізатор витрати, що містить приймальну ємність з переливом, сполучений з нею живлячий патрубок, дільник з перегородкою, встановлений під кутом 45 градусів до вертикальної площини, що проходить через подовжню вісь живлячого патрубка [2]. Недоліками даного стабілізатора є: - нерівномірність зміни витрати при зміні дальності польоту струменя в разі зміни швидкості її руху в живлячому патрубку; - недостатня чутливість стабілізатора до незначних змін швидкості руху рідкого середовища в живлячому патрубку; - нераціональний вибір конфігурації площі поперечного перерізу живлячого патрубка. Причиною першого недоліку є нерівноцінність площі поперечного перерізу живлячого патрубка по ширині (при рівних зсувах струменя відносно дільника відсікаються різні об'єми рідкого середовища). Причиною другого недоліку є сумірність "висоти" струменя і її ширини - діаметра (вірніше переважання її ширини над висотою). Причиною третього недоліку є: складність утримання форми струменя після виходу її з живлячого патрубка - поперечний переріз струменя набуває форми круга; при зміні форми перерізу струменя складно здійснювати розрахунок конструктивних параметрів живлячого патрубка. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення чутливості стабілізатора до зміни швидкості руху рідкого середовища в живлячому патрубку, підвищення точності стабілізації, забезпечення раціональної форми струменя, витікаючого з живлячого патрубка, забезпечення лінійної залежності між витратою і переміщенням струменя відносно перегородки дільника при зміні швидкості її руху. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомому стабілізаторі витрати рідини, що містить приймальну ємність з переливом, сполучений з нею живлячий патрубок і дільник з перегородкою-розсікачем струменя рідини, яка встановлена під кутом 45 градусів до вертикальної площини, що проходить через подовжню вісь живлячого патрубка, патрубок, що живить виконаний у вигляді частини циліндра, відсіченого площиною, паралельною площині перегородки дільника, а згідно з корисною моделлю живлячий патрубок виконаний у вигляді прямокутного паралелепіпеда, розсікач в дільнику розташований горизонтально, висота h і ширина b живлячого патрубка зв'язані співвідношенням h  2,5  3,0b , відстань  від верхнього краю живлячого патрубка до розсікача по вертикалі знаходиться в межах   0,7  10b , відстань , L від живлячого патрубка до розсікача по горизонталі знаходиться в межах L  10  15b , площа , , поперечного перерізу живлячого патрубка вибирається на основі формули S  h b  QC / v, v  k 2Hg , де QC - задана стабілізована витрата рідкого середовища; v - швидкість виділення рідкого середовища з живлячого патрубка; k - коефіцієнт пропорційності; H - висота стовпа рідини в приймальній ємкості; g - прискорення вільного падіння. Схема стабілізатора витрати рідини приведена на фіг. 1, на фіг. 2 показано розташування розсікача дільника, на фіг. 3 показана форма і параметри поперечного перерізу живлячого патрубка. Стабілізатор витрати рідини містить приймальну ємність 1 з переливом 2 і живлячим патрубком 3, дільник 5, що складається з корпусу 6, усередині якого встановлений розсікач 7, відведення 8 для скидання зайвої рідини і відведення 9 для розвантаження з дільника стабілізованого об'єму рідини. При цьому розсікач встановлений усередині корпусу 6 так, що ділить його на два відсіки, вихід першого з яких сполучений з відведенням 8, вихід другого - з відведенням 9. 1 UA 73322 U 5 10 15 20 25 30 35 Живлячий патрубок виконаний у вигляді прямокутного паралелепіпеда - має на виході прямокутний переріз. Висота h і ширина b живлячого патрубка зв'язані співвідношенням h  2,5  3,0b . Відстань від верхнього краю живлячого патрубка до розсікача по вертикалі знаходиться в межах   0,7  10b . Відстань L від живлячого патрубка до розсікача знаходиться в межах L  10  15b . , , , Площа поперечного перерізу живлячого патрубка вибирається на основі формули S  h  b  QC / v, v  k 2Hg , де QC - задана стабілізована витрата рідкого середовища; v - швидкість виділення рідкого середовища з живлячого патрубка; k - коефіцієнт пропорційності; H - висота рідкого середовища в приймальній ємкості. Робота стабілізатора витрати здійснюється таким чином. Рідке середовище подається в приймальну ємність 1 в такій кількості, аби деяка її частина перетікала через верхній край ємкості в перелив 2. Внаслідок цього в приймальній ємкості підтримується безперервно рівень H , а з живлячого патрубка 3 витікає сформований площею поперечного перерізу живлячого патрубка струмінь 4, який прямує патрубком в дільник 5, в якому при зіткненні з розсікачем 7 ділиться на два потоки. Перший потік, рухомий над розсікачем 7, об'єм якого складає (5-15) % від загального об'єму, вирушає з дільника через відведення 8. Другий потік, рухомий під розсікачем 7, об'єм якого складає (85-95) % від загального об'єму, стабілізується і відведенням 9 прямує у вимірювальну систему або в технологічний об'єкт. Стабілізація об'єму рідкого середовища, витікаючого з дільника 5, через відведення 9 здійснюється унаслідок того, що дальність польоту струменя, витікаючого з живлячого патрубка рівна  C  v 2hC / g,  C  L , де  C - дальність польоту струменевого потоку, витікаючого з живлячого патрубка; v - швидкість руху струменевого потоку; hC - зсув струменевого потоку по вертикалі при переміщенні його по горизонталі на відстань; g - прискорення вільного падіння. Оскільки зсув струменевого потоку по вертикалі заданий розсікачем 7, тобто значення h є константою, то при зміні швидкості виділення рідкого середовища з живлячого патрубка (наприклад, при зменшенні швидкості виділення) струменевий потік зміститься вниз, його менша частина вирушатиме з дільника через відведення 8, велика частина - через відведення 9. Якщо, навпаки, швидкість руху рідкого середовища з живлячого патрубка 3 збільшиться, то струменевий потік зміститься вгору відносно розсікача, а об'єм середовища, що вирушає від розсікача 7, залишиться постійним. Стабілізація об'єму рідкого середовища, що вирушає від розсікача дільника забезпечується унаслідок того, що конструкція пропонованого стабілізатора витрати реалізує умову QC  SP  v  SP  SP v  v  , 3 40 45 50 55 де QC - задана стабілізована витрата рідкого середовища [мг /с]; v - швидкість руху струменевого потоку, витікаючого з живлячого патрубка і вирушаючого від розсікача; SP - площа поперечного перерізу струменевого потоку, що вирушає від розсікача; SP - приріст площі поперечного перерізу струменевого потоку, що вирушає від розсікача при зміні швидкості руху струменевого потоку на  v . В разі вибору площі поперечного перерізу живлячого патрубка у формі прямокутника і співвідношення висоти і ширини патрубка в межах h / b  2,5  3,0 досягається, по-перше, висока чутливість стабілізатора до зміни швидкості руху струменевого потоку, витікаючого з живлячого патрубка 3, і, по-друге, вказані зміни характеризуються достатньою пропорційністю. Завдяки цьому вдається досягти стабілізації потоку, що вирушає з дільника через відведення 9, з погрішністю, що не перевищує 1,5 %, при підвищенні чутливості стабілізатора до зміни витрати мінімум на 55 %. З урахуванням того, що від розсікача повинен вирушати стабілізований об'єм рідкого середовища в межах (85-95) % від загального об'єму, площа поперечного перерізу живлячого патрубка повинна вибиратися з врахуванням залежності S  115  120QC / v , де QC - задана , , (стабілізована) витрата рідкого середовища, v - швидкість виділення рідкого середовища з живлячого патрубка. 2 UA 73322 U Джерела інформації: 1. А. с. СРСР № 315941, Кл. G 01 f 15/02, 1970. 2. А. с. СРСР № 808859. Кл. G 01 F 15/00. Опуб. 28.02.81. Бюл. № 8. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Стабілізатор витрати рідкого середовища, що містить приймальну ємність з переливом і живлячим патрубком, дільник з розсікачем і двома відведеннями, який відрізняється тим, що живлячий патрубок виконаний у вигляді прямокутного паралелепіпеда, розсікач в дільнику розташований горизонтально, висота h і ширина b живлячого патрубка зв'язані співвідношенням h  2,5  3,0b , відстань  від верхнього краю живлячого патрубка до розсікача по вертикалі знаходиться в межах   0,7  10b , відстань L від живлячого патрубка до розсікача , по горизонталі знаходиться в межах L  10  15b , площа поперечного перерізу S живлячого , , патрубка вибрана з урахуванням умови S  h  b  115  120QC / v, v  k 2Hg , , , 20 де QC - задана (стабілізована) витрата рідкого середовища; v - швидкість виділення рідкого середовища з живлячого патрубка; k - коефіцієнт пропорційності; H - висота стовпа рідкого середовища в приймальній ємкості; g - прискорення вільного падіння. 10 3 UA 73322 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4