SK90595A3 - Woltmann's flow meter - Google Patents

Description

WOLTMANNOV PRIETOKOMER

Oblasť techniky

Predložený vynález sa týka Woltmannovho skrutkového prietokomeru s jedným obežným kolesom, otáčavo uloženým v rúrkovitom telese medzi nábojom uloženým proti smeru prúdu a druhým nábojom uloženým v smere prúdu, pričom náboje sú vždy držané pomocou rebier v rúrkovitom telese, a aspoň na náboji uloženom proti smeru prúdu je vytvorený regulačný mechanizmus slúžiaci na kompenzáciu chýb merania, vyplývajúcich z výrobných tolerancií.

Doterajší stav techniky

Sériovo vyrábané Woltmannove prietokomery vykazujú na základe vhodnými výrobných tolerancií menšie chyby merania, ktoré sa musia opatreniami regulovať, t.zn. minimalizovať.

Zo stavu techniky je rebier, držaných lopatka uloženým proti prúdu známe, že ako regulačná nábojom k tomu uložené otáčavo okolo radiálnej osi. leží táto regulačná lopatka v smere prúdenia sa vytvorí zo strany jedno z obežného kolesa, ktoré je Vo svojej nulovej polohe tekutiny. Keď sa regulačná lopatka natočí do smeru prúdenia , nastane zmena smeru prúdenia. Takto ovplyvnené prúdenie preberie aj obežné koleso,

t.zn. jeho ktorého smeru sa ovplyvnenia možno

Pri spätnom podľa toho, do

Takto možno vyrovnať smere prúdenia, obežného kolesa chyby merania počet otáčok sa zvýši alebo zníži regulačná lopatka vychýli. Pomocou tohoto postupu vyrovnať odchýlky údajov podmienených výrobou.

prúdení sa dostane popísaná regulačná lopatka do polohy ležiacej po prúde a tak je pre ovplyvnenie počtu otáčok obežného kolesa neúčinná. Aby sa mohlo regulovať aj pri tomto bude analogicky dodatočne zabudovaná na druhej strane druhá regulačná lopatka.

Woltmannovho prietokomeru pre obidva smery prúdenia.

tohoto známeho zariadenia sa vyskytuje pri vychýlenej regulačnej popri žiadanej zmene smeru prúdenia aj nežiadúca nesúmernosť v prúdenia na obežné koleso. Z tohoto vyplývajú dodatočné sily v a jeho a rýchlejšie Woltmannov určitom ktoré smere, priečne sa potom v tor Okrem toho hodn s týmto zariadením

So zmenšujúcimi sa prietokmi sa totiž zhoršuje postupne vo na obežné koleso jednostranne ktorú možno regulovať, závisí od rýchlosti toku smere o

U lopatke nábehu jednom ložiská, opotrebujú, prietokomer tekutiny, zväčšenej miere regulačný účinok, až sa celkom stratí.

Podstata vynálezu

Úlohou predloženého vynálezu je odstrániť vyššie popísané nevýhody pri regulácii chýb merania Woltmannovho prietokomeru, podmienených výrobou.

Podľa vynálezu sa to docieli tak, že bezprostredne za nábojom uloženým proti prúdu je vytvorený regulačný mechanizmus, výkyvné uložený okolo osi obežného kolesa, ktorý má lamely, ktoré v jeho nulovej polohe ležia v tieni prúdenia rebier držiacich náboj a v jeho vychýlenej polohe zasahujú, rovnomerne rozdelené po obvode, do prierezu prúdenia.

V nulovej polohe nemá regulačný mechanizmus žiadny účinok na počet otáčok obežného kolesa; jeho lamely tvoria v určitom zmysle predĺženie rebier náboja a prúdenie zostáva neovplyvnené. Pre regulovanie chyby merania teraz sa regulačný prvok vychýli okolo osi obežného kolesa tak, že jeho lamely vyjdú z krytia rebier náboja a zasahujú do prúdenia. Týmto sa ovplyvní smer nábehu prúdenia na lopatky obežného kolesa. Podľa toho či sa regulačný prvok vychýli na jednu alebo druhú stranu, zvýši resp. zníži sa počet otáčok obežného kolesa. Vo vychýlenej polohe regulačného prvku tvoria rebrá a im prislúchajúce lamely, z pohľadu techniky prúdenia, naďalej jeden celok. Toto vzájomné spolupôsobenie rebra a lamely možno porovnať s krídlom lietadla a v ňom umiestným výškovým riadiacim zariadením ( výškomerom).

Na miestach ovplyvňovania prúdenia pôsobia na obežné koleso priečne sily, ktoré sa ale na základe rovnomerného rozloženia lamiel po obvode prierezu prúdenia navzájom rušia, takže nevznikne žiadna výsledná priečna sila, ktorá škodí ložiskám. V najjednoduchšom prípade teda napr. postačuje, ak sa vytvoria dve diametrálne proti sebe ležiace rebrá náboja a im priradené lamely regulačného prvku. Je však jasné, že väčším počtom rebier a s nimi spoluúčinkujúcich lamiel možno prirodzene dosiahnuť väčšie regulačné účinky. Pri tom nie je bezpodmienečne nutné, aby počet rebier súhlasil s počtom lamiel. Možno vytvoriť aj menej lamiel ako rebier, podstatné je len to, aby jestvujúce lamely boli rovnomerne rozdelené po obvode, a v nulovej polohe regulačného mechanizmu ležali v tieni prúdenia priradených rebier. Pritom nie je potrebné, aby sa lamely bezpodmienečne úplne prekrývali s rebrami. Lamely môžu byť napr. aj kratšie alebo užšie ako rebrá.

Ďalšiu výhodu možno vidieť v tom, že rovnomerný regulačný účinok možno pozorovať v celom meracom rozsahu prietoku; predíde sa teda nevýhodám stavu techniky pri malých prietokoch. Ďalej možno oproti známym regulačným zariadeniam dosiahnuť niekoľkonásobne väčšie regulačné účinky, t.zn. možno kompenzovať väčšie chyby merania.

Pre reguláciu pri spätnom prúdení možno vytvoriť na náboji uloženom po prúde konštrukčne a funkčne rovnaký regulačný prvok.

Pri ďalšom objasnení vynálezu je regulačný prvok vytvorený ako prstenec, ktorý pozostáva z nábojového venca, lamiel a vonkajšieho venca. Pričom vonkajší veniec je osadený v stene rúrkovitého telesa a nábojový veniec na náboji.

Nastavenie regulačného prstenca sa robí, ako je známe, z regulačných lopatiek uvedených v úvode, pomocou prevodu, ktorý prenáša pohyb nastavenia z vonku do meracieho priestoru nachádzajúceho pod tlakom. Priechod cez kryt prietokomeru resp.cez kruhové veko je vo vzťahu k meraciemu priestoru utesnený.

Časť vonkajšieho povrchu vonkajšieho venca regulačného prstenca je vytvorený ako hrebeň (ozubená tyč), do ktorej zasahuje závitovka vytvorená na prevode. Pre umožnenie vzájomného pôsobenia hrebeňa a závitovky je stena rúrkovitého telesa na tomto mieste prerušená.

V ďalšom vyhotovení vynálezu pozostáva prevod z dvoch teleskopický do seba vsunutých častí , pričom sa môže prenášať otáčavý pohyb jednej časti na druhú bez toho, aby sa zamedzil možný teleskopický pozdĺžny pohyb častí. Medzi obidvoma časťami je nasadená pružina, ktorá časti v pozdĺžnom smere tlačí od seba.

Takto vytvorený prevod prenáša nastavovací pohyb k regulačnému prstencu otáčaním, pričom je na základe svojej pozdĺžnej pohyblivostizaťaženej silou pružiny a vnútorným tlakom - pritláčaný v mieste priechodu do meracieho priestoru k tesneniu. Prevod možno proti vnútornému tlaku a sile pružiny z vonku teleskopický stlačiť do seba, takže tesnenie sa zdvihne a z prietokomeru môže unikať vzduch.

Podľa tohoto vyhotovenia slúži prevod popri svojej funkcii nastavovacieho telesa výhodným spôsobom súčasne aj na odvzdušňovanie prietokomera, pričom odvzdušnenie možno uskutočniť bez prístroja, jednoduchými prostriedkami, napr. prevod sa stlačí dolu pomocou guličkového pera.

Samozrejme je tiež možné, prevod pre nastavenie regulačného prstenca zhotoviť aj inak. Takto možno napr. umiestniť na vonkajší veniec pevne prichytenú maticu, do ktorej zasahuje skrutka vedená utesnene cez kryt prietokomera. Nastavenie regulačného prstenca sa robí za- alebo vy-skrutkovaním skrutky do matice, pričom vôľa závitov medzi skrutkou a maticou je dostatočná na to, aby sa dosiahlo pre požadované ovplynenie prúdenia najmenšie vychýlenie lamiel regulačného prstenca z tieňa prúdenia okolo rebier náboja. Tento prevod pre nastavenie regulačného prstenca je z výrobného hľadiska veľmi jednoduchý, ale stráca sa tu vyššie popísaná funkcia vetrania prevodu.

Podľa stavu techniky je prevod pre regulačný mechanizmus zväčša nasadený hore na prietokomeri a to tam, kde je existujúce miesto pre kompaktnú konštrukciu prietokomera namáhané prevažne počítadlom. Regulačný prevod je z tohoto dôvodu umiestnený pod počítadlom a je len vtedy prístupný, keď sa počítadlo odmontuje.

Prednosťou tohoto spôsobu konštrukcie je, že regulačný mechanizmus bez zvláštneho zaplombovania - len plombou na počítadle je chránený proti nedovoleným zásahom. Nevýhodou je, že prístup je možný len po odmontovaní, alebo odobratí počítadla.

V ďalšom vyhotovení predloženého vynálezu boli preto vytvorené prostriedky, ktoré sú pre ovládanie regulačného prevodu zboku od počítadla výkyvné. To možno realizovať napr. pomocou výkyvnej, na regulačný prevod osadenej páky, ktorá je v nepoužitom stave zaklapnutá vo voľnom priestore vo vnútri počítadla a pri ovládaní je vyklopená z počítadla. Možné sú aj výkyvné kombinácie ozubených kolies. Prednosťou takéhoto vyhotovenia je, že počítadlo netreba, ako bolo doteraz zvykom, sňať, aby sa regulačný prevod mohol ovládať. Pri tejto konštrukcii sa nepožaduje dodatočné zaplombovanie regulačného prevodu, ale môže sa použiť zaplombovanie počítadla.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je v ďalšom bližšie vysvetlený na základe príkladu vyhotovenia. Obrázky znázornené na priložených výkresoch znamenajú :

Obr.1.1 - 1.3 schématické znázornenie rôznych polôh regulačného prstenca a z toho vyplývajúce ovplyvnenie nábehu smeru prúdenia; jednotlivo pritom ukazujú :

Obr.1.1 plusovú polohu regulačného prstenca, v ktorej sa počet otáčok obežného kolesa zvyšuje,

Obr. 1.2 nulovú polohu regulačného prstenca, v ktorej počet otáčok obežného kolesa zostáva neovplyvnený,

Obr. 1.3 mínusovú polohu regulačného prstenca, v ktorej sa počet otáčok obežného kolesa zmenšuje,

Obr. 2 pozdĺžny rez Woltmannovým prietokomerom s regulačným prstencom na náboji uloženým proti prúdu a s regulačným prstencom na náboji uloženým po prúde,

Obr. 3 pohľad v smere prúdenia na náboj uložený proti prúdu a jeho držiak v rúrkovitom telese, pričom ďalšie časti nie sú ukázané,

Obr. 4 konfigurácia regulačného prstenca, prispôsobeného ku konštrukcii náboja podľa obr.3,

Obr. 5 podrobnosti prevodu ovládania regulačného prstenca,

Obr. 6 pohľad v smere prúdenia na meraciu súpravu, vstavanú do krytu prietokomera, s regulačným zariadením podľa vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Woltmannov prietokomer podľa obr. 2 má bežnú konštrukciu. Medzi nábojom £ uloženým proti prúdu a nábojom 2 uloženým po prúde je obežné koleso 3, otáčavo a axiálne posuvne uložené. Náboje £, 2 sú vždy pomocou rebier 4 držané súosovo v rúrkovitom telese 5 obmedzujúcom prietokový prierez a sú vytvorené s týmito časťami v jednom kuse.

Usporiadanie resp. polohu rebier 4 vidieť najlepšie z obr. 3 a obr. 6. Z nich vidieť, že rebrá 4 sú rovnomerne usporiadané na obvode prierezu prúdenia a vždy pod rovnakým uhlom šikmo dosadajú na povrch náboja. Táto šikmá plocha rebier 4 vyvolá pri spolupôsobení so zakriveným povrchom náboja £ natočenie vtekajúcej tekutiny. Rebrá 4 náboja 2 uloženého po prúde sú zhotovené podobným spôsobom.

Bezprostredne za nábojom £ je umiestnený regulačný prstenec 6. Tento regulačný prstenec 6 pozostáva z nábojového venca 7 a vonkajšieho venca 8, medzi ktorými prebiehajú lamely 9. Nábojový veniec 7 je spojený s nábojom £ bajonetovým uzáverom. Tento uzáver zabezpečuje držanie regulačného prstenca 6 na náboji £ a súčasne jeho výkyvnosť okolo osi obežného kolesa v malej miere, potrebnej pre ovplyvnenie prúdenia. Vonkajší veniec 8 regulačného prstenca 6 leží v drážke rúrkovitého telesa 5.

Z porovnávania obrázkov 3 a 4 vidieť, že lamely 9 regulačného prstenca 6 sú prispôsobené k polohe rebier 4, takže lamely 9 v nulovej polohe regulačného prstenca 6 ležia priamo za rebrami 4. Táto nulová poloha je znázornená na obr.1.2. Prúdenie zostáva v tomto prípade neovplyvnené, čo je symbolizované rovnakými šípkami v smere prúdenia. Šípka nad obežným kolesom 3 udáva - ako aj na obr. 1.2 a 1.3 - smer otáčania obežného kolesa 3.

Ak je pre kompenzáciu chyby merania potrebné počet otáčok obežného kolesa 3 zvýšiť, bude regulačný prstenec 6. - pozerajúc v smere prúdenia - vychýlený doprava okolo osi obežného kolesa, takže lamely 9 vystúpia z tieňa prúdenia rebier 4, ako je znázornené na obr. 1.1. Prúdenie tým dostáva vychýlenie doprava, teda do smeru otáčania obežného kolesa 3, ktorého počet otáčok sa týmto zvýši.

Ak sa počet otáčok obežného kolesa 3 musí redukovať, treba regulačný prstenec 6 vychýliť doľava. Táto polovica je znázornená na obr. 1.3 ako aj na obr. 6. Prúdenie sa vtedy odchýli v smere proti otáčania obežného kolesa 3, ktorého počet otáčok sa v dôsledku toho zníži.

Prednosťou tohoto riešenia je, že s jediným nastavovacím pohybom sa zachytí rovnomerne celý prierez prúdenia a preto z regulácie chyby merania nevznikajú žiadne priečne sily pôsobiace na ložisko obežného kolesa.

Prenos pohybu nastavenia zvonka na regulačný prstenec 6 je znázornený na obr. 5. Je vidieť, že jedna časť povrchu obvodu vonkajšieho venca 8 regulačného prstenca 6 je vytvorená ako hrebeň l_0^, V rozsahu tejto časti hrebeňa 10 vykazuje stena rúrkovitého telesa 5 prerušenie ( otvor ), na ktoré je osadené vedenie 11. Toto vedenie 11 nesie prevod pre regulačný prstenec 6, pozostávajúci z dvoch častí 12 a 13 prevodu. Obidve časti 12 a 13 prevodu sú teleskopický a v tvarovom styku vsunuté do seba tak, že sú v pozdĺžnom smere relatívne vzájomne posúvateľné a môžu tak preniesť otáčavý pohyb z jednej časti prevodu na druhú. Medzi časťami 12 a 13 prevodu je vložená špirálová pružina 14., ktorá hornú časť 13 prevodu tlačí proti tesneniu 15 v kruhovom veku 16.. Cez kruhové veko 16 vyvedený koniec hornej časti 13 prevodu má výrez pre skrutkovač.

Na spodnom konci časti 12 prevodu je vytvorená závitovka 17. ktorá je v zábere s hrebeňom 10 vonkajšieho venca 8 regulačného prstenca 6. Otočením hornej časti 13 prevodu skrutkovačom sa otáčanie prenesie na dolnú časť 12 prevodu a tým aj na regulačný prstenec 6. Súčasne slúži takto vytvorený prevod k odvzdušneniu prietokomeru. K tomu treba hornú časť 13 prevodu stlačiť smerom dole, čím sa táto vzdiali od tesnenia 15 a vytvorí sa spojenie medzi tlakovým priestorom a atmosférou.

Pre prípad spätného prúdenia je na druhej strane obežného kolesa 3 vytvorený ďalší regulačný prstenec 18. ako vidieť z obr. 2.

Tento regulačný prstenec 18 je konštrukčne i funkčne rovnaký ako regulačný prstenec 6 uložený proti prúdu, takže ďalšie vysvetľovanie je tu zbytočné.

Zoznam pozícií náboj uložený proti prúdu náboj uložený po prúde obežné koleso rebrá rúrkové teleso regulačný prvok ( regulačný prstenec ) nábojový veniec vonkajší veniec lamely hrebeň vedenie dolná časť prevodu horná časť prevodu špirálová pružina tesnenie kruhové veko závitovka

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1, Woltmannov prietokomer s obežným kolesom (3), otočné uloženým v rúrkovitom telese (5) medzi nábojom (1) uloženým proti prúdu a nábojom (2) uloženým po prúde, pričom náboje (1,2) sú vždy držané v rúrkovitom telese (5) pomocou rebier (4) a aspoň na náboji (1), uloženom proti prúdu je pre kompenzáciu chýb merania, vyplývajúcich z výrobných tolerancií, vytvorený regulačný mechanizmus, vyznačujúci sa tým, že bezprostredne za nábojom (1) uloženom proti prúdu je vytvorený regulačný prvok (6), výkyvné uložený okolo osi obežného kolesa, ktorý má lamely (9), ktoré vo svojej nulovej polohe ležia v tieni prúdenia rebier (4) a vo svojej vychýlenej polohe zasahujú, rovnomerne rozdelené po obvode, do prierezu prúdenia.
2. 2, Woltmannov prietokomer podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m, že pre prípad spätného prúdenia je vytvorený takýto regulačný prvok (18) aj na náboji (2), uloženom po prúde.
3. 3, Woltmannov prietokomer podľa jedného z predchádzajúcich nárokov vyznačujúci sa tým, že regulačný prvok (6, 18) je vytvorený ako regulačný prstenec pozostávajúci z vonkajšieho venca (8), lamiel (9) a nábojového venca (7), pričom vonkajší veniec (8) je osadený v stene rúrkovitého telesa (5) a nábojový veniec (7) na náboji (1,2).
4. 4, Woltmannov prietokomer s prevodom, ktorý zvonku vykonaný nastavovací pohyb nad tesnením v meracom priestore, ktorý je pod tlakom, prenáša na regulačný prvok, podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že jedna časť vonkajšieho povrchu vonkajšieho venca (8) regulačného prvku (6) je vytvorená ako hrebeň (10), do ktorého zasahuje na prevode vytvorená závitovka (17), k čomu je stena rúrkovitého telesa (5) na tomto mieste prerušená.
5. 5, Woltmannov prietokomer podľa nároku 4, vyznačujúci sa t ý m, že prevod pozostáva z dvoch častí (12, 13), ktoré sú navzájom teleskopický posúvateľné a súčasne relatívne proti vzájomnému otočeniu zabezpečené, pričom jedna časť (12) prevodu je v zábere s regulačným prvkom (6), druhá časť (13) prevodu vedie cez tesnenie (15) von a medzi oboma časťami (12, 13) prevodu je vložená pružina tak, aby hormá časť (13) prevodu vedúca von, bola pritlačená na tesnenie (15).
6. 6, Woltmannov prietokomer, ktorého výstup prevodu pre regulačný prvok leží pod počítadlom, podľa jedného z nárokov I, 4 a 5, vyznačujúci sa tým, že sú vytvorené prostriedky, ktoré sú pre ovládanie prevodu z boku, z počítadla výkyvné.