198565. lajstromszámú szabadalom • Javított járókerekes áramlásmérő, előnyösen folyadékok átfolyásának mérésére
1 HO 198565 B 2 A találmány tárgya javított járókerekes áramlásmérő, előnyösen folyadékok átfolyásának mérésére, amely áramlásmérőnek háza, a házban csapégyazott járókereke van, a járókerék érintőjének irányában a ház falában beömlő nyílás és kiömlő nyílás van kialakítva. Ilyen áramlásmérő önmagában ismert, segítségével egy adott keresztmetszeten átfolyó folyadék mennyisége határozható meg. Működése azon alapul, hogy a járókerék fordulatainak száma arányos az átfolyó folyadék térfogatával. Szokásos megoldás a járókerék fordulatainak számlálására a járókerék tengelyéhez kapcsolt mechanikus számláló alkalmazása. Korszerűbb megoldás az optokapuval vagy mágneses eszközzel történő fordulatszám detektálás. Optokapus megoldást ismertet többek között a 25 02 599 sz. DE-OS. Az optokapus detektálásnál az optokapu sugárforrása a járókerék egyik oldalán, detektora pedig ezzel szemben a járókerék másik oldalén a ház falában van elhelyezve. Az áramló folyadék által megpörgetett járókerék a végzett fordulatokkal arányos számban megszakítja az optokapu sugarát. Az optokapu kimeneti elektromos impulzusai kerülnek megjelenítésre megfelelő összegzés és kalibrálás után, mint az átfolyó folyadékmennyiség térfogatának számszerű jellemzője. Mágneses érzékelővel rendelkezik például a 4 489 616 sz. US-PS szerinti áramlásmérő, amelynek a járókerekén mégnes és a házon a mágnes elhaladását érzékelő elektromágnes van elhelyezve, amely egy elektronikus áramkörre csatlakozik. A hagyományos járókerekes áramlásmérő kialakításoknál a mérés pontosságát csökkenti a kavitáció jelensége. Mint ismeretes a folyadékok áramlása közben nagy áramlási sebességnél a nyomás a folyadékban a folyadék gőzének nyomása alá is süllyedhet és a párolgás következtében a folyadék belsejében gőzbuborékok keletkeznek. A kavitáció jelenségét például Budó Kísérleti fizika I. ( TK. Budapest 1975. 261. oldal) tárgyalja. A járókerekes áramlásmérőkben a járókerék forgástengelye közelében tapasztalható elsősorban a gőzbuborék képződés. A gőzbuborékok egyrészt a térfogat növelésével maghamisitják a ténylegesen átfolyt folyadékmennyiség mérését, másrészt optokapus fordulatdetektélásnál mint lencsék eltérítik az optokapu sugárforrásának sugarát és így befolyásolják a mérési pontosságot. A találmány célja az ismert megoldások hátrányának kiküszöbölése, olyan áramlásmérő kialakítása, ahol a kavitáció jelensége nem zavarja a mérési pontosságot. A kitűzött célt a bevezetőben körülírt áramlásmérővel úgy értük el, hogy a járókerék forgástengelye közelében a ház falában járat van kialakítva és ez a járat összeköti a járókerék forgásterét a kiömlő nyílás csatornájával. Ez a kialakítás lehetővé teszi az optimális nyomós és áramlási sebesség viszonyok létrejöttét. Egy előnyös kivételi alakban a ház falában a járat a járókerék forgóstengelyétől számítva a járókerék sugarának 0,25-0,35- szörös távolságára van kialakítva. Ez az elrendezés lehetővé teszi, hogy a kavitációnak leginkább kitett helyen kerül kiegyenlítésre a nyomás. A találmány szerinti áramlásmérőt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett kiviteli alakok alapján ismertetjük részletesen, ahol az 1. ábra a találmány szerinti áramlásmérő vázlatos felülnézeti képe eltávolított fedőrésszel, a 2. ábra a találmány szerinti áramlásmérőnek az 1. ábra A-A metszetvonala mentén felvett vázlatos metszeti képe. Az 1. és 2. ábrán látható áramlásmérő 1 háza a 9 alapegységből és a 10 fedőrészből épül fel. A megfelelő illesztést a. 11 tömítőgyűrű segíLi. Az 1 ház 7 forgásterében van elhelyezve a 12 csapággyal elfordulóan rögzített 2 járókerék. A 2 járókerék érintőjének irányéban az 1 ház 9 alapegységének falában egymással párhuzamosan 3 beömlónyílés és 4 kiömlőnyílás vezet a 7 forgéstérhez. A 2 járókerék 5 forgástengelye közelében az 1 ház 10 fedőrésze, illetve ehhez illeszkedve a 9 alapegység falában 6 járat van kialakítva. Ez a 6 járat összeköti a 2 járókerék 7 forgásterét a 4 kiömlőnyílás 8 csatornájával. A 6 járat a 9 alapegység falában a 2 járókerék 5 forgástengelyétől számítva a 2 járókerék sugarának 0,25-0,35-szörös távolságéra kezdődik. A 6 járat keresztmetszete kisebb a 4 kiömlőnyílás keresztmetszeténél. Az áramlásmérő 3 beömlőnyilásán érkezik a mérendő folyadék. Ez a folyadék a 7 forgástéren át a 4 kiömlönyiláson keresztül távozik és közben megpörgeti a 2 járókereket az 5 forgástengely körül. A 2 járókerék könnyű forgásét biztosítja a 12 csapágy. A 2 járókerék magas fordulatszámú pörgése esetén a 7 forgástér bizonyos pontjain a folyadék gőzének nyomása alá csökken a nyomás és gőzbuborékok keletkeznek. A gőzbuborékok a 7 forgástérben uralkodó áramlási viszonyok következtében az 5 forgástengely közelében, körülbelül a 2 járókerék sugarának harmadánál keletkeznek a legnagyobb gyakorisággal. A gőznyomás alatti extrém kis nyomások kiegyenlítésére szolgál a 6 járat. A nyomáskiegyenlítést a 7 forgásterének a 4 kiömlőnyílás 8 csatornájával való összekötése teszi lehetővé. így a mindenkori nyomásviszony a gőznyomás feletti érték lesz a 7 forgástérben és elkerülhető a buborékképződés. A 6 járat a 7 forgástérben tangenciólis irányban az áramlási holttérben helyezkedik el. A 2 járókerék forgásának irányában a 3 beömlőnyílás a 4 kiömlőnyílás és a 6 járat az elhelyezkedés sorrendje, így a 6 járaton ke-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
