199010. lajstromszámú szabadalom • Járókerekes áramlásmérő, előnyösen folyadékok átfolyásának mérésére.
1 HU 19901C B 2 A találmány tárgya járókerekes áramlásmérő, előnyösen folyadékok átfolyásának mérésére, amely áramlásmérőnek háza van, a házban forgathatóan csapágyazolt járókereke van, a járókerék érintőjének irányában a ház falában egymással párhuzamos beömlő nyílás és kiömlő nyílás van kialakítva. Ilyen áramlásmérő önmagában ismert, segítségével egy adott keresztmetszeten átfolyó folyadék mennyisége határozható meg, Az ismert járókerekes áramlásmérők hátránya, hogy az átfolyó folyadékmennyiségei különösen kis intenzitású átfolyásoknál pontatlanul mérik. A pontatlanság a beömlő nyílás és a kiömlő nyílás átmérőjének közel azonos értékű megválasztásából, továbbá a járókerék és az áramlásmérő háza közötti hézag nem optimális kialakításából adódik. A szokásos megoldásoknál ezt a hézagot minimalizálják pontos illesztéssel. Ezáltal a forgó járókerék és a ház között nem alakul ki a mért folyadékból kenőfilm, és így növekszik a felsúrlódás, ami elsősorban kis intenzitásoknál rontja a mérés pontosságát. A hézag növelése ugyanakkor a mért folyadéknak a ház és a járókerék közötti átszivárgását eredményezi, A találmány célja az ismert megoldások hátrányainak kiküszöbölése, olyan áramlásmérő kialakítása, amely kis intenzitású átfolyásokat is pontosan mér, továbbá a nagyobb intenzitások tartományában is lineáris. A kitűzött célt a bevezetőben körülírt járókerckes áramlásmérővel úgy értük el, hogy a beömlő nyílás keresztmetszete, a kiömlő nyílás keresztmetszete, valamint a ház és a járókerék közötti hézagból adódó átfolyási keresztmetszet aránya 1 : 10 : 0,3 ~ 0,15. A keresztmetszetek ilyen megválasztása esetén elérjük, hogy a ház, illetve a járókerék fala és az áramló folyadék közötti súrlódás nem rontja a mérés linearitását, és az átáramló folyadékmennyiség kis intenzitásoknál is pontosan mérhető. A találmány szerinti áramlásmérő egy előnyös kiviteli alakjánál a ház belső átmérőjének és a járókerék átmérőjének aránya 1.0,15: 1.025 : 1. A találmány szerinti áramlásmérő egy további előnyös kivitelénél a járókerék oldala és a ház belső fala közötti hézag és a járókerék átmérőjének aránya 0,025 -t 0,030 : 1. A találmány szerinti áramlásmérőt a rajzokon szemléltetett kiviteli alakok kapcsán ismertetjük részletesen, ahol i : 1. ábra a találmány szerinti áramlásmérő elölnézeti képe részben metszetben a 2. ábra a találmány szerinti áramlásmérő járókereke és a háza közötti illesztést szemléltető rajz. A találmány szerinti áramlásmérőnek, mint az az 1. ábrán látható 1 háza van, az 1 házban 3 csapággyal elfordulóan rögzített 22 járókerék van elhelyezve, a 2 járókerék átmérőjének irányába az 1 ház falában egymással párhuzamosan 4 beömlő nyílás és 5 kiömlő nyílás van kialakítva. A 4 beömlő nyílás Abc keresztmetszete, az 5 kiömlő nyílás Aki keresztmetszete, valamint az. 1 ház és a 2 és járókerék közötti házagból adódó Aekv átfolyási keresztmetszet aránya Abe : Aki Aekv = 1:10 : 0,3 - 0,15 (I) értékre van választva. Az Aekv átfolyási keresztmetszet a 2. ábrán alapján Aekv = d (B + 2b) + 2 (b-x) (II) ahol d az 1 ház Dl belső átmérőjének, illetve a 2 járókerék D2 átmérőjének különbsége, azaz az 1 ház és a 2 járókerék közötti hézag. B a járókerék vastagsága, b pedig a 2 járókerék oldala és az 1 ház fala közötti távolság. A folyadék áramlása közben a b távolság által meghatározott térrészben mozgást végző folyadékrészek ekvivalens áramlási vastagsága x. Ez az érték intenzitásfüggő, azaz x = f (I) (III) ahol az f függvény írja le az I intenzitástól való függőségét. Az áramlásmérő 4 beömlő nyílásán érkezik a mérendő folyadék. Ez a folyadék megpörgeti a 2 járókereket a 3 csapágy körül, majd az 5 kiömlő nyíláson távozik. A 2 járókerék egy fogaskerék. Az átömlő folyadék a fogaskerék fogai közötti 6 térrészt tölti ki. A 2 járókerekes áramlásmérő ezen térrész nagysága, valamint a 2 járókerék szögelfordulása alapján kalibrálható. Az 5 kiömlő nyílás Aki keresztmetszetének, a 4 beömlő nyílás Abe keresztmetszetének viszonyát az (I) összefüggés alapján megválasztva a kimeneti oldalon az áramló folyadék sebessége tized része a bemeneti oldalon tapasztalhatónak. Ezzel az arányválasztással kiküszöbölődnek a kiömlési oldalon a zavaró turbulenciák, illetve az ebből származó mérési linearitási hiba. Az áramlásmérő pontossága szempontjából — elsődlegesen a kis intenzitású, azaz lassú átfolyások esetében — lényeges paraméter a 2 járókerék oldala és az 1 ház fala közötti b távolság. Ha ez a távolság kicsi, akkor a 2 járókerék és az 1 ház fala közötti súrlódás megnő. Ez a mérés linearitását rontja. Az ismert megoldásoknál a súrlódás csökkentésével kívánták javítani a linearitási hibát. Ugyanakkor nem vették figyelembe, hogy a b távolság növelésekor az 1 ház falán lévő folyadék leáll. A b távolság által meghatározott térrészben mozgást végző folyadék x vastagságát egyrészt a (III) öszszefüggés írja le, másrészt magától a b távolságtól is függ. Ezen jelenség figyelembevétele indokolja a (II) összefüggéssel részletezett Aekv átfolyási keresztmetszet (I) összefüggésben megadott korlátok közötti kiválasztását. Azt, hogy az adott korlátokon belül pontosan milyen értékre célszerű választani Aekv értékét egyrészt a mérendő folyadék viszkozitása befolyásolja, másrészt a mérendő folyadék viszkozitása befolyásolja, másrészt arra kell figyelemmel lenni, hogy az átfolyásmérése linearitása milyen intenzitás értékek között kívánatos. A mérés további pontosítása érdekében a 2. ábrán szemléltetett méretek, azaz az 1 ház Df belső átmérőjének és a 2 j járókerék D2 átmérőjének aránya célszerűen Dl : D2 - 1,015 t 1,025 : 1 (IV) továbbá a 2 járókerék oldala és az 1 ház belső 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 t>5 2
