185561. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és mérőkészülék adott keresztmetszeten átáramló folyadékmennyiség közvetett meghatározására
1 2 185 561 ezt a folyamatot a merőgolyók haladásának ütemében ciklikusan ismételve mintavételes közvetett méréssel határozzuk meg az átáramló folyadékmennyiséget. A találmányt részletesebben ábrák segítségével ismertetjük. Az 1. ábra a találmány szerinti mérőkészülék pél- 5 dakénti kiviteli alakját, a 2. ábra egy további előnyös kiviteli alakot szemléltet vázlatosan. Az 1. ábrán látható, hogy az áramlási pálya kitüntetett 10 pályaszakaszában van kialakítva a mérési 9 szakasz, melyben a 4 mérőgolyó együtt halad az áramló folyadék- 1 q kai. A mérési 9 szakasz kezdőpontját képező első 1 pontban első 7 mérőadó van elrendezve, mely a példakénti kiviteli alaknál a 8 fényforrás sugárzási pályájában fekvő fotodióda. Ugyanígy van kiképezve a második 7 mérőadóval a mérési 9 szakasz végpontját képező második 2 15 pofnt. A sima nyíl a folyadék áramlásának irányát mutatja. a 4 mérőgolyó haladási pályáját a háromtollú nyíl mutatja. mely pálya csak a mérési 9 szakaszon belül egyező irányú a folyadékáramlással. A 10 pályaszakaszt visszatérítő 6 ág hidalja át. melynek 11 bemenete az áramlási 20 irányban a második 2 pont után következő pontban közlekedik az áramlási pályával, míg 12 kimente az áramlási irányban az első 1 pontot megelőző pontban torkollik az áramlási pályába. Az 1. ábrán látható, hogy a példakénti kiviteli alaknál a visszatérítő 6 ágnak a 11 bemenettől a 25 12 kimenetig terjedő teljes Lv hossza úgy van megválasztva, hogy abban K = 17 darab 4 mérőgolyó kényelmesen elfér, de egy tizennyolcadik 4 mérőgolyó abban már nem férne el. Az is látható, hogy a 4 mérőgolyók Dg átmérője laza tűréssel illeszkedik a visszatérítő 6 ág belső 30 Dv átmérőjéhez. Ez nem szükségszerű, elég biztosítani, hogy a szorosan egymás után elrendezett 4 mérőgolyók egymást ne tudják megelőzni, ami biztosan fennáll, ha a visszatérítő 6 ág keresztmetszetének bármely a súlyponton áthaladó átlójának hossza kisebb, mint a 4 mérőgolyó 35 Dg átmérőjének kétszerese. Hasonló módon általánosíthatjuk a visszatérítő 6 ág Lv hosszára kikötött feltételt úgy. hogy alkalmasan választón természetes egész K szám esetén 40 Lv = K • Dg + AL; 0 <6L < 0,5 • Dg. Az áramlási pályának a visszatérítő 6 ág 11 bemenetével közlekedő pontjánál van elrendezve a 3 tolómechanizmus, melynek konkrét kialakításához a technika állása 45 sokféle lehetőséget biztosít; a szakember a 3 tolómechanizmus rendeltetésének ismeretében kiválaszthatja az alkalmas — ismert — működési elvet és meg tudja tervezni a feladat teljesítéséhez szükséges jellemzőkkel a konkrét alkalmazási hely céljára a 3 tolómechanizumus kiviteli 50 alakját. Ábránkon ezt úgy szimbolizáltuk, hogy kézi működtetésű tolattyút ágyaztunk az áramlási pálya ezen pontjába, melynek tolóiránya a visszatérítő 6 ág 11 bemenete felé mutat a 6 ág felezőtengelyének a 11 bemenetnél fennálló irányában (a felezőtengelyt nem ábrázoltuk). Az 55 ábrán berajzoltuk a 10 pályaszakasz Lp hosszát, a mérési szakasz Lm hosszát és a háromtollú görbült nyilat, mely mutatja, hogyan változik a 4 mérőgolyó pályája a 3 tolómechanizmus beavatkozása folytán. A 4 mérőgolyó pályamódosítása sokféleképpen idézhető elő, nem min- 60 denképpen szükséges reteszelő szerv segítségével megakadályozni, hogy a 4 mérőgolyó visszafordulás helyett tovább haladjon a folyadék áramlási pályájában. Minthogy azonban a visszatérítést úgy kívánjuk előidézni, hogy a folyadék áramlásának hidrodinamikai feltételeit 65 ne befolyásolják ebből eredő tranziensek, nem alkalmazhatunk keresztmetszet-szűkületet cs így a pályamódosítás megbízhatósága leginkább úgy érhető el. hogy a visszatérítő 6 ág 11 bemeneténél az áramlási útba hidrodinamikai szempontból számottevő gátat nem képező, a 4 merőgolyót mégis megakasztó golyóretcszclő 5 szervei rendezünk el és ugyanilyen 5 szerv rendezhető cl a visszatérítő 6 ág kimeneténél. Ez lehet pl. vékony fólianyúlvány vagy kifeszítettt huzal(ok). mely(ek) a folyadáckáramlást még ezrelékesen sem befolvásoljá(k). de a 4 merőgolyó útjában akadályt képcz(nek). À továbbiakban így szimbolizáljuk a reteszelőszervet. nyilvánvaló azonban, hogy a reteszelés teljesen eltérő módon is előidézhető, adott esetben el is hagyható. A vázlatosan szemléltetett mérőkészülék alkalmazása esetén a mérőgolyós mérési folyamatot a találmány szerint a következőképpen foganatosítjuk: K darab 4 mérőgolyót helyezünk a visszatérítő 6 ágba. melyet így teljesen kitöltünk anélkül, hogy a 11 bemenetnél, illetve 12 kimenetnél a szélső 4 mérőgolyók belógnának az áramlási pályába. Az áramlási pályában egy (továbbiakban: első) 4 mérőgolyót helyezünk el. Amikor az első 4 mérőgolyó áthalad a második 2 ponton, továbbhaladva a viszszatérítő 6 ág 11 bemenetéhez ér és ekkor a 3 tolómechanizmus segítségével bekényszerítjük azt a visszatérítő 6 ágba. Nyilvánvaló, hogy a tolóművelet következtében a K darab 4 mérőgolyó mindegyike szintén elmozdul és a 12 kimenetnél a szélső (továbbiakban: második) 4 mérőgolyó belép az áramlási pályába, ahol a folyadékáramlás magával ragadja, így az is áthalad előbb az első I ponton, majd a második 2 ponton és a 6 ág 11 bemenetéhez érve az újabb tolóművelet ezt is bekényszeríti a visszatérítő 6 ágba, újabb 4 mérőgolyót az áramlási pályába kényszerítve a 12 kimenetnél. Ezt a folyamatot a 4 mérőgolyók haladásának ütemében ciklikusan megismételve hajtjuk végre a pálya keresztmetszetén áthaladt folyadékmennyiség mintavételes közvetett meghatározását, hiszen az egymást követően áthaladó 4 mérőgolyókat érzékelő és második 7 mérőadók kimenőjelei mintavételi ütemenként szolgáltatják a folyadék pillanatnyi sebességét reprezentáló időtartamokat. A jelfeldolgozást ezért nem is írjuk le, hiszen az ismert mérőgolyós áramlásmérők jelfeldolgozási mechanizmusának ismeretében az akár hasonló módon, akár újszerűén is kialakítható. Nyilvánvaló, hogy jól időzített tolóművelet esetében golyóreteszelő 5 szerv hiányában sem kell számítni a 4 mérőgolyó nem kívánt továbbhaladására és a hidrodinamikai feltételek a 6 ágból kilépő golyót sem engedik a folyadékáramlással ellentétes irányban elmozdulni. Mégis sokkal egyszerűbb, kevésbé kényes az olyan kiviteli alak, melynél a 12 kimenet környezetében — és célszerűen a 11 bemenet környezetében is — kiegészítő biztonságot nyújt a golyóreteszelő 5 szerv. Az is nyilvánvaló, hogy hitelesítő, vizsgáló eszközkénti alkalmazás során a 3 tolómechanizmus lehet kézi működtetésű, de üzemszerű alkalmazásban az önműködő: azt a második 7 mérőadó kimenőjele vezérli, rendszerint megfelelő késleltetéssel, így — attól függően, hogy a 7 mérőadó maga vagy külön építőegység végzi el a késleltetést — a második 7 mérőadó közvetlenül vagy közvetve csatlakozhat a 3 tolómechanizmus vezérlőbemenetére. A 2. ábrán látható, hogy egy előnyös kiviteli alaknál (ahol K = 7) az ármlási pálya — a mérési 9 szakaszt magában foglaló részben — hurkot alkot, mely ellentétes — egymással előnyösen párhuzamos — áramlási irányú pá-3
