[go: up one dir, main page]

RU2375681C1 - Flowmetre for fluids in open basins - Google Patents

Flowmetre for fluids in open basins Download PDF

Info

Publication number
RU2375681C1
RU2375681C1 RU2008117257/28A RU2008117257A RU2375681C1 RU 2375681 C1 RU2375681 C1 RU 2375681C1 RU 2008117257/28 A RU2008117257/28 A RU 2008117257/28A RU 2008117257 A RU2008117257 A RU 2008117257A RU 2375681 C1 RU2375681 C1 RU 2375681C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
carriage
flow meter
rod
measuring
Prior art date
Application number
RU2008117257/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Михайлович Кизяев (RU)
Борис Михайлович Кизяев
Виктор Владимирович Бородычев (RU)
Виктор Владимирович Бородычев
Александр Макарович Салдаев (RU)
Александр Макарович Салдаев
Нина Александровна Колобанова (RU)
Нина Александровна Колобанова
Original Assignee
Государственное научное учреждение "Всероссийский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н.Костякова" Российской академии сельскохозяйственных наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение "Всероссийский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н.Костякова" Российской академии сельскохозяйственных наук filed Critical Государственное научное учреждение "Всероссийский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н.Костякова" Российской академии сельскохозяйственных наук
Priority to RU2008117257/28A priority Critical patent/RU2375681C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2375681C1 publication Critical patent/RU2375681C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Level Indicators Using A Float (AREA)

Abstract

FIELD: instrumentation.
SUBSTANCE: invention is intended for measuring volume-flow rate of fluid in channels, nonpressurised pipelines of large diametre and outflow channels. Level measuring unit 1 and fluid average flow velocity unit 4 are mounted on carriage 9 of remote control gear controlling flowmeter position along basin width. The control gear is mounted being able to travel along rod 10. Unit 1 is executed in the form of three-dimensional four-link parallelogram mechanism, float 2 and sensitive element 3 in the form of linear rheochord. Unit 4 contains vertical and horizontal blades 5 in the cross-point of which sensitive elements 6 are placed. The sensitive elements are membranes associated with resistive strain-gauges. Blade 5 is mounted in hollow bushing 51 of parallelogram mechanism in the lower part of which float 2 is placed. Sensitive elements are connected with electronic unit for receive and processing electric signals.
EFFECT: invention improves accuracy of measurements and reduces their labor content.
9 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике по расходомерам, а именно к устройствам измерения объемного расхода жидких сред в открытых водоемах - каналах, ненапорных трубопроводах большого сечения и сточных лотках.The invention relates to measuring equipment for flow meters, and in particular to devices for measuring the volumetric flow rate of liquid media in open reservoirs - channels, non-pressure pipelines of large cross-section and waste trays.

Известен ультразвуковой расходомер РВУ - 1, включающий ультразвуковые датчики, шаговые двигатели, кабель связи, тросы механизма перемещения шаговых двигателей, крепление тросов на бермах водоема, вторичный блок (см. статью М.А.Варичев. Техническое обоснование и результаты исследований ультразвукового расходомера РВУ - 1. - Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: сб. статей ФГНУ «РосНИИПМ» / Под ред. В.Н.Щедрина. - Новочеркасск: ООО «Геликон», 2007. - Вып.38. - 198 с. - С.131-134. Копия статьи прилагается).Known ultrasonic flowmeter RVU - 1, including ultrasonic sensors, stepper motors, communication cable, cables for the mechanism of movement of stepper motors, fastening the cables on the berm of the reservoir, the secondary unit (see article M.A. Varichev. Technical justification and research results of the ultrasonic flow meter RVU - 1. - Ways to improve the efficiency of irrigated agriculture: collection of articles of the Federal State Institution of Science and Technology "RosNIIPM" / Edited by V.N.Shedrin. - Novocherkassk: LLC "Helikon", 2007. - Issue 38. - 198. - P.131- 134. A copy of the article is attached).

К недостаткам описанного расходомера РВУ - 1, несмотря на декларируемую погрешность измерений 5%, относятся низкая точность измерений и высокие затраты труда и времени.The disadvantages of the described RVU-1 flowmeter, despite the declared measurement error of 5%, include low measurement accuracy and high labor and time costs.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится расходомер жидких сред в открытых водоемах, содержащий блок измерения уровня жидкости и блок измерения средней скорости потока жидкости, а также электронный блок приема и обработки сигналов, в котором блок измерения жидкости выполнен в виде поворотного рычага с поплавком сферической формы, погруженный в жидкость на глубину меньше величины радиуса сферы, причем чувствительный элемент измерения угла вертикального перемещения поплавка изготовлен на основе микросхемы ADXL и закреплен на рычаге, при этом блок измерения скорости потока жидкости выполнен в форме поворотной лопасти, конец которой сопряжен с осью вертикального поворота, а другой конец свободно погружен в жидкость, в свою очередь, чувствительный элемент измерения угла поворота лопасти выполнен на основе второй аналогичной микросхемы типа серии ADXL и закреплен к лопасти (RU, патент №2251080. С1. МПК7 G01F 1/00. Расходомер жидких сред в открытых водоемах. / С.Н.Зимин, В.Н.Кожин, А.Ф.Писарев, Н.В.Тингаев, В.В.Трофимов (RU). - Заявка №2003123875/28; Заявлено 30.07.2003; Опубл. 27.04.2005, Бюл. №12).The closest analogue to the claimed object includes a liquid flow meter in open water, comprising a liquid level measuring unit and an average liquid flow velocity measuring unit, as well as an electronic signal receiving and processing unit, in which the liquid measuring unit is made in the form of a rotary lever with a spherical float immersed in the liquid to a depth less than the radius of the sphere, and the sensitive element for measuring the angle of vertical movement of the float is made on the basis of the ADXL chip and fixed it is mounted on the lever, while the unit for measuring the flow rate of the liquid is made in the form of a rotary blade, the end of which is paired with the axis of vertical rotation, and the other end is freely immersed in the liquid, in turn, the sensitive element for measuring the angle of rotation of the blade is made on the basis of a second similar type microcircuit ADXL series and fixed to the blade (RU, patent No. 2251080. C1. IPC 7 G01F 1/00. Flowmeter of liquid media in open reservoirs. / S.N. Zimin, V.N. Kozhin, A.F. Pisarev, N. V.Tingaev, V.V. Trofimov (RU). - Application No. 2003123875/28; Claimed July 30, 2003; Publ. 04/27/2005, Bull. No. 12).

К недостаткам описанного расходомера жидких сред в открытых водоемах относится низкая точность измерения расхода воды в каналах, связанная как с большой ошибкой в измерении глубины водоема, так и скорости истечения жидкости.The disadvantages of the described liquid flow meter in open reservoirs include the low accuracy of measuring the flow rate of water in the channels, associated with both a large error in measuring the depth of the reservoir and the rate of fluid outflow.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.The essence of the claimed invention is as follows.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - получение достоверных сведений о производительности водоемов-каналов, ненапорных трубопроводов большого сечения и сточных лотков.The problem to which the claimed invention is directed is to obtain reliable information about the performance of reservoir channels, non-pressure pipelines of large cross-section and waste trays.

Технический результат - повышение точности измерений и снижение затрат труда и времени на постановку и выполнение опытов.EFFECT: increased accuracy of measurements and reduction of labor costs and time for setting up and performing experiments.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном расходомере жидких сред в открытых водоемах, содержащем блок измерения уровня жидкости в виде поворотного рычага, поплавка и чувствительного элемента для регистрации положения поплавка, блок измерения средней скорости потока жидкости в виде погруженной в жидкость лопасти с чувствительным элементом и электронный блок приема и обработки сигналов чувствительных элементов, согласно изобретению, он снабжен механизмом дистанционного управления положением расходомера по ширине водоема, выполненным в виде каретки, установленной с возможностью перемещения посредством соответствующего механизма вдоль штанги, концы которой зафиксированы в стойках, установленных на бермах открытого водоема, блок измерения уровня жидкости и блок измерения средней скорости потока смонтированы на каретке, при этом блок измерения уровня жидкости выполнен в виде объемного четырехзвенного параллелограммного механизма с базовым звеном, образованным параллельными ребрами жесткости на плите каретки, передние концы которых смонтированы на осях, размещенных в отверстиях указанных ребер жесткости, а также двумя парами тяг, полой втулки с цапфами на задних концах тяг, поплавка, размещенного в нижней части полой втулки, и чувствительного элемента в виде линейного реохорда, установленного по диагонали параллелограммного механизма, блок измерения средней скорости потока жидкости содержит вертикальные и горизонтальные лопасти, в точке пересечения которых и с равным удалением от нее вдоль лопастей размещены чувствительные элементы, выполненные в виде мембраны, с площадью мембраны не менее 100 мм2, сопряженные с тензорезисторными датчиками, лопасть блока измерения средней скорости потока жидкости смонтирована в полой втулке параллелограммного механизма; штанга сварной конструкции выполнена в виде пары профилей или круглого, или квадратного, или прямоугольного сечений и перемычек в виде пластин между ними; каждая стойка снабжена парой втулок с цанговыми захватами для фиксации конца штанги и цапфой с резьбовым хвостовиком в верхней части стойки; механизм перемещения каретки вдоль штанги выполнен в виде двух шкивов, размещенных с возможностью свободного вращения на цапфах стоек, и каната, концы которого посредством средств натяжения размещены на каретке, а ветви каната многократно охватывают шкивы; по крайней мере один шкив имеет ручку для вращения шкива на цапфе стойки; каждое средство натяжения каната выполнено в виде резьбовой втулки, установленного в ней полого болта с конической полостью в головке и усеченного конуса на конце каната, при этом резьбовая втулка установлена на ребре жесткости каретки; каретка образована плитой с ребрами жесткости на одной стороне и опорными роликами на другой стороне, установленными с охватом поверхности штанг; поплавок либо в виде полого тора, либо в форме полой шайбы смонтирован соосно полой втулке четырехзвенного параллелограммного механизма посредством резьбовой муфты и контргайки на резьбовом участке упомянутой втулки; лопасть блока измерения средней скорости потока жидкости смонтирована в полой втулке параллелограммного механизма посредством штанги и зафиксирована быстросъемным пальцем.The specified technical result is achieved by the fact that in the known flowmeter of liquid media in open reservoirs containing a unit for measuring the liquid level in the form of a rotary lever, a float and a sensing element for recording the position of the float, a unit for measuring the average fluid velocity in the form of a blade immersed in a liquid with a sensing element and an electronic unit for receiving and processing signals of sensing elements, according to the invention, it is equipped with a mechanism for remote control of the flow meter position a water body made in the form of a carriage mounted to move by means of an appropriate mechanism along the rod, the ends of which are fixed in racks installed on the berm of an open water body, the liquid level measuring unit and the average flow rate measuring unit are mounted on the carriage, while the liquid level measuring unit made in the form of a volumetric four-link parallelogram mechanism with a base link formed by parallel stiffeners on the carriage plate, the front ends of which are mounted ovans on the axes located in the holes of the indicated stiffeners, as well as two pairs of rods, a hollow sleeve with trunnions at the rear ends of the rods, a float located at the bottom of the hollow sleeve, and a sensing element in the form of a linear rechord mounted diagonally on the parallelogram mechanism, block measuring the average fluid flow rate contains vertical and horizontal blades, at the point of intersection of which and with equal distance from it along the blades are sensitive elements made in the form of a membrane with ü membranes of at least 100 mm 2 , coupled with strain gauge sensors, the blade of the unit for measuring the average fluid flow rate is mounted in the hollow sleeve of the parallelogram mechanism; the rod of the welded structure is made in the form of a pair of profiles of either round, or square, or rectangular sections and jumpers in the form of plates between them; each rack is equipped with a pair of bushings with collet grips for fixing the end of the rod and an axle with a threaded shank in the upper part of the rack; the carriage moving mechanism along the rod is made in the form of two pulleys placed with the possibility of free rotation on the trunnion pins of the racks, and a rope, the ends of which are placed on the carriage by means of tension, and the pulley branches are repeatedly covered by the rope; at least one pulley has a handle for rotating the pulley on the rack axle; each rope tension means is made in the form of a threaded sleeve, a hollow bolt installed in it with a conical cavity in the head and a truncated cone at the end of the rope, while the threaded sleeve is mounted on the stiffener of the carriage; the carriage is formed by a plate with stiffening ribs on one side and support rollers on the other side, mounted with coverage of the surface of the rods; the float, either in the form of a hollow torus or in the form of a hollow washer, is mounted coaxially to the hollow sleeve of the four-link parallelogram mechanism by means of a threaded sleeve and a lock nut on the threaded section of the said sleeve; the blade of the unit for measuring the average fluid flow rate is mounted in the hollow sleeve of the parallelogram mechanism by means of a rod and is fixed with a quick-release finger.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 показан расходомер жидких сред в открытых водоемах, вид в плане.Figure 1 shows a flow meter of liquid media in open reservoirs, a plan view.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, продольно-вертикальный разрез расходомера жидких сред в открытых водоемах.In Fig.2 is a section aa in Fig.1, a longitudinally vertical section of a flowmeter of liquid media in open reservoirs.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1, поперечно-вертикальный разрез блока измерения средней скорости потока жидкости.Figure 3 is a section bB in figure 1, a transverse vertical section of a unit for measuring the average fluid flow rate.

На фиг.4 - сечение В-В на фиг.1, поперечно-вертикальный разрез левой стойки механизма дистанционного управления по положению расходомера по ширине водоема.Figure 4 is a section bb in figure 1, a transverse vertical section of the left rack of the remote control mechanism for the position of the flow meter across the width of the reservoir.

На фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.1, продольно-вертикальный разрез каретки и штанги механизма дистанционного управления.In Fig.5 is a section GG in Fig.1, a longitudinally vertical section of the carriage and the rod of the remote control mechanism.

На фиг.6 - сечение Д-Д на фиг.3, продольно-вертикальный разрез чувствительного элемента для регистрации средней скорости потока жидкости.In Fig.6 is a section DD in Fig.3, a longitudinally-vertical section of a sensing element for recording the average fluid flow rate.

На фиг.7 - сечение Е-Е на фиг.1, поперечно-вертикальный разрез средств натяжения концов ветвей каната механизма дистанционного управления положения расходомера.In Fig.7 is a cross-section EE in Fig.1, a transverse vertical section of the means of tensioning the ends of the branches of the rope of the mechanism for remote control of the position of the flow meter.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.Information confirming the possibility of implementing the claimed invention are as follows.

Расходомер жидких сред в открытых водоемах (см. фиг.1 и 2) содержит блок 1 измерения уровня жидкости в виде поворотного рычага, поплавка 2, чувствительного элемента 3 для регистрации положения поплавка 2 относительно донной части водоема, блок 4 измерения средней скорости потока жидкости в виде погруженной в жидкость лопасти 5 с чувствительным элементом 6 и электронный блок приема и обработки электрических сигналов чувствительных элементов.The liquid flow meter in open reservoirs (see FIGS. 1 and 2) contains a liquid level measuring unit 1 in the form of a rotary lever, a float 2, a sensing element 3 for recording the position of the float 2 relative to the bottom of the reservoir, and a unit 4 for measuring the average liquid flow rate in in the form of a blade 5 immersed in a liquid with a sensing element 6 and an electronic unit for receiving and processing electrical signals of the sensing elements.

Расходомер жидких сред в открытых водоемах (см. фиг.1, 2, 4, 5 и 7) снабжен механизмом 7 дистанционного управления положением расходомера по ширине водоема 8. Механизм 7 дистанционного управления положением расходомера в виде блоков 1 и 4 выполнен в виде каретки 9 (фиг.1, 2 и 5), штанги 10, стоек 11 и 12, механизма 13 перемещения каретки 9 вдоль штанги 10.The liquid flow meter in open reservoirs (see FIGS. 1, 2, 4, 5 and 7) is equipped with a mechanism 7 for remote control of the flow meter position along the width of the reservoir 8. The mechanism 7 for remote control of the flow meter position in the form of blocks 1 and 4 is made in the form of a carriage 9 (figure 1, 2 and 5), the rod 10, the racks 11 and 12, the mechanism 13 for moving the carriage 9 along the rod 10.

Каретка 9 установлена с возможностью перемещения посредством соответствующего механизма вдоль штанги 10. Штанга 10 сварной конструкции размещена на стойках 11 и 12 с возможностью демонтажа и фиксации в рабочем положении. Стойки 11 и 12 установлены вертикально на бермах 14 и 15 открытого водоема 8 (см. фиг.1 и 2).The carriage 9 is mounted for movement by means of a suitable mechanism along the rod 10. The rod 10 of the welded structure is placed on the posts 11 and 12 with the possibility of dismantling and fixing in the working position. Racks 11 and 12 are installed vertically on the berm 14 and 15 of the open reservoir 8 (see figures 1 and 2).

На каретке 9 с возможностью демонтажа смонтированы блок 1 измерения уровня жидкости и блок 4 измерения скорости потока жидкости. Каретка 9 образована плитой 16 с ребрами жесткости 17 на одной стороне и на другой стороне - опорными роликами 18. Опорные ролики 18 парами размещены с охватом верхней и нижней поверхностей штанги 10.A block 1 for measuring the liquid level and a block 4 for measuring the velocity of the fluid flow are mounted on the carriage 9 with the possibility of dismantling. The carriage 9 is formed by a plate 16 with stiffening ribs 17 on one side and on the other side by support rollers 18. The support rollers 18 are arranged in pairs with coverage of the upper and lower surfaces of the rod 10.

Штанга 10 (см. фиг.1, 2 и 5) выполнена в виде пары профилей или круглого, или квадратного, или прямоугольного сечений и перемычек 19 в виде пластин между ними. Штанга 10 является базовым элементом, и к ее конструкции предъявлены высокие требования по материалоемкости, плоскостности, параллельности положения профилей и к геометрической форме сечения.The rod 10 (see figure 1, 2 and 5) is made in the form of a pair of profiles or round, or square, or rectangular sections and jumpers 19 in the form of plates between them. The rod 10 is a basic element, and its design has high requirements for material consumption, flatness, parallelism of the position of the profiles and the geometric shape of the section.

Каждая стойка 11(12) (фиг.2 и 4) в виде полой трубы снабжена парой втулок 20 и 21 для фиксации свободных концов 24 и 25 штанги 10. На верхнем конце стойки 11(12) смонтирована цапфа 26 с резьбовым хвостовиком 27 в верхней части. В цапфе 26 выполнены осевые и радиальные каналы для подачи консистентной смазки через пресс-масленку 28.Each rack 11 (12) (FIGS. 2 and 4) in the form of a hollow pipe is equipped with a pair of bushings 20 and 21 for fixing the free ends 24 and 25 of the rod 10. At the upper end of the rack 11 (12), a pin 26 with a threaded shank 27 is mounted in the upper parts. Axle and radial channels are made in pin 26 for supplying grease through a grease nipple 28.

Механизм 13 перемещения каретки 9 вдоль штанги 10 (см. фиг.1, 2, 4, 5 и 7) выполнен в виде двух шкивов 29 и 30, связанных канатом 31 с кареткой 9. Шкивы 29 и 30 размещены с возможностью свободного вращения на цапфах 26 стоек 11 и 12. В ступице каждого шкива 29 (30) запрессован подшипник скольжения 32 (фиг.4). Ветви каната 31 многократно охватывают шкивы 29 и 30. Концы 33 и 34 каната 31 посредством средств натяжения размещены на каретке 9 (фиг.7).The mechanism 13 for moving the carriage 9 along the rod 10 (see FIGS. 1, 2, 4, 5 and 7) is made in the form of two pulleys 29 and 30 connected by a rope 31 to the carriage 9. The pulleys 29 and 30 are placed with the possibility of free rotation on the pins 26 racks 11 and 12. In the hub of each pulley 29 (30), a sliding bearing 32 is pressed in (Fig. 4). The branches of the rope 31 repeatedly cover the pulleys 29 and 30. The ends 33 and 34 of the rope 31 by means of tension are placed on the carriage 9 (Fig.7).

Для управления положением каретки 9 на штанге 10 по крайней мере один шкив 29 имеет ручку 35 для вращения шкива 29, а через канат 31 и шкива 30, размещенных на цапфах 26 стоек 11 и 12.To control the position of the carriage 9 on the rod 10, at least one pulley 29 has a handle 35 for rotating the pulley 29, and through the rope 31 and the pulley 30 placed on the trunnions 26 of the racks 11 and 12.

Каждое средство натяжения каната 31 (см. фиг.7) выполнено в виде резьбовой втулки 36. Втулка 36 сварными швами зафиксирована на наклонном ребре 37 жесткости (см. фиг.5, 7 и 2). В резьбовой втулке 36 установлен полый болт 38 с конической полостью 39 в головке 40. В конической полости 39 болта 38 установлены конец 34 каната 31 с усеченным конусом 41. Усеченный конус 41 охватом установлен на конце 31 каната и на нем зафиксирован либо пайкой, либо обжимом, либо склеиванием с образованием неразъемного соединения. Осевые смещения шкивов 29, 30 на цапфах 26 стоек 11 и 12 ограничены шайбами 42 и средствами крепления 43 (фиг.4).Each means of tensioning the rope 31 (see Fig.7) is made in the form of a threaded sleeve 36. The sleeve 36 is welded to the inclined rib 37 stiffness (see Fig.5, 7 and 2). In the threaded sleeve 36, a hollow bolt 38 is installed with a conical cavity 39 in the head 40. In the conical cavity 39 of the bolt 38, the end 34 of the rope 31 with a truncated cone 41 is installed. The truncated cone 41 is mounted on the end 31 of the rope and is fixed either by soldering or crimping or by gluing to form an integral connection. The axial displacement of the pulleys 29, 30 on the trunnions 26 of the uprights 11 and 12 are limited by washers 42 and fastening means 43 (Fig. 4).

Каждому опорному ролику 18 придана форма поверхности профилей штанги 10. Опорный ролик 18 посредством подшипника 44 качения разовой смазки установлен на оси 45. Ось 45 с подшипником 44 посредством средств 46 крепления и дистанционной втулки 47 установлены на плите 16 каретки 9 механизма 7. Описанная конструкция каретки 9 обеспечивает ее перемещение вдоль штанги 10. Размещенный на механизме 7 дистанционного управления положением расходомера по ширине водоема 8 блок 1 измерения уровня жидкости выполнен в виде объемного четырехзвенного параллелограммного механизма (см. фиг.1, 2, 3 и 5). Базовое звено указанного механизма образовано параллельными ребрами 17 жесткости на плите 16 каретки 9. В отверстиях ребер 17 жесткости размещены оси 48. На осях 48 через дистанционную втулку и шарнир чувствительного элемента 3 размещены передние концы двух пар тяг 49. Задние концы тяг 49 посредством цапф 50 смонтированы на полой втулке 51. Поплавок 2 размещен в нижней части полой втулки 51.Each support roller 18 is given a surface shape of the rod profiles 10. The support roller 18 is mounted on an axis 45 through a rolling bearing 44 and a bearing 44 is mounted on the plate 16 of the carriage 9 of the mechanism 7 using the fastening means 46 and the distance sleeve 47. The described carriage design 9 provides its movement along the rod 10. Placed on the mechanism 7 for remote control of the position of the flowmeter along the width of the reservoir 8, the unit 1 for measuring the liquid level is made in the form of a three-dimensional parallelogram Wow mechanism (see figure 1, 2, 3 and 5). The base link of the specified mechanism is formed by parallel stiffening ribs 17 on the plate 16 of the carriage 9. Axles 48 are placed in the holes of the stiffening ribs 17. On the axles 48, the front ends of two pairs of rods 49 are placed through the spacer sleeve and the hinge of the sensing element 3. The rear ends of the rods 49 by means of pins 50 mounted on the hollow sleeve 51. The float 2 is located in the lower part of the hollow sleeve 51.

Поплавок 2 (см. фиг.2 и 3) либо в форме полого тора, либо в форме полой плоской шайбы смонтирован соосно полой втулке 51 четырехзвенного параллелограммного механизма посредством резьбовой муфты 52 и контргайки 53 на резьбовом участке упомянутой втулки 51.The float 2 (see FIGS. 2 and 3), either in the form of a hollow torus or in the form of a hollow flat washer, is mounted coaxially with the hollow sleeve 51 of the four-link parallelogram mechanism by means of a threaded sleeve 52 and a lock nut 53 on the threaded portion of the said sleeve 51.

Чувствительный элемент 3 (см. фиг.1 и 2) в виде линейного реохорда установлен по диагонали четырехзвенного параллелограммного механизма. Один из шарниров элемента 3 установлен на оси 48 каретки 9, а другой его шарнир смонтирован на нижней цапфе 50 полой втулки 51 (см. фиг.3).The sensitive element 3 (see figures 1 and 2) in the form of a linear rechord is installed along the diagonal of the four-link parallelogram mechanism. One of the hinges of the element 3 is mounted on the axis 48 of the carriage 9, and the other hinge is mounted on the lower pin 50 of the hollow sleeve 51 (see figure 3).

Блок 4 измерения средней скорости потока жидкости содержит вертикальные и горизонтальные лопасти 5 (фиг.3). Чувствительные элементы 6 размещены в точке пересечения лопастей 5 и с равным удалением от нее вдоль вертикальных и горизонтальных лопастей 5.Block 4 measuring the average fluid flow rate contains vertical and horizontal blades 5 (figure 3). Sensitive elements 6 are placed at the point of intersection of the blades 5 and with equal distance from it along the vertical and horizontal blades 5.

Фронтальной части каждой лопасти 5 придана заостренная форма с режущей кромкой 54 для разделения потоков жидкости (фиг.6). Вертикальная лопасть 5 блока 4 измерения средней скорости потока жидкости посредством штанги 55 смонтирована в полой втулке 51 (фиг.3) параллелограммного механизма и зафиксирована быстросъемным пальцем 56. На штанге 56 выполнена группа отверстий под диаметр пальца 56 для изменения положения блока 4 относительно поплавка 2.The frontal part of each blade 5 is given a pointed shape with a cutting edge 54 for separating fluid flows (Fig.6). The vertical blade 5 of the unit 4 for measuring the average liquid flow rate by means of the rod 55 is mounted in the hollow sleeve 51 (Fig. 3) of the parallelogram mechanism and is fixed with a quick-release finger 56. On the rod 56, a group of holes are made for the diameter of the finger 56 to change the position of the block 4 relative to the float 2.

Между частями лопасти 5 сварными швами закреплены втулки 57 с коническими внутренними поверхностями (фиг.6). Во втулке 57 установлен корпус 58 чувствительного элемента 6 блока 4 измерения скорости потока жидкости. Корпусу 58 придана форма полого усеченного конуса. Большим основанием конуса корпус 58 обращен против движения потока жидкости. На утолщенной части большого основания конуса на фронтальной части выполнена кольцевая канавка 59 для размещения уплотнительного кольца 60. На цилиндрической части утолщения корпуса 58 выполнена резьба 61 с мелким шагом для размещения крышки 62 в виде кольца. В крышке 62 выполнена канавка 63 для установки уплотнительного кольца 64. Диаметры уплотнительных колец 60 и 64 выполнены одинаковыми. Между кольцами 60 и 64 установлена мембрана 65. Мембрана 65 может быть выполнена как из тонкого углеродистого металлического листа, так из полиэтилена высокого давления или из пластических масс. Рабочая поверхность мембраны 65 выполнена с площадью 100 мм2 для упрощения всех расчетов и калибровки чувствительного элемента 6. Резьбовой крышкой 62 мембрана 65 зафиксирована между кольцами 60 и 64 на фронтальной части корпуса 58.Between the parts of the blades 5, welds are fixed to the sleeve 57 with conical inner surfaces (Fig.6). In the sleeve 57, a housing 58 of the sensing element 6 of the unit 4 for measuring the fluid flow rate is installed. Case 58 is shaped like a hollow truncated cone. The large base of the cone housing 58 is facing against the movement of the fluid flow. On the thickened part of the large base of the cone, an annular groove 59 is made on the front part to accommodate the sealing ring 60. On the cylindrical part of the thickening of the housing 58, a small thread 61 is made to accommodate the cover 62 in the form of a ring. A groove 63 is made in the cover 62 for installing the sealing ring 64. The diameters of the sealing rings 60 and 64 are made identical. A membrane 65 is installed between the rings 60 and 64. The membrane 65 can be made of either a thin carbon metal sheet, high-pressure polyethylene or plastics. The working surface of the membrane 65 is made with an area of 100 mm 2 to simplify all calculations and calibration of the sensing element 6. A threaded cap 62 membrane 65 is fixed between the rings 60 and 64 on the front of the housing 58.

На малом основании конуса в полости корпуса 58 в кольцевой канавке 66 размещено уплотнительное кольцо 67 для исключения попадания жидкости в полость корпуса 58. На цилиндрической части 68 корпуса 58 выполнена резьба для навинчивания фасонной гайки 69. Фасонной гайкой 69 корпус 58 зафиксирован во втулке 57 между лопастями 5.On the small base of the cone in the cavity of the housing 58, an o-ring 67 is placed in the annular groove 66 to prevent liquid from entering the cavity of the housing 58. On the cylindrical part 68 of the housing 58, a thread is made for screwing a shaped nut 69. With a shaped nut 69, the housing 58 is fixed in the sleeve 57 between the blades 5.

В цилиндрической части 68 корпуса 58 выполнены ступенчатые соосные цилиндрические отверстия для размещения чувствительного элемента 6 и гайки 70 для его фиксации на резьбовом хвостовике 71.In the cylindrical part 68 of the housing 58, stepped coaxial cylindrical openings are made for receiving the sensing element 6 and the nut 70 for fixing it on the threaded shank 71.

Чувствительный элемент 6 выполнен в виде стержня из закаленной углеродистой стали. Закругленная часть 72 стержня элемента 6 сопряжена с мембраной 65. На утонченной части 73 стержня наклеены тензорезисторные датчики 74 сопротивления. Токопроводящие концы датчиков 74 пропущены через радиальные и осевые каналы 75 в стержне чувствительного элемента 6.The sensitive element 6 is made in the form of a rod of hardened carbon steel. The rounded portion 72 of the rod of the element 6 is coupled to the membrane 65. On the thinned portion 73 of the rod are glued strain gauge resistance sensors 74. The conductive ends of the sensors 74 are passed through radial and axial channels 75 in the rod of the sensing element 6.

Электронный блок приема и обработки электрических сигналов включает блок усиления электрических сигналов с девятью чувствительными датчиками 6, блок регистрации десяти электрических сигналов с чувствительных датчиков 6 и 3 и отметчик времени через каждые 0,01 с и 0,1 с, блок питания напряжением 6 и 9 В, процессор для обработки цифровых данных с получением средних величин, ошибок измерений, точности, доверительного интервала, выбраковки случайных величин.The electronic unit for receiving and processing electrical signals includes a unit for amplifying electrical signals with nine sensitive sensors 6, a unit for recording ten electrical signals from sensitive sensors 6 and 3, and a timer every 0.01 s and 0.1 s, a power supply voltage of 6 and 9 B, a processor for processing digital data to obtain average values, measurement errors, accuracy, confidence interval, culling random values.

Расходомер жидких сред в открытых водоемах функционирует следующим образом.The flow meter of liquid media in open reservoirs operates as follows.

С незначительным удалением от берм 14 и 15 водоема 8 устанавливают стойки 11 и 12. Штангу 10 устанавливают по уровню. Концы 24 и 25 профилей штанги 10 цанговыми захватами 22 фиксируют во втулках 20 и 21 на стойках 11 и 12. На шкивы 29 и 30 наматывают ветви каната 31. Концы 33 и 34 каната 31 вместе болтами 38 устанавливают в резьбовые втулки 36. Вывинчиванием болтов 38 из резьбовых втулок 36 производят натяжение ветвей каната 31. Вращением шкива 30 посредством ручки 35 механизма 15 проверяют перемещение каретки 9 механизма 7 вдоль штанги 10.With a slight distance from the berms 14 and 15 of the reservoir 8, racks 11 and 12 are installed. The rod 10 is set in level. The ends 24 and 25 of the rod profiles 10 with collet grips 22 are fixed in the bushings 20 and 21 on the posts 11 and 12. The branches of the rope 31 are wound on the pulleys 29 and 30. The ends 33 and 34 of the rope 31 are installed together with the bolts 38 into the threaded sleeves 36. Unscrewing the bolts 38 from the threaded bushings 36, the branches of the rope 31 are tensioned. By rotating the pulley 30 by means of the handle 35 of the mechanism 15, the movement of the carriage 9 of the mechanism 7 along the rod 10 is checked.

Далее поплавок 2 опускают на поверхность водоема 8. За счет продольных тяг 49 объемного четырехзвенного параллелограммного механизма блок 1 измерения уровня жидкости вступает в работу. Чувствительный элемент 3 в виде линейного реохорда, установленный по диагонали параллелограмма, прямо пропорционально изменяет величину вертикального перемещения поплавка 2 по отношению к донной части водоема 8.Next, the float 2 is lowered to the surface of the reservoir 8. Due to the longitudinal rods 49 of the three-dimensional four-link parallelogram mechanism, the unit 1 for measuring the liquid level comes into operation. The sensing element 3 in the form of a linear rechord, mounted diagonally in a parallelogram, directly proportionally changes the magnitude of the vertical movement of the float 2 with respect to the bottom of the reservoir 8.

Пропускная способность водоема 8 определяется расчетом по формулеThe capacity of the reservoir 8 is determined by the calculation according to the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где FK - поперечное сечение канала, м2;where F K is the cross section of the channel, m 2 ;

V - средняя скорость течения потока жидкости, м/с.V is the average fluid flow rate, m / s.

Площадь сечения канала определяется следующим образом:The cross-sectional area of the channel is determined as follows:

Figure 00000002
Figure 00000002

где bcp - средняя ширина водоема, м;where b cp is the average width of the reservoir, m;

Hb - уровень воды в канале, м.H b - water level in the channel, m.

Уровень воды в канале определяют расчетом по формуле:The water level in the channel is determined by the calculation according to the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где Н - высота размещения верхней оси 48 от донной части водоема, м;where H is the height of the upper axis 48 from the bottom of the reservoir, m;

H1 - отметка размещения поплавка 2 от верхней оси 48 четырехзвенного параллелограммного механизма, м.H 1 - mark placement of the float 2 from the upper axis 48 of the four-link parallelogram mechanism, m

Таким образом чувствительным элементом 3 определяется величина отметки H1:Thus, the sensitive element 3 determines the value of the mark H 1 :

Figure 00000004
Figure 00000004

где k1 - коэффициент пропорциональности;where k 1 is the coefficient of proportionality;

h - отметка отклонения луча осциллографа на осциллограмме, фиксирующего положение поплавка 2 на поверхности водоема 8.h is the deviation mark of the oscilloscope beam on the oscillogram, fixing the position of the float 2 on the surface of the reservoir 8.

Средняя скорость течения потока жидкости в водоеме определяется по формуле:The average flow rate of a fluid in a pond is determined by the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где k2 - коэффициент пропорциональности;where k 2 is the coefficient of proportionality;

Pср - среднее усилие давления мембраны 65 на чувствительный элемент 6.P cf - the average pressure force of the membrane 65 on the sensing element 6.

Перед началом проведения исследований чувствительные элементы 6 подвергают статической и динамической калибровке. Электрические сигналы с чувствительных элементов 3 и 6 обрабатывались на ЭВМ по соответствующей программе.Before starting the research, the sensitive elements 6 are subjected to static and dynamic calibration. Electrical signals from the sensitive elements 3 and 6 were processed on a computer according to the corresponding program.

Таким образом, заявленный расходомер обеспечивает достижение указанного выше технического результата.Thus, the claimed flowmeter ensures the achievement of the above technical result.

Claims (9)

1. Расходомер жидких сред в открытых водоемах, содержащий блок измерения уровня жидкости в виде поворотного рычага, чувствительного элемента для регистрации положения поплавка, блок измерения средней скорости потока жидкости в виде погруженной в жидкость лопасти с чувствительным элементом и электронный блок приема и обработки сигналов чувствительных элементов, отличающийся тем, что он снабжен механизмом дистанционного управления положением расходомера по ширине водоема, выполненным в виде каретки, установленной с возможностью перемещения посредством соответствующего механизма вдоль штанги, концы которой зафиксированы в стойках, установленных на бермах открытого водоема, блок измерения уровня жидкости и блок измерения средней скорости потока смонтированы на каретке, при этом блок измерения уровня жидкости выполнен в виде объемного четырехзвенного параллелограммного механизма с образованным параллельными ребрами жесткости на плите каретки базовым звеном, двумя парами тяг, передние концы которых смонтированы на осях, размещенных в отверстиях указанных ребер жесткости, а также полой втулки с цапфами на задних концах тяг, поплавка, размещенного в нижней части полой втулки, и чувствительного элемента в виде линейного реохорда, установленного по диагонали параллелограммного механизма, блок измерения средней скорости потока жидкости содержит вертикальные и горизонтальные лопасти, в точке пересечения которых и с удалением от нее вдоль лопастей, размещены чувствительные элементы, выполненные в виде мембран, с площадью мембраны не менее 100 мм2, сопряженных с тензорезисторными датчиками, лопасть блока измерения средней скорости потока жидкости смонтирована в полой втулке параллелограммного механизма.1. A liquid flow meter in open water containing a unit for measuring the liquid level in the form of a rotary lever, a sensing element for recording the position of the float, a unit for measuring the average velocity of the liquid flow in the form of a blade immersed in the liquid with a sensing element, and an electronic unit for receiving and processing signals of the sensing elements , characterized in that it is equipped with a mechanism for remote control of the position of the flowmeter across the width of the reservoir, made in the form of a carriage mounted with the ability to change by means of the corresponding mechanism along the rod, the ends of which are fixed in the racks installed on the berms of the open reservoir, the liquid level measuring unit and the average flow rate measuring unit are mounted on the carriage, while the liquid level measuring unit is made in the form of a three-section parallelogram mechanism with parallel ribs formed stiffness on the carriage plate with a base link, two pairs of rods, the front ends of which are mounted on the axes located in the holes of the indicated ribs depth, as well as a hollow sleeve with trunnions at the rear ends of the rods, a float located at the bottom of the hollow sleeve, and a sensing element in the form of a linear rechord mounted diagonally on the parallelogram mechanism, the unit for measuring the average fluid flow rate contains vertical and horizontal blades, at intersections and the distance from it along the blades, are arranged sensing elements made in the form of membranes with a membrane area of at least 100 mm 2, strain sensors associated with, the blade unit measuring the average flow rate of fluid is mounted in a parallelogram mechanism a hollow sleeve. 2. Расходомер по п.1, отличающийся тем, что штанга сварной конструкции выполнена в виде пары профилей или круглого, или квадратного, или прямоугольного сечения и перемычек в виде пластин между ними.2. The flow meter according to claim 1, characterized in that the rod of the welded structure is made in the form of a pair of profiles, either round, or square, or rectangular section and jumpers in the form of plates between them. 3. Расходомер по п.1, отличающийся тем, что каждая стойка снабжена парой втулок с цанговыми захватами для фиксации конца штанги и цапфой с резьбовым хвостовиком в верхней части стойки.3. The flow meter according to claim 1, characterized in that each rack is equipped with a pair of bushings with collet grips for fixing the end of the rod and an axle with a threaded shank in the upper part of the rack. 4. Расходомер по п.1, отличающийся тем, что механизм перемещения каретки вдоль штанги выполнен в виде двух шкивов, размещенных с возможностью свободного вращения на цапфах стоек, и каната, концы которого посредством средств натяжения размещены на каретке, а ветви каната многократно охватывают шкивы.4. The flow meter according to claim 1, characterized in that the mechanism for moving the carriage along the rod is made in the form of two pulleys placed with the possibility of free rotation on the trunnion of the racks, and a rope, the ends of which are placed on the carriage by means of tension, and the pulley branches repeatedly cover the pulleys . 5. Расходомер по п.4, отличающийся тем, что по крайней мере один шкив имеет ручку для вращения шкива на цапфе стойки.5. The flow meter according to claim 4, characterized in that at least one pulley has a handle for rotating the pulley on the rack pin. 6. Расходомер по п.4, отличающийся тем, что каждое средство натяжения каната выполнено в виде резьбовой втулки, установленного в ней полого болта с конической полостью в головке и усеченного конуса на конце каната, при этом резьбовая втулка установлена на ребре жесткости каретки.6. The flow meter according to claim 4, characterized in that each rope tensioning device is made in the form of a threaded sleeve, a hollow bolt installed in it with a conical cavity in the head and a truncated cone at the end of the rope, while the threaded sleeve is mounted on the stiffener of the carriage. 7. Расходомер по п.1, отличающийся тем, что каретка образована плитой с ребрами жесткости на одной стороне и опорными роликами на другой стороне, установленными с охватом поверхности штанги.7. The flow meter according to claim 1, characterized in that the carriage is formed by a plate with stiffeners on one side and support rollers on the other side, installed with coverage of the surface of the rod. 8. Расходомер по п.1, отличающийся тем, что поплавок либо в форме полого тора, либо в форме полой шайбы смонтирован соосно полой втулке четырехзвенного параллелограммного механизма посредством резьбовой муфты и контргайки на резьбовом участке упомянутой втулки.8. The flow meter according to claim 1, characterized in that the float either in the form of a hollow torus or in the form of a hollow washer is mounted coaxially with the hollow sleeve of the four-link parallelogram mechanism by means of a threaded sleeve and a lock nut on the threaded section of the said sleeve. 9. Расходомер по п.1, отличающийся тем, что лопасть блока измерения средней скорости потока жидкости смонтирована в полой втулке параллелограммного механизма посредством штанги и зафиксирована быстросъемным пальцем. 9. The flow meter according to claim 1, characterized in that the blade of the measuring unit of the average fluid flow rate is mounted in the hollow sleeve of the parallelogram mechanism by means of a rod and is fixed with a quick-release finger.
RU2008117257/28A 2008-04-29 2008-04-29 Flowmetre for fluids in open basins RU2375681C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008117257/28A RU2375681C1 (en) 2008-04-29 2008-04-29 Flowmetre for fluids in open basins

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008117257/28A RU2375681C1 (en) 2008-04-29 2008-04-29 Flowmetre for fluids in open basins

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2375681C1 true RU2375681C1 (en) 2009-12-10

Family

ID=41489698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008117257/28A RU2375681C1 (en) 2008-04-29 2008-04-29 Flowmetre for fluids in open basins

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2375681C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110657863A (en) * 2019-11-01 2020-01-07 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 Top-mounted lever type buoy liquid level meter for asphalt storage tank
CN112013913A (en) * 2020-08-31 2020-12-01 江苏方建质量鉴定检测有限公司 Liquid flow measuring device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1106690A (en) * 1965-05-20 1968-03-20 Rene Bouguet Improvements in or relating to detection apparatus
US5275042A (en) * 1990-10-04 1994-01-04 Isco, Inc. Variable gate flow analyzing method and apparatus
RU2251080C1 (en) * 2003-07-30 2005-04-27 Закрытое акционерное общество "ТЕХНО-Т" Flow meter for open reservoirs
RU2307327C2 (en) * 2005-07-04 2007-09-27 Алексей Федорович Писарев Flow meter for measuring fluid flow in open reservoirs

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1106690A (en) * 1965-05-20 1968-03-20 Rene Bouguet Improvements in or relating to detection apparatus
US5275042A (en) * 1990-10-04 1994-01-04 Isco, Inc. Variable gate flow analyzing method and apparatus
RU2251080C1 (en) * 2003-07-30 2005-04-27 Закрытое акционерное общество "ТЕХНО-Т" Flow meter for open reservoirs
RU2307327C2 (en) * 2005-07-04 2007-09-27 Алексей Федорович Писарев Flow meter for measuring fluid flow in open reservoirs

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110657863A (en) * 2019-11-01 2020-01-07 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 Top-mounted lever type buoy liquid level meter for asphalt storage tank
CN112013913A (en) * 2020-08-31 2020-12-01 江苏方建质量鉴定检测有限公司 Liquid flow measuring device
CN112013913B (en) * 2020-08-31 2024-05-10 江苏方建质量鉴定检测有限公司 Liquid flow measuring device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0046965A1 (en) Method and device for determining mass flow dynamically and independent of fluid density
RU2375681C1 (en) Flowmetre for fluids in open basins
CN205280750U (en) Different silt content velocity of water flow survey devices of self -recording formula
CN105466401B (en) A kind of sheet flow roll wave measuring system and method based on ultrasonic sensor
CN2777677Y (en) Water tank for teaching experiment
CN218725006U (en) Waterproof testing arrangement is used in instrument and meter manufacturing
CN104880387B (en) One kind measures repellency soil contact angle experimental rig
CN204694592U (en) A kind of measurement repellency soil contact angle test unit
CN105466527B (en) A kind of sheet flow roll wave measuring system and method based on electromagnetic sensor
CN205909820U (en) Sheet flow roll wave measuring device based on ultrasonic sensor
CN106679774A (en) Ultrasonic open-channel flowmeter liquid level error on-site detection apparatus and method
CN208309658U (en) A kind of annular feeler inspection device detecting bucket foundation sinking process side friction
CN202359541U (en) Three-factor static penetrometer arranged on centrifugal machine
CN102493423B (en) Onboard three-factor static penetrometer for centrifuge
CN206074603U (en) A kind of oil plant acidity simulation detection system
CN204214586U (en) The device of pressure change in a kind of on-line monitoring breakthrough experiment
CN206531550U (en) Ultrasonic open channel flowmeter level error on-site detecting device
CN104458424B (en) The real-time precision measurment device that in super large triaxial test, a kind of sample body becomes
CN209727167U (en) A decentralized rising spring flow measuring device
CN111257028A (en) Experimental device for on-line testing of unsteady friction of pigs under fully lubricated conditions
CN217981531U (en) Flow velocity and flow monitoring device for flood control and drought control
CN211262351U (en) Flow monitoring sensor
CN216954512U (en) Special water level of hydraulic engineering design and velocity of flow detection device
CN105509605A (en) Length meter
CN219589750U (en) Ultrasonic flowmeter convenient to it is fixed

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100430