книги из ГПНТБ / Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник

Таким образом, уравнение для момента силы принимает .вид:

Рис. 86. Схема турбинного инерционного расходомера.

измеряемом потоке, может быть использована энергия самого потока.

На рис. 86 представлена схема турбинного расходомера с эле­ ктроприводом. Синхронный электродвигатель 1 вращает через

редуктор с постоянной скоростью крыльчатый ротор 2, лопатки которого параллельны оси вращения. Это вращение передается протекающему потоку жидкости, которая, выйдя из лопаток ро­ тора, оказывает давление на лопатки 4 ведомой турбинки, кото­ рые также параллельны оси вращения. При этом турбинка пово­ рачивается на некоторый угол, определяемый равенством момен­ та силы, создаваемого потоком, и момента сил спиральной пру­ жины 3, внутренний конец которой укреплен на оси турбинки, а внешний — на неподвижном основании. Угол поворота турбинки с помощью магнитной муфты 5 и вращающегося трансформато­ ра 6 передается к вторичному прибору, который может быть от­ градуирован в единицах расхода вещества.

Расходомеры подобных типов отличает небольшая инерцион­ ность, характеризующаяся постоянной -времени 0,5—-1 с, что по­ зволяет производить измерения при частых и резких колебаниях расхода.

Приборы типа ВТ обеспечивают измерение расхода в преде­

рис. 87 приведена схема устройства автоматических порцион­ ных весов (тип 1М-100-2), предназначенных, для автоматичес­ кого взвешивания муки, поступающей непрерывным потоком. Мука подается через воронку питателя 5 в ковш 9, под­ вешенный на правом плече равноплечего коромысла 2, на кото­ ром укреплен гиредержатель / с гирями, соответствующими по массе заданной величине порции. Рыхление поступающей муки осуществляется с помощью лопастного рыхлителя, приводимого

в движение от электродвигателя 4. По мере наполнения мукой ковш 9 перемещается вниз, при этом заслонка питателя 5 час­ тично перекрывает поток муки и резко уменьшает ее поступле­ ние в ковш. После этого наступает второй этап взвешивания — досыпка. -Когда масса в ковше достигнет заданной, срабатывает автоматический механизм весов: заслонка полностью перекры­ вает подачу муки, открывается днище ковша и взвешенная пор­ ция высыпается в приемное устройство. После закрытия днища цикл повторяется, а счетчик количества отвесов 7 фиксирует от­ вешенную порцию. Точность взвешивания регулируется переме­ щением гири 3 регулятора. Весы закрываются кожухом 6. Все узлы весов крепятся на литой раме 8. В весах предусмотрена блокировка, обеспечивающая невозможность открытия днища ковша 9 при открытой заслонке питателя 5. Пределы взвешива­ ния весов 40—80 кг; класс точности 0,1; производительность 1—5 т/ч.

Отечественной промышленностью выпускается большая но­ менклатура автоматических весовых дозаторов сыпучих мате­ риалов различных конструкций и назначения. Они предназна­ чены для автоматического дозирования, но могут быть исполь­ зованы и как массовые расходомеры.

§ 5 . РАСХОДОМЕРЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

РАСХОДОМЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИИ

В основу метода измерения расхода с помощью расходоме­ ров переменного перепада давлений положено явление, заклю­ чающееся в изменении потенциальной энергии (статического давления) вещества, протекающего через местное сужение в трубопроводе. В качестве сужающих устройств применяются различные диафрагмы и сопла.

Диафрагма представляет собой тонкий диск, установленный так, что его отверстие располагается концентрично внутреннему сечению трубопровода (рис. 88). При протекании потока жидко­ сти или газа в трубопроводе с диафрагмой сужение их начина­ ется до диафрагмы. На некотором расстоянии за ней под дейст­ вием сил инерции поток сужается до минимального сечения, а далее постепенно расширяется до полного сечения трубопро­ вода. Перед диафрагмой и после нее образуются зоны завихре­ ния. Давление струи около стенки вначале возрастает из-за под­ пора перед диафрагмой. За диафрагмой оно снижается до ми­ нимума, затем снова повышается, но не достигает прежнего

переходит в кинетическую. В результате средняя скорость потока в суженном сечении повышается, а статическое давление в этом

мерность распределения скоростей по сечению, потока, всегда имеющая место под влиянием вязкости реальной жидкости и тре­ ния ее о трубопровод и сужающее устройство. Кроме того, это

вместо площади сечения потока в наиболее суженном месте F2 использована площадь отверстия сужающего устройства F0.

Указанные отклонения, имеющие место при реальных измере­ ниях, учитываются с помощью общего коэффициента а — коэф­ фициента расхода. В этом случае уравнение для объемного рас­ хода принимает вид

где Q 0 — объемный расход, м3/с,*

А р ' — перепад давлений, измеренный непосредственно у, торцов сужающего устройства, Па;

F 0 — площадь отверстия сужающего устройства, м2 .

Массовый расход (в кг/с) равен произведению объемного рас­ хода на плотность жидкости

дифференциальных манометров, предназначенных для измере­ ния перепада давлений.

Методика и порядок расчета стандартных сужающих уст­ ройств для измерения расхода определены специальным норма­ тивным документом, утвержденным Государственным комите­ том стандартов Совета Министров СССР «Правилами 28—64 измерения расхода жидкостей, газов и паров стандартными ди­ афрагмами и соплами».

Сужающие устройства, используемые для создания перепа­ да давлений, могут быть нормальными и специальными. К нор­ мальным относятся нормальные диафрагмы и сопла и сопла

Вентури, для которых коэффициенты расхода достоверны и вос­ производимы, поэтому они рассчитываются и не требуют инди­ видуальной градуировки.

Нормальная диафрагма, показанная на рис. 89, является • наиболее простым и распространенным устройством, которое рассчитывается и применяется без градуировки для трубопро­ водов диаметром от 50 мм и выше. Она представляет собой тон­

ма строго концентрично со стенками трубопровода. Для изго­

форму и остроту кромки. Обычно это различные стали, часто нержавеющие. При больших диаметрах трубопроводов диафраг­ ма может изготовляться без конического расширения. Отбор давлений осуществляется либо с помощью кольцевых камер,, как это показано на рис. 90, а, либо через отдельные отверстия (рис, 90,6). Диафрагма с кольцевыми щелями для отбора дав­ ления удобна и точна, но недостатком ее является большая тол­ щина и металлоемкость, а также некоторая трудность изготов­ ления. Как правило, такие диафрагмы изготовляются на.приборостроительных заводах, по данным, представляемым заказчи­ ком. Размеры а, Ъ, с, е, Е, h, указанные на рисунке, нормализо­ ваны и выбираются в зависимости от размеров D и d.

Нормальные сопла, показанные на рис. 90, применяются для измерения расхода перегретых газов и паров, а также агрессив­ ных жидкостей. По сравнению с диафрагмами измерение с по­ мощью сопел более точно. Особое внимание обращается на тща­ тельность изготовления сопел, кромки их должны быть острыми и без заусенцев. Отбор давления так же, как и у диафрагм, осу­ ществляется с помощью кольцевых камер (а) или отдельных

меняются редко, так как они дороже, а потери напора в них не

обходима высокая точность их обработки и индивидуальная та­

проходным отверстием. Для изготовления этих типов диафрагм требуются специальные данные о коэффициенте расхода. Но даже если диафрагмы рассчитаны, целесообразно после уста­ новки произвести их индивидуальную калибровку в рабочих условиях.

Интеграторы расходомеров. Как было сказано в начале пара­ графа, в комплекте с сужающими устройствами в качестве из­ мерительных приборов используются различные дифференци­ альные манометры, рассмотренные в предыдущей главе. Мно­ гие модификации дифференциальных манометров снабжены специальными интеграторами, предназначенными для интегри­ рования расхода по времени. Принципиальная кинематическая

схема интегратора дифманометра приведена на рис. 91. Ва­ лик 4 интегратора с насаженным на нем кулачком 2 постоянно вращается с частотой вращения 0,1667 с - 1 (10 об/мин) от мало­ мощного синхронного микродвигателя через шестерню 5. Это вращение через ролик 3 приводит в качательное движение отно­ сительно оси 7 рычаг 21, имеющий щуп 20, который периодиче-

Рис. 91. Принципиальная кинематическая схема интегратора дифманометра.

ски соприкасается с лекалом 19, когда ролик 3 выходит из за-« цепления с кулачком 2. Величина угла качания рычага 21 зави­ сит от положения лекала, а профиль лекала рассчитан так, чтобы этот угол был прямо пропорционален величине расхода измеряемой среды. Лекало в свою очередь связано с осью 17, на которой жестко закреплен рычаг 16 с пером прибора. Таким образом, угол поворота оси 17 прямо пропорционален измене­ нию измеряемой (интегрируемой) физической величины (расхо­ ду, массе, объему), передаваемой к интегратору с помощью рычага 11.

Качательное движение рычага 21 посредством оси 7 переда­ ется на муфту 6, которая суммирует углы поворота только вод­ ном направлении и передает их с помощью зубчатой передачи 8 на счетный механизм 10 и стрелку счетчика 9. Для исключе­ ния влияния движения рычагов интегратора на показания при-