СЧЕТЧИК ГАЗА И ЖИДКОСТИ Российский патент 1999 года по МПК G01F3/04 G01F3/10 

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано, например, для строгого учета сжигаемого на котельных и тепловых электростанциях топлива, бытовых (производственных) расходов воды, газа и других жидких и газообразных энергоносителей, транспортируемых по трубам.

Известно большое количество методов измерений и конструкции измерителей удельных и общих расходов жидкостей или газов, которые прямо или косвенно измеряют основные параметры, характеризующие расход: переменный перепад давлений, переменный уровень, гидродинамический напор, вес, объем, скорость и т.д.

Их разнообразие объясняется стремлением повысить точность, надежность и долговечность приборов расхода.

Наиболее точные результаты (± 0,1 - 0,51%) дает применение объемных методов дозирования, при которых отсекается подвижными элементами определенная доза измеряемого материала.

Различают счетчики поршневые с цилиндрическим, дисковым и кольцевым поршнем, винтовые, с овальными шестернями, турбинные, струйные, тепловые, тарельчатые и т.д.

Однако они сложны по конструкции, требуют особой тщательности при изготовлении и высокой культуры обслуживания, могут измерять только чистые, без механических примесей материалы.

Известны также более простые крыльчато-тахометрические расходомеры, в которых основным чувствительным элементом является крыльчатка, скорость вращения которой пропорциональна расходу рабочей среды в трубе.

Но точность измерений таких расходомеров (± 0,5%) меньше, чем, например, поршневых и зависит от отношения максимального расхода к минимальному, которое не должно быть более 1:10.

При расходах Q>(0,1-1)Q_max их точность уменьшается из-за нарушения линейной зависимости числа оборотов крыльчатки от величины расхода.

Особенно не благополучно в настоящее время с учетом сжигаемого топлива на тепловых электростанциях и котельных, а также с учетом бытовых и производственных нужд воды и газа, поскольку приборов, в полной мере удовлетворяющих требованиям надежности, точности, долговечности и низкой себестоимости, до сих пор не предложено.

Наиболее близким к заявляемому (прототипом) может быть принят счетчик газа, содержащий корпус с двумя камерами, измерительный преобразователь и выходные валы, связанные между собой и соединенные со счетным устройством (Кремлевский П.П., Расходомеры и счетчики количества, с. 335-337, рис.189).

Усложненность конструкции из-за наличия трех роторов, которые необходимо синхронизировать, препятствует его широкому распространению.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение - упрощение прибора, повышение его точности, надежности и долговечности.

Результат достигается тем, что измерительный преобразователь выполнен в виде двух колеблющихся прямоугольных створок, расположенных в камерах и изменяющих свою длину при движении за счет шарнирного соединения двух частей каждой створки. При этом створка подвижно закреплена одним концом на неподвижной оси корпуса, другим - на кривошипе вращающегося диска, утопленного заподлицо с внутренней поверхностью стенки корпуса, а выходные валы, которыми снабжены диски, связаны между собой с обеспечением смещения фазы движения створок на 180^o.

Сущность изобретения заключается в том, что измеряемая среда отсекается и препровождается в двух измерительных камерах попеременно то одной, то другой створкой под действием разности давлений до и после счетчика, обеспечивая вращение дисков по 180^o каждой створкой и измерение количества счетным устройством и информационным блоком.

Проведенный патентный поиск показал отсутствие счетчиков жидкости и газа с предлагаемой совокупностью признаков.

Таким образом, в данном случае известные элементы объединены новыми связями, придают счетчику новые свойства, проявившееся в положительных эффектах, вследствие чего решение может быть признано имеющим изобретательский уровень.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез прибора в варианте синхронизации двух выходных валов, когда измерительные камеры располагаются рядом; на фиг. 2 показан его разрез по осям первой по ходу створки.

Счетчик газа и жидкости содержит неподвижный корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и двумя измерительными камерами 4, в которых располагаются две колеблющиеся створки 5, подвижно закрепленные на неподвижных осях 6 и кривошипах 7 дисков 8 с выходными валами 9.

Каждая створка 5 состоит из двух равных или неравных частей 5 а и 5 б, соединенных между собой при помощи шарнира 10.

Створка 5 имеет двутавровое сечение, что обеспечивает необходимую герметичность минимальных технологических зазоров между створкой 5 и стенками измерительных камер 4. Причем края двутаврового сечения могут выполняться с утончением, усиливающим герметизацию за счет давления измеряемой среды.

Что касается герметичности по шарнирным соединениям, то она обеспечивается необходимой длиной стыка за счет величины (диаметра) шарнира при минимальном технологическом зазоре и может быть усилена эластичной накладкой П.

Диски 8 утоплены заподлицо с внутренней стенкой корпуса 1 таким образом, что составляют единую поверхность и не нарушают герметичности между створкой 5 при ее скольжении по внутренней стенке корпуса 1 и диску 8.

При этом створки 5 из-за четкой фиксации в осях 6, 7 и 10 не прижимаются к стенкам измерительных камер 4, что определяет нужную долговечность прибора.

Кроме кривошипов 7, диски 8 снабжены также валами 9, выходящими на одну сторону прибора.

Для разнесения работы створок 5 по фазе движения на 180^o валы 9 связаны шестернями 12 и соединены со счетным устройством 13.

Для полной герметичности счетное устройство и выходной вал могут закрываться прозрачным колпаком (на чертеже не показаны).

Смещение по фазе движения на 180^o обеспечивает в любой момент времени перекрытие проходного сечения одной из створок 5, отсечение определенного объема измеряемой среды, препровождение его по ходу движения в одной измерительной камере 4, передача другой створке 5, отсечение нового объема, последующая передача другой створке 5 и т.д.

При движении створок 5 расстояние между ее концами изменяется за счет складывания и в момент передачи (перехода) измеряемого объема из одной камеры 4 в другую одна из створок 5 открывает проходное сечение и не препятствует свободному току измеряемой среды.

Перемещение одной из створок 5 за счет разности давлений до и после счетчика и кинематическая связь между ними обеспечивают возвращение назад в исходное положение другой створке 5. При этом вместе со створкой 5 перемещается и кривошип 7 диска 8 вместе с выходным валом 9.

Таким образом, работоспособность прибора обеспечивается вращением диска 8 и выходного вала 9 на 180^o одной створкой 5 и завершение полного оборота (360^o) другой створкой и т.д.

Изменение тока измеряемой среды на обратный определит обратное вращение выходного вала 9 и, следовательно, вычитание показаний счетчика в объемном или весовом выражении. При этом точность измерений не меняется, как не меняется и при изменении скорости расхода.

Измерение скорости вращения выходного вала 9 тахометром любой конструкции дает удельный расход или расход перекачиваемой среды в единицу времени.

Счетчик содержит измерительный преобразователь в виде двух прямоугольных створок, каждая из которых одним концом закреплена на неподвижной оси, а другим - на кривошипе вращающегося диска. Створки выполнены из двух частей, соединенных шарнирно. Диски утоплены заподлицо с внутренними стенками корпуса. Выходные валы, которыми снабжены диски, связаны шестернями для обеспечения смещения фазы движения створок на 180^o и соединены со счетным устройством. Счетчик имеет простую конструкцию, что обеспечивает его низкую себестоимость, и обладает повышенной долговечностью и надежностью. 2 ил.

Счетчик газа или жидкости, содержащий корпус с двумя камерами, измерительный преобразователь и выходные валы, связанные между собой и соединенные со счетным устройством, отличающийся тем, что измерительный преобразователь выполнен в виде двух колеблющихся прямоугольных створок, расположенных в камерах и изменяющих свою длину при движении за счет шарнирного соединения двух частей каждой створки, закрепленной одним концом на неподвижной оси корпуса, а другим - на кривошипе вращающегося диска, утопленного заподлицо с внутренней поверхностью стенки корпуса, а выходные валы, которыми снабжены диски, связаны между собой с обеспечением смещения фазы движения створок на 180^o.