УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИСОЕДИНЕНИЯ РАСХОДОМЕРА Российский патент 1999 года по МПК G01F15/18 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для подключения расходомера к пневмо- или гидромагистралям, работающим под давлением, и может быть использовано при установке расходомеров горячей и холодной воды в системах водоснабжения жилых и административных изделий, а также в технологических линиях и испытательных установках в нефтяной, химической, машиностроительной и др. отраслях промышленности.

Известно устройство для присоединения расходомера, которое содержит входной и выходной патрубки для присоединения расходомера к магистрали (см., например, патент РФ N 2044279, кл. G 01 F 1/06, опубл. 1995).

Известное устройство предусматривает установку измерительного прибора (турбинно-тангенциального водосчетчтка) непосредственно в магистраль, то есть весь поток жидкости, суммарный расход которой необходимо измерить, проходит через измерительный прибор. К недостаткам указанного устройства можно отнести сравнительно большую трудоемкость его установки в уже эксплуатируемых линиях. Так установка расходомера, например, в действующих поквартирных вводах жилых зданий, требует вырезки патрубков в действующий трубопровод и длительного перекрытия для этого действующей магистрали. При этом следует отметить неудобства, которые испытывают потребители при выполнении работ по установке расходомера.

Известно устройство для присоединения расходомера, которое содержит механизм для коммутации потока с полым цилиндрическим корпусом для присоединения к корпусу тройника и с клапаном для перекрытия потока, и узел управления (см. например, авторское свидетельство СССР N 1326895, кл. G 01 F 15/18, опубл. 1987).

Известное устройство частично устраняет недостатки описанного выше аналога, поскольку позволяет обеспечить установку расходомера в действующую магистраль через тройник (корпус вентиля). Однако с помощью известного устройства невозможно осуществить измерение суммарного расхода потока жидкости в процессе подачи его к потребителю, поскольку для измерения расхода основной поток к потребителю перекрывается клапаном и только тогда осуществляется измерение расхода. Указанное обстоятельство ограничивает область использования указанного устройства при установке счетчиков расхода холодной и горячей воды в действующих поквартирных вводах систем холодного и горячего водоснабжения жилых и административных зданий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для присоединения расходомера, включающее механизм для коммутации потока, который содержит полый цилиндрической корпус для присоединения к корпусу запорного вентиля, установленную коаксиально внутри корпуса и жестко соединенную с последним дистанционную трубку, сообщенный с выходным патрубком запорного вентиля посредством полости патрубок для присоединения к выходному каналу расходомера и установленный с возможностью полного или частичного перекрытия канала для подвода тока к выходному каналу расходомера клапан для перекрытия потока, и узел управления, корпус которого закреплен на корпусе механизма для коммутации потока и выполнена с каналом для подвода потока к выходному каналу расходомера (см. например, патент Германии N 4124106, кл. G 01 F 15/18, опубл. 1992).

Известное устройство обеспечивает возможность измерения суммарного расхода жидкости потребителем при одновременном снижении трудоемкости установки расходомера в эксплуатируемых системах водоснабжения, а также позволяет перекрыть, в случае необходимости, систему водоснабжения.

Недостатками известного устройства являются высокие потери гидростатического напора жидкости между входным и выходным патрубками запорного вентиля, а также сложность конструкции.

Технический результат, создаваемый заявленным изобретением, состоит в снижении потерь гидростатического напора жидкости между входным и выходным патрубками запорного вентиля за счет снижения гидравлического сопротивления деталей устройства для присоединения расходомера по пути следования потока жидкости при одновременном упрощении конструкции устройства.

Для достижения указанного результата в устройстве для присоединения расходомера, включающем механизм для коммутации потока, который содержит полый цилиндрический корпус для присоединения к корпусу запорного вентиля, установленную коаксиально внутри корпуса и жестко соединенную с последним дистанционную трубку, сообщенный с выходным патрубком запорного вентиля посредством полости патрубок для присоединения к выходному каналу расходомера и установленный с возможностью полного или частичного перекрытия канала для подвода потока к входному каналу расходомера клапан для перекрытия потока, и узел управления, корпус которого закреплен на корпусе механизма для коммутации потока и выполнен с каналом для подвода потока к выходному каналу расходомера, дистанционная трубка выполнена ступенчатой формы, при этом полость образована наружной поверхностью цилиндрической ступени меньшего диаметра дистанционной трубки и внутренней поверхностью корпуса механизма для коммутации потока.

В частном случае выполнения механизм для коммутации потока может иметь соединительную трубку для присоединения патрубка механизма для коммутации потока к выходному каналу расходомера. При таком варианте конструктивного выполнения устройства облегчается съем показаний расходомера при установке его в труднодоступных местах.

Кроме того узел управления может быть выполнен с установленным с возможностью ограниченного осевого перемещения выходным звеном, при этом клапан механизма для коммутации потока соединен с выходным звеном узла управления. При таком варианте конструктивного выполнения узла управления обеспечивается при необходимости более надежное перекрытие потока жидкости потребителем.

Кроме того узел управления может быть выполнен с установленным с возможностью ограниченного поворота вокруг своей оси выходным звеном, а клапан механизма для коммутации потока - в виде шайбы с проходным каналом, которая кинематически связана с выходным звеном, что обеспечивает повышение срока службы узла управления и, следовательно, всего устройства в целом.

Кроме того корпус механизма для коммутации потока может быть выполнен с резьбовым участком для присоединения к корпусу запорного вентиля, при этом соединения корпуса механизма для коммутации потока соответственно с дистанционной трубкой и с корпусом узла управления выполнены резьбовыми. При таком варианте конструктивного выполнения устройства облегчается его монтаж и при необходимости замена вышедших из строя деталей и узлов.

Кроме того устройство для присоединения расходомера может иметь уплотнительные элементы, которые расположены в местах соединения корпуса механизма для коммутации потока с корпусом узла управления, что повышает эксплуатационную надежность устройства за счет снижения утечек жидкости через места соединения деталей и узлов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство для присоединения расходомера при установке его в рабочее положение, на фиг. 2 - один из вариантов конструктивного выполнения клапана для перекрытия потока, на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 2 и фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Устройство для присоединения расходомера содержит механизм для коммутации потока с полым корпусом 1 цилиндрической формы. Один из концов полого корпуса 1 механизма для коммутации потока жестко соединен с корпусом 2 запорного вентиля. Корпус 2 запорного вентиля установлен в магистрали 3 действующей системы холодного и горячего водоснабжения и имеет входной патрубок 4 и выходной патрубок 5. Коаксиально внутри корпуса 1 механизма для коммутации потока установлена дистанционная трубка 6. Дистанционная трубка 6 жестко соединена с корпусом 1, например с помощью прессового соединения. Дистанционная трубка 6 имеет ступенчатую форму с образованием цилиндрической ступени 7 меньшего диаметра. Цилиндрическая ступень 7 на дистанционной трубке 6 может быть технологически образована при литье дистанционной трубки 6 или путем выполнения при механической обработке заготовки проточки на части длины дистанционной трубки 6. Полый корпус 1 механизма для коммутации потока выполнен с патрубком 8 для подвода потока к выходному каналу 9 расходомера 10. Расходомер 10 имеет входной канал 11. В качестве расходомера 10 может быть использован, например, турбино-тангенциальный водосчетчик известной конструкции. На втором конце корпуса 1 механизма для коммутации потока закреплен корпус 12 узла 13 управления. Корпус 12 узла 13 управления выполнен с каналом 14 для подвода потока к входному каналу 11 расходомера 10. Канал 14 в корпусе 12 узла 13 управления сообщен с полостью 15 дистанционной трубки 6. Механизм для коммутации потока имеет клапан 16, который установлен с возможностью полного или частичного перекрытия канала 14 в корпусе 12 узла 13 управления. Полость 15 дистанционной трубки 6 сообщена с входным патрубком 4 корпуса 2 запорного вентиля. Наружная поверхность цилиндрической ступени 7 меньшего диаметра дистанционной втулки 6 и внутренняя поверхность корпуса 1 механизма для коммутации потока образуют полость 17, которая сообщена с патрубком 8 для присоединения к выходному каналу 9 расходомера 10 и с выходным патрубком 5 корпуса 2 запорного вентиля.

Механизм для коммутации потока может быть выполнен с соединительной трубкой 18. С помощью соединительной трубки 18 выходной патрубок 9 расходомера 10 сообщен с патрубком 8 полого корпуса 1 механизма для коммутации потока. Соединения трубки 18 соответственно с выходным патрубком 9 расходомера 10 и с патрубком 8 полого корпуса 1 механизма для коммутации потока могут быть выполнены, например, резьбовыми.

Узел 13 управления может быть выполнен с установленным с возможностью ограниченного осевого перемещения выходным звеном 19 (фиг. 1). Для обеспечения преобразования вращательного движения рукоятки узла 13 управления в осевое перемещение его выходного звена 19 может быть использована, например, передача типа "винт-гайка". Клапан 16 механизма для коммутации потока соединен с выходным звеном 19 узла 13 управления. На входе в канал 14 в корпусе 12 узла 13 управления может быть выполнено седло (на чертежах не показано) для более надежного перекрытия клапаном 16 соответственно канала 14 в корпусе 12 узла 13 управления.

Наиболее целесообразно узел 13 управления выполнить с установленным с возможностью ограниченного поворота вокруг своей оси выходным звеном 20 (фиг. 2). При этом выходное звено 20 кинематически связано с рукояткой узла 13 управления, ограничение поворота которой может быть обеспечено с помощью установленных на корпусе 12 узла 13 управления стопоров (на чертежах не изображены). При таком варианте конструктивного выполнения предусмотрительно клапан 16 механизма для коммутации потока выполнить в виде шайбы с проходным клапаном 21, посредством которого при определенном положении рукоятки узла 13 управления полость 15 дистанционной трубки 6 имеет возможность сообщения с каналом 14 в корпусе 12 узла 13 управления. Выполненный в виде шайбы клапан 16 кинематически связан выходным звеном 20 узла 13 управления и установлен с возможностью поворота вокруг своей продольной оси. Кинематическая связь клапана 16 с выходным звеном 20 узла 13 управления может быть выполнена, например, в виде расположенного на торце выходного звена 20 узла 13 управления выступа 22 и выполненной на торце шайбы выемки 23 для размещения с герметическим замыканием указанного выступа 21. При описанном выше варианте конструктивного выполнения клапана 16 шайба может быть выполнена из керамического материала. Для снижения величины утечек жидкости в местах взаимодействия клапана 16 с дистанционной трубкой 6 могут быть установлены уплотнительные элементы (на чертежах не изображены).

Корпус 1 механизма для коммутации потока может быть выполнен с резьбовым участком 24 для присоединения к корпусу 2 запорного вентиля. При этом соединение корпуса 1 механизма для коммутации потока с его дистанционной трубкой 6 также может быть выполнено резьбовым, для чего корпус 1 и дистанционная трубка 6 выполнены с резьбовыми участками 25. Корпус 1 механизма для коммутации потока может быть соединен с корпусом 12 узла 13 управления с помощью резьбового соединения, которое обеспечивают резьбовые участки 26, выполненные на соответствующих деталях.

В местах соединения корпуса 1 механизма для коммутации потока с корпусом 12 узла 13 управления могут быть выполнены уплотнительные элементы 27, например, в виде резиновых колец. Уплотнительные элементы 27 могут быть установлены в месте сопряжения дистанционной трубки 6 с корпусом 2 запорного вентиля, а также в местах соединения деталей устройства (на чертежах не изображено).

Устройство для присоединения расходомера работает следующим образом.

Предварительно осуществляют монтаж устройства для присоединения расходомера 10 в месте установки запорного вентиля, который всегда имеется в поквартальном вводе системы водоснабжения. Для этого, предварительно перекрыв поток жидкости, из корпуса 2 вывинчивают запорные клапаны вентиля и на их место в гнездо корпуса 2 ввинчивают корпус 1 механизма для коммутации потока. Соединение корпуса 2 запорного вентиля с корпусом 1 механизма для коммутации потока обеспечивает резьбовой участок 24 последнего. Затем в полость корпуса 1 механизма для коммутации потока ввинчивают дистанционную трубку 6, для чего на торце последней может быть выполнено монтажное гнездо 28 для размещения конца монтажного инструмента, например, ключа. Соединение дистанционной трубки 6 с корпусом 1 обеспечивают резьбовые участки 25 на этих деталях. После установки дистанционной трубки 6 к корпусу 1 механизма для коммутации потока присоединяют корпус 12 узла 13 управления с помощью резьбовых участков 26 на соответствующих деталях. Затем входной патрубок 11 и выходной патрубок 9 расходомера 10 соединяют соответственно с каналом 14 в корпусе 12 узла 13 управления и через соединительную трубку 18 - с патрубком 8 полого корпуса 1 механизма для коммутации потока.

При поступлении потока жидкости (холодной или горячей воды) в магистраль 3 он через входной патрубок 4 корпуса 2 запорного вентиля поступает в полость 15 дистанционной трубки 6 и далее через открытый клапан 16 механизма для коммутации потока и через канал 14 в корпусе 12 узла 13 управления - к входному каналу 11 расходомера 10. При прохождении через расходомер 10 поток воздействует на лопатки турбины (на чертежах не изображена) расходомера 10, вращение которой преобразуется в показания счетчика, визуально показывающего суммарный расход воды. Следует отметить, что в качестве расходомера 10 может быть использован прибор любой известной конструкции для измерения суммарного расхода потока. Далее поток жидкости из выходного канала 9 расходомера через соединительную трубку 18, через патрубок 8 корпуса 1 механизма для коммутации потока и через полость 17 поступает к входному патрубку 5 корпуса 2 запорного вентиля и далее к потребителю.

В случае необходимости, например, при ремонте или замене сантехнического оборудования, с помощью заявленного устройства перекрывают поток жидкости к потребителю. Для этого рукоятку узла 13 управления поворачивают в соответствующем направлении и кинематически связанное с рукояткой выходное звено 19 перемещается в осевом направлении. При перемещении выходного звена 19 узла 13 управления вместе с ним перемещается в том же направлении клапан 16, который, садясь на седло в крайнем положении, перекрывает канал 14 в корпусе 12 узла 13 управления. При закрытии клапана 16 подача жидкости к потребителю прекращается, что фиксируется расходомером 10.

В случае выполнения клапана 16 механизма для коммутации потока в виде шайбы работа устройства осуществляется аналогичным образом. При повороте рукоятки узла 13 управления происходит поворот выходного звена 20, которое через выступ 22 поворачивает вокруг своей оси клапан 16. Проходной канал 21 поворачивается вокруг продольной оси шайбы-клапана 16 и шайба-клапан 16 разъединяет полость 15 дистанционной трубки 6 от канала 14 в корпусе 12 узла 13 управления. Поток жидкости не поступает к потребителю.

В случае необходимости при частичном перекрытии с помощью клапана 16 возможно регулирование расхода потока жидкости к потребителю, что также фиксируется расходомером 10.

Таким образом при реализации заявленного изобретения не требуется проведения специальных работ по монтажу расходомера, связанных со сварочными работами в жилых и административных помещениях, поскольку устройство позволяет осуществить установку расходомера на место установленного ранее в системе водоснабжения запорного вентиля. При этом следует отметить, что заявленное устройство кроме установки в систему расходомера дополнительно выполняет функции запорного клапана, обеспечивая в случае необходимости перекрытие потока или регулировку его параметров.

Изобретение может быть использовано при установке расходомеров в системах водоснабжения жилых и административных зданий. Устройство содержит полый цилиндрический корпус для присоединения к корпусу запорного вентиля, дистанционную трубку ступенчатой формы и клапан, соединенный с выходным звеном узла управления для полного или частичного перекрытия канала для подвода потока к входному каналу расходомера. Дистанционная трубка установлена коаксиально внутри полого корпуса и соединена с ним ступенью большего диаметра. Патрубок корпуса, предназначенный для присоединения к выходному каналу расходомера, сообщен с выходным патрубком запорного вентиля посредством полости, образованной поверхностью ступени меньшего диаметра дистанционной трубки и внутренней поверхностью корпуса. Устройство имеет простую конструкцию и обеспечивает снижение потерь гидростатического напора между входным и выходным патрубками запорного вентиля. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для присоединения расходомера, включающее механизм для коммутации потока, который содержит полый цилиндрический корпус для присоединения к корпусу запорного вентиля, установленную коаксиально внутри корпуса и жестко соединенную с последним дистанционную трубку, сообщенный с выходным патрубком запорного вентиля посредством полости патрубок для присоединения к выходному каналу расходомера и установленный с возможностью полного или частичного перекрытия канала для подвода потока к входному каналу расходомера клапан для перекрытия потока, узел управления, корпус которого закреплен на корпусе механизма для коммутации потока и выполнен с каналом для подвода потока к выходному каналу расходомера, отличающееся тем, что дистанционная трубка выполнена ступенчатой формы, при этом полость образована наружной поверхностью цилиндрической ступени меньшего диаметра дистанционной трубки и внутренней поверхностью корпуса механизма для коммутации потока. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм для коммутации потока выполнен с соединительной трубкой для присоединения патрубка механизма для коммутации потока к выходному каналу расходомера. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что узел управления выполнен с установленным с возможностью ограниченного осевого перемещения выходным звеном, при этом клапан механизма для коммутации потока соединен с выходным звеном узла управления. 4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что узел управления выполнен с установленным с возможностью ограниченного поворота вокруг своей оси выходным звеном, а клапан механизма для коммутации потока выполнен в виде шайбы с проходным каналом, которая кинематически связана с выходным звеном. 5. Устройство по одному из пп.1 - 4, отличающееся тем, что корпус механизма для коммутации потока выполнен с резьбовым участком для присоединения к корпусу запорного вентиля, при этом соединения корпуса механизма для коммутации потока соответственно с дистанционной трубкой и с корпусом узла управления выполнены резьбовыми. 6. Устройство по одному из пп.1 - 5, отличающееся тем, что оно имеет уплотнительные элементы, которые расположены в местах соединения корпуса механизма для коммутации потока с корпусом узла управления.