СЧЕТЧИК РАСХОДА ЖИДКОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ Российский патент 1999 года по МПК G01K17/14 G01F1/08 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах теплоснабжения для измерения и регистрации расхода тепловой энергии.

Известны теплосчетчики, содержащие крыльчатку, кинематически связанную со счетным механизмом, и две термопары, осуществляющие измерение температуры теплоносителя на входе и на выходе из контролирующей системы, объединенные электронным перемножающим устройством /1/.

Недостатком этого и подобных устройств является сложность конструкции и необходимость электрического питания для функционирования электронной части. Отсутствие питания вызывает срыв регистрации тепловой энергии или требует применения индивидуального источника питания с ограниченным сроком службы.

Известны также теплосчетчики, содержащие объемный расходомер с крыльчаткой, а также манометрические жидкостные термометры, соединенные со спиральными трубками или трубками Бурдона, с помощью которых осуществляется перемещение подвижной части, зависящее от разности температуры жидкости на входе и выходе из системы, и интегратор. Перемножение расхода жидкости и разности температур происходит в механическом перемножающем устройстве (см. /2/).

Недостатком такого устройства является сложность конструкции механической части, высокая стоимость и малая надежность.

Данное устройство выбрано в качестве прототипа.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности, упрощение и удешевление конструкции счетчика, обеспечение возможности массового применения и устранение факторов, способствующих несанкционированному воздействию на результаты регистрации расхода теплоносителя.

Указанная задача достигается применением счетчика расхода жидкого теплоносителя, преимущественно для индивидуального потребителя, содержащего крыльчатку, установленную на неподвижной оси, и счетный механизм, связанные посредством муфты и размещенные в корпусе, который, в отличие от прототипа, снабжен связанным с термобиметаллической пружиной рассекателем, размещенным во входном канале корпуса, причем термобиметаллическая пружина жестко связана также с перегородкой корпуса, а рассекатель связан с последней кинематически.

Кроме того, устройство снабжено регулировочным приспособлением в виде винта, связанного с перегородкой корпуса кинематически с возможностью ее углового перемещения для обеспечения настройки устройства в процессе производства.

Существо устройства поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан счетчик расхода жидкого теплоносителя в вертикальном разрезе, на фиг.2 приведен вид сверху, а на фиг.3 представлен вид по стрелке A.

Счетчик расхода жидкого теплоносителя состоит из корпуса 1, снабженного перегородкой 2, связанной с осью 3 и вилкой 4.

В верхней части корпус имеет цилиндрическую расточку и камеру В.

На верхней части оси 3 установлена крыльчатка 5, на которой размещена магнитная полумуфта 6, установленная с возможностью магнитного взаимодействия через сплошную стенку корпуса 1 с магнитной полумуфтой 7, соединенной со входным валом зубчатого редуктора 8, кинематически связанного с барабанным счетным механизмом 9. На нижней части оси 3 установлен входящий в камеру В рассекатель 10, посредством соединительного звена 11 кинематически связанный со свободным концом биметаллической пружины 12, жестко закрепленной на перегородке 2 своим противоположным концом. В отверстии входного штуцера корпуса 1 (слева по чертежу) установлен турбулизатор 14. Перегородка 2 посредством вилки 4 соединена также с регулировочным винтом 15, ввернутым в резьбовое уплотненное отверстие корпуса 1. Редуктор 8 и барабанный счетный механизм 9 закрыты прозрачным колпаком 16.

Работает счетчик расхода жидкого теплоносителя следующим образом.

Поток жидкого теплоносителя (жидкости) входит в левый (по чертежу) штуцер корпуса 1 через турбулизатор 14 и рассекателем 10 делится на две части, обтекающие последний с двух сторон и взаимодействующие с лопатками крыльчатки 5. Частота вращения крыльчатки 5 определяется соотношением расходов жидкости по разные стороны рассекателя и будет тем больше, чем больше угол установки рассекателя относительно центральной оси потока. Угол установки ϕ рассекателя 10 зависит от температуры теплоносителя, поскольку форма биметаллической пружины 12 меняется в зависимости от температуры, и положение рассекателя определяется координатами свободного конца пружины 12 и связанного с ним соединительного звена 11. При равенстве угла ϕ нулю частота вращения крыльчатки 5 также равна нулю. Вращение крыльчатки 5, связанной посредством магнитной муфты, состоящей из полумуфт 6 и 7, со входным валом зубчатого редуктора 8 и регистрирующим барабанным счетным механизмом 9, определяет зарегистрированное показание. Возможен случай, когда при расходе жидкого теплоносителя, имеющего низкую температуру, биметаллическая пружина 12 займет положение, соответствующее ϕ = 0, и расход вообще не будет зарегистрирован, а значение ϕ < 0 приведет к вращению крыльчатки 5 в противоположную сторону, и показания барабанного счетного механизма 5 будут уменьшаться (сбрасываться). Таким образом, зарегистрированное механизмом 5 показание счетчика зависит как от объемного расхода жидкости, так и от температуры и в определенных случаях, определяемых оптимальными значениями углов установки рассекателя от положительного ϕ_min до положительного ϕ_max, будет представлять собою произведение расхода жидкости на разницу температуры жидкости на входе в корпус 1 и температуры окружающей среды (например, сливной магистрали жилого дома) и соответствовать расходу тепловой энергии, затраченной на нагрев теплоносителя и использованной потребителем для реализации потребностей, например, бытовых - расход горячей воды для мытья посуды, ванн и т.п.

Настройка счетчика расхода жидкого теплоносителя для получения оптимального значения угла ϕ_min производится при его регулировке в условиях производства вращением регулировочного винта 15, который, взаимодействуя своей кольцевой проточкой с вилкой 4, связанной с перегородкой 2, и, соответственно, с биметаллической пружиной 12, соединительным звеном 11 и рассекателем 10, меняет угол ϕ до получения его необходимого значения.

Таким образом, использование счетчика расхода жидкого теплоносителя обеспечивает возможность регистрации как объемного расхода жидкости, так и тепла, затраченного на его нагрев в условиях, когда теплоноситель расходуется необратимо, а потребитель имеет возможность получения объективного зарегистрированного значения, учитывающего температуру теплоносителя, то есть его качественного состояния.

Источники информации:
1. Государственный реестр средств измерений Российской Федерации N 13682-93. Теплосчетчик UTC-1.

2. Измерения в промышленности. Справочник/ Под ред. проф.П.Профоса. - М. : Металлургия, 1980, стр. 445 и 446.

Изобретение может быть использовано в системах теплоснабжения для измерения количества тепла, затраченного на нагрев теплоносителя, расходуемого индивидуальным потребителем. Крыльчатка и счетный механизм размещены в корпусе с возможностью взаимодействия посредством магнитной муфты. На оси крыльчатки установлен рассекатель, размещенный со стороны входного отверстия корпуса и связанный со свободным концом биметаллической пружины, закрепленной на перегородке, с которой жестко соединена ось крыльчатки. Угол установки рассекателя относительно оси потока изменяется регулировочным винтом, связанным с перегородкой. Счетчик обладает простой конструкцией и имеет повышенную надежность. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Счетчик расхода жидкого теплоносителя, содержащий установленную на оси крыльчатку и счетный механизм, размещенные в герметичном корпусе и связанные посредством магнитной муфты с возможностью взаимодействия через стенку корпуса, отличающийся тем, что он снабжен рассекателем, размещенным в камере корпуса со стороны его входного отверстия и кинематически связанным со свободным концом термобиметаллической пружины, противоположным концом жестко закрепленной на перегородке корпуса, с которой жестко соединена ось крыльчатки. 2. Счетчик расхода жидкого теплоносителя по п.1, отличающийся тем, что он снабжен регулировочным механизмом в виде винта в корпусе, посредством вилки связанного с перегородкой.