ВОДОМЕРНЫЙ СЧЕТЧИК Российский патент 2001 года по МПК G01F1/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в водоснабжении и гидравлике для измерения количества расходуемой жидкости.

Известен счетчик-расходомер (см. а.с. N 37144, МКЛ G 01 F 3/00, Бюл. N 12, 1973), содержащий корпус, рабочий орган, магнитную муфту, снабженную полым металлическим цилиндром, закрепленным на подпружиненной оси, указатель суммарного количества и мгновенного расхода.

Недостатком данного счетчика-расходомера является его низкая надежность из-за сложности конструктивного решения по взаимосвязи магнитных полумуфт и полого металлического цилиндра, закрепленного на подпружиненной оси.

Известен водомерный счетчик (см. проспект-паспорт на одноструйные водомерные сухоходные счетчики фирмы E. Wchric Gmb H. Prarsionstechnik, Германия, 1997, Москва), содержащий корпус, измерительную полость, в которой установлена крыльчатка на валу, редуктор счетного механизма, роликовое отсчитывающее устройство и фильтр с подающим соплом.

Недостатком данного водомерного счетчика является недостаточный порог чувствительности, заключающийся в отсутствии фиксации малых расходов и небольшой диапазон измерительного расхода жидкости.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение порога чувствительности водомерного счетчика и расширение диапазона измеренных им расходов жидкости, что достигается выполнением крыльчатки в виде полосовой спирали с лопастями прямоугольной формы, имеющими на конце щетки из эластичного материала и установленными в пределах первого витка под углом 90^o к внешней поверхности спирали, свернутой вокруг оси вала, с которым она жестко соединена, при этом другим концом полосовая спираль жестко закреплена на растягивающейся гибкой пластине с отверстиями, разъемно соединенной при помощи регулировочного винта с ушком, насаженным (сочлененным, соединенным) на ролик, имеющий возможность перемещения в канавке на внутренней поверхности корпуса, в торце которого имеется окно с закрывающимся лючком.

Технический результат достигается тем, что в водомерном счетчике, содержащем корпус, измерительную полость, в которой установлена крыльчатка, редуктор счетного механизма, роликовое отсчитывающее устройство и фильтр с подающим соплом, крыльчатка выполнена в виде полосовой спирали с лопастями прямоугольной формы, имеющими на конце щетки из эластичного материала и установленные в пределах первого витка под углом 90^o к внешней поверхности спирали, свернутой вокруг оси вала, с которым она жестко соединена, при этом другим концом полосовая спираль жестко закреплена на растягивающейся гибкой пластине с отверстиями, разъемно соединенной при помощи регулировочного винта с ушком, насаженным на ролик, имеющий возможность перемещения в канавке на внутренней поверхности корпуса, в торце которого имеется окно с закрывающимся лючком.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема водомерного счетчика, на фиг. 2 - узлы связи его рабочего органа, а на фиг. 3 - схема узла А.

Водомерный счетчик содержит корпус 1, измерительную полость 2, в которой установлена крыльчатка 3 на валу 4, редуктор 5 счетного механизма, роликовое отсчитывающее устройство 6 и фильтр 7 с подающим соплом 8, входное 9 и выходное 10 отверстия, полосовую спираль 11 с лопастями 12 прямоугольной формы, на конце которых предусмотрены щетки 13 из эластичного материала, установленными в пределах первого витка под углом 90^o к внешней поверхности спирали, свернутой вокруг оси вала 4, с которым она жестко соединена, при этом другим концом полосовая спираль 11 жестко закреплена на растягивающейся гибкой пластине 14 с отверстиями 15, разъемно соединенной при помощи регулировочного винта 16 с ушком 17 насаженным на ролик 18, имеющий возможность перемещения в канавке 19 на внутренней поверхности корпуса 1, в торце которого имеется окно 20 с закрывающимся лючком 21.

Водомерный счетчик работает следующим образом.

Измеряемая жидкость поступает в корпус 1 и измерительную полость 2, в которой установлена крыльчатка 3 на валу 4, счетного механизма, связанного с роликовым отчитывающим устройством 6, через фильтр 7 с подающим соплом 8 и входное 9 отверстие и проходит по выходному 10 отверстию. При отсутствии водоотбора в корпусе 1 водомерного счетчика поддерживается максимальное гидростатическое давление, зависящее от давления в наружной водопроводной сети системы подачи воды к точке ее отбора. При этом все рабочие органы водомерного счетчика, как и крыльчатка 3, выполненная в виде полосовой спирали 11 с лопастями 12 прямоугольной формы, на конце которых предусмотрены щетки 13 из эластичного материала и установлены в пределах первого витка под углом 90^o к внешней поверхности спирали, свернутого вокруг оси вала 4, с которым она жестко соединена, а другим концом полосовая спираль 11 жестко закреплена на растягивающейся гибкой пластине 14 с отверстиями 15, разъемно соединенной при помощи регулировочного винта 16 с ушком 17, насаженным на ролик 18 в канавке 19 на внутренней поверхности корпуса 1, находятся в исходном неподвижном состоянии. В данный момент полосовая спираль 11 свернута за счет усилия, оказываемого на растягивающуюся гибкую пластину 14, так как давление жидкости по закону Паскаля распространяется одинаково на все стороны.

При начале отбора воды (открытии водоразборного устройства) любого количества за водомерным счетчиком давление начинает падать и под гидравлическим воздействием потока жидкости на лопасти 12 крыльчатка 3 начинает вращаться с разворачиванием полосовой спирали 11 и изменением за счет этого проходного сечения водомерного счетчика. При этом перепад гидродинамического давления доходит до 0,025...0,050 МПа. Вращение крыльчатки 3 и вала 4 через редуктор 5 счетного механизма передается роликовому отсчитывающему устройству 6. Количество проходящей жидкости через водомерный счетчик передает информацию о частоте вращения крыльчатки 3 роликовому отсчитывающему устройству 6, которая, как известно, зависит от величины гидродинамических сил. Сворачиванию и разворачиванию полосовой спирали 11 способствует жесткое закрепление ее конца на растягивающейся гибкой пластинке 14 с отверстиями 15, разъемно соединенной при помощи регулировочного винта 16 с ушком 17, насаженным на ролик 18, который перемещается в канавке 19 на внутренней поверхности корпуса 1.

Частота вращения полосовой спирали 11 и вала 4 зависит от действия гидродинамических сил на лопасти 12 прямоугольной формы, а она, в свою очередь, зависит от количества разбираемой жидкости. Лопасти 12 прямоугольной формы имеют максимальный контакт с потоком жидкости, а щетки 13 на их конце повышают чувствительность водомерного счетчика к прохождению малых расходов жидкости. Так как водомерный счетчик может использоваться в системах, в которых поддерживается различное гидродинамическое давление, то для изменения усилия, оказываемого на полосовую спираль 11, предусмотрена гибкая пластина 14, при помощи которой путем изменения ее длины регулируется усилие перестановкой регулировочного винта 16 в соответствующие отверстия 15, которые расположены в ряд через определенное расстояние. Для проведения регулировочных мероприятий рабочего органа водомерного счетчика в процессе эксплуатации в торце его корпуса 1 за входным отверстием 9 предусмотрено окно 20 с закрывающимся лючком 21. Растягивающие усилия на полосовую спираль 11 изменяют сопротивление ролика 18 в канале 19, что передается на частоту вращения вала 4 и соответственно на показание водомерного счетчика. Связь их устанавливают тарированием.

Изменение проходного сечения водомерного счетчика за счет пружинистых свойств рабочего органа и реагирование на колебание перепада гидродинамического давления повышает порог чувствительности и расширяет диапазон измерения расходов жидкости прибором, а за счет вибрации рабочего органа исключается образование кольматанта на его поверхности и внутри корпуса, искажающего точность измерений. Гидравлическая смазка ролика в канавке на внутренней поверхности корпуса водомерного счетчика доводит сопротивление в ней до глиссирующего.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в использовании пружинистых свойств материала рабочего органа для изменения геометрических параметров проходного сечения под действием гидродинамических сил, обеспечивая постоянство значения скорости при колебаниях расходов измеряемой жидкости, влияющей на гидрометрологические характеристики водомерного счетчика, а также действия вибрации по борьбе с кольматацией.

Изобретение может быть использовано в водоснабжении для измерения количества расходуемой жидкости. Счетчик содержит корпус, в полости которого установлена крыльчатка, редуктор счетного механизма, роликовое отсчитывающее устройство и фильтр с подающим соплом. Крыльчатка выполнена в виде полосовой спирали с лопастями прямоугольной формы, имеющими щетки из эластичного материала и установленными в пределах первого витка под углом 90° к внешней поверхности спирали. Одним концом спираль соединена с валом, а другим концом жестко закреплена на гибкой пластине с отверстиями, разъемно соединенной при помощи регулировочного винта с ушком, насаженным на ролик, имеющий возможность перемещения в канавке на внутренней поверхности корпуса. В торце корпуса имеется окно с закрывающимся лючком. Изобретение обеспечивает повышение порога чувствительности и расширение диапазона измеряемых расходов. 3 ил.

Водомерный счетчик, содержащий корпус, измерительную полость, в которой установлена крыльчатка, редуктор счетного механизма, роликовое отсчитывающее устройство и фильтр с подающим соплом, отличающийся тем, что крыльчатка выполнена в виде полосовой спирали с лопастями прямоугольной формы, имеющими на конце щетки из эластичного материала и установленными в пределах первого витка под углом 90^o к внешней поверхности спирали, свернутой вокруг оси вала, с которым она жестко соединена, при этом другим концом полосовая спираль жестко закреплена на растягивающейся гибкой пластине с отверстиями, разъемно соединенной при помощи регулировочного винта с ушком, насаженным на ролик, имеющий возможность перемещения в канавке на внутренней поверхности корпуса, в торце которого имеется окно с закрывающимся лючком.