СЧЕТЧИК ГАЗА Российский патент 2002 года по МПК G01F3/00 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано, например, для учета бытовых нужд газообразного топлива.

Известно большое количество конструктивных разновидностей газовых счетчиков, состоящих из одной или нескольких мерных камер, которые последовательно заполняются и опорожняются:
- без движущегося разделительного элемента;
- с эластичными стенками камер;
- с движущимися разделительными элементами (см., например, П.П. Кремлевский. Расходомеры и счетчики количества, издание 3-е, Ленинград, Машиностроение, 1975 год, стр.364-366).

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

Известны также более простые крыльчато-тахометрические расходомеры и счетчики. Основным чувствительным элементом в них является крыльчатка, скорость вращения которой пропорциональна расходу рабочей среды в трубе.

Но точность измерений таких счетчиков меньше, чем у камерных и зависит от отношения максимального расхода к минимальному, которое не должно быть более 1:10.

Особенно неблагополучно в настоящее время с учетом бытовых нужд газа, поскольку приборов, в полной мере удовлетворяющих требованиям точности, надежности, долговечности и низкой себестоимости, до сих пор не предложено.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому (прототипом) может быть принят пленочно-пузырьковый расходомер, содержащий сосуд с мыльным раствором, разделяющим тонким слоем измерительную стеклянную бюретку от газопроводящей трубки. Газ проходит через этот слой в виде пузырьков, охваченных пленкой мыльного раствора (см., например, П.П. Кремлевский. Расходомеры и счетчики количества, издание 3-е, Ленинград, Машиностроение, 1975 год, стр. 718, рис.378).

Прототип предназначен только для лабораторных измерений сверхмалых расходов, а вообще на точность пузырьковых приборов влияют испарения жидкости и унос ее измеряемой средой. Задача, на решение которой направлено техническое решение, - повышение точности, надежности и долговечности счетчика, увеличение диапазона измеряемых расходов, упрощение конструкции и снижение себестоимости прибора, а также возможность измерять не только чистые, но и с механическими примесями газы.

Это достигается тем, что герметичный корпус счетчика разделен эластичной диафрагмой на заполненную жидкостью часть и газовую часть, служащую расширительной камерой. Эластичная диафрагма снабжена патрубком. В заполненной жидкостью части корпуса расположен эластичный газовый канал, сообщающий входной патрубок с патрубком эластичной диафрагмы и служащий гидрозатвором. Патрубок эластичной диафрагмы сообщен также с расширительной камерой и снабжен штоком для воздействия на счетное механическое устройство и контакты реле электронного счетчика.

Сущность изобретения заключается в том, что эластичный канал работает как гидрозатвор, автоматически отрывающийся при достижении равновесия между подъемной силой всплывающего объема газа и весом столба окружающей канал жидкости.

Поскольку при неизменных конструктивных параметрах счетчика и уровне жидкости объем газового пузыря, отсекаемого противодавлением гидрозатвора, постоянен, расход газа будет определяться только частотой их следования (пульсацией), которая фиксируется счетным устройством и отображается информационным блоком.

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

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

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан разрез прибора по оси эластичного канала.

Счетчик газа состоит из герметичного корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 газовыми патрубками.

Корпус 1 разделен эластичной диафрагмой 4 на две части: нижнюю, заполненную жидкостью 5, и верхнюю газовую, выполняющую функцию расширительной камеры 6.

Диафрагма 4 снабжена своим выходным патрубком 7 и уплотняющими утолщениями 8 по внутреннему диаметру разъема корпуса 1.

Входной патрубок 2 в корпусе 1 и выходной патрубок 7 в диафрагме 4 сообщены эластичным газовым каналом 9, например, из очень тонкой резины таким образом, что окружающая его жидкость обжимает его своим весом, образуя своеобразный гидрозатвор.

В качестве жидкости 5 может быть применена вода, масло, спирт и т.д.

Замкнутый объем жидкости 5 уплотнен манжетами 10 на входном 2 и выходном 7 патрубках. Ее испарение и унос измеряемой средой исключен, что обеспечит стабильность работы прибора. Исходя из физических свойств конкретной жидкости, например, ее удельного веса и вязкости, а также уровня и соотношения конструктивных размеров, можно получить требуемые характеристики газового счетчика. Причем степенью натяжения диафрагмы 4 при уровне жидкости меньшем, чем уровень диафрагмы 4 из-за вакуумирования поддиафрагменного пространства можно дополнительно регулировать величину противодаления гидрозатвора совместно с уровнем столба жидкости 5.

Вакуумирование поддиафрагменного пространства возможно некоторым спуском жидкости 5 после наполнения через небольшое отверстие 11, закрытое винтовой пробкой. Через него же возможно и заполнение сосуда жидкостью 5.

Внутренний выходной газовый патрубок 7 снабжен штоком 12, воздействующим на храповик 13 местного счетного устройства и нормально разомкнутые электрические контакты 14 реле, включающего электронный счетчик и дистанционный информационный блок, который дублирует показания местного (расположенного в корпусе 1) счетчика 13.

Для визуального съема информации о показаниях местного счетчика в корпусе 1 предусмотрено окно 15. Возможно выполнение корпуса 1 или его верхнего разъема из прозрачного материала.

При подаче газа потребителю включением запорно-регулирующей арматуры за счет перепада давлений до и после счетчика газ поступает через входной патрубок 2 в эластичный канал 9 и накапливается в нем в виде пузыря 16, приподнимая диафрагму 4 и закрепленный на ней патрубок 7.

Как только объем пузыря 16 создаст выталкивающую силу, преодолевающую силу сжатия эластичного канала 9, определяемую уровнем столба жидкости 5, газовый пузырь 16 всплывает, и газ поступает через патрубок 7 в расширитель, который служит для сглаживания пульсации давления, и далее к потребителю через выходной патрубок 3 корпуса 1, а эластичный канал 9 автоматически закроется, приготовившись к приему следующей порции газа.

Пульсирующее поступление газа в счетчик создает изменение уровня жидкости 5 и перемещения (колебания) диафрагмы 4 и патрубка 7.

Колебательные движения патрубка 7 передаются штоком 12 храповому механизму 13 и подвижному контакту 14 реле, которые приводят в действие счетный механизм и электронный счетчик с местным и дистанционным отображением информации.

Возможны и другие известные способы снятия информации о циклах изменения давления или уровня жидкости. Например, при помощи светового луча и фотоэлемента, акустического или индукционного датчиков, выбор которых определится конкретными условиями применения прибора.

Таким образом, исключительная простота, технологичность, отсутствие трущихся уплотнений, малые внутренние потери давления, герметичность, удобство съема информации, возможность работы с загрязненными газами и др. положительные свойства счетчика определяют его преимущества по точности, надежности долговечности и себестоимости перед известными.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к расходомерам. Счетчик газа содержит герметичный корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, счетное механическое устройство 13. Герметичный корпус разделен эластичной диафрагмой 4 на заполненную жидкостью часть 5 и газовую часть 6, служащую расширительной камерой. Эластичная диафрагма 4 снабжена патрубком 7. В заполненной жидкостью части 5 корпуса расположен эластичный газовый канал 9, сообщающий входной патрубок 2 с патрубком 7 эластичной диафрагмы 4 и служащий гидрозатвором. Патрубок эластичной диафрагмы 4 сообщен также с расширительной камерой 6 и снабжен штоком 12 для воздействия на счетное механическое устройство 13 и контакты 14 реле электронного счетчика. Технический результат: повышение точности и надежности. 1 ил.

Счетчик газа, содержащий герметичный корпус с входным и выходным патрубками, счетное механическое устройство, информационный блок, отличающийся тем, что герметичный корпус разделен эластичной диафрагмой на заполненную жидкостью часть и газовую часть, служащую расширительной камерой, эластичная диафрагма снабжена патрубком, в заполненной жидкостью части корпуса расположен эластичный газовый канал, сообщающий входной патрубок с патрубком эластичной диафрагмы и служащий гидрозатвором, патрубок эластичной диафрагмы сообщен также с расширительной камерой и снабжен штоком для воздействия на счетное механическое устройство и контакты реле электронного счетчика.