РАСХОДОМЕР ТОПЛИВА Российский патент 2005 года по МПК G01F9/00 

Изобретение относится к области измерения расхода топлива и может быть использовано, в частности, для измерения объемного расхода топлива в двигателе внутреннего сгорания.

Известно устройство для измерения жидкости, состоящее из двух узлов: датчика с электроклапаном, встроенного в топливную магистраль, и электронного блока. Объем корпуса датчика разделен эластичной диафрагмой, которая жестко соединена через шток с магнитом. В крайних положениях магнита срабатывает один из герконов, расположенных в верхней части датчика. В верхнее положение диафрагма переходит под действием давления, создаваемого бензонасосом, а в нижнее ее возвращает пружина (Семенов И.В. и др. Электронный расходомер жидкости. Ж. “Радио”, 1986, №1).

Недостатками известного устройства являются: обратный ход диафрагмы обеспечивается за счет пружины, что вызывает дополнительную погрешность даже при незначительном увеличении вязкости протекающей жидкости (в связи с изменением температуры окружающей среды). Кроме того, применение герконов в качестве чувствительных элементов вызывает необходимость применения немагнитного материала верхней крышки. Применение магнита для управления клапанами увеличивает массу подвижной части прибора, что ограничивает применение его, при прочих равных условиях (габариты, погрешность измерения), на ДВС. Наличие вибрационных и ударных нагрузок при увеличении массы подвижных частей также действует на выходные показатели расходомера отрицательно.

Технический результат заключается в упрощении конструкции расходомера, повышении точности измерения, технологичности изготовления и надежности.

Сущность изобретения заключается в том, что в расходомере топлива, содержащем датчик, внутренний объем корпуса которого разделен эластичной диафрагмой, жестко закрепленной на штоке, на верхнюю и нижнюю части, электроклапаны с каналами и электронный блок, в верхней части корпуса на его внутренней поверхности на регулировочном винте закреплены две оптопары, между которыми расположена металлическая пластина в виде флажка, установленного на одной из двух шайб, жестко закрепляющих эластичную диафрагму в нижней части штока с возможностью регулирования объема расходуемой жидкости через электроклапаны, установленные на корпусе, один из которых имеет два входа и один выход, а другой соответственно два выхода и один вход.

На фиг.1 представлена конструкция расходомера топлива.

На фиг.2 - гидравлическая схема расходомера топлива.

На фиг.3 - электронный блок.

Расходомер топлива (фиг.1) содержит датчик, в котором внутренний объем корпуса 1 разделен эластичной диафрагмой 2 на верхнюю 3 и нижнюю 4 части. Шток 5 свободно перемещается в отверстии верхней части 3 корпуса 1. Эластичная диафрагма 2 жестко закреплена в нижней части штока 5 двумя шайбами 6. Кроме того, на одной из шайб 6, расположенной в верхней части 3, закреплена металлическая пластина в виде флажка 7. В верхней части 3 на корпусе 1 на регулировочном винте 8, используемом для таррировки, закреплены две оптопары 9 так, чтобы флажок был расположен между ними. В состав оптопары 9 входит светодиод и фотодиод. На корпусе 1 расположены электроклапаны 10 с каналами 11. Один из электроклапанов 10 имеет два входа и один выход, а другой соответственно два выхода и один вход. На корпусе 1 расположен электронный блок 12, а сверху корпус 1 закрыт защитным колпаком 13 для защиты от механических повреждений. Кроме того, в корпусе 1 расположен переходник 14, соединяющий электроклапан 10 с полостью корпуса 1.

Устройство работает следующим образом. При расходовании топлива двигателем из верхней части 3 корпуса под действием подкачивающего насоса топливо заполняет нижнюю часть 4 корпуса 1. При этом эластичная диафрагма 2 за счет перепада давлений в нижней 4 и верхней 3 частях корпуса 1 (фиг.2) будет прогибаться вверх и в крайних положения будет фиксироваться оптопарами 9. Одновременно при этом происходит переключение каналов 11, направляющих потоки топлива в верхнюю 3 и нижнюю 4 части корпуса 1. Топливо начинает расходоваться из нижней части 4, а заполняется верхняя 3. Таким образом, цикл повторяется. Объем, вытесняемый эластичной диафрагмой 2 за один ход, дает расход топлива за время этого цикла. Для получения общего (за время t) расхода топлива (сменного, часового, минутного, секундного) необходимо умножить число циклов за время t на цикловой объем расходомера.

Электронный блок (фиг.3) представляет собой многофазный триггер. Триггер содержит две ячейки памяти, каждая из которых выполнена на паре транзисторов разной структуры. Эмиттеры транзисторов VT1, VT4 объединены на общий нагрузочный резистор R12, чем достигается работа только одной ячейки. При включении триггер устанавливается в состояние, при котором работает его первая ячейка на транзисторах VT1, VT2. Каждая оптопара 9 поочередно переключает ячейки памяти триггера за счет периодического прерывания потока излучения светодиодов VD8, VD9 (нагруженных через резистор R20) подающих на фотодиоды VD1, VD2 (нагруженных соответственно через резисторы R7, R14) флажком 7.

Поток излучения поступает от светодиода VD8 на фотодиод VD1, в результате чего переключается транзистор VT3 и с его эмиттера импульс подается на первую ячейку, собранную на транзисторах VT1, VT2. Напряжение снимается с коллектора транзистора VT4, через диод VD4 подается на вход усилителя мощности, собранного на транзисторах VT9, VT10 и нагруженного на электроклапан 10. Счетчик Е1 фиксирует число циклов.

Применение подобной конструкции расходомера позволяет применять его также для измерения расхода вязких жидкостей. Это связано с тем, что подача происходит под постоянным давлением внешнего источника (в данном случае подкачивающего насоса), как в случае работы без расходомера. Отсутствие же возвратной пружины исключает возникновение дополнительной погрешности со временем эксплуатации (уменьшение жесткости пружины), что гарантирует работу расходомера без дополнительной тарировки.

Изобретение относится к области измерения расхода топлива и может быть использовано, в частности, для измерения объемного расхода топлива в двигателях внутреннего сгорания. Расходомер топлива содержит датчик, в котором внутренний объем корпуса разделен эластичной диафрагмой на верхнюю и нижнюю части. Шток свободно перемещается в отверстии верхней части корпуса. Эластичная диафрагма жестко закреплена в нижней части штока двумя шайбами. На одной из шайб, расположенной в верхней части, закреплена металлическая пластина в виде флажка. В верхней части на корпусе на регулировочном винте, используемом для тарировки, закреплены две оптопары так, чтобы флажок был расположен между ними. В состав оптопары входит светодиод и фотодиод. На корпусе расположены электроклапаны с каналами. Один из электроклапанов имеет два входа и один выход, а другой соответственно два выхода и один вход. На корпусе расположен электронный блок, а сверху корпус закрыт защитным колпаком для защиты от механических повреждений. Кроме того, в корпусе расположен переходник, соединяющий электроклапан с полостью корпуса. Технический результат: упрощение конструкции расходомера, повышение точности измерения, технологичности изготовления и надежности. 3 ил.

Расходомер топлива, содержащий датчик, внутренний объем корпуса которого разделен эластичной диафрагмой, жестко закрепленной на штоке, на верхнюю и нижнюю части, электроклапаны с каналами и электронный блок, отличающийся тем, что в верхней части корпуса на его внутренней поверхности на регулировочном винте закреплены две оптопары, между которыми расположена металлическая пластина в виде флажка, установленного на одной из двух шайб, жестко закрепляющих эластичную диафрагму в нижней части штока с возможностью регулирования объема расходуемой жидкости через электроклапаны, установленные на корпусе, один из которых имеет два входа и один выход, а другой соответственно два выхода и один вход.