СЧЕТЧИК ЖИДКОСТИ ВИНТОВОЙ Российский патент 2008 года по МПК G01F3/10 

Изобретение относится к устройствам для измерения количества жидкости. Счетчики жидкости винтовые используются для измерения объема ньютоновских жидкостей. Счетчики используют в стационарных технологических установках, а также на наземных подвижных и неподвижных средствах учета жидкости.

Известен счетчик топлива (а.с. №233234, G01f), содержащий корпус, в котором расположены винты с циклоидальным профилем нарезки винтовой канавки, передаточный и счетный механизм, в опорах для винтов выполнены прорези в виде сегментных отверстий.

Известны винтовые преобразователи расхода (Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества: Справочник, Л.: Машиностроение. Ленинградское отд-ние, 1989, с.332-333.), состоящие из двух совместно вращающихся под давлением поступающей жидкости винтов с циклоидальным профилем.

Известно циклоидально-эвольвентное зубчатое зацепление (патент РФ №2134369, F16H 1/06), используемое в зубчатых зацеплениях рабочих органов винтовых счетчиков. Циклоидально-эвольвентное зубчатое зацепление содержит зацепляющиеся между собой зубчатые роторы с взаимноогибаемыми профилями зубьев, имеющими одну боковую сторону зуба, образованную удлиненной эпициклоидой, эвольвентой и укороченной эпициклоидой. Другая боковая сторона зуба целиком образуется удлиненной эпициклоидой, очерченной точкой вершины зуба другого ротора при качении его центроиды по центроиде первого ротора.

Однако данное зубчатое зацепление имеет длинную линию контакта, малый угол раствора зуба, что приводит к увеличению массы роторов. Данный вариант является хорошим для винтовых насосов, когда один из винтовых роторов является ведущим, но при использовании его в винтовых счетчиках, когда роторы вращаются под действием потока жидкости, слишком большая масса роторов и трение роторов по линии контакта будут затруднять вращение.

Предложен счетчик жидкости винтовой, содержащий корпус с измерительной камерой, винтовые роторы с правой и левой нарезками, установленные в корпусе, с взаимноогибаемым профилем зубьев, имеющие внутреннюю сторону зуба, очерчиваемую эпициклоидой. Другая сторона зуба винтового ротора образована двумя дугами окружностей и архимедовой спиралью.

Изобретение направлено на уменьшение массы винтовых роторов и упрощение технологического процесса изготовления роторов, снижение трудоемкости и себестоимости изделия.

Снижение массы роторов достигается за счет использования профиля зубьев, очерченного эпициклоидой, двумя дугами окружностей и архимедовой спиралью.

Упрощение технологического процесса изготовления роторов, снижение трудоемкости и себестоимости изделия достигается за счет того, что правый и левый ротор имеют одинаковый профиль, что позволяет обрабатывать их одним инструментом.

На фиг.1 представлено сечение винтового ротора.

На фиг.2 представлена схема контакта винтовых роторов.

На фиг.3 представлен общий вид счетчика в разрезе.

Особенностью предлагаемого зубчатого зацепления является то, что внутренняя поверхность зуба (фиг.1) винтового ротора AED образована эпициклоидой, очерченной точкой вершины зуба другого ротора при качении его центроиды по центроиде первого ротора. Другая сторона зуба образована дугой АВ окружности радиуса r, архимедовой спиралью BFD и дугой CD окружности радиуса R.

Счетчик состоит из следующих основных узлов, фиг.3:

- преобразователя первичного;

- счетного устройства.

Первичный преобразователь состоит из корпуса с измерительной камерой 5 и плавающих фланцев 2: входного и выходного.

В измерительной камере установлена пара винтовых роторов с правой 7 и левой 6 нарезками, вращающихся на подшипниках в опорах 3. Опоры крепятся к корпусу прижимными фланцами 4.

Синхронизация вращения винтовых роторов осуществляется с помощью пары шестерен 1, одна из которых состоит из ступицы и кольца, при небольшом повороте которого имеется возможность регулировки зазора между зубьями шестерен, а поворот одной из шестерен вокруг оси дает возможность регулировать боковой зазор между винтовыми роторами. Вращение одного из винтовых роторов через редуктор 8 и муфту 9 передается счетному устройству 11.

Счетчик работает следующим образом: поток измеряемой жидкости поступает в преобразователь первичный через фланец входной и, проходя через измерительную камеру, воздействует на винтовые поверхности роторов и, теряя часть напора на создание крутящего момента, приводит их во вращение.

Измерение объемного количества жидкости происходит за счет периодического отсекания определенного объема, заключенного в замкнутых полостях, ограниченных поверхностями винтов, линиями соприкосновения винтов и стенками камеры.

Использование предлагаемого профиля винтовых роторов позволяет увеличить полезный объем измерительной камеры и уменьшить массу роторов.

Применение сменного блока шестерен (фиг.3, поз.10) позволяет калибровать счетчик в указанные пределы основной относительной погрешности в широком диапазоне вязкостей, измеряемых счетчиком жидкостей.

Применение цилиндрических эвольвентных синхронизирующих шестерен позволяет регулировать боковой зазор в винтовых роторах, а сборная конструкция одной из шестерен - зазор в зацеплении шестерен, что позволяет улучшить метрологические показатели счетчика, а также значительно снизить риск заклинивания рабочих органов.

Изобретение предназначено для использования в средствах учета количества жидкости. В корпусе счетчика установлены винтовые роторы с правой и левой нарезками с взаимноогибаемым профилем зубьев. Роторы имеют одинаковый профиль и обрабатываются одним инструментом. Внутренняя сторона зуба винтового ротора очерчивается эпициклоидой. Другая сторона зуба ротора образована двумя дугами окружностей и архимедовой спиралью. Изобретение направлено на уменьшение массы роторов и упрощение технологического процесса изготовления роторов. Использование предлагаемого профиля винтовых роторов позволяет увеличить полезный объем измерительной камеры. 3 ил.

Счетчик жидкости винтовой, содержащий корпус с измерительной камерой, винтовые роторы с правой и левой нарезками, установленные в корпусе, с взаимноогибаемым профилем зубьев, имеющие внутреннюю сторону зуба, очерчиваемую эпициклоидой, отличающийся тем, что другая сторона зуба винтового ротора образована двумя дугами окружностей и архимедовой спиралью, причем правый и левый роторы имеют одинаковый профиль и обрабатываются одним инструментом.