РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ЗОЛОТНИК ДЛЯ ГАЗОВОГО СЧЕТЧИКА МЕМБРАННОГО ТИПА С ВРАЩАТЕЛЬНЫМ ПРИВОДОМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК G01F3/22 

Изобретение относится к области газовых счетчиков с деформируемыми мембранами, содержащих несколько измерительных камер и распределительный элемент или золотник, установленный с возможностью вращения относительно оси вращения на верхней поверхности крышки или блока распределения, в которой выполнены несколько отверстий, каждое из которых связано с одной измерительной камерой, причем этот распределительный элемент чередующимся образом обеспечивает возможность входа газа в упомянутые измерительные камеры и его выхода из этих камер в процессе вращательного движения этого распределительного элемента относительно оси его вращения.

Приведение распределительного элемента во вращательное движение осуществляется синхронно с движением мембран благодаря устройству передачи, содержащему некоторое количество рычагов, а также деталь, называемую кривошипом. В процессе осуществления чередующихся поступательных движений мембран упомянутые рычаги преобразуют эти поступательные движения во вращательное движение, передаваемое на кривошип. При этом кривошип передает свое вращательное движение, с одной стороны, на распределительный элемент, а с другой стороны, на совокупность зубчатых зацеплений, которые, в свою очередь, приводят в действие интегрирующий счетчик объема.

Для того чтобы понять принцип функционирования такого газового счетчика с мембранами и с приведением распределительного механизма во вращательное движение, можно сослаться, в частности, на патентный документ ЕР 0128838.

Далее особое внимание будет уделено взаимодействию упомянутого распределительного элемента или золотника с крышкой или блоком распределения.

На фиг.1а-1d проиллюстрированы блок распределения и распределительный элемент, используемые в конструкции газового счетчика, распространяемого на рынке Заявителем под зарегистрированной торговой маркой GALLUS 2000. А более конкретно, на фиг.1а представлен перспективный вид в сборе блока 1 распределения и распределительного золотника 2, на фиг.1b представлен вид сверху одного только блока 1 распределения, на фиг.1с представлен вид снизу одного только распределительного золотника 2 и на фиг.1d представлен частичный вид в разрезе блока 1 распределения, соединенного с распределительным золотником 2.

Как это более подробно можно видеть на фиг.1а, 1b и 1d, крышка или блок 1 распределения содержит первый наружный круговой венец 15а, определяющий снаружи четыре отверстия с 10 по 13, каждое из которых имеет форму сектора в виде четверти окружности, распределенных концентрическим образом и отделенных друг от друга при помощи радиальных перегородок 14 герметизации. Каждое отверстие с 10 по 13 имеет возможность обеспечивать сообщение с соответствующей измерительной камерой газового счетчика для того, чтобы обеспечить впуск газа в эту измерительную камеру.

Крышка или блок 1 распределения содержит также второй круговой венец 15b, располагающийся концентрическим образом по отношению к упомянутому первому венцу 15а, но имеющий несколько меньший диаметр. Этот второй круговой венец определяет, совместно с тремя другими радиальными перегородками 16, три других отверстия, предназначенных для вхождения в сообщение с каналом соединения этого газового счетчика и обеспечивающих возможность отведения газа.

И наконец, третий внутренний круговой венец 15с, являющийся концентрическим по отношению к двум первым венцам, определяет центральное отверстие 17, центрированное относительно оси вращения и предназначенное, в частности, для размещения в нем втулки кривошипа (на приведенных в приложении фиг.не показана), обеспечивающей возможность приведения во вращательное движение распределительного золотника 2 относительно этой оси вращения.

Как это более подробно можно видеть на фиг.1а, 1с и 1d, распределительный элемент или золотник 2 содержит сектора окружности, выполненные таким образом, чтобы сформировать отверстие 20 и выпуклую зону 21, разделенные двумя плоскими зонами 22, 23, причем каждая из этих зон перекрывает угловой сектор, имеющий величину порядка 90°.

Золотник 2 также содержит центральную полую зону 24, образующую подшипник, предназначенный для размещения концентрическим образом против центрального отверстия 17 крышки 1 распределения. Отверстие 20, определяемое золотником 2, предназначено для последовательного обеспечения сообщения каждого из отверстий с 10 по 13 с измерительной камерой для того, чтобы пропустить в нее газ. Выпуклая зона 21, ограничивающая некоторое внутреннее пространство, и центральная полая зона 24 предназначены для последовательного обеспечения сообщения измерительных камер с выходным каналом. При этом две плоские зоны 22, 23 последовательно перекрывают оставшиеся отверстия.

Таким образом, в процессе функционирования золотник 2 и, более конкретно, три его концентрических поверхности 25, 26 и 27, которые находятся в контакте с верхней плоской кромкой соответственно первого, второго и третьего венцов 15а, 15b, 15с крышки 1 распределения, скользят на поверхности этой крышки и, говоря более конкретно, на верхней кромке каждого из упомянутых венцов.

В то же время здесь следует отметить, что в случае газового счетчика, распространяемого на рынке под торговой маркой GALLUS 2000, внутренний венец 15с герметизации оказывается необходимым вследствие того, что ось приведения во вращательное движение проходит сквозь распределительный золотник. Существуют также и другие технические решения, например техническое решение, описанное в патентном документе FR 2778981, в соответствии с которым никакая ось не проходит сквозь распределительный золотник таким образом, чтобы крышка могла содержать только два венца 15а и 15b.

В любом случае герметичность между распределительным золотником 2 и крышкой 1 распределения обеспечивается только при помощи собственного веса этого золотника 2 и при помощи разности давления газа внутри золотника и снаружи от него.

Для того чтобы обеспечить удовлетворительную герметизацию и, следовательно, высокую точность подсчета объема использованного газа, необходимо, чтобы находящиеся в контакте поверхности, с одной стороны, золотника, а с другой стороны, крышки, были возможно более гладкими.

Однако распределительные газовые сети могут содержать загрязняющие вещества, представляющие собой, например, жировые вещества типа гликоля, которые могут быть представлены в газораспределительных устройствах или могут содержать твердые частицы типа частиц железа или земли, поступающих из трубопроводов.

Эти загрязняющие вещества осаждаются главным образом на уровне поверхности 28 скольжения, как это показано на фиг.1d, располагающейся между, с одной стороны, верхней плоской кромкой наружного кругового венца 15а, а с другой стороны, наружной концентрической поверхностью 25, и могут увеличивать, таким образом, коэффициент трения в процессе вращения золотника на крышке. Следствием этого обстоятельства является снижение точности измерений счетчика.

Говоря более конкретно, плоская верхняя кромка первого наружного кругового венца 15а взаимодействует с наружной концентрической поверхностью 25 на уровне зоны 28 контакта, как это показано на фиг.1d.

Техническая задача данного изобретения состоит в том, чтобы устранить отмеченные выше недостатки и предложить, в частности, специфические геометрические характеристики распределительного золотника.

Техническое решение в соответствии с данным изобретением состоит в том, чтобы предложить газовый счетчик с мембранами и с вращательным приводом распределения, содержащий несколько измерительных камер и распределительный золотник, установленный с возможностью вращения относительно оси вращения на верхней поверхности крышки распределения, в которой выполнены несколько отверстий, каждое из которых связано с одной измерительной камерой, причем этот распределительный золотник обеспечивает чередующимся образом возможность входа газа в измерительные камеры и его выхода из этих камер в процессе вращательного движения золотника относительно упомянутой оси вращения, и крышка распределения содержит уплотнительную наружную коронку, расположенную по существу концентрическим образом по отношению к упомянутой оси вращения, на верхней плоской кромке которой скользит наружная контактная поверхность распределительного золотника, образующая поверхность взаимодействия со скольжением между уплотнительной наружной коронкой и наружной контактной поверхностью, отличающийся тем, что газовый счетчик дополнительно содержит защитную юбку, герметичным образом охватывающую весь периметр наружной контактной поверхности и представляющую периферийную стенку, проходящую в направлении крышки распределения таким образом, чтобы перекрыть упомянутую поверхность взаимодействия со скольжением.

Другие характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут более понятны из приведенного ниже описания, не являющегося ограничительным примером реализации распределительного золотника, где приведены ссылки на чертежи, среди которых:

- Фиг.1а представляет собой перспективный вид в собранном состоянии распределительного золотника и крышки распределения для газового счетчика в соответствии с предшествующим уровнем техники;

- Фиг.1b представляет собой вид сверху крышки распределения газового счетчика в соответствии с предшествующим уровнем техники;

- Фиг.1с представляет собой вид снизу распределительного золотника газового счетчика в соответствии с предшествующим уровнем техники;

- Фиг.1d представляет собой частичный схематический вид в разрезе распределительного золотника, соединенного с крышкой распределения, для газового счетчика в соответствии с предшествующим уровнем техники;

- Фиг.2 представляет собой частичный схематический вид в разрезе распределительного золотника, соединенного с крышкой распределения, для газового счетчика в соответствии с предлагаемым изобретением;

- Фиг.3 представляет собой схематический перспективный вид снизу распределительного золотника типа того, который частично представлен на фиг.2.

Фиг.1а-1d уже были описаны ранее и здесь для облегчения понимания данного изобретения элементы, являющиеся общими между предлагаемым изобретением и предшествующим уровнем техники, обозначены одними и теми же цифровыми позициями.

На фиг.2 и 3 представлены различные виды способа реализации газового счетчика в соответствии с предлагаемым изобретением, содержащего крышку 1 распределения и распределительный золотник 2.

Распределительный золотник 2 представляет собой защитную юбку 30, являющуюся неотъемлемой частью этого распределительного золотника 2.

Говоря другими словами, эта защитная юбка 30 образует с распределительным золотником 2 одну и ту же деталь.

Распределительные золотники из существующего уровня техники обычно изготавливаются при помощи способа, хорошо известного специалисту в данной области техники, например, путем горячего обжатия термоотверждаемого полимера в соответствующей литейной форме.

После того, как упомянутый полимер отверждается (или структурируется) под действием повышенной температуры, и после его извлечения из литейной формы получают распределительный золотник 2, например, идентичный или подобный золотнику, представленному на фиг.1а-1d.

Однако, при этом оказывается необходимым осуществить дополнительный технологический этап для того, чтобы иметь возможность использовать такой распределительный золотник в газовом счетчике с деформируемыми мембранами.

Этот дополнительный этап состоит в шлифовке распределительного золотника 2 на уровне его контактных поверхностей 25, 26, 27 для получения плоскостности (гладкой поверхности), необходимой для обеспечения достаточного уровня герметизации между крышкой 1 распределения и распределительным золотником 2.

В соответствии со способом реализации, представленным на фиг.2 и 3, отпадает необходимость осуществления этого дополнительно этапа шлифовки на распределительном золотнике 2.

Действительно, распределительный золотник 2 вместе с защитной юбкой 30 изготавливаются путем формования под давлением термопластичного полимера в соответствующей литейной форме.

Перед осуществлением этого этапа формования под давлением поверхности литейной формы, предназначенные для нахождения в контакте с контактными поверхностями 25, 26, 27 упомянутого золотника, деформируются таким образом, чтобы получить, после извлечения изделия из литейной формы, распределительный золотник с плоскостностью (гладкой поверхностью), необходимой для обеспечения достаточного уровня герметизации между крышкой 1 распределения и распределительным золотником 2.

В качестве примера можно указать, что литейная форма обрабатывается электроэрозионным способом перед осуществлением этапа формования под давлением.

Вследствие этого распределительный золотник 2 вместе с защитной юбкой 30 (деталь, изготовленная из термопластического полимера при помощи формования под давлением) изготавливается, таким образом, предпочтительно исключая необходимость выполнения любого дополнительного этапа шлифовки.

Кроме того, интегрирование защитной юбки в структуру распределительного золотника позволяет обеспечить удовлетворительный охват герметичным образом этой юбкой всего периметра наружной контактной поверхности 25 этого золотника.

Не представленный на чертежах вариант реализации распределительного золотника в соответствии с предлагаемым изобретением состоит в том, чтобы предусмотреть использование защитной юбки, не интегрированной в структуру распределительного золотника, а выполненной в виде дополнительной детали, которая закрепляется на распределительном золотнике.

В этом случае необходимо предусмотреть средства фиксации, которые позволяли бы такой защитной юбке охватывать герметичным образом весь периметр наружной контактной поверхности 25 распределительного золотника.

Вследствие этого защитная юбка предпочтительным образом может быть адаптирована к распределительным золотникам из существующего уровня техники, описанным ранее, например к распределительным золотникам, идентичным или подобным золотникам, показанным на фиг.1а-1d.

Разумеется, распределительный золотник в соответствии с вариантом реализации, не представленным на приведенных в приложении фигурах, также может быть изготовлен при помощи способа формования под давлением термопластичного полимера в соответствующей предварительно протравленной литейной форме, как об этом уже было сказано ранее.

После получения распределительного золотника при помощи того или иного из этих способов реализации защитная юбка закрепляется, например, путем приклеивания, насаживания с натягом или привинчивания, на периферийной части наружной контактной поверхности 25 распределительного золотника 2.

Таким образом, эта защитная юбка надежно и герметично охватывает весь периметр наружной контактной поверхности 25 распределительного золотника 2, как и в способе реализации, представленном на фиг.2 и 3.

Периферийная стенка этой защитной юбки, полученной в соответствии с двумя описанными выше способами реализации, проходит в направлении крышки 1 распределения таким образом, чтобы перекрывать поверхность 28 взаимодействия со скольжением.

Эта периферийная стенка предпочтительным образом является концентрической по отношению к оси вращения и может иметь цилиндрическую форму (см. фиг.2 и 3) в том случае, когда она проходит параллельно оси вращения, или же может иметь коническую форму.

Таким образом, эта защитная юбка предпочтительным образом позволяет ограничить, и даже устранить, всякое внешнее загрязнение на уровне поверхности 28 взаимодействия со скольжением.

Изобретение относится к области расходометрии и может быть использовано для определения объема использованного газа. Сущность: устройство содержит несколько измерительных камер, распределительный золотник (2) и крышку (1) распределения. Крышка (1) распределения имеет несколько отверстий, каждое из которых связано с одной измерительной камерой. Золотник (2) установлен с возможностью вращения относительно оси вращения на верхней поверхности крышки (1) распределения. Причем золотник (2) в процессе вращательного движения относительно оси вращения позволяет газу поочередно входить в измерительные камеры и выходить из них. Крышка (1) распределения содержит уплотнительную наружную коронку (15а), расположенную концентрически по отношению к оси вращения. На верхней плоской кромке уплотнительной наружной коронки (15а) скользит наружная контактная поверхность (25) распределительного золотника (2), образующая поверхность (28) взаимодействия скольжением между уплотнительной наружной коронкой (15а) и наружной контактной поверхностью (25). Газовый счетчик дополнительно содержит защитную юбку (30), герметично охватывающую весь периметр наружной контактной поверхности (25). Защитная юбка (30) имеет периферийную стенку, проходящую в направлении крышки (1) распределения таким образом, чтобы перекрыть упомянутую поверхность (28) взаимодействия скольжением. Технический результат: повышение точности измерений счетчика. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Мембранный газовый счетчик с вращательным приводом распределения, содержащий несколько измерительных камер и распределительный золотник (2), установленный с возможностью вращения относительно оси вращения на верхней поверхности крышки (1) распределения, в которой выполнены несколько отверстий, каждое из которых связано с одной измерительной камерой, причем этот распределительный золотник (2) позволяет газу поочередно входить в измерительные камеры и выходить из них в процессе вращательного движения золотника относительно оси вращения, при этом крышка (1) распределения содержит уплотнительную наружную коронку (15a), расположенную, по существу, концентрически по отношению к оси вращения, на верхней плоской кромке которой скользит наружная контактная поверхность (25) распределительного золотника, образующая поверхность (28) взаимодействия скольжением между уплотнительной наружной коронкой (15a) и наружной контактной поверхностью (25), отличающийся тем, что этот газовый счетчик дополнительно содержит защитную юбку (30), герметично охватывающую весь периметр наружной контактной поверхности (25) и имеющую периферийную стенку, проходящую в направлении крышки (1) распределения таким образом, чтобы перекрыть упомянутую поверхность (28) взаимодействия скольжением.

2. Мембранный газовый счетчик по п.1, отличающийся тем, что периферийная стенка защитной юбки (30) проходит параллельно оси вращения.

3. Мембранный газовый счетчик по п.1 или 2, отличающийся тем, что защитная юбка (30) представляет собой неотъемлемую часть распределительного золотника (2).

4. Мембранный газовый счетчик по п.3, отличающийся тем, что распределительный золотник (2) вместе с защитной юбкой представляет собой деталь, изготовленную из термопластического материала путем формования под давлением.

5. Мембранный газовый счетчик по п.1 или 2, отличающийся тем, что защитная юбка представляет собой дополнительную деталь, которая закрепляется на распределительном золотнике (2).

6. Мембранный газовый счетчик по п.5, отличающийся тем, что защитная юбка закрепляется на периметре наружной контактной поверхности (25) распределительного золотника (2) путем приклеивания, насаживания или привинчивания.