СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СЧЕТЧИКА ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК G06M1/10 

Данное техническое решение относится к системе учета горячего теплоносителя (например, воды) как для промышленных предприятий, где имеется необходимость точного учета поступления горячей воды потребителю, так и для индивидуальных потребителей многоквартирных домов.

Постановлением Правительства РФ от 06.05.2011 г. №354 температура горячей воды должна быть не ниже 60°C и не выше 75°C согласно пункта 2.4. СанПин 2.1.4. 2496 - 09. В настоящее время существуют сертифицированные счетчики учета расхода холодной и горячей воды типа ВСКМ, СТВУ ГД, СТВГ, ВМГ и другие.

Любой водосчетчик такого типа состоит из 3-х основных частей: корпуса, крыльчатки (турбины) и счетного механизма. Принцип действия основан на том, что вода, проходя через корпус, вращает лопасти расположенной в нем крыльчатки (турбины) со скоростью, пропорциональной расходу. Вращение крыльчатки согласовано с вращением ведущей магнитной полумуфты, которая синхронно передает вращение через герметичную немагнитную стенку корпуса на ведомую часть магнитной полумуфты, установленной в счетном механизме. Счетный механизм, имеющий масштабирующий механический редуктор, обеспечивает перевод числа оборотов крыльчатки в измеренный протекающий объем воды (в кубических метрах и в долях кубического метра). Аналог счетчика такого типа с турбиной известен по АС №947887. Счетчики горячей воды такого типа не позволяют различить какая часть воды прошла через них по нормативу горячей, а какая часть воды прошла холодной, например ниже 50°C.

Известен счетчик воды с термодатчиком 4-тарифный электронный ЛВ-4Т, который состоит из электронного вычислителя ЛВ, цифрового датчика температуры DT05 и двух преобразователей расхода - ПРГ для установки на трубопроводе горячего водоснабжения и ПРХ для установки на трубопроводе холодного водоснабжения. Электронный вычислитель подсчитывает объем расходуемой воды и записывает вычисленное значение в соответствующую тарифную ячейку исходя из реальной температуры горячей воды. Значения объема фиксируются нарастающим итогом. При этом из тарифной ячейки «Vг.в.<40°C» значения не учитываются, из тарифной ячейки «Vг.в. 40-44°C» значения учитываются с коэффициентом 0,7, из тарифной ячейки «Vг.в. 45-49°C» значения учитываются с коэффициентом 0,9, из тарифной ячейки «Vг.в.>50°C» значения учитываются с коэффициентом 1,0. Цена базового комплекта счетчика горячей воды с термодатчиком и вычислителем составляет 8000-9000 рублей. Этот способ учета и устройство для учета горячей воды дорогостоящи, конструктивно сложны и трудны в эксплуатации для потребителей и контролирующих органов.

Предлагаемый способ формирования счетчика горячей воды и устройство для его осуществления устраняет недостатки существующего способа учета расхода горячей воды и позволяет использовать с небольшой конструктивной доработкой существующие сертифицированные счетчики горячей воды типа ВСКМ, СТВУ ГД, СТВГ, ВМГ и другие аналогичные.

Целями настоящего технического решения являются:

- снижение количества и массы комплектующих элементов счетчиков горячей воды при новом способе их формирования;

- исключение из новых счетчиков горячей воды элементов электропитания;

- исключение из новых счетчиков горячей воды элементов электроники;

- снижение трудоемкости изготовления счетчиков горячей воды и общей стоимости новых счетчиков горячей воды, а также эксплуатационных расходов по их обслуживанию.

Это достигается тем, что в счетчики горячей воды типа ВСКМ, СТВУ ГД, СТВГ и ВМГ устанавливают устройство, выключающее взаимодействие ведущей и ведомой магнитных полумуфт при прохождении через счетчик воды ниже 50°C и включающее взаимодействие ведущей и ведомой магнитных полумуфт при прохождении через счетчик воды 50°C и выше.

Взаимодействие ведущей и ведомой магнитных полумуфт осуществляется за счет взаимодействия их магнитных элементов через немагнитную тонкую перегородку чаще всего из латунного сплава, из которого изготавливают корпус счетчика. Выключить взаимодействие ведущей и ведомой магнитных полумуфт можно двумя способами:

- увеличить расстояние между магнитными элементами ведущей и ведомой магнитными полумуфтами,

- затормозить (отключить) ведомую магнитную полумуфту.

В машиностроении известны свойства сплава нитинола. Проволока или пластина, деформированные из исходного положения в холодном состоянии, при нагревании возвращаются неограниченное количество раз в свое исходное положение, а при охлаждении возвращаются в то же самое деформированное положение. Сплав нитинол - сплав титана и никеля. В зависимости от процентного содержания титана и никеля от 45% до 55% меняется и температурный интервал восстановления первоначальной формы сплава.

Первый способ выключения взаимодействия ведущей и ведомой магнитных полумуфт.

Ведущую магнитную полумуфту выполняют в виде двух стержней из нитинола, одни концы которых прикреплены к крыльчатке, а к другим концам стержней прикреплены магнитные элементы, взаимодействующие с магнитными элементами ведомой магнитной полумуфты. Перед сборкой счетчика нитиноловые стержни ведущей полумуфты деформируют, обеспечивая магнитную независимость от ведомой полумуфты. При прохождении по счетчику воды ниже 50°C собранная в счетчике ведущая магнитная полумуфта с деформированными нитиноловыми лучами не взаимодействует с ведомой магнитной полумуфтой, т.к. магнитные элементы ведущей и ведомой полумуфт удалены друг от друга и их магнитные поля не взаимодействуют. При прохождении по счетчику воды 50°C и выше деформированные нитиноловые лучи с магнитными элементами на концах ведущей магнитной полумуфты возвращаются в исходное (недеформированное) положение - нитиноловые стержни возвращаются в исходное положение, магнитные элементы ведущей полумуфты входят в зону взаимодействия с ведомой магнитной полумуфтой и ведомая магнитная полумуфта приводит в действие счетный механизм. Счетчик учитывает количество протекающей воды выше 50°C.

Второй способ выключения взаимодействия ведущей и ведомой магнитных полумуфт.

Ведомую магнитную полумуфту останавливают деформированной нитиноловой пластиной, которая при нагревании в 50°C и выше возвращается в исходное положение и освобождает для вращения ведомую магнитную полумуфту, которая при вращении приводит в действие счетный механизм. Нитиноловую пластину, включающую и выключающую ведомую магнитную полумуфту, крепят на немагнитную перегородку из латунного сплава, который обладает высокой теплопроводностью. При прохождении через счетчик воды 50°C и выше немагнитная герметичная перегородка из латунного сплава совместно с нитиноловой пластиной нагреваются. Нитиноловая пластина, нагреваясь до 50°C, возвращается в исходное положение и освобождает ведомую полумуфту, которая приводит в действие счетный механизм, учитывающий объем протекающей воды 50°C и выше.

На фигуре 1 изображен счетчик горячей воды при прохождении через него воды ниже 50°C (ведущая полумуфта отключена).

На фигуре 2 изображен счетчик горячей воды при прохождении через него воды 50°C и выше (ведущая полумуфта включена).

На фигуре 3 изображен счетчик горячей воды с тормозом при прохождении через него воды ниже 50°C (ведомая полумуфта отключена).

На фигуре 4 изображен счетчик горячей воды с тормозом при прохождении через него воды 50°C и выше (ведомая полумуфта включена).

Счетчик горячей воды состоит из корпуса 1, крыльчатки 2, герметичной перегородки из латунного сплава 3, магнитных элементов 4 для ведущей полумуфты, магнитных элементов 5 для ведомой полумуфты, вала счетного механизма 6, счетного механизма 7, нитиноловых стержней 8 (фиг.1, 2 - для устройства первого способа взаимодействия магнитных полумуфт) и нитиноловой пластины 9 (фиг.3, 4 - для устройства второго способа взаимодействия магнитных полумуфт).

Счетчик горячей воды по первому способу включения-выключения взаимодействия ведущей и ведомой магнитных полумуфт работает следующим образом. При прохождении воды ниже 50°C через корпус 1 (см. фиг.1) вращается крыльчатка 2 с магнитными элементами 4, но они не взаимодействуют с магнитными элементами 5, т.к. деформация нитиноловых стержней 8 нарушила их взаимодействие. При прохождении воды 50°C и выше (см. фиг.2) нитиноловые стержни 8 возвращаются в исходное (недеформированное) положение и включается взаимодействие магнитных элементов 4, 5 магнитных полумуфт и ведомая полумуфта валом 6 приводит в движение счетный механизм 7.

Счетчик горячей воды по второму способу включения-выключения взаимодействия ведущей и ведомой магнитных полумуфт работает следующим образом. При прохождении воды ниже 50°C через корпус 1 (см. фиг.З) вращается крыльчатка 2 с магнитными элементами 4, но они, взаимодействуя с магнитными элементами 5 ведомой полумуфты, не вращают ее, т.к. деформированная нитиноловая пластина 9 удерживает ее вращение, и счетный механизм 7 не работает. При прохождении воды 50°C и выше (см. фиг.4) нитиноловая пластина 9 возвращается в (недеформированное) исходное положение, освобождает ведомую полумуфту (включается взаимодействие магнитных элементов 4, 5 магнитных полумуфт) и ведомая полумуфта валом 6 приводит в движение счетный механизм 7, который учитывает расход воды 50°C и выше.

Этот способ формирования счетчика горячей воды позволяет:

- снизить массу и стоимость комплектующих элементов системы учета горячей воды;

- исключить из конструкции счетчика горячей воды элементы электропитания;

- исключить из конструкции счетчика горячей воды элементы электроники;

- повысить надежность работы счетчика по учету количества потребляемой горячей воды за счет снижения количества элементов системы и за счет исключения элементов системы учета, влияющих на надежность работы счетчика.

Способ формирования счетчика горячей воды основан на применении устройства включения-выключения счетного механизма учета протекающей горячей воды. Счетный механизм включается-выключается за счет включения-выключения взаимодействия ведущей и ведомой магнитных полумуфт устройством, содержащим детали из нитинола - металла памяти, которым включают магнитное взаимодействие ведущей и ведомой магнитных полумуфт при протекании по счетчику горячей воды и выключают магнитное взаимодействие ведущей и ведомой магнитных полумуфт при протекании по счетчику холодной воды. Технический результат - повышение надежности работы счетчика. 3 н.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ формирования счетчика горячей воды, заключающийся в том, что корпус счетчика изготавливают герметичным с входным и выходным отверстиями, внутри него с крыльчаткой или турбиной, синхронно вращающейся с ней потоком воды ведущей магнитной полумуфтой с магнитными элементами, передают ведущей магнитной полумуфтой магнитными элементами вращающий магнитный момент через немагнитную перегородку на ведомую магнитную полумуфту, которой передают вращение на счетный механизм, учитывающий объем протекающей горячей воды, отличающийся тем, что включение-выключение магнитного взаимодействия ведущей и ведомой магнитных полумуфт выполняют с использованием устройства, содержащего детали из нитинола - металла памяти, которым включают магнитное взаимодействие ведущей и ведомой магнитных полумуфт при протекании по счетчику горячей воды и выключают магнитное взаимодействие ведущей и ведомой магнитных полумуфт при протекании по счетчику холодной воды.

2. Устройство учета количества протекающей горячей воды, содержащее герметичный корпус с входным и выходным отверстиями, внутри него с крыльчаткой, синхронно вращающейся с ней потоком воды ведущей магнитной полумуфтой с магнитными элементами, передающими вращающий магнитный момент через немагнитную перегородку на ведомую магнитную полумуфту, которая передает вращение на счетный механизм, учитывающий объем протекающей горячей воды, отличающееся тем, что включение-выключение магнитного взаимодействия ведущей и ведомой магнитных полумуфт выполнено устройством на ведущей магнитной полумуфте, содержащее нитиноловые стержни, одними концами прикрепленными к крыльчатке, а другими концами прикрепленными к магнитным элементам, взаимодействующими с магнитными элементами ведомой магнитной полумуфты при протекании горячей воды, а при протекании холодной воды нитиноловые стержни, охлаждаясь, возвращаются в исходное деформированное положение, исключающее взаимодействие магнитных элементов ведущей и ведомой полумуфт и выключающее счетный механизм.

3. Устройство учета количества протекающей горячей воды, содержащее герметичный корпус с входным и выходным отверстиями, внутри него с крыльчаткой, синхронно вращающейся с ней потоком воды ведущей магнитной полумуфтой с магнитными элементами, передающими вращающий магнитный момент через немагнитную перегородку на ведомую магнитную полумуфту, которая передает вращение на счетный механизм, учитывающий объем протекающей горячей воды, отличающееся тем, что включение-выключение магнитного взаимодействия ведущей и ведомой магнитных полумуфт выполняется устройством в виде деформированной нитиноловой пластины, установленной на герметичной перегородке с наружной стороны и которая своей деформированной частью за счет упругого воздействия останавливает ведомую магнитную полумуфту и счетный механизм при протекании холодной воды, а при протекании горячей воды нитиноловая пластина принимает недеформированное (исходное) положение, освобождает для вращения ведомую магнитную полумуфту и синхронно вращающийся с ней вал счетного механизма, учитывающего протекающую горячую воду.