Теплосчетчик Советский патент 1975 года по МПК G01F3/10 

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для контроля и учета расхода тепла и теплоносителя на абонентских вводах тепловых водяных сетей, например, жилых и общественных зданий. Для подобных целей применяют приборы механического, электромеханического и других типов.

Известен теплосчетчик, содержащий тахометрический расходомер, датчики температур, счетное и показывающее устройство и интегратор, выполненный в виде магнита и металлического (алюминиевого) диска, затормаживаемого в зависимости от температуры потока.

Такой счетчик сложен по конструкции и недостаточно надежен в работе.

Предлагаемый теплосчетчик отличается тем, что интегрирующее устройство выполнено в виде индукторной муфты скольжения, якорь которой соединен с вращающимся чувствительным элементом тахометрического расходомера, а к обмотке возбуждения муфты подключеиы датчики температуры. Тахометрический расходомер выполнен в сочетании с двумя диаметрально расположенными индукторными муфтами скольжения.

Ток обмотки возбуждения одной из муфт управляется выходными сигналами термодатчиков. Благодаря этому скорость выходного вала этой муфты является величиной, функционально зависи.мой как от расхода, так и от

температуры теплоносителя, или иначе - пропорциональна расходу тепла. Благодаря неизменному току возбуждения другой муфты, скорость ее выходного вала пропорциональна только расходу теплоносителя. Обе индукторные муфты используются, следовательно, в качестве устройств, понижающих скорость и осуществляющих бессальииковую и бесконтактную передачу вращения. При этом одна иЗ них одиовремеино производит интегрирование величин, определяющих расход тепла. Число оборотов выходных валов муфт при помощи, например, магнитомеханических путевых переключателей преобразуются в пропорциональную последовательность электрических импульсов, учитываемых соответствующими счетными устройствами. Предлагаемый теплосчетчик прост, обеспечивает получение как мгновенного и(или) суммарного значения тепловой энергии, так и мгновенного и(или) суммарного значения основного параметра теплоносителя - расхода, по которому регулируется теплосеть. Показания прибора снимаются на месте или дистанционно. Сочетание в одном приборе возможностей измерения указанных параметров упрощает общую систему учета и контроля работы теплосети.

Иа фиг. 1 показан крыльчатый расходомер, продольный разрез; на фиг. 2 - турбинный расходомер с вмонтированными индукториыми муфтами скольжения; на фиг. 3 - примерная схема компановки прибора со всеми входящими в него устройствами и элементами.

Теплосчетчик включает тахометрический расходомер, состоящий из корпуса 1, на соответствующих полуосях которого вращается крыльчатка (турбинка) 2, немагнитных стенок 3 и 4, герметизирующих внутреннюю полость расходомера; индукторные муфты скольжения, включающие якори 5 и 6, выполненные в виде полых цилиндров, жестко связанных с крыльчаткой (турбинкой) тахометрического расходомера, зубчатые индукторы 7 и 8, устанавливаемые на соответствующих осях концентрично якорям 5 и 6, магнитопроводы 9 и 10 с обмотками возбуждения 11 и 12. Теплосчетчик имеет закрепленные на индукторах 7 и 8 ностоянные магниты 13 и 14 муфт 15 и 16; герметизированные магнитоуправляемые контакты (герконы) 17 и 18, попарно образующие магнитомеханические путевые переключатели; стандартные датчики 19 и 20 температур теплоносителя, блок управления 21 и счетные устройства 22 и 23, включающие частотомеры и (или) счетчики импульсов.

В корпусе предусмотрен тангенциальный или аксиальный вход теплоносителя, в зависимости от вида применяемого расходомера, сетка - фильтр на входе и узел регулировки скорости вращения крыльчатки (турбинки). Элементы прибора вращаются подщипниковыми узлами и упорными стандартными камнями. Детали бесконтактных индукторных муфт скольжения изготавливают из ферромагнитных, другие детали прибора - из цветного, либо другого немагнитного материала.

Расходомер монтируется на обратном трубопроводе системы теплоснабжения (для уменьпления температурного воздействия контролируемой среды), блок управления устанавливается на месте, либо дистанционно, датчики температур - на соответствующих трубопроводах. При установке теплосчетчика на системе горячего водоснабжения - в бойлерах учет разности температур может осуществляться относительно холодного водоснабжения. Для этого второй температурный датчик устанавливается на водопроводном трубопроводе.

Теплосчетчик работает следующим образом.

Протекающий через корпус 1 расходомера теплоноситель вращает крыльчатку (турбинку) 2 и одновременно якори 5 и 6 индукторных муфт со скоростью, пропорциональной скорости потока или расходу теплоносителя. При перемещении относительно индукторов 7 и 8 якори 5 и 6 пронизываются пульсирующими магнитными полями, создаваемыми обмотками возбуждения 11 и 12 и зубцамивпадинами индукторов 7 и 8 соответственно. В результате в активных поверхностях якорей 5 и 6 в:озникают вихревые токи. Взаимодействие последних с основными магнитными потоками создает крутящие моменты, приводящие индукторы 7 и 8 во вращение в аналогичном якорям 5 и 6 направлении с некоторым номинальным скольжением. Величина момента, а следовательно и скорость вращения каждого из индукторов 7 и 8 в отдельности зависит от силы тока в соответствующих им обмотках возбуждения 11 и 12 и от скоростей якорей 5 и 6.

В предлагаемом теплосчетчике в обмотку 11 через блок управления 21 подается неизменный по величине ток возбуждения. Вследствие этого скорость индуктора 7 зависит только от скорости якоря 5 и является величиной, пропорциональной расходу теплоносителя. В то же время управление током обмотки возбуждения 12 осуществляется через блок управления 21 в зависимости от разности температур теплоносителя, контролируемых датчиками 19 и 20. Изменение температуры вызывает изменение электрических сигналов на выходе датчиков 19 и 20, воздействующих через блок управления 21 на обмотку 12, изменяя ее ток возбуждения и скольжения индуктора 8.

Благодаря такому устройству, скорость вращения индуктора 8 является величиной, функционально зависимой одновременно от расхода и разности температур теплоносителя, то есть определяет величину, пропорциональную расходу тепла, которая выражается как

Q lGe-di,

гдеQ - расход тепла;

G - расход теплоносителя; в - разность температур теплоносителя;

/1 и tz - интервал измерений (во времени).

Таким образом, индукторная муфта является одновременно кинематическим и интегрирующим элементом прибора.

Для бесконтактного съема числа оборотов индуктора 7 и 8 используются, например, два раздельных магнитомеханических путевых переключателя, включающих постоянный магнит 13 и геркон 17 для одной муфты и магнит 14 и геркон 18 - для другой, преобразующие число оборотов индукторов в электрические импульсы. Появляющиеся последовательности импульсов подаются соответственно на приборы 22 и 23 местного и (или) дистанционного контроля и (или) учета.

Предмет изобретения

Теплосчетчик, содержащий тахометрический расходомер, датчики температуры, интегрирующее, счетное и показывающее устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения конструкции прибора, интегрирующее устройство выполнено в виде индукторной муфты скольжения, якорь которой соединен с вращающимся чувствительным элементом тахометрического расходомера, а к обмотке возбуждения муфты подключены датчики температуры. 13 Фиг Уз -mennoci-mv В теплосеть