ОПТИЧЕСКИЙ ИНДИКАТОР ПАРА

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в колонках для заправки автотранспортных средств.
Известна топливораздаточная колонка см. АС №761426.
Колонка состоит из фильтра, насоса с электроприводом и расположенного на выходе из него газоотделителя с поплавковой камерой.
Газоотделитель предназначен для исключения возможности попадания паровой фазы в измеритель объема.
Недостатком этого устройства является его низкая надежность, значительные габариты и сложность.
Известен газоотсекатель, используемой в установке заправки сжиженным газом автотранспортных средств УЗСГ-1, предназначенный для прекращения подачи сжиженного газа (СУГ) в турбинный преобразователь расхода (ТПР) при понижении уровня жидкой фазы СУГ в корпусе газоотсекателя ниже допустимого.
Газоотсекатель состоит из корпуса цилиндрической формы с верхней приварной крышкой, поплавка с клапаном, установленным внутри корпуса и нижнего съемного дна. В крышке газоотсекателя установлен предохранительный клапан. В дно газоотсекателя вварен выходной патрубок, имеющий в верхней части внутри корпуса газоотсекателя резьбу для крепления седла клапана. К корпусу седла клапана приварен конус, служащий опорой пружине поддерживающей поплавок на плаву при погружении его в жидкую фазу СУГ, в нижнюю часть корпуса вварен входной патрубок цапкового исполнения.
При первоначальном заполнении газоотсекателя жидкой фазой СУГ поплавок под действием выталкивающей силы жидкости и силы пружины всплывает и открывает проходное сечение клапана газоотсекателя. Жидкий газ поступает в фильтр.
В случае прекращения подачи жидкой фазы СУГ в газоотсекатель уровень жидкости в корпусе газоотсекателя понижается, при достижении определенного уровня поплавок опускается и перекрывает проходное сечение клапана газоотсекателя, при этом расход жидкости через ТПР сокращается, что приводит к снижению частоты импульсов датчика ТПР ниже допустимого и отключению заправки.
При снижении частоты импульсов датчика ТПР ниже допустимой, электромагнитный клапан закрывается. Сила, создаваемая пружиной
поддерживающей поплавок, должна быть меньше силы тяжести поплавка. Установка УЗСГ-1 выпускалась с 1994 г ООО НПФ «ТИМ», г.Псков, паспорт ФА.198.00.00.000 ПС.
Указанный газоотсекатель обладает следующими недостатками:
- низкая надежность и точность вследствие наличия подвижных частей;
- габаритность конструкции;
- значительная металлоемкость.
Известен патент Р.Ф. №31851 на полезную модель «оптический индикатор пара». Это устройство принято за прототип.
Оптический индикатор пара состоит из корпуса 1 с осевым продольным отверстием 2, предназначенным для прохода рабочей жидкости, например, сжиженного углеводородного газа. Корпус 1 имеет вваренные патрубки 3, 4, что не позволяет достигнуть технического результата, заключающегося в упрощении конструкции, снижении массы и габаритов. В указанной полезной модели в патрубке 3 установлен излучатель света 5, например, светодиод, совмещенный со световодом 6. Световод изготовлен из прозрачного материала, например, оргстекла. Световод имеет скошенный торец под углом α=40°±30%, которым он выходит в продольное отверстие 2.
В патрубке 4 установлен приемник света 8 в виде фототранзистора, совмещенного со световодом 7, выполненным из
прозрачного материала, например, оргстекла. Корпус содержит пробку 9 для очистки поверхности световодов излучателя и приемника света. Кабели от излучателя света и приемника света через кабельные вводы присоединяются к печатной плате блока электроники.
Недостатки устройства:
- большая металлоемкость в пределах 2,5 кг.;
- габаритность в пределах 300×250×150 мм;
- работает только в прозрачных жидкостях;
- наличие двух световодов;
- необходимость настройки электрической части и мощности излучения светового потока;
- высокая стоимость из-за сварочных работ.
Технический результат и задача предлагаемой полезной модели заключаются в упрощении конструкции, снижении массы и уменьшении габаритов, повышении надежности, расширении технологических возможностей и снижении себестоимости изготовления.
Это достигается новыми техническими решениями, находящимися в причинно-следственной связи с техническим результатом.
В оптическом индикаторе пара состоящим из корпуса с осевым отверстием существенными отличиями является то, что в корпусе установлен переходник, в его осевом отверстии размещен световод, один торец которого имеет форму конуса и выходит в определяемую среду, а второй торец соединен с фотопрерывателем, который расположен между переходником и корпусом. На наружном торце световода выполнен полированный конус с углом, образующим вершину приближенную к 90°.
Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «новизна».
На фиг.1 представлен общий вид оптического индикатора пара в разрезе.
На фиг.2 выров разреза по поз. 5 фиг.1, увеличено.
Оптический индикатор пара состоит из следующих деталей: корпус - 1, переходник - 2, световод - 3, поджимной винт - 4, плата 5 с фотопрерывателем, фотопрерыватель состоит из светодиода - 6, фототранзистора - 7, прокладки - 8, 9; кабеля - 10; кабельный герметичный ввод - 11; болт заземления - 12; полированный конус - 13.
В корпусе 1 на резьбе установлен переходник 2. В осевом отверстии переходника размещен световод 3 изготовленный из прозрачного материала, например, из оргстекла. Световод
зафиксирован в переходнике поджимным винтом 4 с прокладками 8. На наружном торце световода выполнен полированный конус 13 с углом, образующим вершину конуса приближенную к 90°. Торец световода, находящийся внутри переходника, соединен с платой 5, содержащей фотопрерыватель. Фотопрерыватель содержит светодиод 6 и фототранзистор 7.
Кабель 10 от фотопрерывателя через кабельный ввод 11 присоединен к исполнительному устройству (не показан). Болт заземления 12 соединяют с контуром заземления.
Работа предлагаемой полезной модели изложена на примере измерения сжиженного углеводородного газа (СУГ) в газозаправочной колонке.
Оптический индикатор пара устанавливают в патрубок 14 трубопровода (не показан), по которому протекает СУГ. Фототранзистор не засвечивается, когда в трубопроводе есть жидкость. Световой поток от светодиода 6, проходя через световод 3, не отражается от границы сред в конусе 13, поэтому электрический сигнал от фототранзистора 7 не поступает на исполнительное устройство, электромагнитный клапан включен (не показан). Рабочая жидкость протекает в баллон автомобиля. Это объясняется тем, что когда коэффициент преломления среды (СУГ) приближен к коэффициенту преломления оргстекла, из которого сделан световод, то луч света от светодиода выходит из
световода, когда коэффициент преломления среды значительно меньше коэффициента преломления материала световода, то происходит внутреннее отражение от границ раздела сред на конусе 13 и световой поток возвращается на фототранзистор фотопрерывателя. Это происходит когда в трубопроводе отсутствует жидкая фаза СУГ. В этом случае электрический сигнал от фототранзистора поступает на исполнительное устройство, которое дает команду на закрытие электромагнитного клапана.
Предложенная полезная модель промышленно применима и обладает следующими преимуществами:
- значительно снижена масса до 300 г., габаритные размеры до 40 мм ×100 мм. Этим достигнут технический результат.
- упрощена конструкция;
- повышена надежность;
- расширены технологические возможности измерения наличия оптически непрозрачных жидкостей;
- снижена себестоимость изготовления.