ОБЪЁМНЫЙ СЧЁТЧИК ГАЗА
VOLUMETRIC GAS METER

Изобретение относится к газовой технике и может быть использовано в системах газоснабжения производственных и бытовых потребителей.
Известен объемный счетчик газа [1] содержащий две камеры, разделенные каждая эластичной мембраной на две полости, попеременно переключаемые переключателем с выходного на входной патрубки счетчика. При этом пока одна из них заполняется фиксированной порцией газа, вторая отдает эту порцию потребителю. Учет отпущенного газа производится по числу циклов переключения полостей.
Однако в данном счетчике время, за которое происходит переключение полостей с периода заполнения на период отдачи газа сопоставимо с временем цикла. Поэтому, чтобы во время переключения исключить прямое (минуя полости) прохождение газа из магистрали потребителю, переключатель предварительно перекрывает выходы обеих полостей, затем также сравнительно медленно открывает их одной с заполнения на отдачу газа, второй - с отдачи на заполнение. А чтобы поступление газа потребителю во время переключения не прерывалось, в счетчике параллельно устанавливается вторая камера, цикл заполнения и опорожнения в которой сдвинут по отношению к циклу заполнения первой камеры на четверть периода. Это в два раза увеличивает габариты и количество деталей счетчика, что в итоге увеличивает обременительную для потребителя его стоимость и снижает надежность.
Целью предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков.
Технический результат достигается за счет того, что в объемном счетчике газа, содержащем камеру, разделенную эластичной мембраной с центральной частью в виде жесткого диска на первую и вторую полости, механическое отсчетное устройство, биметаллический температурный корректор показаний счетчика, ползунок переключателя полостей с выходного на входной патрубки счетчика, седло переключателя, два крайних окна которого связаны соответственно с первой и второй полостями, а среднее - с выходным патрубком счетчика, рычаги связи мембраны с ползунком, преобразователь возвратно-поступательного движения ползунка во вращательное движение входного вала механического отсчетного устройства, устройство калибровки счетчика, температурный корректор выполнен в виде 2-х биметаллических пластин, жестко прикрепленных одними концами к двум сторонам диска диафрагмы так, что другие концы пластин ориентированы по оси диска, рычаги связи тарелки диафрагмы и ползунка пружинящие и подвижно связаны с ползунком через крайние окна седла переключателя, к торцам ползунка по ходу его движения с той и другой сторон прикреплены ферромагнитные пластины, взаимодействующие с постоянными магнитами, установленными напротив каждой из них на седле переключателя, с возможностью регулировки зазора между полюсами магнитов и ферромагнитными пластинами посредством винтов, выполняющих роль устройства калибровки счетчика, а преобразователь возвратно-поступательного движения ползунка во вращательное движение входного вала механического отсчетного устройства выполнен в виде храпового механизма.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом (фиг. 1 - вид спереди и фиг. 2 - вид на переключатель сверху).
Счетчик содержит камеру 1, разделенную эластичной мембраной 2 с центральной частью в виде жесткого диска 3 на первую 4 и вторую 5 полости. Биметаллический температурный корректор показаний счетчика выполнен в виде 2-х биметаллических пластин 6 и 7, жестко прикрепленных одними концами к двум сторонам диска диафрагмы, а другие концы пластин ориентированы по оси диска 3. Ползунок 8 переключателя полостей с выходного 9 на входной 10 патрубки счетчика установлен с возможностью смещения вправо и влево на седле 11 переключателя, два крайних окна которого 12 и 13 связаны соответственно с первой 4 и второй 5 полостями, а среднее 14 - с выходным патрубком счетчика. Ползунок 8 со стороны, прилегающей к седлу, имеет канал 15, соединяющий в крайнем левом положении ползунка окна 12 и 14, а в крайнем правом положении - окна 13 и 14. Рычаги 16 и 17 пружинящие, подвижно связаны с ползунком 8 через крайние окна 12 и 13 седла 11 переключателя. Храповое колесо 18 установлено на оси, жестко связанной с седлом 11 переключателя полостей, и служит для преобразования возвратно-поступательного движения ползунка 8 во вращательное движение входного вала механического отсчетного устройства (на чертеже не показано). К торцам ползунка 8 по ходу его движения с той и другой стороны прикреплены ферромагнитные пластины 19 и 20, взаимодействующие с постоянными магнитами соответственно 21 и 22, установленными напротив каждой из них на седле 11 переключателя. Зазор между полюсами магнитов и ферромагнитными пластинами регулируется посредством винтов 23 и 24, выполняющих роль устройства калибровки счетчика. Все детали заявляемого счетчика газа размещены в корпусе, образующем отсек 25 приема газа и отсек 26 расхода газа, разделенные окном 14 седла 11 переключателя. Работает объемный счетчик газа следующим образом.
Допустим, что в начальный момент времени ползунок 8 переключателя, как это изображено на рисунке, силой магнитного взаимодействия магнита 21 и ферромагнитной пластины 19 удерживается в крайнем левом положении. При этом окно 13 открыто и газ из отсека 25 поступает в полость 5. Мембрана под давлением газа перемещается справа налево, вытесняя газ, заполняющий полость 4, через соединенные по каналу 15 окна 12 и 14 в отсек 26 и далее потребителю. Как только свободный конец биметаллической пластины 6 коснется нижнего конца рычага 16, начнется (при дальнейшем перемещении мембраны) деформация рычага, сопровождающаяся увеличением силы взаимодействия рычага и биметаллической пластины, а, следовательно, и увеличением силы давления верхнего конца этого рычага на ползунок 8. Жесткость плеч рычага рассчитана таким образом, что при заполнении полости 5 заранее установленным фиксированным объемом газа сила давления рычага на ползунок 8 переключателя превысит силу притяжения ферромагнитной пластины 19 к магниту 21 и ползунок скачком (как показывают расчеты за тысячные доли секунды) переместится в крайнее правое положение.
С этого момента через открывшееся окно 12 начнется заполнение газом полости 4 и опорожнение через окна 13 и 14 полости 5. Перемещение ползунка в исходное левое положение осуществится аналогично описанному выше, завершая один из чередующихся друг за другом циклов. При этом храповое колесо 18 привода механического отсчетного устройства за цикл поворачивается на один зубец.
Настройка точности показаний заявляемого объемного счетчика газа осуществляется винтами 23 и 24, с помощью которых изменяются зазоры между ферромагнитными пластинами и магнитами. При уменьшении зазора увеличивается сила их взаимного притяжения, поэтому для отрыва ползунка требуется более полное заполнение объемов полостей. Этим действием исключается завышение показаний счетчика газа по сравнению с фактическим его расходом. И наоборот, если счетчик дает заниженные показания необходимо увеличивать зазоры между пластинами и магнитами.
При понижении температуры газа, особенно в зимнее время года, массовый расход газа при том же самом объеме потребления увеличивается, что не выгодно для газоснабжающей организации. Поэтому чтобы скомпенсировать увеличивающуюся с понижением температуры погрешность необходимо, обратно пропорционально температуре увеличить показания счетчика по сравнению с фактическим объемом потребленного газа при пониженной на данный момент времени температуре. Это в объемных счетчиках газа осуществляется путем уменьшения степени заполнения полостей. В заявляемом счетчике газа биметаллические пластины 6 и 7 установлены таким образом, что расстояния от их свободных концов до диска 3 при охлаждении увеличивается. В результате уменьшится степень заполнения полостей, а, следовательно, увеличится и показание счетчика. Наоборот, при повышенной температуре биметаллические пластины изгибаются в обратную сторону, степень заполнения полостей в этом случае увеличивается - показания счетчика корректируются в обратную сторону. Пластины рассчитываются таким образом, чтобы массовый расход газа при изменении его объемов потребления вследствие изменения температуры не изменялся.
Таким образом, за счет релейного характера изменения положений ползунка переключателя, не учитываемый объем газа, проходящий в момент переключения напрямую из магистрали потребителю (минуя полости), как показали проведенные автором расчеты, не превышает 1%, что вполне укладывается в допустимый для объемных счетчиков уровень погрешности (5%). Кроме того, поскольку эта погрешность носит систематический характер, она легко может быть скомпенсирована при настройке счетчика винтами 23 и 24.
Следовательно, заявляемый объемный счетчик газа не нуждается в установке второй камеры, что существенно уменьшает его габариты, количество подвижных деталей, упрощает кинематику. Это в свою очередь снижает стоимость и повышает надежность счетчика, что и свидетельствует о достижении поставленной цели изобретения.
Источники информации
1. Паспорт 8181.00.000 ПС, СЧЕТЧИК ГАЗА ДИАФРАГМЕННЫЙ С ТЕРМОКОМПЕНСАТОРОМ СГД-3Т// Открытое акционерное общество «Минский механический завод имени СИ. Вавилова - управляющая компания холдинга «БелОМО»».
Счетчик внесен в государственные реестры: Республики Беларусь (регистрационный №РБ 03 07 3632 14); Российской Федерации (регистрационный №39093-13).