РАСХОДОМЕР

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к устройствам для измерения объема движущейся по трубопроводу жидкости (или газа), а именно к расходомерам, имеющим устройства для преобразования поступательного движения рабочей среды во вращательное движение.
Известны различные варианты рещений электронномеханических счетчиков различных жидкостей, в частности крыльчатый электронно-механический счетчик холодной воды, предназначенный для измерения объема питьевой воды в бытовых условиях,(1)
Известные расходомеры, в том числе и приведенный выще, имеют элементы, тормозящие крыльчатку, а значит замедляющие скорость потока и вызывающие потерю давления. Это сказывается на точность показаний, особенно при малых расходах среды. При массовой установке расходомеров в одной системе, допустим в системе квартирных водомеров, для компенсапии падения давления среды, поступающей на верхние этажи зданий, необходимо было бы увеличивать давление в системе, требующие значительные капиталовложения.
К другим недостаткам известных счетчиков расхода воды относятся больщие габариты, неудобство обслуживания и сложность установки. В высотных зданиях при определенных условиях (при полностью открытых кранах и когда давление в трубопроводе холодной воды
МКИ G 01 F 15/00 РАСХОДОМЕР
больше давления в трубопроводе горячей воды) возникает явление перепуска холодной воды в систему подачи горячей воды посредством смесителей, при этом холодная вода движется не только из смесителя, но и через смеситель в систему горячей воды, вытесняя горячую воды из трубы. После этого из системы горячей воды некоторое время идет холодная вода, вводя, тем самым, потребителя в заблуждение. Аналогичное явление происходит и с холодной водой.
Повышенные габариты приводят к необходимости выполнения работ по подгонке систем труб к входам и выходам расходомера.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является разработка такой констрзтщии расходомера, которая не содержит тормозяших элементов, имеет малые габариты, автономна и удобна в эксплуатапии. Технический результат завслючается в уменьшении сопротивления при движении жидкости (или газа) в прямом направлении и перекрытии движения жидкости (или газа) при движении в обратном направлении нри изменении перепада давления жидкости (или газа) до и после расходомера до определенных пределов, а также в снижении сопротивления в опорах осей крыльчатки, габаритов и веса конструкции.
Для достижения указанного технического результата известный расходомер, содержапдий корпус, в котором на опорах расположена крыльчатка, ось которой ориентирована по направлению движения рабочей среды, причем крыльчатка установлена в корпусе с возможностью взаимодействия с элементом, считывающим обороты крыльчатки, снабжено, по меньшей мере, одним направляющим аппаратом, выполненным в виде крыльчатки, закрепленной в корпусе на входе рабочей среды в расходомер, крыльчатка которого установлена в корпусе с возмож11остыо осевого перемещения и взаимодействия с крыльчаткой направляющего анпарата в положении обратного движения рабочей среды до перекрытия поперечного сечения корпуса.
Кроме этого, в случае наличия второго направляющего аппарата последний также может быть выполнен в виде крыльчатки, закрепленной на корпусе на выходе рабочей среды из расходомера
Кроме этого, опоры для оси, несущей крыльчатку, могут бьпъ выполнены в виде радиально-упорных подщипников, первый из которых расположен в крыльчатке первого направляющего аппарата, а второй - в крыльчатке второго направляющего аппарата.
Кроме этого, второй радиально-упорный подщипник может быть выполнен в виде полого элемента, в котором размещены часовой камень для взаимодействия с торпем оси крыльчатки, и втулка, внутри которой расположена упомянутая ось.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, необходимых и достаточных для достижения указанного технического результата.
На фиг. 1 изображен общий вид расходомера.
На фиг.2 - изображена развертка вида с боку крыльчаток расходомера в режиме движения жидкости (или газа).
На фиг.З - изображена развертка вида с боку крьшьчаток расходомера в режиме перекрьггия движения жидкости (или газа) через расходомер.
Полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно
демонстрирует возможность достижения данной совокунностью нризнаков технического результата.
В металлическом корнусе 1 свободно вращается крьшьчатка 2, установленная на оси 3, расноложенной в онорах. Напротив крыльчатки 2 в корпусе 1 установлен элемент 4, считывающий обороты крьыьчатки и преобразующий их при помощи электронного блока в нифровые данные об объеме жидкости (или газа), проходящей через расходомер. На коннах корнуса выполнено резьбовое соединение 5 для подключения к щтатной системе трубопроводов.
Расходомер снабжен двумя направляющими аппаратами (фиг.1 и 2), каждый из которых может бьпъ выполнен в виде неподвижной крыльчатки 6 и 7. Первый нанравляющий аппарат завфеплен в корпусе 1 на входе в расходомер, а второй - на выходе рабочей среды из расходомера.
Крыльчатка 2 установлена на оси 3 с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с крыльчаткой 6 направляющего аппарата (фиг.З) в положении обратного движения жидкости (или газа) до перекрьггия поперечного сечения корпуса 1. При этом со стороны крыльчатки 7 на оси 3 выполнен ограничитель 16 её перемещения.
Опоры для оси 3 с крыльчаткой 2 выполнены в виде радиальноупорных подщипников, первый из которых расположен в ступице 8 крыльчатки 6 первого направляющего аппарата, а вюрой - в ступине 9 крыльчатки 7 второго направляющего аппарата.
Второй радиально-унорный подщипник выполнен в виде полого элемента 10, в котором размещен часовой камень 11 для взаимодействия с торцем оси 3 крыльчатки 2, и фторопластовая втулка 12, внутри которой расположена упомянутая ось 3.
С целью снижения гидравлического сопротивления ступицы 8 и 9 выполнены с обтекателями 13.
В одном из вариантов выполнения, с целью отключения режима перекрытия проходного сечения корпуса при обратном движении жидкости (или газа), крыльчатка 2 связана с осью 3 посредством управляемого фиксирующего элемента, например при помощи кольцевой, пружинной, разрезной щайбы 14, расположенной в кольцевой канавке 15, выполненной на оси 3, с возможностью исвогючения перемещения крыльчатки 2 по оси 3.
Для увеличения чувствительности и повыщения точности замера крыльчатка может бьпъ выполнена из материала, обладающего нулевой или положительной плавучестью. При этом максимальная степень чувствительности достигается при вертикальном положении оси расходомера.
Расходомер согласно изобретению работает следующим образом.
При движении жидкости (или газа), в частности холодной или горячей воды, через расходомер на первом этапе происходит изменение направления траектории движения в первом направляющем аппарате, в результате чего веьсгор потока жидкости (или газа) направлен  перпендикулярно плоскости лопастей крыльчатки, приводя последнюю во вращательное движение.(фиг.2) Обороты крыльчатки 2 (фиг.1)считывают и затем преобразуются в информацию, в частности в цифровую, об объеме црощедщей через расходомер жидкости (или газа). В случае уменьщения давления жидкости (или газа) на входе, крыльчатка 2 церемещаясь по оси входит во взаимодействие с неподвижной крыльчаткой 6 первого направляющего аппарата, перекрывая, тем самым, поперечное сечения корпуса (фиг.З) и предохраняя систему в целом от перепуска жидкости (или газа) из одной части в другую.
При заполнении системы трубопроводов жидкостью и в случае выполнения крыльчатки 2 плавучей, последняя всплывает в корпусе расходомера и выходит из зацепления с лопастями крыльчатки 6 первого направляющего аппарата. При движении жидкости (или газа) крыльчатка 2 начинает вращаться, в результате чего осуществляется измерение объема жидкости (или газа), при этом ось 3 своим торцем упирается в часовой камень 11, воспринимающий возникающую в этом процессе нагрузку и уменьщая, тем самым, сопротивление вращению крыльчатБси 2. Фторопластовая втулка 12 боковыми сторонами удерживает ось от расбалансировки.
В одном из вариантов выполнения крыльчатка 2 неподвижно закреплена на оси 3, при этом при подаче жидкости и её движении в систему трубопроводов крыльчатка вместе с осью всплывает и вращается, преобразуя поступательное движение жидкости во вращательное движение крыльчатки 2.
Конструкция расходомера не требует механической коррекции показаний, поскольку коррекция производится элеБсгронным блоком.
В случае выполнения лопастей крыльчаток 2 и 6 с высокой степенью точности достигается хорощее уплотнение при их контакте и выполнения при этом функции обратного клапана в случае кратковременного отсутствия давления жидкости (или газа) или при обратном движении жидкости.
Техническое решение соответствует критерию промышленная применимость, поскольку осушествимо с использованием известных средств производства по сушествующим технологиям.
Применение расходомера позволяет расширить технические возможности путем уменьшения сопротивления при движении жидкости (или газа) в прямом направлении и обеспечения перекрытии движения жидкости (или газа) при её движении в обратном направлении в случае измерения перепада давления жидкости (или газа) до и после расходомера до определенных пределов, а также путем снижения сопротивления в опорах осей крыльчатки, уменьшения габарита и веса конструкции. Кроме этого, расходомер автономен и удобен в эксплуатации.
Автор В.Н-Литвинов
ЛОТОЧНИКЕ ишОрмациЕ:
I,/шотрукция и эксплуатация раоходоыера PAoIviK-I8,M,, изд.1;Ш,20.02.IS96r. (прототип)