СЧЕТЧИК-ДОЗАТОР
BATCHING COUNTER

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано, например, для точного учета сжигаемого на котельных и тепловых электростанциях топлива, бытовых и производственных расходов воды, газа и других жидких и газообразных энергоносителей, транспортируемых по трубам.
Известно большое количество методов измерений и конструкций измерителей удельных и общих расходов жидкостей или газов, которые прямо или косвенно измеряют основные параметры, характеризующие расход: переменный перепад давлений, переменный уровень, гидродинамический напор, вес, объем, скорость и т.д.
Их разнообразие объясняется стремлением повысить точность, надежность и долговечность приборов расхода.
Наиболее точные результаты (±0,1-0,5%) дает применение объемных методов дозирования, при которых отсекается подвижными элементами определенная доза измеряемого материала.
Различают счетчики поршневые с цилиндрическим, дисковым и кольцевым поршнем, винтовые, с овальными шестернями, турбинные, струйные, тепловые, тарельчатые и т.д.
Однако они сложны по конструкции, требуют особой тщательности при изготовлении и высокой культуры обслуживания, могут измерять только чистые без механических примесей материалы.
Известны также более простые крыльчато-тахометрические расходомеры, в которых основным чувствительным элементом является крыльчатка, скорость вращения которой пропорциональна расходу рабочей среды в трубе.
Но точность измерений таких расходомеров меньше, чем, например, поршневых, и зависит от соотношения max и min расходов, которое не должно быть более 10:1.
Наиболее близким к заявляемому (прототипом) может быть принят счетчик газа, содержащий корпус с двумя камерами, измерительным преобразователем и выходные валы, связанные между собой и соединенные со счетным устройством (Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Справочник, Л.: Машиностроение, 1989, стр.335-337, рис.189).
Усложненность конструкции из-за наличия трех роторов, которые необходимо синхронизировать, препятствует его широкому распространению.
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, - упрощение прибора, повышение его точности, надежности и долговечности, а также снижение его массогабаритных показателей.
Результат достигается тем, что измерительный преобразователь выполнен в виде двух прямоугольных пластин, жестко закрепленных на подвижных стержнях, которые вращают вал, соединенный со счетным устройством, а взаимозависимость (синхронизация) вращения пластин и вала осуществляется планетарной передачей с соотношением 2:1.
Сущность изобретения заключается в том, что такое исполнение обеспечивает поворот пластин в сторону, противоположную потоку, в два раза медленнее, чем сам вал вместе с пластинами идет по потоку, а результирующий вращающий момент передается валу счетного устройства. При этом проходное сечение в любой момент времени перекрыто пластинами.
Проведенный патентный поиск показал отсутствие счетчиков-дозаторов с предлагаемой совокупностью признаков.
Таким образом, в данном случае известные элементы объединены новыми связями, придают счетчику-дозатору новые свойства, проявившиеся в положительных эффектах, вследствие чего решение может быть признано имеющим изобретательский уровень.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 показан продольный разрез счетчика-дозатора с восемью промежуточными положениями измерительного преобразователя;
- на фиг.2 показан его поперечный размер.
Счетчик-дозатор содержит неподвижный однокамерный корпус 1 с патрубками 2 и измерительный преобразователь в виде двух прямоугольных пластин 3, жестко закрепленных на стержнях 4.
Стержни 4 сидят в опорно-упорных подшипниках, равноудаленных от оси OO вала 5 диска 6.
Вал 5, выходящий из корпуса 1, соединен со счетным устройством 7. Вал 5 и счетный механизм 7 могут быть закрыты прозрачным колпаком.
Диск 6 утоплен заподлицо с внутренней стенкой корпуса 1 таким образом, что составляет единую поверхность и не нарушает герметичности по кромкам пластин 3 при из перемещении относительно диска 6 и внутренних стенок корпуса 1.
Ось 5 диска 6 и оси вращения стержней 4 параллельны.
Соосно с валом 5 располагается неподвижное зубчатое колесо 8, закрепленное на корпусе 1; а на стержнях 4 жестко закреплены зубчатые колеса 9 и они связаны в единую планетарную передачу шестернями-сателлитами 10 с возможностью обкатывания ими неподвижного зубчатого колеса 8. При этом зубчатые колеса 9 имеют зубьев в два раза больше, чем неподвижное колесо 8, т.е. передаточное число равно двум.
Плоскости пластин 3 устанавливаются в корпусе 1 под прямым углом друг к другу и при работе первоначально установленный угол не меняется.
При перепаде давления рабочей среды на входе и выходе счетчика-дозатора пластина 3, перекрывающая проходное сечение в положении VII (см. фиг.1), отсекает и препровождает до положения III определенную дозу измеряемого материала. В это время другая пластина 3 благодаря жесткой взаимосвязи углового положения пластин 3 и других подвижных частей счетчика-дозатора уже находится в положении VII, отсекает и препровождает до положения III такую же дозу и т.д.
Важным является то, что сопротивления движению измеряемой среды пластины 3, если пренебречь малыми внутренними потерями на трение и на вращение счетного механизма 7, не оказывают в любом своем положении, т.е. свободно движутся по ходу измеряемой среды, не создавая тормозящего момента.
Таким образом, обе пластины 3 меняются местами за половину оборота вала 5, а за полный оборот каждая из пластин 3 возвращается на свое первоначальное место.
Длина пластины 3 оптимальна от одного расстояния между их стержнями 4, когда они не выходят за ось OO вала 5, до 1,4 этого расстояния, когда они начинают задевать друг за друга в положениях III и VII.
Однокамерный корпус 1 прямоугольного поперечного сечения в продольном плане соответствует траектории движения концевых кромок пластин 3 и в верхней части (от положения VII до положения III) имеет малоизменяемую кривизну. Остальные положения пластин 3 (от III до VII) приходятся на патрубковую часть корпуса 1. Поэтому для перекрытия проходного сечения в патрубковой части корпуса предусмотрена перегородка 11 с щелью для прохода пластин 3.
Изменение направления тока измеряемой среды на обратный определит обратное вращение вала 5 и, следовательно, вычитание показаний счетчика-дозатора в объемном или весовом выражении. При этом точность измерений не меняется, как не меняется и при изменении скорости расхода.
Измерение скорости вращения выходного вала 5 тахометром любой конструкции дает удельный расход или расход перекачиваемой среды в единицу времени.