КРЫЛЬЧАТЫЙ СЧЕТЧИК ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для обеспечения магнитной защищенности в устройствах для измерения расхода жидкости с магнитной муфтой.
Известны устройства для измерения расхода жидкости, состоящие из корпуса, через который протекает жидкость, в корпусе расположена крыльчатка с установленным в ней магнитом и являющаяся ведущей полумуфтой. Крыльчатка приводится во вращение протекающей жидкостью. Это вращение передается находящейся вне потока ведомой полумуфте с установленным в ней магнитом, причем ведомая полумуфта образует с крыльчаткой магнитную муфту. Ведомая полумуфта расположена в механическом счетном механизме, установленном на корпусе и отделена от протекающей жидкости при помощи выполненной из немагнитного материала перегородки. В существующих конструкциях магнитных муфт крыльчатых счетчиков жидкости для передачи крутящего момента с крыльчатки на ведомую полумуфту счетного механизма используются пальчиковые, круглые или кольцевые магниты, имеющие два или четыре полюса (EP 0882953, DE 1423884, WO 9711338, DE 2354114), причем постоянные магниты этих устройств имеют разные направления намагничивания: параллельно к оси вращения, перпендикулярно к оси вращения.
Недостатком таких устройств является слабая защита от воздействия внешнего магнитного поля из-за выхода силовых магнитных линий за габариты магнита и наличия выраженных полюсов магнитов.
Известны устройства, в которых для уменьшения влияния магнитных полей используются экраны из ферромагнитных материалов (US 5 854429, EP 0082953).
Недостатками таких устройств является сложность конструкции счетчиков из-за наличия дополнительных устройств - экранов, кроме тою, экранирование полностью не устраняет влияние магнитных нолей.
Наиболее близким к предлагаемому крыльчатому счетчику жидкости является прибор для измерения потока с магнитной муфтой (EP 1248080 Al. GO 1 F 1/075, GO 1 F 1500, GO 1 F 15/05, 2002г.), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, через который протекает жидкость. Внутри корпуса расположена крыльчатка с установленным в ней магнитом и являющаяся ведущей полумуфтой. Вращение крыльчатки через разделительную перегородку передается на ведомую полумуфту с установленными в ней двумя магнитами и расположенную в счетом механизме, установленном на корпусе. Крыльчатка и ведомая полумуфта образуют магнитную муфту. В крыльчатке установлен кольцевой четырехполюсный магнит с осевым или односторонним намагничиванием. а в ведомой полумуфте установлены два двухполюсных цилиндрических магнита с осевым намагничиванием. Четырехполюсный магнит имеет четыре повернутых
друг относительно другу на 90° полюса, причем предусмотрены попеременно северные и южные полюса. Оба магнита на ведомой полумуфте намагничены так, что на торцах, обращенных к крыльчатке, находятся одинаковые полюса - оба северных или оба южных полюса. В другом варианте выполнения устройства (фиг.4) в крыльчатке и ведомой полумуфте установлены намагниченные параллельно оси вращения четырехполюсные кольцевые магниты. Кроме того, для экранирования в устройстве предусмотрены концентрические кольца или экран (фиг.6, 7).
Такая конструкция крыльчатого счетчика жидкости снижает влияние внешних магнитных полей на точность измерения счетчика за счет уменьшения выхода силовых магнитных линий за пределы магнитной муфты, однако чтобы добиться оптимального экранирования от внешних и внутренних магнитных полей, необходимо устройство дополнительной магнитной зашиты.
Воздействие на счетчик магнитных полей оказывает негативное влияние как со стороны счетного механизма - происходит разрыв связи между ведомой полумуфтой счетного механизма и крыльчатым преобразователем - ведомая полумуфта останавливается, а крыльчатка вращается. так и со стороны крыльчатки - происходит замедление вращения крыльчатого преобразователя при больших расходах жидкости (от Qmax до 1/3 Qmax) и остановка вращения крыльчатки (счетчика) при расходах воды менее 1/3 Qmax. Для зашиты счетчика oт воздействия внешних магнитных
полей применяются защитные экраны, выполненные из магнитопроводящих материалов.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности измерения за счет увеличения защищенности крыльчатого счетчика жидкости от воздействия внешних магнитных полей без использования дополнительных устройств.
Этот технический результат достигается тем, что в крыльчатом счетчике жидкости, содержащем корпус с входным н выходным патрубками, через который протекает жидкость, внутри корпуса расположена крыльчатка, с установленным в ней кольцевым магнитом и являющаяся ведущей полумуфтой, вращение крыльчатки через разделительную перегородку передается на ведомую полумуфту с установленным в ней кольцевым магнитом н расположенную в счетном механизме, установленном на корпусе, причем крыльчатка и ведомая полумуфта образуют магнитную муфту, кольцевые магниты магнитной муфты имеют четное, не менее шести, число полюсов, где предусмотрены равномерно расположенные по окружности попеременно северные полюса и южные полюса, причем торцы магнитов намагничены односторонне на обращенных друг к другу сторонах. Число полюсов выбирается в зависимости от наружною диаметра магнита.
Такое выполнение крыльчатого счетчика жидкости позволяет добиться оптимального экранирования устройства от влияния внешних магнитных полей без использования дополнительной магнитной защиты.
Чем больше диаметр магнитов магнитной муфты, тем большее четное число полюсов, равномерно расположенных по окружности, необходимо выполнять на магнитах, чтобы не было ярко выраженных полюсов на односторонне намагниченных, обращенных друг к другу торцах магнитов.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На рис.1 изображен общий вид крыльчатого счетчика жидкости (разрез), на рис.2 - общий вид кольцевого магнита, на рис.3 - разрез кольцевого магнита, на рис.4 - развернутый вид намагничивания магнита.
Устройство (рис.1) состоит из корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками. Внутри корпуса 1 имеется полость, в которой расположен модуль крыльчатого преобразователя расхода, с установленной в нем способной вращаться крыльчаткой 4. Кольцевой магнит 5 закреплен в бобышке. расположенной в центре крыльчатки 4. которая является ведущей полумуфтой магнитной муфты. Ведомая полумуфта 6 расположена в механическом счетном механизме 7, установленном на корпусе 1 и отделена от протекающей жидкости при помощи выполненной из немагнитного материала перегородки 8. На торцевой поверхности ведомой полумуфты 6 имеется кольцевое отверстие для закрепления кольцевого магнита 9. Постоянные магниты 5 и 9 выполнены с четным числом полюсов (не менее
шести), которые попеременно намагничены северными и южными полюсами (рис 2), причем торцы магнитов 5 и 9 намагничены односторонне на обращенных друг к другу сторонах (рис.3. 4).
Устройство работает следующим образом.
Жидкость через входной патрубок 2 поступает в корпус 1 и приводит во вращение крыльчатку 4 с установленным в ней кольцевым магнитом 5. Магнит 5 через разделительную перегородку S взаимодействует с магнитом 9, установленном в ведомой полумуфте 6 счетного механизма 7. Вращение крыльчатки 4 передается на находящуюся вне текучей жидкости ведомую полумуфту 6. Полумуфта 6 начинает вращаться, счетный механизм 7 регистрирует ее вращение и вырабатывает сигнал, пропорциональный расходу. Число оборотов крыльчатки 4 является мерой расхода жидкости.
Передача крутящего момента от крыльчатки 4 на ведомую полумуфту 6 осуществляется при помощи кольцевых постоянных магнитов 5 и 9 с четным, не менее шести, числом полюсов, намагниченных односторонне (рис. 2). Торцы магнитов 5 и 9 намагничены па сторонах, обращенных друг к другу (рис.3, 4), причем каждый из магнитов 5 и 9 имеет попеременно намагниченные северные и южные полюса. На сторонах магнитов 5 и 9, обращенных друг к другу. находятся одинаковые полюса. Во время работы устройства магнитные полюса притягиваются. При таком выполнении магнитов 5 и 9 внутренние силовые линии замкнуты внутри магнита (рис.3. 4)
и не имеют выхода за пределы магнита, а при числе полюсов не менее шести (рис.2) отсутствуют ярко выраженные полюса по диаметру магнита (рис.3). Магнитная связь возникает только между горцами магнитов 5 и 9 и не имеет выхода внешних силовых магнитных линий за пределы магнитной муфты, что делает магнитную муфту защищенной от воздействия магнитных полей.
На предприятии-заявителе в крыльчатом счетчике жидкости используются односторонне намагниченные кольцевые магниты с диаметром не более 10мм, выполненные из ферромагнитного материала. В магнитной муфте применены магниты, содержащие шесть повернутых на 60° друг относительно друга полюсов, причем попеременно северные и южные, односторонне намагниченные на обращенных друг к другу торцах. Чем больше наружный диаметр используемых в магнитной муфте магнитов, тем больше необходимо четное число полюсов магнитов с тем, чтобы не было ярко выраженных полюсов на односторонне намагниченных торцах магнитов, причем полюса должны быть равномерно расположены на горцах магнитов.
При использовании предлагаемого крыльчатого счетчика жидкости обеспечивается полная защита от воздействия внешних электромагнитных полей, что позволяет исключить магнитные экраны.