УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ СЧЕТЧИКОВ ВОДЫ, СЧЕТЧИКОВ ГАЗА

Изобретение относится к измерительной технике вентиляции и может быть использовано для поверки счетчиков горячей, холодной воды, счетчиков газа.
Известен поршневой счетчик жидкости [1], предназначенный для установки на тракторе. Поршень (диаметр 24 мм, длина 42 мм, ход 27,6 мм), совершающий возвратно-поступательные движения в цилиндре, в крайних положениях замыкает контакты, через которые течет очень малый ток (1 мА), который после усиления вызывает переключение электромагнитных клапанов, управляющих подачей и выходом жидкости. Поршень выполнен пустотелым, зазор между поршнем и цилиндром 0,05-0.08 мм, уплотнение лабиринтное с помощью ряда канавок на цилиндрической поверхности поршня.
Также известна газовая трубопоршневая установка [2, с. 72] для воспроизведения больших расходов газа.
Основными элементами установки являются калиброванная труба с перемещающимся в ней поршнем, детекторы перемещения, клапаны, электронно-счетное устройство. При переключении клапанов происходит изменение направления движения газа и поршня. На входе в калиброванную трубу присоединен поверяемый прибор.
Газ из газовой сети проходит через поверяемый прибор, затем поступает в калиброванную трубу и перемещает поршень слева направо. При перемещении поршнем первого детектора, установленного вначале трубы, начинается отсчет импульсов, поступающих с поверяемого прибора, и отсчет времени. При прохождении поршнем второго детектора отсчет прекращается. После того как поршень займет в трубе крайнее правое положение, происходит переключение клапанов и изменится направление движение газа и поршня на противоположное.
Калиброванный участок трубы между детекторами располагается таким образом, чтобы движение поршня на этом участке было равномерным, без разгона. За счет этого обеспечивается постоянство расхода.
Предельная погрешность газовых трубопоршневых установок не превосходит 0.1…0,2%.
Недостатком газовой трубопоршневой установки является трудность обеспечения постоянства расхода на калиброванном участке трубы, что необходимо при косвенном методе определении расхода проточной среды. От точности его выполнения зависит величина погрешности при измерении расхода. Также недостатком данной установки является сложность элементов, входящих в электронно-счетное устройство.
Упростить элементы электронно-счетного устройства трубопоршневой установки и обеспечить высокую точность измерения расхода проточной среды (газа, воды) можно путем применения счетного устройства, состоящего из микрокалькулятора, на внешней панели которого расположен разъем в виде миниатюрной розетки, соединенной параллельно электропроводной цепью с итоговой клеммой равно микрокалькулятора, к розетке с помощью штекера присоединены герметизированные магнитоуправляемые контакты геркона, от них на расстоянии 5 мм автономно и периодически перемещается постоянный магнит [3].
Предлагаемым изобретением решается задача сохранения работоспособности устройства для поверки счетчиков горячей, холодной воды, счетчиков газа при обеспечении высокой точности измерения их расхода за счет применения упрощенных элементов для отсчета импульсов от детекторов, представленных герметичными магнитоуправляемыми контактами геркона, закрепленных на концах калиброванной трубы, соединенных электропроводной цепью с итоговой клеммой «равно» микрокалькулятора или с катушкой соленоидного толкателя, установленного у кнопки «равно» микрокалькулятора, а поршень в калиброванной трубе для измеряемого объема среды снабжен постоянным магнитом.
Схема устройства и схема автоматизации для поверки счетчиков горячей, холодной воды, счетчиков газа приведена на фиг. 1, схема электрическая принципиальная устройства для поверки счетчиков воды, счетчиков газа представлена на фиг. 2, схема формирования выходного сигнала - на фиг. 3.
Позиции на фиг. 1 обозначают:
1 - поверяемый прибор; 2 - калиброванная труба (цилиндр); 3 - поршень.
№1, №2, №3, №4 - клапаны с электромагитными приводами ΥΑ1, ΥΑ2, YA3, ΥΑ4 НЗ (=12 В), соответственно;
SA - переключатель типа «Тумблер» 2-х полюсной;
Поз. 1а, 1б - герметичные магнитоуправляемые контакты (геркон).
Позиции на фиг. 2 обозначают:
SA - переключатель типа «Тумблер» 2-х полюсной;
KV1, KV2, KV3 - реле промежуточное, =12 В, 3 замыкающих, 1 размыкающий и 1 переключающий контакты.
Поз. 1 - релейно-контактное управляющее устройство;
Поз. 1в - соленоид (=12 В).
Позиции на фиг. 3 обозначают:
Поз. 1г - микрокалькулятор;
Устройство для поверки счетчиков горячей, холодной воды, счетчиков газа содержит присоединенный поверяемый счетчик 1 для проточной среды (Фиг. 1), калиброванную трубу (цилиндр) 2, выполненную из прозрачного материала (например, стекла, полиэтилена), размещенный в ней поршень 3, содержащий магнит, клапаны №1, №2 с электромагитными приводами ΥΑ1, ΥΑ2, установленные на входе, выходе из трубы, клапаны №3, №4 с электромагитными приводами ΥΑ3, ΥΑ4 - на обводных трубопроводах, электронно-счетное устройство, состоящее из детекторов перемещения поз. 1а, поз. 1б, закрепленных на концах калиброванной трубы, и представленными герметичными магнитоуправляемыми контактами геркона, соединенными электропроводной цепью с итоговой клеммой «равно» микрокалькулятора. В качестве проточной среды может служить горячая, холодная вода, газ.
Устройство для поверки счетчиков горячей, холодной воды, счетчиков газа работает следующим образом.
1. Подготовительная стадия.
Устройство присоединяют к рабочей сети (например, к водопроводной сети) после поверяемого счетчика, и осуществляют подачу воды в устройство, открывая соответствующий запорный вентиль (кран) на водопроводе, включения электропитания электрической схемы переключателем пуска SA (Фиг. 2) и перемещения поршня в крайнее левое положение. После чего прекращают подачу воды в устройство путем отключения электропитания электрической схемы при повторном нажатии на переключатель SA.
В память калькулятора вводится численная величина соответствующая калиброванному объему цилиндра в литрах, и задается операция сложения путем нажатия на клавишу сложения «+» на клавиатуре калькулятора.
2. Рабочая стадия - стадия поверки счетчика.
Включают электропитание электрической схемы с помощью переключателя SA (Фиг. 2).
За счет давления водопроводной воды поршень 3 перемещается в крайнее правое положение в калиброванном цилиндре 2. При этом магнитоуправляемый контакт геркона Поз 1б (Фиг. 1, Фиг. 2) замыкается за счет воздействия постоянного магнита поршня, поступает соответствующий сигнал на операционную систему микрокалькулятора на сложение еще одного заданного на подготовительной стадии объема воды, также поступают сигналы команд на электромагнитные приводы ΥΑ1, ΥΑ2, YA3, ΥΑ4, в результате клапаны №1, №2 принимают положение «закрыто», клапаны №3, №4 - «открыто». Подача воды осуществляется в правую часть цилиндра 2, поршень 3 движется обратно, т.е. справа-налево, достигнув крайнего левого положения, магнит поршня воздействует на магнитоуправляемый контакт геркона Поз 1а (фиг. 1), он замыкается, на микрокалькулятор поступает команда на сложение еще одного объема воды, численно равного предыдущему объему воды, происходит срабатывание электромагнитных приводов клапанов ΥΑ1, ΥΑ2, YA3, ΥΑ4, в результате клапаны №1, №2 принимают положение «открыто», клапаны №3, №4 - «закрыто». Поршень 3 снова перемещается слева-направо.
Таким образом, за счет поочередного парного открытия и закрытия электромагнитных клапанов вода из сети движется в цилиндре 2 (Фиг. 1) то слева-направо, то справа-налево, воздействуя и перемещая поршень в том же направлении, т.е. выполняя возвратно-поступательные движения.
После достижения определенного (нормативного) пропуска объема воды для поверяемого счетчика сравнивают показания численных значений объемов с дисплея калькулятора с показаниями счетчика, определяют соответствующие погрешности и делают заключение о пригодности (непригодности) поверяемого счетчика.
Ввиду применения прямого метода определения объема проточной среды достигается высокая точность измерения ее расхода.
Работа контактов герконов, электромагнитных клапанов наглядно представлена в табл. 1, 2.
Устройство электрической принципиальной схемы устройства и ее работа приведена ниже.
Схема электрическая принципиальная устройства
Данная схема предусматривает работу управления устройства следующим образом (Фиг. 2).
При установке переключателя SA в положение «Включено» электрическое питание подается на всю схему управления и на электромагнитные приводы ΥΑ1, ΥΑ2 клапанов №1, №2.
В момент включения устройства для поверки счетчиков поршень должен находиться в крайнем левом положении, контакт геркона Поз. 1а замкнут, для исключения его влияния на счетное устройство в электрической цепи установлен замыкающий контакт реле KV 3:1. Катушка реле KV3 находится в обесточенном состоянии, контакт KV 3:1 разомкнут.
При переходе поршня в крайнее правое положение, замыкается контакт геркона Поз. 1б что включает реле KV1, которое замыкает свои контакты KV1:2, KV1:3, KV1:4, KV1:6 и размыкает контакты KV1:1, KV1:5. При этом разомкнувшийся контакт KV1:1 обесточивает электромагнитные приводы YA1, YA2, закрывающие клапаны №1 и №2, и через замкнувшийся контакт KV1:2 подается электропитание на YA3, YA4, открывающие клапаны №3, №4 (Фиг. 1).
Одновременно через замкнувшийся контакт KV1:3 реле KV1 становится на самоблокировку, через замкнувшийся контакт KV1:4 питание подается на реле KV3. При замыкании контакта KV1:6 в узле формирования вырабатывается выходной сигнал (I вариант), в результате в микрокалькуляторе осуществляется операция сложения «1», т.е. одного объема рабочей среды, численно равного объему калиброванного цилиндра и внесенного в память калькулятора в качестве первого слагаемого перед началом процедуры поверки счетчика (Фиг. 2).
Также возможен II вариант для вырабатывания в узле формирования выходного сигнала: через замкнувшийся переключающийся контакт KV1:6 электропитание подается на катушку соленоидного толкателя Поз. 1в, нажимающего кнопку микрокалькулятора «равно» («=»), в результате происходит прибавление «1», т.е. одного объема рабочей среды).
Замкнувшийся контакт KV3:2 устанавливает реле KV3 на самоблокировку, а замкнувшийся контакт KV3:1 включает электрическую цепь контроля положения поршня в крайнем левом положении (Фиг. 2).
В результате протекания рабочей среды через цилиндр в обратном направлении (справа-налево) поршень перемещается в крайнее левое положение, замыкается контакт геркона Поз 1а, через который подается электропитание на реле KV2. Реле размыкает свой контакт KV2:1 и замыкает контакт KV2:2 (Фиг. 1, Фиг. 2).
Контакт KV2:1 обесточивает катушку реле KV1, возвращая схему в исходное состояние. При этом замкнувшийся контакт KV2:2 при переключении контактов KV1:6 и KV1:5 (т.е. KV1:6 размыкается, KV1:5 замыкается) в узле формирования вырабатывает выходной сигнал «Результат действия», происходит еще одно прибавление «1», т.е. еще одного калиброванного объема цилиндра.
Затем цикл повторяется столько раз, сколько необходимо для поверки счетчика.
Таким образом, к достоинству заявляемого изобретения - устройства для поверки счетчиков воды, счетчиков газа следует отнести упрощение элементов электронно-счетного устройства трубопоршневой установки при обеспечении высокой точности измерения расхода проточной среды (газа, воды), а также снижение его стоимости за счет применения распространенного карманного микрокалькулятора для считывания, суммирования и учета электрических сигналов, поступающих с герконов и соответствующих определенному объему протекающей среды в калиброванной трубе.
Источники информации
1. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества: Справочник. - 4-е изд., перераб. и доп. / П.П. Кремлевский - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. - 701 с.
2. Лепявко А.П. Расходомеры и счетчики жидкости и газа. Поверка и калибровка / А.П. Лепявко - М.: АСМС, 2005. - 98 с.
3. Патент РФ №109596 Счетное устройство / Аверкин А.Г., Еремкин А.И., Мишанин С.И., Савицкий Е.А., Тренин И.Ю. Опубл. 20.10.2011. Бюл. 29.