СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ НЕДОРОГОГО ПЛАСТМАССОВОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ ПОТОКА
METHOD OF MAKING CHEAP PLASTIC ULTRASONIC FLOW METRE

Область техники, к которой относится изобретение
Это изобретение относится к созданию ячейки для измерения потока и кожуха для полностью электронного водомерного устройства.
Уровень техники
Традиционные ультразвуковые измерители потока представляют собой промышленные контрольно-измерительные приборы и обычно заключены в жесткие, обычно металлические кожухи трубчатой формы с преобразователями и со встроенной или отдельно размещенной электроникой.
Задача этого изобретения заключается в создании корпуса ультразвукового измерителя потока с использованием пластмассы, пригодного для крупносерийного производства с получением внешнего вида, аналогичного внешнему виду традиционного механического водомерного устройства.
Сущность изобретения
Согласно этому изобретению имеется секция, через которую протекает вода, при этом имеется отдельная герметизированная секция для электронных деталей; герметизация обеспечивает возможность работы при погружении в воду.
Обычно водомерное устройство изготавливают из технических пластмасс, наиболее пригодных для применения. Обычно оно состоит из расходомерной трубы, по которой протекает поток воды, подлежащий измерению, при этом ее выполняют из прочного формуемого термопласта, разрешенного для использования в случае питьевой воды, и наружного корпуса, содержащего несколько секций для размещения расходомерной трубы, электроники и колпачка для защиты индикатора. Все применяемые материалы пригодны для использования при максимальной рабочей температуре.
Вкратце, согласно настоящему изобретению предложен ультразвуковой измеритель потока, содержащий трубу, имеющую две концевые части; электронные схемы; первый кожух, заключающий в себе электронные схемы, при этом первый кожух является водонепроницаемым; второй кожух, заключающий в себе трубу, при этом две концевые части трубы выступают из второго кожуха, второй кожух не является водонепроницаемым; и множество ультразвуковых преобразователей, прикрепленных к наружной поверхности трубы во втором кожухе, при этом каждый преобразователь закрыт соответствующим колпачком и герметично изолирован от проникновения воды, каждый преобразователь соединен с электронными схемами посредством соответствующей пары проводов.
Краткое описание чертежей
Теперь типичное осуществление изобретения будет описано со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1 - вид реализованной в виде U-образной трубы ячейки измерения потока, обычно применяемой для труб с размером отверстия до 25 мм;
фиг.2a-2c - вид прямолинейной трубы, реализованной с наклонными преобразователями ячейки измерения потока, обычно применяемой для труб с отверстием свыше 25 мм;
фиг.3 - вид внутренних деталей (трубы и электроники), установленных совместно с наружным кожухом;
фиг.4a и 4b - вид деталей внутри корпуса, которые поддерживают трубу, предотвращают ее поворот и герметично изолированы от электроники;
фиг.5a и 5b - вид снизу внутренней части основного корпуса.
Подробное описание предпочтительного осуществления
Как показано на фиг.1, U-образная труба выполнена из трех основных частей, двух концевых частей 5 и 7 и центральной основной части. Это необходимо для того, чтобы части могли быть изготовлены прессованием с использованием способов литьевого прессования.
Открытый для наблюдения отрезок трубы концевой части 5 снабжен резьбой для приема стандартных фитингов и также включает в себя участок с лыской для использования совместно с гаечными ключами во время сборки с целью снижения напряжения на узел труба/кожух при затягивании фитинга.
Две концевые части 5 присоединяют ультразвуковой сваркой к центральной основной секции 6, и обычно они могут выдерживать давления до 50 бар. Два преобразователя 4 с уже прикрепленными проводами 2 и 3 закрепляют в двух установочных кольцах на концевых частях 5, 7 трубы, используя эпоксидную смолу. Затем провода пропускают через колпачки 1, которые помещают поверх преобразователей и после этого уплотняют герметизирующим составом. Теперь преобразователи герметично изолированы от проникновения воды. Это является важным, поскольку конструкция корпуса позволяет воде проникать в нижнюю часть кожуха, и в тоже время имеется возможность продолжения работы оборудования благодаря герметизированным преобразователям и электронике.
Преобразователь 4 имеет такой же диаметр, что и внутреннее отверстие трубы, так что ультразвуковой сигнал проходит через всю площадь протекающей текучей среды.
На фиг.2a-2c показан тот же самый процесс для прямолинейной сквозной расходомерной трубы. Труба выполнена в виде цельной основной части 16 с клиньями 18, находящимися под углом, определяемым диаметром трубы и необходимым диапазоном расхода. На прямолинейной конструкции несколько пар преобразователей 14 используют для измерения поперек большей площади или расширения рабочего диапазона расхода в конфигурации на отражение (V-образной) или диагональной (Z-образной). И в этом случае колпачки 11 помещают поверх преобразователей 14 и уплотняют для защиты преобразователей от проникновения воды.
Как показано на фиг.3, электронные детали установлены в верхней половине ограждающего корпуса 111. Верхняя крышка 104 удерживает окно 105 просмотра с жидкокристаллическим индикатором (для гарантии герметичности прикрепленное на месте ультразвуковой сваркой), схемная плата 106 прикреплена винтами 107. Батарея 108 содержится в основном корпусе 111. Водонепроницаемый соединитель 109 осуществляет связь с внешним оборудованием. Такие соединители обычно имеют гайку, которую затягивают снаружи, а чтобы предотвратить несанкционированное вскрытие, защитную крышку приваривают ультразвуком поверх головки. Собранные относительно крышки 104 узлы 105, 106 и 107 с уплотнительными кольцами между ними скрепляют винтами 103, ввинчиваемыми в основной корпус 111. Защита от несанкционированного вскрытия достигается заливкой компаундом отверстий для винтов в верхней крышке 104 и покрытием ее этикеткой 102 с серийным номером и другой информацией, необходимой для контролирующих органов. Откидной колпачок 101 закрепляют поверх узла для защиты индикатора от прямых ударов.
Собранную трубу (на фиг.3 показана компоновка 112, 113, 114 и 115 U-образной трубы, аналогичная компоновке для прямолинейной трубы) устанавливают в часть основного корпуса 111 и закрепляют, используя винт 117 и крепежный элемент 116. Дополнительный крепежный элемент обеспечивается деталью внутри основной части с целью поддержания трубы и предотвращения поворота.
Провода 113 пропускают через ранее установленный колпачок 112, через отверстия в стенке на полпути до основного корпуса 111, для соединения с узлом электроники в верхней половине. Герметизирующий состав используют вокруг проводов там, где они пропущены через перегородку в основном корпусе 111, для предотвращения всякого проникновения воды в нижнюю часть кожуха, достигающую верхней части.
Нижнюю часть корпуса 111 закрывают, используя донную часть 118, которую прикрепляют, используя винты 119. Отверстия для винтов заполняют эпоксидной смолой и пластмассовые пробки 120 продвигают в отверстия, которые затем уплотняют. Поэтому любое несанкционированное вскрытие является деструктивным для корпуса и наглядным.
На фиг.4a и 4b показан вид сверху внутренней части основного корпуса, включающего в себя держатель 21 батареи, место 26 расположения батареи, отверстия 25 для проводов от узла преобразователей в нижней части для пропускания через отверстия 25 и опорные конструкции 24 для U-образной трубы. Кроме того, показаны точки 22 крепления для верхней части корпуса и уплотнительное кольцо 23, которое гарантирует, что электроника герметично защищена от проникновения воды.
На фиг.5а показан вид снизу внутренней части основного корпуса, включающего в себя опоры 34 для U-образной трубы, отверстия 35 для пропускания проводов преобразователей, точки 38 крепления для нижней части корпуса и стопорные точки 37 для трубы. На фиг.5b показана труба в положении 39 с винтами в крепежных элементах 37. Они предотвращают повреждение измерителя при закреплении трубы внутри корпуса.