СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СЧЕТЧИКА ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF DEVELOPMENT OF HOT WATER COUNTER AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Данное техническое решение относится к системе учета горячего теплоносителя (например, воды) как для промышленных предприятий, где имеется необходимость точного учета поступления горячей воды потребителю, так и для индивидуальных потребителей многоквартирных домов.
Постановлением Правительства РФ от 06.05.2011 г. №354 температура горячей воды должна быть не ниже 60°C и не выше 75°C согласно пункта 2.4. СанПин 2.1.4. 2496 - 09. В настоящее время существуют сертифицированные счетчики учета расхода холодной и горячей воды типа ВСКМ, СТВУ ГД, СТВГ, ВМГ и другие.
Любой водосчетчик такого типа состоит из 3-х основных частей: корпуса, крыльчатки (турбины) и счетного механизма. Принцип действия основан на том, что вода, проходя через корпус, вращает лопасти расположенной в нем крыльчатки (турбины) со скоростью, пропорциональной расходу. Вращение крыльчатки согласовано с вращением ведущей магнитной полумуфты, которая синхронно передает вращение через герметичную немагнитную стенку корпуса на ведомую часть магнитной полумуфты, установленной в счетном механизме. Счетный механизм, имеющий масштабирующий механический редуктор, обеспечивает перевод числа оборотов крыльчатки в измеренный протекающий объем воды (в кубических метрах и в долях кубического метра). Аналог счетчика такого типа с турбиной известен по АС №947887. Счетчики горячей воды такого типа не позволяют различить какая часть воды прошла через них по нормативу горячей, а какая часть воды прошла холодной, например ниже 50°C.
Известен счетчик воды с термодатчиком 4-тарифный электронный ЛВ-4Т, который состоит из электронного вычислителя ЛВ, цифрового датчика температуры DT05 и двух преобразователей расхода - ПРГ для установки на трубопроводе горячего водоснабжения и ПРХ для установки на трубопроводе холодного водоснабжения. Электронный вычислитель подсчитывает объем расходуемой воды и записывает вычисленное значение в соответствующую тарифную ячейку исходя из реальной температуры горячей воды. Значения объема фиксируются нарастающим итогом. При этом из тарифной ячейки «Vг.в.<40°C» значения не учитываются, из тарифной ячейки «Vг.в. 40-44°C» значения учитываются с коэффициентом 0,7, из тарифной ячейки «Vг.в. 45-49°C» значения учитываются с коэффициентом 0,9, из тарифной ячейки «Vг.в.>50°C» значения учитываются с коэффициентом 1,0. Цена базового комплекта счетчика горячей воды с термодатчиком и вычислителем составляет 8000-9000 рублей. Этот способ учета и устройство для учета горячей воды дорогостоящи, конструктивно сложны и трудны в эксплуатации для потребителей и контролирующих органов.
Предлагаемый способ формирования счетчика горячей воды и устройство для его осуществления устраняет недостатки существующего способа учета расхода горячей воды и позволяет использовать с небольшой конструктивной доработкой существующие сертифицированные счетчики горячей воды типа ВСКМ, СТВУ ГД, СТВГ, ВМГ и другие аналогичные.
Целями настоящего технического решения являются:
- снижение количества и массы комплектующих элементов счетчиков горячей воды при новом способе их формирования;
- исключение из новых счетчиков горячей воды элементов электропитания;
- исключение из новых счетчиков горячей воды элементов электроники;
- снижение трудоемкости изготовления счетчиков горячей воды и общей стоимости новых счетчиков горячей воды, а также эксплуатационных расходов по их обслуживанию.
Это достигается тем, что в счетчики горячей воды типа ВСКМ, СТВУ ГД, СТВГ и ВМГ устанавливают устройство, выключающее взаимодействие ведущей и ведомой магнитных полумуфт при прохождении через счетчик воды ниже 50°C и включающее взаимодействие ведущей и ведомой магнитных полумуфт при прохождении через счетчик воды 50°C и выше.
Взаимодействие ведущей и ведомой магнитных полумуфт осуществляется за счет взаимодействия их магнитных элементов через немагнитную тонкую перегородку чаще всего из латунного сплава, из которого изготавливают корпус счетчика. Выключить взаимодействие ведущей и ведомой магнитных полумуфт можно двумя способами:
- увеличить расстояние между магнитными элементами ведущей и ведомой магнитными полумуфтами,
- затормозить (отключить) ведомую магнитную полумуфту.
В машиностроении известны свойства сплава нитинола. Проволока или пластина, деформированные из исходного положения в холодном состоянии, при нагревании возвращаются неограниченное количество раз в свое исходное положение, а при охлаждении возвращаются в то же самое деформированное положение. Сплав нитинол - сплав титана и никеля. В зависимости от процентного содержания титана и никеля от 45% до 55% меняется и температурный интервал восстановления первоначальной формы сплава.
Первый способ выключения взаимодействия ведущей и ведомой магнитных полумуфт.
Ведущую магнитную полумуфту выполняют в виде двух стержней из нитинола, одни концы которых прикреплены к крыльчатке, а к другим концам стержней прикреплены магнитные элементы, взаимодействующие с магнитными элементами ведомой магнитной полумуфты. Перед сборкой счетчика нитиноловые стержни ведущей полумуфты деформируют, обеспечивая магнитную независимость от ведомой полумуфты. При прохождении по счетчику воды ниже 50°C собранная в счетчике ведущая магнитная полумуфта с деформированными нитиноловыми лучами не взаимодействует с ведомой магнитной полумуфтой, т.к. магнитные элементы ведущей и ведомой полумуфт удалены друг от друга и их магнитные поля не взаимодействуют. При прохождении по счетчику воды 50°C и выше деформированные нитиноловые лучи с магнитными элементами на концах ведущей магнитной полумуфты возвращаются в исходное (недеформированное) положение - нитиноловые стержни возвращаются в исходное положение, магнитные элементы ведущей полумуфты входят в зону взаимодействия с ведомой магнитной полумуфтой и ведомая магнитная полумуфта приводит в действие счетный механизм. Счетчик учитывает количество протекающей воды выше 50°C.
Второй способ выключения взаимодействия ведущей и ведомой магнитных полумуфт.
Ведомую магнитную полумуфту останавливают деформированной нитиноловой пластиной, которая при нагревании в 50°C и выше возвращается в исходное положение и освобождает для вращения ведомую магнитную полумуфту, которая при вращении приводит в действие счетный механизм. Нитиноловую пластину, включающую и выключающую ведомую магнитную полумуфту, крепят на немагнитную перегородку из латунного сплава, который обладает высокой теплопроводностью. При прохождении через счетчик воды 50°C и выше немагнитная герметичная перегородка из латунного сплава совместно с нитиноловой пластиной нагреваются. Нитиноловая пластина, нагреваясь до 50°C, возвращается в исходное положение и освобождает ведомую полумуфту, которая приводит в действие счетный механизм, учитывающий объем протекающей воды 50°C и выше.
На фигуре 1 изображен счетчик горячей воды при прохождении через него воды ниже 50°C (ведущая полумуфта отключена).
На фигуре 2 изображен счетчик горячей воды при прохождении через него воды 50°C и выше (ведущая полумуфта включена).
На фигуре 3 изображен счетчик горячей воды с тормозом при прохождении через него воды ниже 50°C (ведомая полумуфта отключена).
На фигуре 4 изображен счетчик горячей воды с тормозом при прохождении через него воды 50°C и выше (ведомая полумуфта включена).
Счетчик горячей воды состоит из корпуса 1, крыльчатки 2, герметичной перегородки из латунного сплава 3, магнитных элементов 4 для ведущей полумуфты, магнитных элементов 5 для ведомой полумуфты, вала счетного механизма 6, счетного механизма 7, нитиноловых стержней 8 (фиг.1, 2 - для устройства первого способа взаимодействия магнитных полумуфт) и нитиноловой пластины 9 (фиг.3, 4 - для устройства второго способа взаимодействия магнитных полумуфт).
Счетчик горячей воды по первому способу включения-выключения взаимодействия ведущей и ведомой магнитных полумуфт работает следующим образом. При прохождении воды ниже 50°C через корпус 1 (см. фиг.1) вращается крыльчатка 2 с магнитными элементами 4, но они не взаимодействуют с магнитными элементами 5, т.к. деформация нитиноловых стержней 8 нарушила их взаимодействие. При прохождении воды 50°C и выше (см. фиг.2) нитиноловые стержни 8 возвращаются в исходное (недеформированное) положение и включается взаимодействие магнитных элементов 4, 5 магнитных полумуфт и ведомая полумуфта валом 6 приводит в движение счетный механизм 7.
Счетчик горячей воды по второму способу включения-выключения взаимодействия ведущей и ведомой магнитных полумуфт работает следующим образом. При прохождении воды ниже 50°C через корпус 1 (см. фиг.З) вращается крыльчатка 2 с магнитными элементами 4, но они, взаимодействуя с магнитными элементами 5 ведомой полумуфты, не вращают ее, т.к. деформированная нитиноловая пластина 9 удерживает ее вращение, и счетный механизм 7 не работает. При прохождении воды 50°C и выше (см. фиг.4) нитиноловая пластина 9 возвращается в (недеформированное) исходное положение, освобождает ведомую полумуфту (включается взаимодействие магнитных элементов 4, 5 магнитных полумуфт) и ведомая полумуфта валом 6 приводит в движение счетный механизм 7, который учитывает расход воды 50°C и выше.
Этот способ формирования счетчика горячей воды позволяет:
- снизить массу и стоимость комплектующих элементов системы учета горячей воды;
- исключить из конструкции счетчика горячей воды элементы электропитания;
- исключить из конструкции счетчика горячей воды элементы электроники;
- повысить надежность работы счетчика по учету количества потребляемой горячей воды за счет снижения количества элементов системы и за счет исключения элементов системы учета, влияющих на надежность работы счетчика.