Пристрій для вимірювання об’єму рідини та газу
Номер патенту: 21977
Опубліковано: 30.04.1998
Автори: Радін Владислав Павлович, Іонак Олександр Валентинович, Марченко Іван Костятинович, Ксенофонтов Леонід Якович, Шелудченко Володимир Ілліч, Іонак Валентин Пилипович, Кашкин Володимир Анатольєвич, Пшеничний Георгій Іванович
Формула / Реферат
Устройство для измерения объема жидкости и газа, содержащее корпус с двумя полостями, каждая из которых соединена клапанами с впускными и выпускными отверстиями, чувствительный элемент, переключатель клапанов и счетчик, отличающееся тем, что в нем клапаны выполнены в виде роторов, кинематически взаимосвязанных между собой и, соответственно посредством предусмотренных шатунов, с переключателем клапанов, выполненным в виде зубчатой передачи, связанной с чувствительными элементами, выполненными в виде лопастей, установленных на соответствующих поворотных валах переключателя и размещенных в полостях корпуса, при этом каждая лопасть и ротор смещены по фазе движения на 1 / 4 цикла относи гельно друг друга.
Текст
Предлагаемое изобретение относится к измерению объема жидкости и газа. Известны камерные счетчики жидкости и газа с движущимися разделительными элементами. Они состоят из жесткой камеры, в которой при непрерывном перемещении одного или нескольких разделительных элементов (поршня, диска, роторов) осуществляется отмеривание объемов жидкости или газа (Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. - Л.: Ма шиностроение, 1989. - С.310 - 312). Типовым представителем такого устройства является счетчик жидкости со скользящими лопастями по а.с. №1359678, кл. G01F3/10, 1987, содержащий корпус с камерой, ротор с пластинчатыми лопастями, выполненными с возможностью перемещения вдоль радиуса ротора и скольжения по стенке камеры. При воздействии потока жидкости на лопасти ротор начинает вращаться, перенося порции жидкости от входа к выходу счетчика. Трение лопастей о цилиндрическую поверхность камеры приводит к износу трущи хся поверхностей и увеличивает потерю давления. Неустранимые протечки снижают точность измерения. Поэтому лопастные счетчики не нашли применения при измерении расхода газа. В качестве прототипа выбран расходомер по а.с. №1354038, кл. G01F3/20, 1987. Этот расходомер содержит корпус, чувствительный элемент в виде диафрагмы со штоком, разделяющий корпус на две полости, каждая из которых соединена клапанами с впускным и выпускными отверстиями в корпусе и счетчик, при этом шток диафрагмы связан с пружинным переключателем клапанов и с приводом счетчика. Недостаток - сложность устройства клапанов, повышенные потери на трение в механизме, что увеличивает потерю давления и не обеспечивает требуемой чувствительности. В известном устройстве имеется техническое противоречие. Для повышения чувствительности необходимо уменьшать жесткость мембраны, что противоречит требованию обеспечения достаточного усилия для переключения клапанов. В основу изобретения поставлена задача создания такого устройства, в котором потери на трение в клапанном механизме и на деформацию чувствительного элемента были бы минимальны, что позволило бы снизить разность давлений между впускной и выпускной полостями, а соответственно и повысить чувствительность преимущественно при малых расходах газа или жидкости, когда разность давлений стремится к нулю. Для достижения этого те хнического результата в устройстве для измерения объема жидкости или газа, содержащем корпус с двумя полостями, каждая из которых соединена клапанами с впускными и выпускными отверстиями, чувствительным элементом, переключателем клапанов и счетчиком, согласно изобретению, клапаны выполнены в виде роторов кинематически связанных между собой и, соответственна посредством предусмотренного шатуна, с переключателем клапанов, выполненным в виде зубчатой передачи, связанной с чувствительными элементами, выполненными в виде лопастей, установленных на соответствующи х поворотных валах переключателя и размещенных в полостях корпуса, при этом каждая из лопастей и роторов смещены по фазе движения на 1/4 цикла относительно друг друга. Выполнение клапанов в виде непрерывно вращающихся роторов уменьшает потери на трение и преодоление сил инерции, что увеличивает чувствительность, поскольку нет остановок и скачков, а выполнение чувствительного элемента в виде двух и более лопастей устраняет потери давления, происходящие от необходимости деформации диафрагмы. Это устраняет имеющееся техническое противоречие. Между отличительными признаками изобретения и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь. Чувствительность устройства зависит от разности давлений в полостях механизма и, соответственно, от силы трения, возникающей в процессе работы механизма, т.е. чем больше сила трения, тем больше потери давления, а соответственно и меньше чувствительность. Особенностью предложенного устройства является то, что клапаны выполнены в виде роторов, совершающих непрерывное вращение в процессе измерения объема, а чувстви тельные элементы выполнены в виде двух жестких лопастей, размещенных каждая в отдельной полости. Непрерывное вращение клапанов устраняет инерционные силы, возникающие при остановках, а разделение деформируемого чувствительного элемента на два недеформируемых приводит к устранению потери сил на деформацию чувствительного элемента. Эти две особенности уменьшают потери давления в механизме и увеличивают чувствительность устройства. Для достижения этого технического результата необходима следующая совокупность существенных отличительных признаков: - выполнить клапаны в виде роторов; - выполнить чувствительный элемент в виде двух или более лопастей, размещенных в соответствующих полостях; - соединить кинематически клапаны между собой и лопастями кривошипно-шатунной и зубчатой передачами, сместив клапаны и лопасти на 1/4 фазы движения относительно друг друга. Исключение из указанной совокупности одного из признаков не позволит снизить силу трения, а соответственно уменьшить потери давления и тем самым увеличить чувствительность устройства. На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - сечение А - А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б - Б на фиг.1. Устройство содержит корпус 1 с двумя подвижными лопастями 2, вращающимися совместно с осями 3, две перегородки 4, соединенные с корпусом, два клапана 5, выполненных в виде роторов и размещенных в перегородках 4, подводящий 6 и отводящий 7 штуцеры, а также шестерни 8, 9, 10, 11 и 12, соединяющие оси лопастей 2 и клапанов 5. На шестернях 9 и 10 размещены оси кривошипно-шатунного механизма 13, 14. Устройство работает следующим образом. При поступлении газа через подводящий штуцер 6 лопасти 2 под действием давления поворачиваются и вытесняют газ в отводящий штуцер 7. Поворот лопастей 2 приводит к качанию шестерен 9. Качание шестерен 9 через шатун 13 и кривошип 14 преобразуется во вращение шестерни 10 и вращение связанных с ними через шестерни 11 клапанов 5. Поворот клапанов 5 приводит к переключению направления движения газа и, соответственно, движению лопастей. Лопасти 2 сдвинуты по фазе движения на 1/4 полного цикла для обеспечения перехода через мертвые точки в кривошипных механизмах. Центральная шестерня 12 приводит во вращение счетный механизм (на рисунке не показан). Изменением радиуса кривошипа 14 регулируется рабочий объем устройства. Чувствительность предлагаемого устройства к расходу жидкости или газа определяется двумя факторами: - уменьшением потерь на трение в клапанах; - уменьшением потерь давления в чувствительном элементе. Эти факторы увеличивают чувствительность устройства по сравнению с известным.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюAppliance for measurement of volume of liquid and gas
Автори англійськоюSheludchenko Volodymyr Illich, Ionak Oleksandr Valentynovych, Kashkin Volodymyr Anatoliiovych, Ksenofontov Leonid Yakovych, Marchenko Ivan Kostiantynovych, Pshenychnyi Heorhii Ivanovych, Radin Vladyslav Pavlovych, Ionak Valentyn Pylypovych
Назва патенту російськоюУстройство для измерения объема жидкости и газа
Автори російськоюШелудченко Владимир Ильич, Ионак Александр Валентинович, Кашкин Владимир Анатольевич, Ксенофонтов Леонид Яковлевич, Марченко Иван Константинович, Пшеничный Георгий Иванович, Радин Владислав Павлович, Ионак Валентин Филиппович
МПК / Мітки
МПК: G01F 1/06
Мітки: вимірювання, об'єму, рідини, газу, пристрій
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-21977-pristrijj-dlya-vimiryuvannya-obehmu-ridini-ta-gazu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для вимірювання об’єму рідини та газу</a>
Попередній патент: Випарний апарат
Наступний патент: Спосіб одержання глюкозно-фруктозних сиропів
Випадковий патент: Спосіб підвищення ккд монокристалічного кремнієвого фотоелектричного перетворювача