Лічильник кількості плинного середовища

Винахід відноситься до галузі приладобудування і призначений для вимірювання об'єму (витрати) протікаючих через трубопровід рідини або газу. Він може бути використаний при проектуванні і виробництві квартирних і промислових лічильників кількості для обліку води в системах водопостачання і газу в системах газопостачання. Відомий магнітний лічильник газу і води за патентом України № 12900, м. Кл. G01F1/10, опубл. 28.02.97, який, як і лічильник, що заявляється, містить крильчатку, встановлену в трубопроводі. Цей лічильник складний, оскільки містить, крім того, другу крильчатку, причому на всіх лопатях обох крильчаток встановлені постійні магніти. Відомий лічильник газу - витратомір за патентом РФ № 2085853 м.кл. G01F1/ 00, опубл. 27.07.97, який, як, і лічильник, що заявляється, містить в корпусі послідовно розташовані порожнини (канали). Цей лічильник має обмежене коло вживання, оскільки призначений тільки для вимірювання витрати газу. Найближчим за сукупністю ознак до пропонованого лічильника кількості плинного середовища є одноструменевий лічильник кількості плинного середовища за патентом РФ № 2156442, м.кл. G01F1/ 08, опубл. 20.09.2000. Відомий лічильник, як і той, що заявляється, містить корпус з впускним та випускним каналами і внутрішньою камерою з розташованою в ній тангенціальною крильчаткою, вузол знімання і представлення інформації. На відміну від пропонованого лічильника відомий лічильник також містить апарат для направлення струменя, якій виконано у вигляді жалюзійних ґрат, пластини яких утворюють пакет щілистих конфузорів. Відомий лічильник володіє недостатньою чутливістю, що обумовлено низькою ефективністю використання енергії вхідного потоку, оскільки він в значній мірі впливає не тільки на лопаті крильчатки у напрямі її обертання, але і на лопаті, що повертаються до каналу впускання. Крім того відомий лічильник володіє недостатньою точністю через значну кількість вимірюваного середовища, що повертається при обертанні крильчатки до каналу впускання. В основу винаходу поставлена задача створити такий лічильник кількості плинного середовища, в якому виконання лопатей крильчатки з можливістю обертання навкруги власних осей, радіально розташованих в площині обертання крильчатки, і установки їх в каналі вимірювання в площинах, що проходять через вісь обертання крильчатки, а в каналі повернення потоку вимірюваного середовища - в площині обертання крильчатки і виконання внутрішньої камери лічильника так, що канал вимірювання і канал повернення повторюють з мінімальним зазором профіль відповідним чином встановлених лопатей, дозволило б через різницю площ лопаток в різних ракурсах - в каналі вимірювання і в каналі повернення, на які впливають потоки вимірюваного середовища, підвищити силу, що обертає лопатки і, таким чином, підвищити чутливість лічильника, а за рахунок зменшення перетину і об'єму каналу повернення зменшити кількість середовища, що повертається, і, отже, підвищити точність лічильника. Поставлена задача розв'язується тим, що в лічильник кількості плинного середовища, що містить корпус з впускним і випускним каналами і внутрішньою камерою з розміщеною в ній тангенціальною крильчаткою, згідно винаходу, введені наступні істотні ознаки, відмінні від прототипу. В лічильнику, що заявляється, у внутрішній камері послідовно розташовані канал вимірювання і канал повернення. Крильчатку виконано з порожнистим рухомим внутрішнім вкладишем, на якому розміщено постійний магніт для зв'язку з вузлом знімання і представлення інформації, і лопатками, що складаються з хвостовиків і лопатей, при цьому осі обертання крильчатки і рухомого вкладиша співпадають. Лопаті крильчатки виконано з можливістю обертання навкруги власних осей, радіально розташованих в площині обертання крильчатки, і установки їх в каналі вимірювання в площинах, що проходять через вісь обертання крильчатки, а в каналі повернення потоку вимірюваного середовища - в площині обертання крильчатки. Внутрішню камеру виконано так, що канал вимірювання і канал повернення повторюють з мінімальним зазором профіль відповідним чином встановлених лопатей. Вище приведені істотні ознаки винаходу, достатні у всіх випадках, на які розповсюджується об'єм правового захисту. Ознаки, що характеризують винахід в окремих випадках, наступні: - в порожнині рухомого вкладиша крильчатки співвісно з ним встановлено нерухомий вкладиш. Кожна лопатка складається з однієї лопаті і встановлених на хвостовику двох бобишок, одна з яких лежить в площині лопаті, а друга встановлена перпендикулярно першій і зміщена щодо неї по довжині хвостовика, яким лопатку закріплено в рухомому вкладиші. Бобишки розміщені у відповідних каналах нерухомого вкладиша. - кожна лопатка виконана у вигляді хвостовика, на протилежних кінцях якого встановлені ідентичні лопаті, розташовані у взаємно перпендикулярних площинах. Хвостовик закріплено в рухомому вкладиші таким чином, що при розміщенні однієї з лопатей лопатки в каналі вимірювання, друга розміщена в каналі повернення. На виході каналу вимірювання з боку випускного каналу на внутрішній поверхні корпусу по ходу лопатей виконано напівкруглий виступ. Виконання лопатей крильчаток з можливістю обертання навкруги власних осей, розташованих в площині обертання крильчатки, дозволило виконати канал вимірювання і канал повернення таким чином, що лопаті в каналі вимірювання встановлені розверненими назустріч вимірюваному потоку максимальною площею, а в каналі повернення мінімальною площею-торцем.. При цьому зростає сила, що обертає лопатки, тобто підвищується чутливість лічильника, а зменшення перетину і об'єму каналу повернення зменшує кількість середовища, що повертається, тобто підвищується точність лічильника. На представлених кресленнях приведені: на фіг.1 - схематичне зображення подовжнього розрізу лічильника; на фіг.2 - схематичне зображення поперечного розрізу лічильника; на фіг.3 - лопатка з двома лопатями згідно п.3 формули винаходу; на фіг.3 частина корпусу лічильника з виступом на виході каналу вимірювання ; Лічильник кількості плинного середовища містить корпус 1 з внутрішньою камерою, що складається з верхньої і нижньої частини, в корпусі 1 встановлена крильчатка, виконана з вкладишем 2, прикріпленим нерухомо до корпусу 1, і лопатками, що складаються з лопаті 3, хвостовика 4 і бобишок 5,6. Вкладиш 7, рухомий щодо корпусу 1, виконаний порожнистим, причому нерухомий вкладиш 2 розміщено в порожнині вкладиша 7 співвісно з ним з можливістю обертання вкладиша 7 навкруги вкладиша 2. На вкладиші 7 встановлено магніт 8 для зв'язку з вузлом знімання і представлення інформації (на кресленні не показано). У вкладиші 2 виконано канавки 9,10 для розміщення бобишок 5,6. Внутрішня камера корпусу 1 з вкладишами 2,7 утворює порожнину з каналом 11 вимірювання і каналом 12 повернення, в якій можуть обертатися лопатки крильчатки і вкладиш 7. Канал 11 вимірювання повторює профіль лопаті 3, розташованої в площині, що проходить через вісь обертання лопаток і вкладиша 7. Канал 12 повернення повторює профіль лопаті 3 в площині, перпендикулярній осі обертання лопаток і вкладиша 7. Вкладиш 7 забезпечує мінімальні зазори між лопатями 3, що знаходяться в процесі обертання в каналах 11,12, і внутрішньою стінкою корпусу 1. Лопатка може бути виконана у вигляді хвостовика 4, однієї лопаті 3, бобишки 5, що лежить у площині лопаті 3, і бобишки 6, перпендикулярної їй і зміщеної по осі хвостовика 4 щодо бобишки 5. Лопатка закріплена хвостовиком 4 в рухомому вкладиші 7 по радіусу до осі обертання крильчатки з можливістю обертання навкруги хвостовика 4 під дією бобишок 5,6, які розміщено у канавках 9,10 нерухомого вкладиша 2. Канавки 9,10 виконані у вкладиші 2 концентрично каналам 11,12 вимірювання і повернення так, що в секторі каналу 11 вимірювання бобишка 5 орієнтується в площині обертання лопаток крильчатки і фіксує лопать 3 в площині осі обертання лопаток так, що всі лопаті 3, що знаходяться в каналі 11, перекривають його; а в секторі каналу 12 повернення бобишка 6 орієнтується в площині обертання лопаток крильчатки і фіксує лопаті 3 в каналі повернення 12 у відповідному положенні. Лопатка крильчатки може бути виконана (фіг.3) у вигляді хвостовика 4 і двох ідентичних лопатей 3, встановлених на протилежних кінцях хвостовика 4 у взаємно-перпендикулярних площинах. В цьому випадку хвостовик 4 закріплено в рухомому вкладиші 7 таким чином, що при розміщенні однієї з лопатей 3 в каналі 11 вимірювання, друга розміщена в каналі 12 повернення. Для розвороту кожної лопаті 3 при виході з каналу 11 вимірювання в положення, відповідне розміщенню лопаті 3 в каналі 12 повернення, на виході каналу 11 вимірювання з боку випускного каналу лічильника на внутрішній стінці корпусу 1 виконано напівкруглий виступ 13. Лічильник працює таким чином. Під час надходження вимірюваного середовища на вхід пристрою воно чинить тиск на всю площу Sn першої по ходу руху середовища лопаті 3 в каналі 11 вимірювання, перекриваючої цей канал, і на останню по ходу обертання лопаток крильчатки лопать З в каналі 12 повернення, розгорнену назустріч потоку профілем з мінімальною площею Sm. Сили Fn і Fb, діючі на лопаті З відповідно в каналі 11 вимірювання і в каналі 12 повернення, співвідносяться як площі профілів, на які впливає потік вимірюваного середовища. Fn = р х Sn, Fb = р х Sm, де р - тиск на вході пристрою Fn S = n FB S m В такій же пропорції співвідносяться і об'єми середовища, що проходить, Vn і середовища, що V Sn повертається, n = . VB Sm Під дією сили Fp = Fn - Fb = р х (Sn - Sm) лопать 3, вкладиш 7 обертаються, долаючи сили тертя вкладиша 7, бобишок 5, 6 об корпус 1 і вкладиш 2. Створюваний магнітний момент магніта 8 передається на рахунковий механізм, наприклад, через магнітну муфту. При виході лопаті 3 з каналу 11 вимірювання, бобишка 5, орієнтуюча лопать 3 в площині, що проходить через вісь обертання лопатки, виходить з канавки 9 вкладиша 2, а бобишка б уходить у канавку 10 вкладиша 2, при цьому лопать 3 лопатки розвертається і надходить у канал 12 повернення. На виході з каналу 12 повернення лопаті 3 бобишка 6 відповідної лопатки виходить з канавки 10, що орієнтує лопать 3 в площині обертання лопаток, а бобишка 5 уходить у канавку 9, лопатка розвертається і лопать 3 перекриває канал 11 вимірювання. Число оборотів вкладиша 7 пропорційне об'ємам Vo, відміряним лопатями 3 в каналі 11 вимірювання. Завдяки різниці площ Sn і Sm лопатей 3 в каналах 11,12 вимірювання і повернення зростає сила, що обертає лопатки і вкладиш 7, і, отже, підвищується чутливість лічильника, а через зменшення перетину каналу 12 повернення зменшується потік вимірюваного середовища, що повертається, і, таким чином, підвищується точність лічильника.