Лічильник теплової енергії газового теплоносія

Реферат: UA 80142 U UA 80142 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Лічильник належить до засобів вимірювання теплоти газоподібних речовин і може бути використаний переважно для обліку та контролю кількості теплоти, що переноситься повітрям в системах повітряного опалення, вентиляції, сушіння тощо. Відомий лічильник для обліку повітря складається з верхнього і нижнього роторів, установлених усередині корпуса. Від вала нижнього ротора обертання передається на стрілку лічильника через проміжну шестерню і шестерні механізму лічильника, шкала якого тарована в кубічних метрах об'єму повітря, що проходить через лічильник [див. кн. Трубников Г.И. Практикум по автотракторным двигателям. Изд. 3-е, исправ. и дополн. - М.: Колос, 1968. - С. 129-130, рис. 51]. Однак недоліком відомого лічильника є низька точність вимірювання кількості повітря і переносимої ним теплоти, спричинені не врахуванням впливу на його об'єм розширення, змінювання температури, яка при роботі на різних навантажувальних режимах, в системах повітряного теплопостачання, може мати значні відхилення. Отже, відомий лічильник має низьку точність обліку і контролю витрати повітря, обмежені функціональні можливості і область застосування. Тому в основу корисної моделі поставлено задачу підвищити точність обліку і контролю витрати повітря, розширити функціональні можливості і область застосування. Для розв'язування даної задачі відповідно до корисної моделі, суттєвими ознаками є те, що у відомому лічильнику сигнали пропорційні змінюванню об'єму повітря корегується додатковими сигналами, пропорційними відхиленню його температури. Для цього у відомий лічильник, з джерелом примусового руху теплоносія, шестернею механізму лічильника, проміжною шестернею і циферблатом, зв'язаним з механізмом лічильника, додатково установлюється фрикційний інтегратор з приводом і датчик температури, причому інтегратор виконаний у вигляді корпуса з розміщеним в ньому з можливість обертатися підпружиненим диском, і спряженим із сферичним роликом, виконаним зрізаним з двох боків конусними, протилежно розміщеними, заглибленнями і установлений у сферичну вісь, зв'язану з двома тягами механізму переміщення ролика, а також установлений шліцьовий вал із зубчатою передачею, одно із коліс якої з'єднано з валом механізму покажчика, а друге посаджено на шліцьовий вал з обмеженим вздовж осі ходом і обладнаного шліцьовою втулкою, з можливістю обертатися і переміщатися вздовж осі вала і фрикційно взаємодіяти із сферичним роликом, а датчик температури виконаний у вигляді термобалона, капіляра і вузла виконавчого механізму із зворотною пружиною, причому термобалон установлений в теплоносієві і капіляром сполучений з вузлом виконавчого механізму, виконаному у вигляді сильфона, вихід якого через зворотну пружину з'єднаний з другою тягою механізму переміщення сферичного ролика. Таке технічне рішення лічильника теплової енергії газового теплоносія при надходженні в нього двох незалежних сигналів: - сигналу незалежної перемінної у вигляді кута повороту приводного диска, що обертає ролик і сигналу - у вигляді зміщення тяги від дії датчика температури, викликаючої перекочування обертового ролика по диску, забезпечується на виході поворот вала покажчика на кут пропорційний інтегралу від кута повороту приводного диска. В результаті змінювання температури теплоносія вихідний із датчика сигнал зміщує тягу, перекочуючи при цьому ролик по диску, без тертя ковзання і з постійним радіусом фрикційного зачеплення. Цим забезпечується змінювання частоти обертання вала покажчика пропорційно змінюванню температури теплоносія і тим самим безперервно відображає на його циферблаті з певною точністю величину теплової енергії, що проходить через лічильник. Одночасне врахування величини об'єму і температури теплоносія, які визначають кількість переданої теплової енергії підвищить точність обліку та витрати повітря переносимої ним теплоти, що розширить функціональні можливості запропонованого лічильника і область його застосування. На представленому кресленні схематично показано: на фіг. 1 - загальний вигляд лічильника теплової енергії, а на фіг. 2 - вигляд інтегратора зверху. Запропонований лічильник містить трубопровод 1 з установленими в ньому верхнім 2 і нижнім 3 роторами. Вал ротора 3 через проміжну шестерню 4 і привод 5 з'єднаний з фрикційним інтегратором 6. Інтегратор 6 вміщує корпус 7 з диском 8, що обертається від привода 5 і знаходиться в постійному фрикційному зачепленні із сферичним роликом 9. Ролик 9 виконаний зрізаним з двох боків з конусними, протилежно розміщеними, заглибленнями, а в центрі - сферичним отвором, з'єднуючим конусні заглиблення. В отвір і конусні заглиблення установлена тяга 10 з одною обоймою 11 для кульок 12, які установлені разом з тягою в центральному сферичному отворі ролика 9. Кульки 12 фіксуються другою обоймою 13 закріпленою на тязі 10 з протилежного боку ролика. Тяга 10 установлена в напрямних корпуса 7 таким чином, що центр сферичного ролика 9 переміщується паралельно площині обертання диска 8. 1 UA 80142 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Паралельно тязі 10 на упорах розміщений шліцьовий вал 14 з обмеженим вздовж осі ходом. На валу 14 вільно, з можливістю обертання і переміщення вздовж осі, посаджена шліцьова втулка 15, що знаходиться в постійному фрикційному зачепленні з роликом 9, а також жорстко установлено зубчасте колесо 16 з обмеженим вздовж осі ходом, яке в постійному зачепленні із зубчастим колесом 17, жорстко закріпленому на валу 18 механізму покажчика 19 з циферблатом 20. Для запобігання ковзання ролика 9 відносно диска 8 використана пружина 21, постійно притискаюча диск до ролика. Температура теплоносія вимірюється, установленим в трубопроводі 1, датчиком 22, сполученим через капіляр 23 з вузлом 24 виконавчого механізму. Вузол 24 включає сильфон 25, з нерухомим фланцем 26 зв'язаним з напрямною втулкою 27, рухомий фланець 28, який переміщується у втулці 27 і через зворотну пружину 29, регулювальну гайку 30 і вісь 31 з'єднаний з тягою 10. В перехідному режимі лічильник працює наступним чином. Від примусового переміщення теплоносія по трубопроводу 1 обертаються ротори 2,3, від яких через привод 5 - диск фрикційного інтегратора 6. При підвищенні температури теплоносія, відносно усталеного її значення, робоче тіло в датчику 22 додатково розшириться і капіляром 23 поступить в сильфон 25, додатково підвищить в ньому тиск. В результаті підвищення тиску в сильфоні 25 його рухомий фланець 28, долаючи зусилля зворотної пружини 29, ще додатково перемістить вправо і буде утримувати через тягу 10 ролик 9 фрикційного інтегратора 6 уже на більшому, в порівнянні з усталеним значенням температури, від осі обертання диска 8, радіусі його бігової доріжки, що відповідає новому підвищеному значенню температури теплоносія. При цьому із збільшенням радіуса бігової доріжки і частоти обертання диска 8, сферичний ролик 9 буде обертатися з відносно більшою, ніж при нижчій температурі теплоносія, швидкістю, і через шліцьову втулку 15, шліцьовий вал 14, зубчасті колеса 16, 17 і вал 18 - покажчика 19, вказуючи на його циферблаті 20 порівняно більшу кількість теплової енергії, що переноситься більш нагрітим теплоносієм, протягом певного часу. Таким чином, у фрикційний інтегратор поступає два незалежних сигнали: - перший, пропорційний кількості примусово переданого теплоносія, незалежної перемінної у вигляді кута повороту диска 8, який обертає ролик 9, і другого, пропорційного температурі теплоносія, у вигляді зміщення тяги 10, викликаючого перекочування обертового ролика 9 по диску 8. В усіх випадках температурного стану теплоносія кут повороту вала 18, а отже, кількості теплової енергії, що переноситься теплоносієм за певний проміжок часу. При зміщенні тяги 10 ролик 9 перекочується по диску 8 без тертя ковзання, по його біговій доріжці і через шліцьову втулку 15, шліцьовий вал 14 і зубчасті колеса 16, 17, обертає вал 18, забезпечуючи плавність обертання привода і певну точність лічильника. Використання запропонованого лічильника, в порівнянні з відомим, розширить функціональні можливості і область застосування, підвищить точність і створить при цьому певні зручності при обліку та здійсненні контролю кількості при постійній температурі повітря, теплової енергії у системах повітряного теплопостачання при опаленні, вентиляції та в інших за призначенням системах з примусовим переміщенням газових теплоносіїв. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 Лічильник теплової енергії газового теплоносія, що містить джерело примусового руху теплоносія, приводні ротори, проміжну шестерню, вал привода з механізмом покажчика і циферблат, зв'язані з механізмом покажчика, який відрізняється тим, що в ньому додатково установлений фрикційний інтегратор і датчик температури, причому інтегратор виконаний у вигляді корпуса з розміщеним в ньому з можливістю обертатися підпружиненим диском, жорстко зв'язаним з приводом і приводними роторами, і спряженим із сферичним роликом, виконаним зрізаним з двох боків конусними, протилежно розміщеними, заглибленнями, і установлений на сферичну вісь, яка зв'язана з двома тягами механізму переміщення ролика, і установлений шліцьовий вал із зубчастою передачею, одно з коліс якої з'єднано з валом механізму покажчика, а друге посаджено на шліцьовий вал з обмеженим вздовж осі ходом і обладнаного шліцьовою втулкою, з можливістю обертатися і переміщатися вздовж осі вала і фрикційно взаємодіяти із сферичним роликом, а датчик температури виконаний у вигляді термобалона, капіляра і сильфонного вузла виконавчого механізму з рухомим фланцем і зворотною пружиною, причому термобалон установлений в теплоносієві і капіляром сполучений 2 UA 80142 U з сильфоном виконавчого механізму, рухомий фланець якого через зворотну пружину з'єднаний з другою тягою механізму переміщення ролика. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3