Пристрій переключення потоку

Реферат: Пристрій переключення потоку містить направляюче сопло, пневмоциліндр з пневморозподільником, короб, у якому встановлені рукави, вісь, на якій встановлено важіль, перегородку всередині короба, яка нерухомо встановлена на осі. Вісь проходить через стінки короба по лінії розділення рукавів з можливістю повороту. Корпус пневмоциліндра встановлений на коробі. Пневмоциліндр виконаний з двома штоками, причому перший шток через систему важелів з'єднаний з віссю, а на коробі співвісно з другим штоком пневмоциліндра встановлена оптопара для подачі сигналу на початок і закінчення відліку часу наливу рідини в мірний бак або у ваговий резервуар. UA 101086 C2 (12) UA 101086 C2 UA 101086 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі машинобудування, а саме до обладнання для витратомірних установок. Відомий пристрій переключення потоку в складі витратомірної установки (див. статтю Каргопольцева В.П., Косолапова А.В. "Автоматизированные поверочные установки: какими они должны быть" у збірнику "Комерційний облік енергоносіїв", Матеріали 20-ї Міжнародної науковопрактичної конференції, Санкт-Петербург, 2004 р., стор. 295-304). Цей пристрій дає можливість спрямувати потік робочої рідини на початку інтервалу вимірювання в мірний бак (або в резервуар вагового пристрою), а після закінченні інтервалу вимірювання - в зливний бак. Важливою характеристикою пристрою переключення потоку, яка впливає на точність витратомірної установки в цілому, є різниця t інтервалів спрацьовування пристрою при спрямуванні потоку рідини в мірний бак і навпаки. Чим менше t, тим вище точність установки. Відомий пристрій переключення потоку (див. патент РФ № 2031295 "Роторний багатовходовий перемикач потоків", МПК F16K11/16, G05D7/06, автори Дутов А.В. та Чернаков В.З., опубл. 20.03.1995), що містить корпус циліндричної форми. Усередині корпусу встановлено ротор у вигляді П-подібного патрубка з комутуючими отворами, сполученого кінцями відповідно з центральним каналом подачі (рідини) і опорою -"башмаком". Башмак встановлений з можливістю ковзання по нижній основі корпусу. На другій основі корпусу встановлена привідна вісь співвісно центральному каналу подачі і одному з кінців патрубка. Другий кінець патрубка розташований співвісно отвору в башмаку і одному з периферійних каналів. Поверхня кінців патрубка виконана сферичної форми. У основі корпусу навпроти центрального підвідного каналу і в башмаку навпроти сполученого з ним кінця патрубка поверхні виконані увігнуто сферичними. Привідна вісь за допомогою повідка шарнірно зв'язана з патрубком, навантаженим в бік основи корпусу з каналами пружиною. Переключення потоку води з центрального підвідного каналу в один із периферійних каналів забезпечується поворотом привідної осі. Недоліком пристрою є великі габарити і відсутність технічних засобів (наприклад, електричних контактів) для фіксації моментів початку і закінчення подачі води по одному з периферійних каналів. Патент РФ № 2031295 є аналогом по відношенню до пристрою що заявляється. Відомий пристрій переключення потоку (паспорт на пристрій "Розподільник течії води", виробник ТОВ "Тензотехсервіс", Росія, 2008 p.), який містить гідроциліндр, корпус з одним вхідним патрубком і двома вихідними патрубками. В кожному вихідному патрубку встановлений затвор, осі затворів через систему важелів з'єднані зі штоком гідроциліндра так, що при відкриванні одного затвора другий затвор закривається. При включенні пневмоциліндра його шток висувається і тисне на важелі, в результаті чого затвор на першому вихідному патрубку відкривається, а затвор на іншому патрубку закривається. Вода спрямовується через перший патрубок. При виключенні пневмоциліндра його шток втягується. У результаті затвор на першому вихідному патрубку закривається, а затвор на іншому патрубку відкривається. Вода спрямовується через другий патрубок. Недоліком пристрою є великі габарити і відсутність технічних засобів (наприклад, електричних контактів) для фіксації моментів початку і закінчення подачі води по одному з патрубків, та можливе протікання води крізь закритий затвор. Даний пристрій є аналогом по відношенню до пристрою, що заявляється. Відомий пристрій переключення потоку - перекидний пристрій (виробник ТОВ "НВП Беленергокіп", Білорусія, див. сайт www.belenergokip.by/object-342-786.html), що містить два пневмоциліндри і встановлений на поворотній осі здвоєний лоток, відкритий зверху і знизу і розділений посередині перегородкою на два рукави. На корпусі лотка закріплена лопатка, а на нерухомій частині (каркасі) перекидного пристрою - дві оптронні пари. За сигналами від пульта управління синхронно спрацьовують два пневмоциліндри і лоток відхиляється вліво або вправо від положення рівноваги. Рідину подають в лоток зверху, при цьому на виході з подавальної труби за допомогою спеціальної насадки (сопла) формують плоский струмінь. При відхиленні лотка його перегородка швидко перетинає струмінь, направляючи потік води по першому чи другому рукаву. Лопатка, закріплена на лотку, перетинає світлові потоки в розташованих вздовж шляху її переміщення оптронних парах, які виробляють сигнали "старт", "стоп", що надходять на пульт управління перекидного пристрою. Даний пристрій переключення потоку є аналогом по відношенню до пристрою, що заявляється. 1 UA 101086 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Недоліком пристрою-аналога є надлишковий апаратурний об'єм, великий час переключення, обумовлений, по-перше, значною масою лотка і силою потоку води, яка прикладається до перегородки, і по-друге, неоднаковою швидкістю спрацювання двох пневмоциліндрів. Відомий пристрій переключення потоку (див. Цейтлин В.Г. Расходоизмерительная техника. М.: Изд-во стандартов, 1977. - с. 515), що містить пневмоциліндр з його пневморозподільником і короб з двома рукавами, підвішений на несучій горизонтальній осі. Усередині короба по лінії з'єднання рукавів встановлена перегородка, що ділить верхню частину короба на дві камери. На осі закріплений важіль, кінець якого з'єднаний зі штоком гідроциліндра. Корпус пневмоциліндра і його пневморозподільник закріплені на каркасі пристрою переключення потоку. Воду в короб подають зверху, при цьому потік попередньо формують у вигляді плоского струменя, паралельного перегородці. При включенні пневмоциліндра (за допомогою пневморозподільника) його шток висувається, тиснучи на важіль і повертаючи короб навколо осі. При цьому перегородка перерізає потік рідини і направляє його в лівий рукав (в мірний бак або у ваговий резервуар). При виключенні пневмоциліндра його шток втягується, повертаючи короб у іншому напрямку і направляючи потік води в зливний бак. На рукавах короба закріплені електроконтакти, які при повороті короба замикаються чи розмикаються і подають імпульси на початок і кінець відліку часу наливу рідини в мірний бак або у ваговий резервуар. Недоліком вказаного пристрою є низька швидкість переключення, обумовлена значною масою перекидного пристрою і силою потоку води, яка прикладається до перегородки, а також принципово неоднаковий час переключення в той і другий бік. Це обумовлено тим, що корпус пневмоциліндра має різні внутрішні об'єми справа і зліва від поршня, тому що власне шток займає частину внутрішнього об'єму корпусу. Зазначене технічне рішення вибране як прототип. В основу винаходу поставлено задачу створити такий пристрій для переключення, в якому нова сукупність елементів та зв'язки між ними дозволили б забезпечити підвищення швидкості спрацьовування та однаковий час переключення потоку води. Ця задача вирішується тим, що в пристрій переключення потоку, що містить пневмоциліндр з його пневморозподільником, короб з двома рукавами, перегородку всередині короба і вісь, на якій закріплений важіль, пневмоциліндр виконаний з двома штоками, корпус пневмоциліндра закріплений на коробі, перегородка нерухомо закріплена на осі, вісь проходить через стінки короба по лінії розділення рукавів з можливістю повороту, перший шток пневмоциліндра через систему важелів з'єднаний з віссю, на коробі співвісно з другим штоком пневмоциліндра встановлена оптопара для подачі сигналу на початок і закінчення відліку часу наливу рідини в мірний бак або у ваговий резервуар. Згідно з винаходом, як силовий елемент використаний пневмоциліндр з двома штоками, конструкція якого забезпечує рівність об'ємів справа і зліва від поршня і відповідно однаковість інтервалів часу ходу в двох напрямках. Потік води переключається поворотом перегородки (а не короба, як у прототипі). Маса перегородки на порядок менше маси короба, що забезпечує більш високу швидкість переключення при використанні пневмоциліндра з таким же зусиллям, як в технічному рішенні, зазначеному як прототип. Робота пристрою пояснюється кресленнями. На фіг. 1 показаний загальний вигляд пристрою переключення потоку. Пристрій складається з короба 1, пневмоциліндра 2 з пневморозподільником 3. Вісь 4 через систему важелів 5 з'єднана з першим штоком 6 пневмоциліндра 2. Перегородка 7 розташована всередині короба 1 і закріплена на осі 4. Оптопара8 встановлена співвісно другому штоку 9 пневмоциліндра 2. Потік води у вигляді плоского струменя, паралельного перегородці 7, подається в короб 1 зверху в напрямку на вісь 4 і тече вниз через лівий або через правий рукав. Пристрій переключення потоку працює наступним чином. У положенні, показаному на фіг. 1, перегородка 7 відхилена вправо і вода тече в лівий рукав. При цьому другий шток 9 висунутий і перекриває шлях світлового променя у оптопарі 8. Коли від блока управління (на фіг. 1 не показаний) на пневморозподільник 3 подається сигнал про початок подачі води в правий рукав, шток 6 висувається, повертаючи вісь 4 через систему важелів 5. Перегородка 7 відхиляється вліво, направляючи потік води в правий рукав. Другий шток 9 втягується в пневмоциліндр і звільняє шлях проходження світлового променя в оптопарі 8. Оптопара 8 встановлена на такій відстані від корпусу пневмоциліндра 2, що відкривання/закривання світлового променя в оптопарі 8 відбувається в момент, коли верхній край перегородки 7 займає вертикальне положення. Вихідний сигнал оптопари 8 дозволяє вести вимірювання часу, протягом якого вода надходить у мірний бак або у ваговий резервуар. 2 UA 101086 C2 Як показали експериментальні випробування, запропонований пристрій має підвищену швидкодію і забезпечує однаковість часу переключення потоку води. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 Пристрій переключення потоку, що містить направляюче сопло, пневмоциліндр з пневморозподільником, короб, у якому встановлені рукави, вісь, на якій встановлено важіль, перегородку всередині короба, яка нерухомо встановлена на осі, який відрізняється тим, що вісь проходить через стінки короба по лінії розділення рукавів з можливістю повороту, корпус пневмоциліндра встановлений на коробі, пневмоциліндр виконаний з двома штоками, причому перший шток через систему важелів з'єднаний з віссю, а на коробі співвісно з другим штоком пневмоциліндра встановлена оптопара для подачі сигналу на початок і закінчення відліку часу наливу рідини в мірний бак або у ваговий резервуар. 3 UA 101086 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 4