CZ2003810A3 - Přesný pístový průtokoměr s logickou jednotkou - Google Patents

Abstract

Přesný pístový průtokoměr s logickoujednotkou, sestávající z dávkovači komoiy (1), zakončené na obou stranách čely (2) s koaxiálními otvory (3), jimiž prochází pístnice (4) s koaxiálně uloženým pístem (5), přičemž čela (2)jsou opatřena vývody (6), do nichž ústí přívody (7) a odvody (8) dávkované tekutiny, když současně je pístnice (4) propojena s logickou jednotkou (11), zahrnující alespoňjeden snímač (9) pohybu, propojený s čítači jednotkou (10). Snímač (9) pohybu sestává z optické závory (12), vjejíž dráze se pohybuje tvarová clona (13), opatřená alespoň jedním vybráním a/nebo otvorem (14) a která je kinematicky vázaně spojena s pístnicí (4), nebo je s pístnicí (4) kinematicky vázaně spojena optická závora(12) a tvarová clona(13)je uložena pevně.

Description

PŘESNÝ PÍSTOVÝ PRŮTOKOMĚR S LOGICKOU JEDNOTKOU

Oblast techniky

Vynález je z oblasti měřící a regulační techniky a týká se průtokoměru, u něhož pohyb pístnice je snímán alespoň jedním snímačem, spojeným s logickou jednotkou, a jejíž součástí je rovněž čítači jednotka, umožňující jednak čítání impulzů přivedených ze snímače, jednak řízené dávkování tekutiny prostřednictvím zadaného počtu impulzů, vyslaných z logické jednotky pro řízení úměrné délky dráhy, kterou pístnice nucené vykonává.

Dosavadní stav techniky

V současné době je známa celá řada technických prostředků, umožňujících měření množství protékající tekutiny a/nebo její řízené dávkování, například za účelem smíchání dvou různých tekutin v předem stanoveném výsledném poměru. Například v popisu k vynálezu CZ 232234 B1 je uvedeno řešení objemového průtokoměru, jehož pružná přepážka, umístěná v tělese průtokoměru, odděluje a ovládá pomocí mechanizmu obdobného mžikovému přepínači rozvodové šoupátko se dvěma stabilními polohami, přičemž v jedné je propojena první komora se vstupním potrubím a druhá komora s výstupním potrubím, přičemž ve druhé poloze rozvodového šoupátka se propojení komor a potrubí reverzuje. Z popisu k přihlášce vynálezu CZ 2001-3109 Al je znám přesný dávkovač pro kapaliny, obsahující první čerpadlo, zásobované z láhve, obsahující kapalinu a které je s ní spojeno připojením, opatřeným sací trubkou; mezilehlý zásobník, zásobovaný prvním čerpadlem a opatřený nejméně jedním snímačem hladiny; druhé vysoce přesné čerpadlo, ležící po proudu od zásobníku. Dále obsahuje třícestný ventil, umístěný po proudu od čerpadla, ze kterého přijímá kapalinu na vstupu a který má dvě výstupní cesty, jednu vedoucí do zásobníku a další vedoucí do koncové nádržky pro sběr dodávané kapaliny a mikroprocesorovou jednotku pro ovládání a řízení čerpadel, snímačů a udržovacích funkcí. Z popisu k CZ 2001-944 Al je znám čerpací dávkovač, obsahující píst na jednom konci dutého dříku, vratně se pohybující mezi tlačným a vratným zdvihem ve válci čerpadla a tím vymezující proměnlivý objem komory čerpadla pro dávkování kapalné látky výstupním kanálem na druhém konci dříku, dále obsahující ventilem řízený vstupní průchod, vedoucí do komory, přitom píst je nasazen na jeden konec dříku s «4 44 » 4 4 «

4 4 •444 «4 ·· 44·· •· 4 44 4

možností vzájemného smýkavého pohybu ruční obsluhy, a dřík tvořící výstupní kanál, vedoucí z komory, přičemž je vybaven prostředky působícími mezi dříkem a pístem pro omezení vzájemného smýkavého pohybu mezi polohou otevřeného a uzavřeného výstupu, a na konci dříku je situován prvek ventilu těsně přiléhající k pístu v poloze uzavřeného výstupu. Přitom mezi koncem dříku a pístem jsou situovány první přiléhající povrchy pro vyvolání první třecí síly, a mezi pístem a válcem čerpadla jsou situovány druhé přiléhající povrchy pro vyvolávání druhé třecí síly, přičemž první třecí síla převyšuje druhou třecí sílu na začátku vratného zdvihu a vyvolává tak posun pístu s dříkem pro zvětšení komory čerpadla v poloze otevřeného výstupu pro vtažení látky z výstupního kanálu a hubičky do komory čerpadla a k zabránění odkapávání látky z uvedené hubičky. Čerpací dávkovač, známý z popisu k CZ 291244 B6 obsahuje čerpací těleso, vymezující Čerpací komoru s ventilem, ovládajícím vstupní kanál pro přivádění látky do čerpací komory, ruční vratné čerpací tlačítko s dutým dříkem, vymezujícím výtokový kanál z čerpací komory, a čerpací píst, připojený na vnitřní konec dříku s možností vzájemného klouzavého pohybu. Čerpací těleso má vratnou pružinu čerpacího tlačítka pro jeho napružení. Čerpací píst, umožňující omezený vzájemný pohyb mezi polohami výtoku otevřeno a zavřeno, má prstencovitý výběžek, tvořící výtokový ventil, usazený v prstencovité drážce zátky, pevně připojené k dutému dříku na jeho vnitřním konci. Mezi dutým čerpacím pístem a dutým dříkem vzniká prokluz, způsobující uzavření výstupního ventilu během stlačení a otevření výtoku během sání. Čerpací tlačítko může být uzamknuto v homí i dolní poloze. Vnější povrch zátky uzavírá vstupní kanál v poloze „uzamčeno-dole“. Řešení, známé z popisu k vynálezu CZ 243036 B1 spočívá vtom, že v zásobníku s dávkovanou tekutinou je na její hladině umístěn plovák nesoucí vodorovné rameno, na jehož konci ze zavěšen konec poddajného potrubí, jehož vtokový konec vyúsťuje v dolní části zásobníku. Délkou závěsu, nesoucího výtokový konec poddajného potrubí, lze nastavit rychlost vytékání tekutiny ze zásobníku. CZ 245566 B1 popisuje zařízení, jež sestává ze zásobníku kapaliny, který je připojen na vstupní spojku, která je připojena na levý vstupní ventil a pravý vstupní ventil, přičemž levý vstupní ventil je připojen na začátek řídícího válce, na jehož konci je připojen levý výstupní ventil, pravý vstupní ventil je připojen na začátek řízeného válce, na jehož konci je připojen pravý výstupní ventil, přičemž řídící válec s řízeným válcem jsou spojeny spojkou pro vzduch a levý výstupní ventil s pravým výstupním ventilem jsou spojeny výstupní spojkou, na řídícím válci je uchycen homí hlídač hladiny, jehož výstup je připojen do prvního logického vstupu logické řídící jednotky, a dolní hlídač hladiny, jehož výstup je • to toto·· • to ·· • to to · ·· · • · · ·· · • · to · to · · • ·· ···· ···· ·· ·· ·· ·· ··· · >>

připojen do druhého vstupu logické jednotky, a výstupy logické jednotky jsou připojeny na oba vstupní a oba výstupní ventily.

Dále je možno zmínit řadu dalších obdobných zařízení, jako dávkovač fluóru pre pitnú vodu dle popisu k CZ 245648 Bl, CZ 245649 Bl, CZ 245650 Bl, dávkovač kapalin dle popisu k CZ 247535 Bl, dávkovač kapalin, zejména pro dávkování malých množství kapalin ve vodárenství, popsaný v dokumentu k CZ 254881 Bl, dávkovač koncentrátů do napájecí vody dle CZ 258159 Bl, dávkovač lepidla dané viskozity dle CZ 261103 Bl, mechanický dávkovač kapaliny, zejména inzulínu dle CZ 262548 Bl.

Podstata vynálezu

Dosud známá, například výše popsaná a uvedená zařízení, je přes všechny vzájemné technické a konstrukční odlišnosti možno rozdělit do dvou skupin. Vprvé skupině jsou zařízení, jež nedosahují uspokojivou přesnost při měření průtočného množství tekutiny, jež je nezbytná kupříkladu k míšení dvou různých tekutin v přesně definovaném poměru, například v požadované toleranci ± 0,3 %; druhá skupina zařízení obsahuje řešení, umožňující uvedenou přesnost dosáhnout. Jejich konstrukční složitost, materiálová náročnost a implicitně i pořizovací cena, případně rovněž nároky na čistotu prostředí, v němž mohou být užívána, znemožňují jejich plošné rozšíření do běžné praxe.

Uvedené nevýhody výše popsaných a zmíněných řešení v převažující míře odstraňuje přesný pístový průtokoměr s logickou jednotkou dle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z dávkovači komory, zakončené na obou stranách čely s koaxiálními otvory, jimiž prochází pistnice s koaxiálně uloženým pístem, přičemž čela jsou opatřena vývody, do nichž ústí přívody a odvody dávkované tekutiny, když současně je pistnice propojena s logickou jednotkou, zahrnující alespoň jeden snímač pohybu, propojený s čítači jednotkou. Snímač pohybu sestává z optické závory, v jejíž dráze se pohybuje tvarová clona, opatřená alespoň jedním vybráním a/nebo otvorem a která je kinematicky vázaně spojena s pístnici, nebo je s pístnici kinematicky vázaně spojena optická závora a tvarová clona je uložena pevně.

Dále uvedené znaky řešení dle vynálezu rozvíjejí jeho podstatu a rozšiřují tak jednak možnosti jeho využití, jednak výhody, docílené tímto využitím. Snímač pohybu sestává z ozubeného hřebene anebo ozubeného řemene, kinematicky vázaně spojeného s pístnici, ·* 99 • · · · • · · • · · · • · · ···Φ · · • » · « · · ·· ····

v jehož ozubení je otočně uloženo ozubené kolo, nesoucí souose upevněnou kruhovou tvarovou clonu.

Mezi nej významnější výhody zařízení dle vynálezu patří jeho poměrně jednoduchá konstrukce, umožňující při dosažení přesnosti měřeného průtočného objemu tekutiny a/nebo odměření předem nastaveného objemu tekutiny cca ±0,1 % ppm udržení výrobních a tedy i pořizovacích nákladů v cenovém rozpětí, obvyklém pro zařízení s dosahovanou přesností vyšší nejméně o jeden řád. Zařízení dle vynálezu přitom může být díky elektronickým obvodům s výhodou užíváno jako průtokoměr i jako dávkovač, a to bez nároků na dodatečné ovládací prostředky nebo úpravu jejich zapojení v tekutinových obvodech.

Přehled připojených výkresů

Podstata řešení přesného pístového průtokoměru s logickou jednotkou je dále podrobněji objasněna prostřednictvím popisu příkladného provedení vynálezu, znázorněného na připojených výkresech, kde na obr. 1 je v nárysném řezu znázorněno příkladně provedení pístového průtokoměru s blokově zakreslenými elektronickými obvody, obr. 2 znázorňuje ve schematizovaném nákresu příkladné uspořádání snímače pohybu, zahrnujícího optickou závoru s pohyblivou tvarovou clonou.

Popis příkladného provedení vynálezu

Na obr. 1 je v nárysném pohledu znázorněno příkladné provedení průtokoměru dle vynálezu. Tento průtokoměr sestává z válcové dávkovači komory I, zakončené po obou koncích čely 2. V obou čelech 2 jsou provedeny souosé a zde podrobněji nespecifikovaným těsněním opatřené průchozí otvory 3, v nichž je axiálně pohyblivě uložena dvoudílná pístnice 4, mezi jejímiž díly je uložen píst 5 se zde rovněž podrobněji nespecifikovaným obvodovým těsněním. V čelech 2 jsou rovněž umístěny radiálně orientované vývody 6, k nimž jsou po obou stranách připojeny jen schématicky čárkovaně vyznačené přívody 7 a odvody 8 dávkované tekutiny. V blízkosti pístnice 4 je přitom uložen snímač 9 pohybu, vyznačený pouze schématicky jako blok, jenž je dále spojen se stejně zakreslenou logickou jednotkou JT, jejíž součástí je čítači jednotka 10.

4 ' · •4 4444 ·· 4

4 4

4 4 • · 4 4 • · 4 4

44 4 •4 4 •44

4 4

44

Popsané zařízení je zakresleno v poloze, kdy píst 5 je v pravé úvrati a vykonává svůj pracovní pohyb směrem k levé úvrati, resp. k levému čelu 2 tím, že přívodem 7 proudící tekutina prochází vývodem 6 v pravém čele 2, čímž je současně z kalibrovaného vnitřního prostoru komory 1 levým vývodem 6 a následně levým odvodem 8 vytlačována tekutina z předchozího pracovního pohybu. Když píst 5 dosáhne svou levou úvrať, celý proces se zrcadlově opakuje. Pohyb pístnice 4 je přitom registrován snímačem 9 pohybu, vysílajícím do čítače 10 logické jednotky 11 jednotlivé impulzy, umožňující měření celkového objemu vytlačené tekutiny, které může být i menší než je objem jednoho pracovního zdvihu pístu 4 tak, že počet vyslaných impulzů je přímo úměrný množství tekutiny, vytlačené celkem do jednoho nebo obou vývodů 6 a následně do příslušných odvodů 8.

Obr. 2 představuje schématicky znázorněné příkladné provedení snímače 9 pohybu, zahrnujícího optickou závoru 12 s pohyblivou tvarovou clonou 13. Na popisovaném výkrese neznázoměná pístnice 4 je kinematicky vázaně spojena s ozubeným hřebenem 15, jehož ozubení je v přímém záběru s otočně uloženým ozubeným kolem 16, souose spojeným s kruhovou tvarovou clonou 13, opatřenou po obvodu definovaným počtem otvorů 14, v jejichž blízkosti se nachází optická závora 12. Uvedené příkladné provedení snímače 9 pohybu a na předchozím vyobrazení popsané provedení průtokoměru rovněž umožňuje využití ve funkci dávkovače, a to tak, že prostřednictvím logické jednotky 11 je zvolen počet impulzů a tedy množství tekutiny, které proteče dávkovači komorou i a poté bude činnost zařízení ukončena, například zabržděním tvarové clony 13 na vyobrazení nezakreslenou brzdou nebo jiným, o sobě známým prostředkem polohové aretace.

Průmyslová využitelnost

Přesný pístový průtokoměr s logickou jednotkou dle vynálezu je s výhodou využitelný ve všech oblastech činnosti, kde je zapotřebí přesně měřit a/nebo dávkovat tekutiny.

·· ··«· • · · «

2ΰθΊ - $ft>

···· ·«

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Přesný pístový průtokoměr s logickou jednotkou, vyznačující se t í m , že sestává z dávkovači komory (l ), zakončené na obou stranách čely (2) skoaxiálními otvory (3), jimiž prochází pístnice (4) s koaxiálně uloženým pístem (5),

   5 přičemž čela ( 2 ) jsou opatřena vývody ( 6 ), do nichž ústí přívody ( 7 ) a odvody ( 8 ) dávkované tekutiny, když současně je pístnice (4) propojena s logickou jednotkou (11), zahrnující alespoň jeden snímač ( 9 ) pohybu, propojený s čítači jednotkou ( IO ).
2. 2. Přesný pístový průtokoměr podle nároku l, vyznačující se t í m , že snímač (9) pohybu sestává z optické závory ( 12), v jejíž dráze se pohybuje

   IO tvarová clona ( 13 ), opatřená alespoň jedním vybráním a/nebo otvorem (14 ) a která je kinematicky vázaně spojena s pístnicí (4), nebo je s pístnicí (4) kinematicky vázaně spojena optická závora (12 ) a tvarová clona (13 ) je uložena pevně.
3. 3. Přesný pístový průtokoměr podle nároku 2, vyznačující se t í m , že snímač (9) pohybu sestává z ozubeného hřebene (15), kinematicky vázaně

   15 spojeného s pístnicí (4), v jehož ozubení je otočně uloženo ozubené kolo ( 16), nesoucí souose upevněnou kruhovou tvarovou clonu ( 13 ).
4. 4. Přesný pístový průtokoměr podle nároku 2, vyznačující se t í m , že snímač (9) pohybu sestává z ozubeného řemene, kinematicky vázaně spojeného s pístnicí (4), v jehož ozubení je otočně uloženo ozubené kolo (16), nesoucí souose

   20 upevněnou kruhovou tvarovou clonu ( 13 ).
5. 5. Přesný pístový průtokoměr podle alespoň jednoho z nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že pístnice (4 ), ozubený hřeben ( 15 ), ozubený řemen, ozubené kolo (16) a/nebo tvarová clona (13) jsou opatřeny alespoň jedním prostředkem polohové aretace.

   ( 02 obr./02 výkr. )