EA008884B1 - Fluid consumption measurement system - Google Patents

Fluid consumption measurement system Download PDF

Info

Publication number
EA008884B1
EA008884B1 EA200600580A EA200600580A EA008884B1 EA 008884 B1 EA008884 B1 EA 008884B1 EA 200600580 A EA200600580 A EA 200600580A EA 200600580 A EA200600580 A EA 200600580A EA 008884 B1 EA008884 B1 EA 008884B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
impeller
input
output
possibility
rotation
Prior art date
Application number
EA200600580A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200600580A1 (en
Inventor
Павел Павлович Сасин
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Машины И Технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Машины И Технологии" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Машины И Технологии"
Priority to EA200600580A priority Critical patent/EA008884B1/en
Publication of EA200600580A1 publication Critical patent/EA200600580A1/en
Publication of EA008884B1 publication Critical patent/EA008884B1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

The invention refers to the devices for the measurement of fluid consumption by means of its transmission in the continuous flow through the measuring devices with the help of rotating paddle impeller together with electromagnetic connection within counter device.Fluid consumption measurement system contains frame 1 sensor with measuring cavity 2, lid 3, inlet 4 and outlet 5 tangentially directed holes, impeller 6, installed in the measuring cavity 2 with rotation ability, counting device 8, connecting element 9 of impeller 6 within counting device 8 and protective cover 10 of external function-transforming area 11.The new feature of this connecting element 9 is that it contains contactless magneto-semiconductive Hall plate 12 with readout signal shaper 13 positioned on the external function-transforming area 11 on the separate circuit board 14,magnet 15, positioned on the impeller 6 with possibility to interact with its magnetic field and contactless magneto-semiconductive Hall plate 12 through air-gap and lid 3 made of nonmagnetic material, and counting device 8 is made in the form of separate block with the possibility of its remote position and readout signal receipt far apart.Magnet 16 is circular and multipolar and positioned from the lid side 3 on the back panel of the impeller 17 hub 6 with hardly fastened rotation axis on it 7 with the possibility to guarantee self-balancing equilibration, and contactless magneto-semiconductive Hall plate 12 is placed on the radial slit 19 executed on the additionally introduced ring-type magnetic conductor 18 within the possibility to increase concentration regarding its magnetic field.Magnetic circuit 18 is positioned on the back panel 20 of the separate circuit plate 14, and former 13 of readout signal that contains differential amplifier – transformer 21 and power amplifier 22, connected between each other and magneto-semiconductive Hall plate 12 with possibility to form reading signal for counting device 8 placed on the large distance, proportionally measured one-time rotation angle of impeller, determined with the help of the following expression: α =360/n, where α- is defined rotation angle of impeller and n - is a number of pole pairs in the ring-type magnetic conductor.Counting device 8 includes counter 23 of volume fluid consumption with indicator 24 of its digital reading, divisible to the measurable one-time volume fluid consumption, generator 25 of digital value necessary for total volume fluid consumption, comparison 26 element, element of 27 adjusting time delay t1 for exact finishing back fitting rest, less to the multiplicity of registration, logical device 28 AND, logical device 29 OR logical devices 30, 31 NOT.Rotation axis 7 of impeller 6 is needle-shaped and equipped with the sliding bushes 32, 36 and axial bearings 33, 34 with the possibility to provide fractional vertical transfer in the axial direction at the moment of impeller 6 breakaway and supply of supporting pair «plate-cone» with the minimum acceptable contact area, resistance and loading.Needle axis 7, of slipping clutch 32, 36 and axial bearings 33, 34 made of wear-resistant substances, and a quick-detachable protective cover 10 with the possibility to provide moisture resistance on the external function-transforming area 11.The above mentioned improvements permit to decrease a resistance and loading on the rotation axis of the impeller, to increase perceptibility, speed of operation and measurement accuracy, to improve service conditions and operation safety device, to increase its working life, to expand functional capabilities and a field of application.The suggested device could find a wide application and use not only in the housing and communal services, food, chemical, oil and other fields of industry, but also in the mechanical engineering at the developing new and technical update of old measuring devices and other similar devices (4-th position., 4 drawing.).

Description

Изобретение относится к устройствам для измерения расхода жидкости путем пропускания ее через измерительные устройства непрерывным потоком с помощью вращающейся лопастной крыльчатки с электромагнитной связью со счетным прибором.The invention relates to a device for measuring the flow rate of a fluid by passing it through the measuring device in a continuous flow using a rotating impeller with electromagnetic coupling with a counting device.

Известно устройство для измерения расхода жидкости, содержащее корпус с измерительной полостью, крышкой, входным и выходным тангенциально направленными отверстиями, лопастную крыльчатку, установленную в измерительной полости с возможностью вращения, счетный прибор, элемент связи лопастной крыльчатки со счетным прибором и защитный кожух наружного функциональнопреобразовательного участка [1].A device for measuring fluid flow is known, comprising a housing with a measuring cavity, a lid, inlet and outlet tangentially directed holes, a propeller impeller mounted for rotation in the measurement cavity, a counting device, a coupling element of the impeller with a counting device, and a protective casing of the outer functional conversion section [ one].

В этом устройстве элемент связи выполнен в виде общей оси вращения для лопастной крыльчатки и механического счетного прибора с пятью кинематически связанными шестеренчатыми парами.In this device, the coupling element is made in the form of a common axis of rotation for a blade impeller and a mechanical counting device with five kinematically connected gear pairs.

Это устройство имеет следующие недостатки.This device has the following disadvantages.

Во-первых, ось вращения лопастной крыльчатки воспринимает значительное сопротивление и большую нагрузку за счет ее жесткой кинематической связи с пятью шестеренчатыми парами механического счетного прибора, что значительно снижает чувствительность, быстродействие и точность измерения устройства, ускоряет износ, ухудшает надежность его работы и уменьшает срок службы.First, the axis of rotation of the impeller impeller perceives a significant resistance and a large load due to its rigid kinematic connection with five gear pairs of a mechanical counting device, which significantly reduces the sensitivity, speed and measurement accuracy of the device, accelerates wear, impairs reliability of its operation and reduces service life .

Во-вторых, конструктивное выполнение не исключает поступление жидкости из измерительной полости на функционально-преобразовательный участок через зазор между втулкой на крышке и общей осью лопастной крыльчатки и механического счетного прибора, что ухудшает надежность работы устройства.Secondly, the constructive implementation does not preclude the flow of fluid from the measurement cavity to the functional conversion section through the gap between the sleeve on the cover and the common axis of the impeller impeller and the mechanical counting device, which degrades the reliability of the device.

В-третьих, большое количество механических узлов и деталей значительно усложняет конструкцию, ухудшает работоспособность устройства, затрудняет его наладку и условия обслуживания.Thirdly, a large number of mechanical components and parts greatly complicates the design, impairs the operation of the device, makes it difficult to set up and maintenance conditions.

В-четвертых, большое количество механических узлов и деталей, кроме того, увеличивает массу и габариты устройства.Fourth, a large number of mechanical components and parts, in addition, increases the weight and dimensions of the device.

Известно устройство для измерения расхода жидкости, содержащее корпус с измерительной полостью, крышкой, входным и выходным тангенциально направленными отверстиями, лопастную крыльчатку, установленную в измерительной полости с возможностью вращения, счетный прибор, элемент связи лопастной крыльчатки со счетным прибором и защитный кожух наружного функциональнопреобразовательного участка [2].A device for measuring fluid flow is known, comprising a housing with a measuring cavity, a lid, inlet and outlet tangentially directed holes, a propeller impeller mounted for rotation in the measurement cavity, a counting device, a coupling element of the impeller with a counting device, and a protective casing of the outer functional conversion section [ 2].

В этом устройстве элемент связи выполнен в виде специальной магнитной муфты, состоящей из двух полумуфт: ведущей, расположенной в верхней части лопастной крыльчатки и находящейся в жидкости, и ведомой, расположенной в сухом пространстве наружного функционально-преобразовательного участка на механическом счетном приборе.In this device, the coupling element is made in the form of a special magnetic coupling consisting of two coupling halves: a leading impeller located in the upper part of the impeller and located in a liquid, and a slave located in the dry space of the outer functional-converting section on a mechanical counting device.

Это устройство также имеет недостатки.This device also has disadvantages.

Во-первых, ось вращения лопастной крыльчатки также воспринимает значительное сопротивление и большую нагрузку за счет ее кинематической связи с многочисленными шестеренчатыми парами механического счетного прибора через магнитные полумуфты, что снижает чувствительность, быстродействие и точность измерения устройства, ускоряет износ, ухудшает надежность работы и уменьшает срок его службы.First, the axis of rotation of the impeller impeller also perceives a significant resistance and a large load due to its kinematic connection with numerous gear pairs of a mechanical counting device through magnetic coupling halves, which reduces the sensitivity, speed and measurement accuracy of the device, accelerates wear, impairs reliability and reduces the life his service.

Во-вторых, большое количество механических узлов и деталей значительно усложняет конструкцию, ухудшает работоспособность устройства, затрудняет его наладку и условия обслуживания.Secondly, a large number of mechanical components and parts greatly complicates the design, impairs the operation of the device, makes it difficult to set up and maintenance conditions.

В-третьих, большое количество механических узлов и деталей увеличивает массу и габариты устройства.Thirdly, a large number of mechanical components and parts increases the weight and dimensions of the device.

Известно устройство для измерения расхода жидкости, содержащее корпус с измерительной полостью, крышкой, входным и выходным тангенциально направленными отверстиями, лопастную крыльчатку, установленную в измерительной полости с возможностью вращения, счетный прибор, элемент связи лопастной крыльчатки со счетным прибором и защитный кожух наружного функциональнопреобразовательного участка [3].A device for measuring fluid flow is known, comprising a housing with a measuring cavity, a lid, inlet and outlet tangentially directed holes, a propeller impeller mounted for rotation in the measurement cavity, a counting device, a coupling element of the impeller with a counting device, and a protective casing of the outer functional conversion section [ 3].

В этом устройстве элемент связи выполнен в виде магнита, установленного на лопастной крыльчатке, помещенной на стационарной консольно закрепленной на дне корпуса оси, и расположенного на функционально-преобразовательном участке геркона, связанного с входом электрического счетного прибора и взаимодействующего с магнитным полем упомянутого магнита.In this device, the coupling element is made in the form of a magnet mounted on a blade impeller placed on a fixed cantilever console mounted on the bottom of the axle body, and located on a functionally converting part of the reed switch connected to the input of the electric counting device and interacting with the magnetic field of the said magnet.

Это устройство является самым близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.This device is closest to the invention of the technical essence and the achieved result.

Однако оно также имеет определенные недостатки.However, it also has certain disadvantages.

Во-первых, примененный в элементе связи лопастной крыльчатки с электрическим счетным прибором геркон имеет недостаточно прочную хрупную стеклянную оболочку, очень чувствительную к резким сотрясениям и вибрациям, а его замыкающий и размыкающий контакты имеют незначительный ресурс включений, что снижает надежность работы устройства и значительно уменьшает срок его службы.Firstly, the reed switch used in the coupling element of a blade impeller with an electric counting device does not have a sufficiently strong fragile glass shell that is very sensitive to sharp shocks and vibrations, and its closing and opening contacts have a negligible service life, which reduces the reliability of the device and significantly reduces the life his service.

Во- вторых, для уравновешивания магнита на лопастной крыльчатке применяется противовес, что усложняет конструкцию и увеличивает массу устройства.Secondly, a counterweight is used to balance the magnet on the impeller impeller, which complicates the design and increases the weight of the device.

- 1 008884- 1 008884

В-третьих, предложенное размещение магнита и его взаимодействие с герконом обеспечивают не минимальную, а максимальную для счетного прибора кратность измерения расхода жидкости, соответствующую измеряемому разовому объемному расходу жидкости при повороте лопастной крыльчатки на 360° (полный оборот) и формированию одного считывающего сигнала, что снижает точность измерения устройства.Thirdly, the proposed placement of the magnet and its interaction with the reed switch provide not the minimum, but the maximum for the counting device the ratio of measurement of the fluid flow, corresponding to the measured one-time volumetric flow of the fluid when the vane impeller rotates 360 ° (full rotation) and the formation of a single readout signal reduces the accuracy of the measurement device.

В-четвертых, свободное расположение лопастной крыльчатки на стационарно закрепленной оси приводит, особенно при всплытии крыльчатки, к взаимодействию расположенного в ее верхней части выступа с крышкой измерительной полости, но так как крышка изготавливается из недостаточно прочного материала, то в месте их соприкосновения происходит выработка, приводящая в дальнейшем к соприкосновению поверхностей вращающейся крыльчатки и стационарной крышки, а также к образованию в связи с этим больших сопротивлений и нагрузок, что ухудшает надежность работы, снижает точность измерения и уменьшает срок службы устройства.Fourthly, the free arrangement of the impeller impeller on a stationary fixed axis leads, especially when the impeller ascends, to the interaction of the projection located in its upper part with the measuring cavity lid, but since the lid is made of an insufficiently strong material, in the place of their contact there is a development leading further to the contact of the surfaces of the rotating impeller and the stationary cover, as well as to the formation in this connection of large resistances and loads, which impairs reliable Best operation, reduces the accuracy of measurement and reduces the service life of the device.

В-пятых, поскольку это устройство, так же как и известные аналогичные устройства, предназначено для размещения его непосредственно на трубопроводе, и как правило, с затрудненным к нему доступом, то затрудняется также визуальное обозрение и съем показаний на цифровом индикаторе счетного прибора, размещенного совместно с устройством на его функционально-преобразовательном участке, что ухудшает условия обслуживания, усложняет ремонт и наладку устройства.Fifth, since this device, as well as well-known similar devices, is designed to be placed directly on the pipeline, and usually with difficult access to it, it is also difficult for visual viewing and reading on the digital indicator of a counting device placed together with the device in its functional conversion area, which worsens the conditions of service, complicates the repair and adjustment of the device.

В-шестых, счетный прибор этого устройства, так же как и в известных аналогичных устройствах, выполнен с возможностью обеспечения только суммарного накопления показаний объемного расхода жидкости, и отсутствует возможность при необходимости сброса и возврата показаний в нулевое положение, а также отсутствует возможность автоматической фиксации и дистанционного информирования достижений необходимого суммарного показания объемного расхода жидкости, например, для диспетчерских пунктов или систем автоматического управления дозаторами и другими подобными средствами, что значительно ограничивает области применения устройства.Sixth, the counting device of this device, as well as in known similar devices, is designed to provide only a total accumulation of the volumetric flow rate readings, and there is no possibility to reset and return the readings to the zero position, if necessary, and there is no possibility of automatic fixation and remotely informing the achievements of the required total indication of the volumetric flow rate of the fluid, for example, for control rooms or automatic control systems for dispensers and other similar means, which significantly limits the scope of the device.

Задачами изобретения являются уменьшение сопротивлений и нагрузок на ось вращения лопастной крыльчатки, повышение чувствительности, быстродействия и точности измерения, улучшение условий обслуживания и надежности работы устройства, увеличение срока его службы, расширение функциональных возможностей и областей применения.The objectives of the invention are to reduce the resistances and loads on the axis of rotation of the blade impeller, increase sensitivity, speed and accuracy of measurement, improve the conditions of service and reliability of the device, increase its service life, expand functionality and applications.

Эта задача решается тем, что в устройстве для измерения расхода жидкости, содержащем корпус датчика с измерительной полостью, крышкой, входным и выходным тангенциально направленными отверстиями, лопастную крыльчатку, установленную в измерительной полости с возможностью вращения, счетный прибор, элемент связи лопастной крыльчатки со счетным прибором и защитный кожух наружного функционально-преобразовательного участка, в соответствии с изобретением, элемент связи включает в себя бесконтактную магниточувствительную полупроводниковую пластинку Холла с формирователем считывающего сигнала, расположенные на наружном функционально-преобразовательном участке на отдельной печатной плате, которая закреплена на прижимной гайке крышки, и магнит, расположенный на лопастной крыльчатке с возможностью взаимодействия его магнитного поля с магниточувствительной полупроводниковой пластинкой Холла через воздушный зазор, и крышку из немагнитного материала.This task is solved by the fact that in a device for measuring fluid flow, comprising a sensor housing with a measuring cavity, a lid, inlet and outlet tangentially directed holes, a blade impeller mounted in the measurement cavity for rotation, a counting device, a coupling element of a blade impeller with a counting device and the protective cover of the outer functional conversion section, in accordance with the invention, the coupling element includes a contactless magnetically sensitive semiconductor a Hall plate with a read signal shaper located on the outer functional conversion section on a separate printed circuit board mounted on the lid nut, and a magnet located on the impeller impeller that can interact with its magnetic field with the magnetically sensitive semiconductor Hall plate through the air gap and the lid from non-magnetic material.

Счетный прибор выполнен в виде отдельного блока с возможностью его дистанционного расположения в удобном для обозрения месте и приема считывающего сигнала на большом расстоянии. Причем магнит выполнен кольцевым многополюсным и установлен со стороны крышки на торцевой части ступицы лопастной крыльчатки концентрично жестко закрепленной на ней оси вращения с возможностью обеспечения самобалансировочного уравновешивания. Магниточувствительная полупроводниковая пластинка Холла помещена в радиальную щель, выполненную на дополнительно введенном кольцевом магнитопроводе, с возможностью увеличения концентрации относительно ее магнитного поля. Этот магнитопровод расположен соосно с кольцевым многополюсным магнитом и закреплен на тыльной стороне упомянутой печатной платы. При этом формирователь считывающего сигнала расположен на лицевой стороне этой платы и содержит дифференциальный усилитель-преобразователь с входом, соединенным через вход формирователя с выходом магниточувствительной полупроводниковой пластинки Холла, и усилитель мощности с входом, соединенным с выходом дифференциального усилителя-преобразователя, и выходом, соединенным с выходом формирователя с возможностью создания для счетного прибора необходимого и достаточного считывающего сигнала, соответствующего измеряемому единичному объемному расходу жидкости и пропорционального углу поворота лопастной крыльчатки, определяемому выражением: α=360°/η, где α - заданный угол поворота лопастной крыльчатки; η - количество пар полюсов на кольцевом магните.The counting device is designed as a separate unit with the possibility of its remote location in a convenient location for viewing and receiving the reading signal at a long distance. Moreover, the magnet is made annular multi-pole and mounted on the side of the cover on the front part of the hub of the impeller, a concentrically rigidly fixed axis of rotation on it with the ability to provide self-balancing balancing. The magnetically sensitive semiconductor Hall plate is placed in a radial gap made on an additionally introduced annular magnetic core, with the possibility of increasing the concentration relative to its magnetic field. This magnetic circuit is located coaxially with an annular multi-pole magnet and is fixed on the back side of the aforementioned printed circuit board. In this case, the read signal shaper is located on the front side of this board and contains a differential amplifier / converter with an input connected via the driver input to the output of a magnetically sensitive Hall semiconductor plate, and a power amplifier with an input connected to the output of the differential amplifier / converter, and an output connected to shaper output with the ability to create for the counting device the necessary and sufficient reading signal corresponding to the measured unit volumetric flow rate and proportional to the angle of rotation of the blade impeller, defined by the expression: α = 360 ° / η, where α is the specified angle of rotation of the blade impeller; η is the number of pole pairs on the ring magnet.

Счетный прибор включает в себя счетчик текущего объемного расхода жидкостей с цифровым индикатором и кратностью показаний, равной измеряемому единичному объемному расходу жидкости;The counting device includes a counter of the current volumetric flow rate of liquids with a digital indicator and a multiplicity of readings equal to the measured unit volume flow rate of the liquid;

задатчик необходимого суммарного значения объемного расхода жидкости;setting the required total value of the volumetric flow rate of the liquid;

элемент сравнения показаний счетчика и значений задатчика;element of comparison of meter readings and setpoint values;

- 2 008884 элемент регулируемой задержки времени Н на точную финишную доводку остатка меньше кратности показаний счетчика;- 2 008884 element of adjustable time delay H for accurate final finishing of the residue less than the multiplicity of meter readings;

логический элемент И;logical element And;

логический элемент ИЛИ;logical element OR;

два логических элемента НЕ.two logical elements are NOT.

Причем первый вход счетного прибора соединен с выходом формирователя считывающегося сигнала и первым (считывающим) входом счетчика, второй вход - через первый элемент НЕ со вторым (сбрасывающим) входом счетчика и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, третий вход счетного прибора через второй элемент НЕ соединен с третьим входом элемента И, первый вход элемента сравнения соединен с выходом задатчика, второй вход - с выходом счетчика, а выход - через элемент регулируемой задержки времени П с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И и выходом счетного прибора.Moreover, the first input of the counting device is connected to the output of the read signal generator and the first (reading) counter input, the second input through the first element NOT to the second (resetting) input of the counter and the first input of the AND element, the second input of which is connected to the output of the OR element, the third input through the second element is NOT connected to the third input of the element I, the first input of the comparison element is connected to the output of the setting device, the second input is connected to the output of the counter, and the output through the element of the adjustable time delay P to the first input house OR gate, a second input coupled to an output of the AND output and counting device.

Ось вращения лопастной крыльчатки выполнена игольчатой с возможностью размещения, с одной стороны, во втулке скольжения и взаимодействия с подпятником, запрессованным в крышке, а с другой стороны - с подпятником, запрессованным в дно корпуса, свободный консольно выступающий конец которого помещен во втулку скольжения, запрессованную в противоположной торцевой части ступицы лопастной крыльчатки. При этом игольчатая ось вращения выполнена длиной немного меньше расстояния между открытыми концами подпятников, а ее открытые контактные концы и концы соответствующих подпятников выполнены в виде опорных пар «конус-плоскость» с возможностью обеспечения точечного соприкосновения с минимально возможной контактной площадью, а также с незначительным сопротивлением и нагрузкой при вращении лопастной крыльчатки.The axis of rotation of the impeller impeller is made needle-like with the possibility of placing, on the one hand, in a sliding sleeve and interacting with a thrust bearing pressed into the lid, and on the other hand with a thrust bearing pressed into the bottom of the body, the free cantilevered protruding end of which is placed into the sliding sleeve that is pressed in the opposite end of the hub impeller. At the same time, the needle axis of rotation is made slightly longer than the distance between the open ends of the foot bearings, and its open contact ends and the ends of the corresponding foot bearings are made in the form of cone-plane support pairs with the possibility of providing point contact with the lowest possible contact area, as well as insignificant resistance and the load during rotation of the impeller impeller.

Игольчатая ось вращения лопастной крыльчатки, втулки скольжения и подпятники выполнены из износостойких материалов.The needle axis of rotation of the blade impeller, sleeve sleeves and thrust bearings are made of wear-resistant materials.

Защитный кожух наружного функционально-преобразовательного участка снабжен сальниковым выходом для подводящего кабеля, соединяющего формирователь считывающего сигнала с дистанционно расположенным счетным прибором, и двумя полукольцевыми быстросъемными крепежными хомутами, охватывающими защитный кожух и корпус, соединенными по концам стяжными болтами.The protective casing of the outer functional-converting section is equipped with a gland output for a supply cable connecting the readout signal shaper with a remotely located counting device, and two half-ring quick-release fastening clamps covering the protective casing and housing, connected to the ends with coupling bolts.

Между корпусом и крышкой, а также корпусом и защитным кожухом установлены уплотнительные кольца с возможностью обеспечения влагонепроницаемости на наружном функциональнопреобразовательном участке.O-rings are installed between the case and the lid, as well as the case and the protective casing with the ability to provide moisture-tightness on the outer functional conversion area.

На основании приведенных данных и сопоставления заявляемого объекта с аналогами и прототипом видно, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень» и является новым, а его промышленная применимость подтверждается приведенным ниже подробным описанием конструктивно-схемных решений устройства и принципа его работы.Based on the data and comparison of the proposed object with analogues and prototype, it can be seen that the proposed technical solution meets the criterion of "inventive step" and is new, and its industrial applicability is confirmed by the detailed description of the device design and the principle of its operation below.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство для измерения расхода жидкости; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - блочная схема формирователя считывающего сигнала; на фиг. 4 - функциональнологическая схема счетного прибора.FIG. 1 shows the proposed device for measuring fluid flow; in fig. 2 - the same, top view; in fig. 3 is a block diagram of a read signal shaper; in fig. 4 - functional diagram of the counting device.

Предлагаемое устройство для измерения расхода жидкости содержит корпус 1 датчика с измерительной полостью 2, крышкой 3, входным 4 и выходным 5 тангенциально направленными отверстиями;The proposed device for measuring fluid flow includes a sensor housing 1 with a measuring cavity 2, a cover 3, an inlet 4 and an outlet 5 tangentially directed holes;

лопастную крыльчатку 6 с жестко закрепленной на ней осью 7, установленные в измерительной полости 2 с возможностью вращения;impeller impeller 6 with axis 7 fixed on it, mounted in measuring cavity 2 for rotation;

счетный прибор 8;counting device 8;

элемент связи 9 лопастной крыльчатки 6 со счетным прибором 8;coupling element 9 bladed impeller 6 with a counting device 8;

защитный кожух 10 наружного функционально-преобразовательного участка 11.protective cover 10 of the outer functional conversion portion 11.

Элемент связи 9 содержит бесконтактную магниточувствительную полупроводниковую пластинку 12 Холла с формирователем 13 считывающего сигнала, расположенные на наружном функционально-преобразовательном участке 11 на отдельной печатной плате 14, закрепленной на прижимной гайке 15 крышки 3;The coupling element 9 contains a non-contact magnetically sensitive semiconductor plate 12 of the Hall with a shaper 13 of the read signal located on the outer functional conversion portion 11 on a separate printed circuit board 14 mounted on the clamping nut 15 of the cover 3;

магнит 16, расположенный на лопастной крыльчатке 6 с возможностью взаимодействия его магнитного поля с бесконтактной магниточувствительной полупроводниковой пластинкой 12 Холла через воздушный зазор и крышку 3 из немагнитного материала.a magnet 16 located on the impeller impeller 6 with the possibility of the interaction of its magnetic field with a contactless magnetically sensitive semiconductor plate 12 of the Hall through the air gap and the cover 3 of non-magnetic material.

Счетный прибор 8 выполнен в виде отдельного блока с возможностью его дистанционного расположения и приема считывающего сигнала даже на больших расстояниях.The counting device 8 is made in the form of a separate unit with the possibility of its remote location and reception of the readout signal even at long distances.

Магнит 16 выполнен кольцевым многополюсным и установлен со стороны крышки 3 на торцевой части ступицы 17 лопастной крыльчатки 6 концентрично оси 7 вращения с возможностью обеспечения самобалансировочного уравновешивания, а бесконтактная магниточувствительная полупроводниковая пластинка 12 Холла помещена в выполненную на дополнительно введенном кольцевом магнитопроводе 18 радиальную щель 19 с возможностью увеличения концентрации относительно ее магнитного поля, и этот магнитопровод расположен соосно с кольцевым многополюсным магнитом 16 и закреплен на тыльной стороне 20 отдельной печатной платы 14.The magnet 16 is made annular multi-pole and mounted on the side of the cover 3 on the front part of the hub 17 of the impeller 6 concentric with the axis of rotation 7 with the ability to provide self-balancing balancing, and the contactless magnetically sensitive semiconductor Hall plate 12 is placed in a radial slot 19 made on the additionally introduced ring magnetic circuit 18 increasing the concentration relative to its magnetic field, and this magnetic circuit is located coaxially with the annular multipolar magnet 1 6 and mounted on the back side of a separate printed circuit board 14.

- 3 008884- 3 008884

Формирователь 13 считывающего сигнала содержит дефференциальный усилительпреобразователь 21 сигнала, поступающего на его вход от бесконтактной магниточувствительной полупроводниковой пластинки 12 Холла, в удобный для считывания сигнал на его выходе, и усилитель 22 мощности, выполненный с возможностью подключения его входа к выходу дифференциального усилителя-преобразователя 21 и с возможностью формирования на его выходе достаточного для счетного прибора 8 считывающего сигнала, пропорционального измеряемому разовому объемному расходу жидкости, соответствующему углу поворота лопастной крыльчатки 6, определяемому выражением: α=360°/η, где α - заданный угол поворота лопастной крыльчатки 6; η - количество пар полюсов в кольцевом магните 16.Shaper 13 of the read signal contains a differential amplifier 21 of the signal received at its input from a non-contact magnetically sensitive semiconductor Hall 12 plate, convenient for reading a signal at its output, and a power amplifier 22, configured to connect its input to the output of a differential amplifier 21 and with the possibility of forming at its output sufficient for the counting device 8 reading signal proportional to the measured one-time flow rate Liquids corresponding to the angle of rotation of the impeller blade 6 defined by the expression: α = 360 ° / η, where α - predetermined angle of rotation of the impeller blade 6; η is the number of pole pairs in the ring magnet 16.

Счетный прибор 8 включает в себя счетчик 23 объемного расхода жидкости с индикатором 24 его цифровых показаний, кратных измеряемому разовому объемному расходу жидкости;The counting device 8 includes a liquid volume flow meter 23 with an indicator 24 of its digital readings, multiples of the measured single volume fluid flow rate;

задатчик 25 цифрового значения необходимого суммарного объемного расхода жидкости;unit 25 digital value of the required total volumetric fluid flow rate;

элемент 26 сравнения;comparison element 26;

элемент 27 регулируемой задержки времени 11 на точную финишную доводку остатка меньше кратности показаний счетчика;element 27 adjustable time delay 11 on the exact finishing debugging of the remainder is less than the multiplicity of the meter readings;

логический элемент 28 И;logical element 28 AND;

логический элемент 29 ИЛИ;logical element 29 OR;

логические элементы 30, 31 НЕ.logical elements 30, 31 NOT.

В счетном приборе 8 первый вход соединен с выходом формирователя 13 считывающего сигнала и первым (считывающим) входом счетчика 23;In the counting device 8, the first input is connected to the output of the shaper 13 of the readout signal and the first (reading) input of the counter 23;

второй вход соединен через элемент зоны со вторым (сбрасывающим) входом счетчика 23 и первым входом элемента 28 И, второй вход которого соединен с выходом элемента 29 ИЛИ;the second input is connected through the element of the zone with the second (resetting) input of the counter 23 and the first input of the element 28 AND, the second input of which is connected to the output of the element 29 OR;

третий вход соединен через элемент 31 НЕ с третьим входом элемента 28 И, первый вход элемента 26 сравнения соединен с выходом задатчика 25, второй вход - с выходом счетчика 23, а выход - через элемент 27 регулируемой задержки времени 11 с первым входом элемента 29 ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента 28 И и выходом счетного прибора 8.the third input is connected via element 31 NOT to the third input of element 28 I, the first input of comparison element 26 is connected to the output of setpoint 25, the second input is connected to the output of counter 23, and the output through element 27 of adjustable time delay 11 to the first input of element 29 OR, the second input of which is connected to the output of the element 28 And the output of the counting device 8.

Счетный прибор 8 имеет возможность располагаться в удобном для визуального обозрения и обслуживания месте, а также на диспетчерских пунктах и пультах систем автоматического управления дозаторами и другими подобными средствами.The counting device 8 has the ability to be located in a convenient place for visual viewing and maintenance, as well as at control centers and consoles of automatic control systems for dispensers and other similar means.

Ось 7 вращения лопастной крыльчатки 6 выполнена игольчатой с возможностью расположения ее, с одной стороны, во втулке 32 скольжения и взаимодействия с подпятником 33, запрессованным в крышке 3, а с другой - с подпятником 34, запрессованным в дно 35 корпуса 1, свободный консольно выступающий конец которого помещен во втулку 36 скольжения, запрессованную в противоположной торцевой части ступицы 17 лопастной крыльчатки 6.The axis of rotation 7 of the impeller impeller 6 is made needle-like with the possibility of its location, on the one hand, in sleeve 32 sliding and interacting with the thrust bearing 33, pressed into the lid 3, and on the other - with the thrust bearing 34, pressed into the bottom 35 of the housing 1, free cantilever the end of which is placed in the sleeve 36 of the slide, pressed into the opposite end of the hub 17 of the impeller impeller 6.

Причем игольчатая ось 7 вращения лопастной крыльчатки 6, втулки 32, 36 скольжения и подпятники 33, 34 выполнены из износостойких материалов, что значительно повышает срок службы устройства и надежность его работы.Moreover, the needle axis 7 of rotation of a blade impeller 6, sleeves 32, 36 slip and thrust bearings 33, 34 are made of wear-resistant materials, which significantly increases the service life of the device and the reliability of its work.

Защитный кожух 10 наружного функционально-преобразовательного участка 11 снабжен сальниковым выходом 37 для подводящего кабеля 38, соединяющего формирователь 13 считывающего сигнала с дистанционно расположенным счетным прибором 8, и полукольцевыми охватывающими защитный кожух 10 и корпус 1 быстросъемными крепежными хомутами 39, 40, соединенными по концам стяжными болтами 41, 42, что значительно снижает потери времени при наладке и обслуживании устройства.The protective casing 10 of the outer functional-converting section 11 is equipped with a gland output 37 for a supply cable 38 connecting the readout signal forming unit 13 with a remotely located counting device 8, and the semi-ring enclosing protective casing 10 and the housing 1 with quick-detachable mounting clamps 39, 40 connected at the ends bolts 41, 42, which significantly reduces the loss of time during commissioning and maintenance of the device.

Между корпусом 1 и крышкой 3, а также между корпусом 1 и защитным кожухом 10 установлены уплотнительные кольца 43, 44 с возможностью обеспечения влагонепроницаемости на наружном функционально-преобразовательном участке 11, что способствует повышению надежности работы устройства и увеличению срока его службы. Предлагаемое устройство работает следующим образом.Between the housing 1 and the cover 3, as well as between the housing 1 and the protective casing 10, sealing rings 43, 44 are installed with the possibility of ensuring moisture-tightness on the external functional-converting section 11, which contributes to increasing the reliability of the device and increasing its service life. The proposed device works as follows.

Поток жидкости от подводящего трубопровода, пройдя фильтр (не показан), попадает в нижнюю часть измерительной полости 2 корпуса 1 через входное тангенциально направленное отверстие 4, приводит во вращение лопастную крыльчатку 6 и игольчатую ось 7 относительно втулки 32 скольжения на крышке 3, а также втулки 36 скольжения на лопастной крыльчатке 6 относительно подпятника 34 на дне 35 корпуса 1, которые обеспечивают соосность и центровку, а также исключают радиальные биения, что способствует повышению надежности работы устройства и увеличению срока его службы.The fluid flow from the inlet pipeline, passing a filter (not shown), enters the lower part of the measurement cavity 2 of the housing 1 through the input tangentially directed opening 4, causes the rotation of the impeller impeller 6 and the needle axis 7 relative to the sleeve 32 of the slide on the cover 3, as well as the sleeve 36 slip on the impeller impeller 6 relative to the thrust bearing 34 at the bottom 35 of the housing 1, which ensure alignment and alignment, as well as eliminate radial runout, which contributes to increasing the reliability of the device and increasing the and his service.

Сбалансированное и самоуравновешенное расположение кольцевого многополюсного магнита 16 на лопастной крыльчатке 6 концентрично игольчатой оси 7 вращения также исключает радиальные биения, что способствует повышению надежности работы устройства и увеличению срока его службы.The balanced and self-balanced arrangement of the annular multipolar magnet 16 on the impeller impeller 6 with the concentric needle-like axis of rotation 7 also eliminates radial beats, which contributes to increasing the reliability of the device and increasing its service life.

После зоны вращения лопастной крыльчатки 6 жидкость по винтовой траектории попадает в верхнюю часть измерительной полости 2 и через выходное, также тангенциально направленное, отверстие 5 поступает в отводящий трубопровод (не показан).After the zone of rotation of the blade impeller 6, the fluid along a helical path enters the upper part of the measurement cavity 2 and through the outlet, also tangentially directed, the hole 5 enters the discharge pipeline (not shown).

- 4 008884- 4 008884

При наличии расстояния между подпятниками 33, 34 больше длины игольчатой оси 7 вращения и при образовании в измерительной полости 2 корпуса 1 винтовой траектории жидкость приподнимает лопастную крыльчатку 6 и игольчатую ось 7, в результате чего последняя располагается в промежутке между подпятниками 33, 34, разрывая торцевое соприкосновение, уменьшая сопротивление и нагрузку, благодаря чему ускоряется разгон лопастной крыльчатки 6, повышается быстродействие и точность измерения устройства.If there is a distance between the thrust bearings 33, 34 more than the length of the needle axis of rotation 7 and when a helical path forms in the measuring cavity 2 of the housing 1, the fluid lifts the impeller impeller 6 and the needle axis 7, as a result of which the latter is located in the gap between the thrust bearings 33, 34, tearing the end contact, reducing resistance and load, thereby accelerating the acceleration of the impeller impeller 6, increases the speed and accuracy of measurement of the device.

В дальнейшем игольчатая ось 7 вращения лопастной крыльчатки 6 соприкасается не постоянно, а кратковременно периодически только с одним из двух подпятников 33, 34, причем соприкосновение происходит на предельно минимальной контактной площади, т.е. в точке, благодаря чему создаются минимальные сопротивление и нагрузка, что также повышает быстродействие и точность измерения устройства.Further, the needle axis 7 of rotation of the impeller impeller 6 does not touch constantly, but briefly periodically with only one of the two thrust bearings 33, 34, and the contact occurs on an extremely minimal contact area, i.e. at the point, which creates minimal resistance and load, which also increases the speed and accuracy of measurement of the device.

Поскольку игольчатая ось 7 вращения, втулки 32, 36 скольжения и подпятники 33, 34 выполнены из износостойких материалов, то их долговечность значительно увеличивается, что способствует повышению надежности работы устройства и увеличению срока его службы.Since the needle axis of rotation 7, the sleeves 32, 36 of the slide and the thrust bearings 33, 34 are made of wear-resistant materials, their durability increases significantly, which contributes to increasing the reliability of the device and increasing its service life.

При вращении кольцевого многополюсного магнита 16 совместно с лопастной крыльчаткой 6 магнитное поле каждой пары магнитных полюсов поочередно через воздушный зазор и крышку 3 из немагнитного материала взаимодействует с бесконтактной магниточувствительной полупроводниковой пластинкой 12 Холла, и каждый раз на ее выходе появляется сигнал, который пропорционален заданному углу α поворота лопастной крыльчатки 6 и соответствует измеряемому разовому объемному расходу жидкости и кратности показаний счетного прибора 8.During the rotation of the annular multi-pole magnet 16 together with the impeller impeller 6, the magnetic field of each pair of magnetic poles alternately through the air gap and the cover 3 of non-magnetic material interacts with the non-contact magnetically sensitive semiconductor plate 12 of the Hall, and each time at its output a signal appears that is proportional to a given angle α rotation of the impeller impeller 6 and corresponds to the measured one-time volumetric flow rate and the multiplicity of indications of the counting device 8.

Из выражения α=360°/η, где α - заданный угол поворота лопастной крыльчатки 6 и η-число полюсов в кольцевом магните 16, следует, что чем больше количество полюсов в кольцевом магните 16, тем меньше угол α, меньше измеряемый разовый объемный расход жидкости, меньше кратность и выше точность измерения устройства.From the expression α = 360 ° / η, where α is the specified angle of rotation of the impeller impeller 6 and the η-number of poles in the ring magnet 16, it follows that the greater the number of poles in the ring magnet 16, the smaller the angle α, the less measured one-time volume flow liquids, less multiplicity and higher measurement accuracy of the device.

Сигнал с выхода бесконтактной магниточувствительной полупроводниковой пластинки 12 Холла поступает на вход дифференциального усилителя-преобразователя 21, который преобразует его в удобный для считывания сигнал, подает его на собственный выход и вход усилителя 22 мощности.The output signal from the contactless magnetically sensitive semiconductor plate 12 of the Hall is fed to the input of the differential amplifier-converter 21, which converts it into a readable signal, feeds it to its own output and input of the power amplifier 22.

Усилитель 22 формирует достаточный по мощности считывающий сигнал для счетного прибора 8, если он даже находится на большем расстоянии, что способствует повышению надежности работы устройства.The amplifier 22 generates a sufficient power reading signal for the counting device 8, even if it is located at a greater distance, which contributes to improving the reliability of the device.

Считывающий сигнал с выхода усилителя 22 мощности поступает на выход формирователя 13, первый вход счетного прибора 8 и первый вход счетчика 23, в результате чего на его индикаторе увеличивается цифровое суммарное значение объемного расхода жидкости на кратную величину, равную измеряемому разовому объемному расходу жидкости при повороте лопастной крыльчатки 6 на заданный угол α.The read signal from the output of the power amplifier 22 is fed to the output of the imaging unit 13, the first input of the counting device 8 and the first input of the counter 23, as a result of which its display increases the digital total value of the volumetric flow rate by a factor equal to the measured one-time volumetric flow rate when the blade rotates the impeller 6 at a given angle α.

Так как счетный прибор выполнен на отдельном блоке, то он может располагаться в удобном для обозрения и съема показаний с индикатора 24 цифрового суммарного значения расхода жидкости, что значительно улучшает условия обслуживания.Since the counting device is made on a separate unit, it can be located conveniently for viewing and taking readings from the digital total value indicator 24 of the fluid flow rate, which significantly improves the service conditions.

Счетный прибор 8, при необходимости, может располагаться на диспетчерских пунктах и пультах систем автоматического управления дозаторами и другими подобными средствами, что способствует расширению областей применения устройства.The counting device 8, if necessary, can be located on the control rooms and consoles of automatic control systems for dispensers and other similar means, which contributes to the expansion of the field of application of the device.

При использовании устройства в системах автоматического управления дозатором или другим подобным средством на задатчике 25 следует установить цифровое значение необходимого суммарного объемного расхода жидкости.When using the device in the automatic control systems of the dispenser or other similar means on the setter 25, you should set the digital value of the required total volumetric flow rate.

Если необходимое цифровое значение является кратным измеряемому разовому объемному расходу жидкости без остатка, то это значение следует установить на задатчике 25, а на элементе 27 регулируемой задержки времени 11 следует установить паузу, равную нулю.If the required digital value is a multiple of the measured one-time volume flow of a liquid without a residual, then this value should be set at the setting unit 25, and a pause equal to zero should be set at the element 27 of the adjustable delay time 11.

В этом случае при совпадении цифровых показаний на индикаторе 24 счетчика 23 с цифровыми значениями на задатчике 25 появляется сигнал на выходе элемента 26 сравнения, на входе и сразу же на выходе элемента 27 регулируемой задержки времени 11 (так как установленная пауза равна нулю), первом входе и выходе элемента 29 ИЛИ и втором входе элемента 28 И.In this case, when the digital readings on the indicator 24 of the counter 23 coincide with digital values, a signal appears at the setter 25 at the output of the comparison element 26, at the input and immediately at the output of the adjustable delay time element 11 11 (since the set pause is zero), the first input and the output element 29 OR and the second input element 28 I.

Наличие сигналов одновременно на всех входах элемента 28 И вызывает появление сигнала на его выходе, втором входе элемента 29 ИЛИ (запоминается), выходе счетного прибора 8 и дальше он поступает в систему автоматического управления дозатором или другим подобным средством (не показаны) для использования по назначению.The presence of signals simultaneously on all inputs of element 28 And causes the appearance of a signal at its output, the second input of element 29 OR (memorized), the output of counting device 8 and then it enters the automatic control system of the metering device or other similar means (not shown) for intended use .

Если цифровое значение необходимого суммарного объемного расхода жидкости не является кратным измеряемому разовому объемному расходу жидкости, то на задатчике 25 устанавливается его кратная часть, а на элементе 27 регулируемой задержки времени 11 - пауза, достаточная для финишной доводки второй части, т.е. остатка меньше кратности измерения.If the digital value of the required total volume flow rate of a liquid is not a multiple of the measured one-time volume flow rate of a liquid, then a multiple of it is set at the setting unit 25, and a sufficient pause for finishing the second part, i.e. the remainder is less than the multiplicity of measurement.

- 5 008884- 5 008884

В этом случае после совпадения достигнутых цифровых показаний на индикаторе 24 счетчика 23 с установленным цифровым значением на задатчике 25 появляется сигнал на выходе элемента 26 сравнения и на входе элемента 27 регулируемой задержки времени 11, в котором на его выходе появляется сигнал только после истечения заданной паузы, достаточной для точной финишной доводки остатка необходимого объемного расхода жидкости, и этот сигнал аналогично вышеизложенному появляется на первом входе и выходе элемента 29 ИЛИ, втором входе и выходе элемента 28 И, втором входе элемента 29 ИЛИ (запоминается), выходе счетного прибора 8 и дальше поступает в систему автоматического управления дозатором или другим подобным средством по назначению (например, в качестве команды на прекращение расхода жидкости).In this case, after the achieved digital readings coincide on the indicator 24 of the counter 23 with the set digital value, a signal appears at the setting device 25 at the output of the comparison element 26 and at the input of the adjustable delay time element 11 11, in which a signal appears at its output only after the specified pause sufficient for accurate finishing of the remainder of the required volume flow rate of the fluid, and this signal, similarly to the above, appears at the first input and output of the element 29 OR, the second input and output of the element 28 AND, the second input element 29 OR (remembered), the output of the counting device 8 and then enters the automatic control system of the dispenser or other similar means for the intended purpose (for example, as a command to stop the flow of fluid).

Предложенное такое техническое решение значительно повышает точность измерения устройства.The proposed such technical solution significantly improves the measurement accuracy of the device.

После реализации по назначению поступившего сигнала предусматривается также возможность приема сигнала на второй вход счетного прибора 8 и на вход элемента 30 НЕ от системы автоматического управления дозатором или другим подобным средством, после чего исчезает сигнал на выходе элемента 30 НЕ, первом входе и выходе элемента 28 И, втором входе и выходе элемента 29 ИЛИ (сброс памяти), выходе счетного прибора 8, прекращается поступление сигнала в систему автоматического управления дозатором или другим подобным средством, а также исчезает сигнал на втором входе счетчика 23, в результате чего он возвращается в исходное положение, а на его индикаторе 24 автоматически устанавливаются нулевые цифровые показания и счетчик 23 опять готов к повторному отсчету текущего объемного расхода жидкости при его возобновлении.After the implementation of the intended signal, it is also possible to receive a signal at the second input of the counting device 8 and the input element 30 NOT from the automatic control system of the dispenser or other similar means, after which the signal at the output of element 30 NOT disappears, the first input and output element 28 And , the second input and output of the element 29 OR (memory reset), the output of the counting device 8, stops the signal to the automatic control system of the dispenser or other similar means, and the signal disappears a second input of the counter 23, whereby it is returned to its original position, and in its display 24 are automatically set to zero digital readout and counter 23 is again ready to re-count the current volumetric flow rate at its resumption.

При использовании устройства на диспетчерских пунктах на задатчик 25 устанавливается цифровое значение необходимого суммарного объемного расхода жидкости, соответствующее, например, проведению профилактического осмотра данного устройства.When using the device at dispatching points, the setpoint 25 sets the digital value of the required total volumetric flow rate, corresponding, for example, to a routine inspection of this device.

После совпадения достигнутых цифровых показаний на индикаторе 24 счетчика 23 с установленными цифровыми значениями на задатчике 25 аналогично вышеизложенному появляется сигнал на выходе счетного прибора 8 (запоминается), который дальше поступает, например на сигнализатор диспетчерского пункта (не показан), извещающий о немедленном принятии мер по реализации конкретного планового организационно-технического мероприятия.After the achieved digital readings coincide on the indicator 24 of the counter 23 with the set digital values on the setting unit 25 similarly to the above, a signal appears at the output of the counting device 8 (remembered), which then goes, for example, to the control tower dispatcher (not shown), notifying of immediate action implementation of a specific planned organizational and technical measures.

В устройстве предусмотрена также возможность приема сигнала на третьем входе счетного прибора 8 и входе элемента 31 НЕ по команде из диспетчерского пункта после завершения конкретного планового организационно-технического мероприятия, после чего исчезает сигнал на выходе элемента 31 НЕ, на третьем входе и выходе элемента 28 И (сброс памяти), выходе счетного прибора 8 и прекращается его подача на диспетчерский пункт и соответствующий сигнализатор (не показан), а также имеется возможность, не приостанавливая расхода жидкости и не производя сброса цифровых показаний в нулевое значение на счетчике, повторно устанавливать на задатчике 25 цифровые значения необходимого суммарного объемного расхода жидкости, которое соответствует, например, проведению следующего планового организационно-технического мероприятия.The device also provides for the possibility of receiving a signal at the third input of the counting device 8 and the input of the element 31 by a command from the control point after completing a specific planned organizational and technical measure, after which the signal at the output of the element 31 NOT disappears, at the third input and output of the element 28 AND (memory reset), the output of the counting device 8 and stops its flow to the control station and the corresponding alarm device (not shown), and there is a possibility, without suspending the flow rate of the fluid and not producing a sat wasp digital readout to zero of the counter, to reinstall adjuster 25 digital values required total volumetric flow rate, which corresponds, for example, carrying out the next scheduled organizational and technical measures.

Таким образом, на основании вышеизложенного видно, что предлагаемое конструктивное и схемно-логическое выполнение устройства не только повышает точность его измерения, быстродействие и надежность работы, но и расширяет функциональные возможности и области его применения.Thus, on the basis of the above, it can be seen that the proposed constructive and circuit-logical implementation of the device not only improves its measurement accuracy, speed and reliability, but also expands the functionality and areas of its application.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от известных аналогичных устройств и имеет следующие преимущества:The proposed device compares favorably with the known similar devices and has the following advantages:

1) предложенное использование в элементе связи лопастной крыльчатки со счетным устройством бесконтактной магниточувствительной полупроводниковой пластинки Холла с формирователем считывающегося сигнала дало возможность полностью избавиться от коммутирующих замыкающих и размыкающих электрических контактов с ограниченной долговечностью, что позволило значительно увеличить срок службы устройства;1) the proposed use of an impeller impeller with a counting device of a non-contact magnetically sensitive Hall semiconductor plate with a read signal shaper in the communication element made it possible to completely get rid of switching contact and disconnecting electrical contacts with limited durability, which significantly increased the service life of the device;

2) предложенное выполнение счетного прибора в виде отдельного блока с возможностью дистанционного расположения позволило его размещать в удобном для общего обозрения месте и снятия цифровых показаний, что значительно улучшает условия обслуживания и расширяет области применения устройства;2) the proposed implementation of the counting device in the form of a separate unit with the possibility of remote location allowed to place it in a convenient place for general viewing and digital readings, which significantly improves the service conditions and expands the field of application of the device;

3) предложенное выполнение магнита кольцевым и расположение его на торцевой части ступицы лопастной крыльчатки концентрично ее оси вращения позволило ему самобалансироваться и уравновешиваться без применения дополнительных противовесов, что упрощает конструкцию и обеспечивает компактность устройства;3) the proposed implementation of the magnet ring and its location on the end of the hub impeller concentric with its axis of rotation allowed him to self-balance and balance without the use of additional balances, which simplifies the design and ensures the compactness of the device;

4) предложенное выполнение кольцевого магнита многополюсным дало возможность фиксировать минимально допустимый угол поворота лопастной крыльчатки и формировать пропорционально ему считывающий сигнал, соответствующий также измеряемому минимальному объемному расходу жидкости, что позволяет уменьшить кратность и повысить точность измерения устройства;4) the proposed implementation of a multi-pole ring magnet made it possible to fix the minimum allowable angle of rotation of the impeller impeller and to form in proportion to it a reading signal corresponding to the measured minimum volumetric flow rate, which allows reducing the multiplicity and improving the measurement accuracy of the device;

5) предложенное дополнительное применение кольцевого магнитопровода с выполненной радиальной щелью и размещенного в ней бесконтактной магниточувствительной полупроводниковой пластинки Холла дало возможность значительно увеличить концентрацию относительно ее магнитного поля, что позволило значительно повысить чувствительность и надежность работы устройства;5) the proposed additional use of an annular magnetic circuit with a radial slit and a non-contact magnetically sensitive Hall semiconductor plate placed in it made it possible to significantly increase the concentration relative to its magnetic field, which significantly increased the sensitivity and reliability of the device;

- 6 008884- 6 008884

6) предложенное схемное элементно-логическое выполнение формирователя считывающего сигнала дало возможность преобразовать поступающий от магниточувствительной полупроводниковой пластинки Холла сигнал в более удобный для считывания и более мощный с учетом использования его на счетном приборе, если он находится даже на большом расстоянии, что повышает надежность работы устройства;6) the proposed circuit element-logic execution of the readout signal shaper made it possible to convert the signal coming from the magnetically sensitive semiconductor Hall plate into a more readable and more powerful signal considering its use on the counting device, if it is even at a great distance, which increases the reliability of the device ;

7) предложенное схемное элементно-логическое выполнение счетного прибора дало возможность не только информировать о текущем накоплении объемного расхода жидкости, но и получать при необходимости на выходе информационный сигнал о достижении заданного объемного расхода жидкости, например, для диспетчерских пунктов и систем автоматического управления дозаторами или другими подобными средствами, что значительно расширяет функциональные возможности и области применения устройства;7) the proposed circuit element-logic execution of the counting device made it possible not only to inform about the current accumulation of volumetric fluid flow, but also to receive, if necessary, an information signal at the output about the achievement of a predetermined volumetric fluid flow, for example, for dispatching points and automatic control systems for dispensers or other similar means, which significantly expands the functionality and applications of the device;

8) предложенное применение в счетном приборе задатчика цифрового значения необходимого суммарного объемного расхода жидкости позволяет регулировать его в широком диапазоне в зависимости от необходимости, что значительно расширяет функциональные возможности устройства;8) the proposed use of a digital value of the required total volumetric flow rate of a liquid in a counting device of the unit allows it to be adjusted in a wide range depending on the need, which greatly expands the functionality of the device;

9) предложенное применение в счетном приборе элемента регулируемой задержки времени 11 дало возможность устанавливать паузу этой задержки, достаточную на финишную доводку остатка, меньше измеряемого разового объемного расхода жидкости пропорционально углу α поворота лопастной крыльчатки, что значительно повышает точность измерения устройства;9) the proposed use in the counting device of an element of adjustable delay time 11 made it possible to set a pause for this delay, sufficient for finishing the remainder, less than the measured one-time volumetric flow rate proportional to the angle α of rotation of the impeller, which greatly improves the accuracy of measurement of the device;

10) предложенное выполнение оси вращения лопастной крыльчатки с возможностью применения муфт скольжения и подпятников, а также создания по концам внизу и вверху опорных торцевых пар «конус-плоскость» позволило обеспечить точечное соприкосновение с минимально возможными контактными площадями, сопротивлением и нагрузкой, что повышает чувствительность, быстродействие и точность измерения устройства;10) the proposed implementation of the axis of rotation of the impeller impeller with the possibility of using slip sleeves and thrust bearings, as well as creating at the ends at the bottom and top of the supporting end pairs “cone-plane” allowed to provide point contact with the minimum possible contact areas, resistance and load, which increases the sensitivity, the speed and accuracy of the measurement device;

11) предложенное выполнение игольчатой оси вращения, муфт скольжения и подпятников из износостойких материалов дало возможность увеличить их долговечность, что значительно повышает надежность работы устройства и срок его службы;11) the proposed implementation of the needle axis of rotation, slip clutch and thrust bearings of wear-resistant materials made it possible to increase their durability, which significantly increases the reliability of the device and its service life;

12) предложенное выполнение игольчатой оси вращения длиной немного меньшей расстояния между открытыми концами подпятников дало возможность в начальный момент трогания лопастной крыльчатки обеспечить подъем (всплытие) игольчатой оси с крыльчаткой и находиться ей в промежуточном положении между открытыми концами подпятников, полностью исключая опорные торцевые соприкосновения, что уменьшает сопротивление и нагрузку, ускоряет разгон лопастной крыльчатки, повышает чувствительность, быстродействие и точность измерения устройства;12) the proposed implementation of the needle axis of rotation with a length of slightly smaller distance between the open ends of the heels allowed at the initial moment of moving the blade impeller to raise (needle) the needle axis with the impeller and be in an intermediate position between the open ends of the heels, completely excluding the supporting end contact that reduces resistance and load, accelerates the acceleration of the impeller, increases the sensitivity, speed and accuracy of measurement of the device;

13) предложенное выполнение игольчатой оси вращения длиной немного меньшей расстояния между открытыми концами подпятников также дало возможность ей после разгона соприкасаться только с одним из двух подпятников, и то периодически, что уменьшает сопротивление и нагрузку, повышает чувствительность и точность измерения устройства;13) the proposed implementation of the needle axis of rotation with a length slightly smaller distance between the open ends of the heel legs also enabled it to contact only one of the two heels after acceleration, and then periodically, which reduces the resistance and load, increases the sensitivity and accuracy of measurement of the device;

14) предложенное применение сальникового выхода для подводящего кабеля, уплотнительных колец между корпусом и защитным кожухом, а также корпусом и крышкой дало возможность обеспечить влагонепроницаемость на наружном функционально-преобразовательном участке, что способствует повышению надежности работы устройства и срока его службы;14) the proposed use of the gland output for the supply cable, the sealing rings between the housing and the protective casing, as well as the housing and the lid made it possible to ensure moisture-tightness on the outer functional conversion section, which contributes to improving the reliability of the device and its service life;

15) предложенное крепление наружного кожуха на корпусе посредством быстросъемных полукольцевых охватывающих хомутов и стяжных болтов дало возможность упростить конструкцию и ускорить доступ на функционально-преобразовательный участок при монтаже и наладке, что значительно улучшает условия обслуживания.15) the proposed mounting of the outer casing on the housing by means of quick-detachable half-ring female clamps and tie-down bolts made it possible to simplify the design and speed up access to the functional conversion section during installation and commissioning, which significantly improves the maintenance conditions.

Предлагаемое устройство для измерения расхода жидкости может найти широкое применение не только в жилищно-коммунальном хозяйстве, в пищевой, химической, нефтяной и других промышленностях, но и в машиностроении при создании новых и модернизации старых дозаторов и других подобных средств.The proposed device for measuring fluid flow can be widely used not only in housing and communal services, in food, chemical, petroleum and other industries, but also in engineering when creating new and modernizing old dispensers and other similar tools.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство СССР № 1782317, МКИ С01Р 1/06, 29.10.90.1. USSR author's certificate No. 1782317, MKI S01R 1/06, 10.29.90.

2. Лобачев П.В., Шевелев Ф.А. Измерение расхода жидкостей и газов в системах водоснабжения и канализации. М.: Стройиздат, 1985.2. Lobachev P.V., Shevelev F.A. Measurement of the flow of liquids and gases in water supply and sewerage systems. M .: stroiizdat, 1985.

3. Патент Российской Федерации № 2152128, МКИ С01Р 1/06, 1/075, 13.01.98.3. Patent of the Russian Federation No. 2152128, MKI S01R 1/06, 1/075, 13.01.98.

Claims (5)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Устройство для измерения расхода жидкости, содержащее корпус датчика с измерительной полостью, крышкой, входным и выходным тангенциально направленными отверстиями, лопастную крыльчатку, установленную в измерительной полости с возможностью вращения, счетный прибор, элемент связи лопастной крыльчатки со счетным прибором и защитный кожух наружного функциональнопреобразовательного участка, отличающееся тем, что элемент связи содержит бесконтактную магниточувствительную полупроводниковую пластинку Холла с формирователем считывающего сигнала, рас1. A device for measuring fluid flow, comprising a sensor housing with a measuring cavity, a cover, tangentially directed inlet and outlet openings, a rotary impeller mounted rotatably in the measuring cavity, a counting device, a blade impeller communication element with a counting device, and a protective casing of an external functional-conversion site, characterized in that the communication element contains a non-contact magnetically sensitive semiconductor Hall plate with a shaper reading first signal races - 7 008884 положенные на наружном функционально-преобразовательном участке на отдельной печатной плате, закрепленной на прижимной гайке крышки, и магнит, расположенный на лопастной крыльчатке с возможностью взаимодействия его магнитного поля с магниточувствительной полупроводниковой пластинкой Холла через воздушный зазор и крышку из немагнитного материала, а счетный прибор выполнен в виде отдельного блока с возможностью его дистанционного расположения в удобном для обозрения месте и приема считывающего сигнала на большом расстоянии, причем магнит выполнен кольцевым многополюсным и установлен со стороны крышки на торцевой части ступицы лопастной крыльчатки концентрично жестко закрепленной на ней оси вращения с возможностью обеспечения самобалансировочного уравновешивания, а магниточувствительная полупроводниковая пластинка Холла помещена в выполненную на дополнительно введенном кольцевом магнитопроводе относительно ее магнитного поля радиальную щель, и этот магнитопровод расположен соосно с кольцевым многополюсным магнитом и закреплен на тыльной стороне упомянутой печатной платы, при этом формирователь считывающего сигнала расположен на лицевой стороне этой платы и содержит дифференциальный усилительпреобразователь с входом, соединенным через вход формирователя с выходом магниточувствителыюй полупроводниковой пластинки Холла, и усилитель мощности с входом, соединенным с выходом дифференциального усилителя-преобразователя, и выходом, соединенным с выходом формирователя с возможностью создания для счетного прибора необходимого и достаточного считывающего сигнала, соответствующего измеряемому единичному объемному расходу жидкости и пропорционального углу поворота лопастной крыльчатки, определяемому выражением α=360°/η, где α - заданный угол поворота лопастной крыльчатки; η - количество пар полюсов на кольцевом магните; а счетный прибор включает в себя счетчик текущего объемного расхода жидкости с цифровым индикатором и кратностью показаний, равной измеряемому единичному объемному расходу жидкости, задатчик необходимого суммарного значения объемного расхода жидкости, элемент сравнения показаний счетчика и значений задатчика, элемент регулируемой задержки времени 11 на доводку финишного остатка, меньше кратности показаний счетчика, логический элемент И, логический элемент ИЛИ и два логических элемента НЕ, причем первый вход счетного прибора соединен с выходом формирователя считывающего сигнала и первым считывающим входом счетчика, второй вход через первый элемент НЕ соединен со вторым сбрасывающим входом счетчика и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, третий вход счетного прибора через второй элемент НЕ соединен с третьим входом элемента И, первый вход элемента сравнения соединен с выходом задатчика, второй вход - с выходом счетчика, а выход - через элемент регулируемой задержки времени 11 с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента И и выходом счетного прибора.- 7 008884 laid on the external functional-converting section on a separate printed circuit board mounted on the clamping nut of the cover, and a magnet located on the blade impeller with the possibility of interaction of its magnetic field with the magnetically sensitive semiconductor Hall plate through the air gap and the cover of non-magnetic material, and the counting the device is made in the form of a separate unit with the possibility of its remote location in a convenient place for viewing and receiving the reading signal at a large distance, p whereby the magnet is made annular multipolar and mounted on the side of the lid on the end part of the hub of the impeller impeller with a rotation axis concentrically rigidly fixed thereon with the possibility of providing self-balancing, and the magnetically sensitive semiconductor Hall plate is placed in the radial gap made on the additionally introduced annular magnetic circuit relative to its magnetic field, and this magnetic circuit is aligned with the ring multipole magnet and is mounted on the back a wrinkled printed circuit board, wherein the read signal shaper is located on the front side of this board and contains a differential amplifier with an input connected through the shaper input to the output of the magnetically sensitive Hall semiconductor plate, and a power amplifier with an input connected to the output of the differential converter and the output, connected to the output of the shaper with the possibility of creating a necessary and sufficient reading signal for the meter, corresponding to the measured unit volumetric flow rate of the liquid and proportional to the angle of rotation of the vane impeller, determined by the expression α = 360 ° / η, where α is the specified angle of rotation of the vane impeller; η is the number of pole pairs on the ring magnet; and the meter includes a current volumetric fluid flow meter with a digital indicator and a multiplicity of readings equal to the measured unit volumetric fluid flow rate, a setpoint for the required total volumetric flow rate of the liquid, an element for comparing the meter readings and setpoint values, an element of the adjustable time delay 11 for finishing the finish balance , less than the multiplicity of the counter readings, the logical element AND, the logical element OR and two logical elements NOT, and the first input of the calculating device is connected with the output of the read signal generator and the first reading input of the counter, the second input through the first element is NOT connected to the second resetting input of the counter and the first input of the AND element, the second input of which is connected to the output of the OR element, the third input of the measuring device through the second element is NOT connected to the third input AND element, the first input of the comparison element is connected to the output of the setter, the second input is connected to the output of the counter, and the output is through the element of adjustable time delay 11 with the first input of the OR element, the second input of which It is one with the output of the And element and the output of the counting device. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ось вращения лопастной крыльчатки выполнена игольчатой с возможностью размещения с одной стороны во втулке скольжения и взаимодействия с подпятником, запрессованным в крышке, а с другой стороны с подпятником, запрессованным в дно корпуса, свободный консольно выступающий конец которого помещен во втулку скольжения, запрессованную в противоположной торцевой части ступицы лопастной крыльчатки, при этом игольчатая ось вращения выполнена длиною немногим меньше расстояния между открытыми концами подпятников, а открытые контактные концы игольчатой оси вращения и соответствующих подпятников выполнены в виде опорных пар «конус-плоскость» с возможностью обеспечения точечного соприкосновения с минимально возможной контактной площадью, а также с незначительным сопротивлением и нагрузкой при вращении лопастной крыльчатки.2. The device according to claim 1, characterized in that the axis of rotation of the impeller is made needle-shaped with the possibility of placement on one side of the sliding sleeve and interacting with a thrust bearing pressed into the cover, and on the other hand with a thrust bearing pressed into the bottom of the housing, free cantilever the protruding end of which is placed in the sliding sleeve, pressed into the opposite end part of the hub of the blade impeller, while the needle axis of rotation is made slightly less than the distance between the open ends dpyatnikov, and the open ends of the contact needle and the rotation axis of the respective axial bearings are designed as pairs of support "cone-plate" to provide a point of contact with the least possible area of contact, and with little resistance and load by the rotation of the impeller blade. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ось вращения лопастной крыльчатки, втулки скольжения и подпятники выполнены из износостойких материалов.3. The device according to claim 1, characterized in that the axis of rotation of the impeller, slide bushings and thrust bearings are made of wear-resistant materials. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что защитный кожух наружного функциональнопреобразовательного участка снабжен сальниковым выходом для подводящего кабеля, соединяющего формирователь считывающего сигнала с дистанционно расположенным счетным прибором, и двумя полукольцевыми охватывающими защитный кожух и корпус быстросъемными крепежными хомутами, соединенными по концам стяжными болтами.4. The device according to claim 1, characterized in that the protective casing of the outer functional conversion section is provided with a gland output for a lead-in cable connecting the read signal shaper to a remotely located counting device, and two semi-ring covering protective casing and case with quick-detachable fixing clamps connected at the ends by coupling bolts. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что между корпусом и крышкой, а также корпусом и защитным кожухом установлены уплотнительные кольца с возможностью обеспечения влагонепроницаемости на наружном функционально-преобразовательном участке.5. The device according to claim 1, characterized in that between the housing and the cover, as well as the housing and the protective casing, O-rings are installed with the possibility of providing moisture impermeability on the external functional-converting section.
EA200600580A 2005-12-21 2005-12-21 Fluid consumption measurement system EA008884B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200600580A EA008884B1 (en) 2005-12-21 2005-12-21 Fluid consumption measurement system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200600580A EA008884B1 (en) 2005-12-21 2005-12-21 Fluid consumption measurement system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200600580A1 EA200600580A1 (en) 2007-06-29
EA008884B1 true EA008884B1 (en) 2007-08-31

Family

ID=41203625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200600580A EA008884B1 (en) 2005-12-21 2005-12-21 Fluid consumption measurement system

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA008884B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1183503A (en) * 1967-06-16 1970-03-11 Kent Ltd G Improvements in or relating to the measurement of fluid flow
EP0329040A2 (en) * 1988-02-16 1989-08-23 Hydrometer Gesellschaft mbH Apparatus for Volume or Flow Measurements
EP0950877A2 (en) * 1998-04-16 1999-10-20 IMR S.p.A. Compact meter for liquids
RU37552U1 (en) * 2003-12-30 2004-04-27 Зайцев Антон Владимирович WATER METER

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1183503A (en) * 1967-06-16 1970-03-11 Kent Ltd G Improvements in or relating to the measurement of fluid flow
EP0329040A2 (en) * 1988-02-16 1989-08-23 Hydrometer Gesellschaft mbH Apparatus for Volume or Flow Measurements
EP0950877A2 (en) * 1998-04-16 1999-10-20 IMR S.p.A. Compact meter for liquids
RU37552U1 (en) * 2003-12-30 2004-04-27 Зайцев Антон Владимирович WATER METER

Also Published As

Publication number Publication date
EA200600580A1 (en) 2007-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK174370B1 (en) flow meter
US4924180A (en) Apparatus for detecting bearing shaft wear utilizing rotatable magnet means
US6397686B1 (en) Hall-effect sensor placed in flowmeter to measure fuel flow rate
KR100844853B1 (en) Electronic water service meter and the control method
EP1692469B1 (en) High resolution pulse count interface
EA008884B1 (en) Fluid consumption measurement system
KR20120088942A (en) A Separated-type Electronic Water Meter
EP0990877B1 (en) Assembly for determining water consumption along a water mains intake pipe
JP2010038716A (en) Measurement output apparatus and electric energy measuring system
EA008732B1 (en) Automatic fluid dosing device
CN113454375B (en) Electronic tap core with magnetic triaxial sensor for detecting position of controller or handle and electronic tap comprising same
US4875377A (en) Flowmeters
US2446290A (en) Telemetering
CN1936600B (en) Electric-power metering monitor
CN111397674A (en) Integrated instrument detection device
SI21582A (en) Power meter
ES2235699T3 (en) ELECTRICITY COUNTER
CN212409776U (en) Magnetoelectric sensor
JPH0426960Y2 (en)
CN2274105Y (en) Vortex-type molten-steel level detecting-controlling device
US3196347A (en) Automatic rebalancing network including a movably mounted potentiometer and slip clutch connection thereto
KR20040037610A (en) The watt-hour meter test system using local device
CN111854836A (en) Magnetoelectric sensor
JP2009288092A (en) Gas use metering system, and gas meter
RU2254560C1 (en) Mode of determination and calculation of heat consumption and arrangement for its realization

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM