Устройство для измерения расхода жидкостей

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ решения технической задачи в устройство вместо мерного гидроцилиндра со свободным разделительным поршнем введены две дополнительные мерные емкости, каждая из которых состоит из двух полых усеченных конусообразных половин, герметично соединенных друг с другом основаниями, и содержащих в вершинах присоединительные штуцеры, причем в месте соединения каждого штуцера с вершиной верхней конусообразной половины размещен сигнализатор наполнения мерной емкости, а в с вершиной нижней конусообразной половины размещен сигнализатор опорожнения. Данное техническое решение может использоваться, например, для дозированного отпуска жидких пищевых продуктов или нефтепродуктов из автоцистерн. Другая сфера применения предложенного устройства дозирование жидких составляющих при приготовлении различных технологических,пищевых и лекарственных смесей.(72) Ахметов Бахытжан СражатдиновичХаритонов Петр ТихоновичМаликова Феруза Умирзаховна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТЕЙ(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и предназначено для измерения объемного расхода жидкостей прямым методом, при котором весь поток жидкости протекает через мерный объем. Техническим результатом изобретения является повышение надежности при длительной работе устройства с различными контролируемыми жидкостями. Для Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и предназначено для измерения объемного расхода жидкостей прямым методом, при котором весь поток жидкости протекает через мерный объем. Известны способ, система и устройство для измерения объемного расхода топлива двигателем внутреннего сгорания Патент 2323365, опубл. 27.04.2007 г. 01 М 15/00. В устройстве этого прототипа поток топлива пропускается через прямой канал, содержащий мерный гидроцилиндр со свободным разделительным поршнем, за счет которого при заполнении одной части мерного гидроцилиндра происходит выталкивание топлива из другой его части. Для управления подачей топлива в ту или иную часть мерного гидроцилиндра использован двухканальный распределитель, который выполнен в виде статора с четырьмя каналами, и ротора с двумя каналами для протекания топлива, причем ротор соединен с приводом и поджат к поверхности статора пружиной, а соприкасающиеся поверхности статора и ротора выполнены коническими. Кроме того в системе прототипа для контроля объема топлива,неизрасходованное дизельным двигателем используется обратный канал, в котором топливо стекает в мерную емкость, которая состоит из двух полых усеченных конусообразных половин,герметично соединенных друг с другом основаниями,и содержащих в вершинах присоединительные штуцеры, причем в месте соединения каждого штуцера с вершиной конусообразной половины размещены электроды сигнализатора наличия топлива. Эта конструкция мерной емкости обеспечивает точный контроль объема топлива при движении транспортного средства, на котором установлена система. Недостатком устройства прямого канала системы, являющегося прототипом, в низкой надежности при длительной эксплуатации. Возможны подтекания контролируемой жидкости через эластичные уплотнительные кольца разделительного поршня,размещенного в гидроцилиндре. Материал уплотнительных колец должен быть устойчив к постоянному контакту с контролируемой средой. Это ограничивает возможности самостоятельного применения устройства для точного контроля расхода жидкостей с различными свойствами. Техническим результатом изобретения является повышение надежности при длительной работе устройства с различными контролируемыми жидкостями. Для решения технической задачи в устройство вместо мерного гидроцилиндра со свободным разделительным поршнем введены вторая и третья дополнительные мерные емкости, аналогичные первой мерной емкости, причем, к штуцерам вершин верхних конусообразных половин мерных емкостей присоединен ресивер, а нижние штуцеры второй и третьей мерных емкостей присоединены к двухканальному распределителю. Как вариант,двухканальный распределитель содержит два 2 трехпозиционных электроклапана, первые входы которых подключены к коллектору подачи контролируемой жидкости, вторые входы/выходы присоединены к присоединительным штуцерам нижних вершин конусообразных половин мерных емкостей, а выходы трехходовых электроклапанов подключены к коллектору слива контролируемой жидкости. Кроме того, входы управления подачей контролируемой жидкости в мерные емкости трехпозиционных электроклапанов подключены к первому и второму входам триггеров, введенных в устройство, причем ко входам первого триггера подключены сигнализаторы наполнения и опорожнения первой мерной емкости, а ко входам второго триггера подключены сигнализаторы наполнения и опорожнения второй мерной емкости,кроме того, входы управления опорожнением мерных емкостей трехпозиционных электроклапанов подключены к мощным первому и второму выходам микропроцессорного блока,третий мощный выход которого подключен ко входу управления запорным электроклапаном, к тому же, выходы сигнализаторов наполнения и опорожнения мерных емкостей подключены к первым входам микропроцессорного блока, ко вторым входам которого подключена клавиатура, а к его цифровым выходам подключено устройство индикации и регистрации результатов измерения. Структура устройства приведена на фиг.1. В его состав входят две конусообразные мерные емкости 1 и 2, в вершинах которых выполнены штуцеры 36, в местах их присоединения к вершинам мерных емкостей размещены сигнализаторы 7 и 8 наполнения и сигнализаторы 9 и 10 опорожнения мерных емкостей 1 м 2 соответственно. К штуцерам 3 и 4 присоединен рессивер в составе емкостей 11 и 12, соединенных трубкой 13. К штуцерам 5 и 6 присоединены входы-выходы трехпозиционных электроклапанов 14 и 15 соответственно. Входы 17 и 18 электроклапанов присоединены ко входному коллектору 19 устройства. Выходы 20 и 21 электроклапанов 14 и 15 присоединены к выходному коллектору 22, к выходу которого присоединен запорный электроклапан 23 с выходным патрубком 24 устройства. Входы 17 и 18 электроклапанов 14 и 15 подключены к мощным выходам триггеров 25 и 26 соответственно. Входы триггера 25 подключены к выходам сигнализаторов 7 и 9 мерной емкости 1, а входы триггера 26 подключены к выходам сигнализаторов 8 и 10 мерной емкости 2. Вход управления запорным электроклапаном 23 подключен к первому мощному выходу микропроцессора 27, а ко второму и третьему мощным выходам микропроцессора 27 подключены входы управления выходами 20 и 21 трехпозиционных электроклапанов 14 и 15 соответственно. К первой группе 1 цифровых входов микропроцессора 27 подключены выходы сигнализаторов 36, ко второй его группе 2 подключена клавиатура 28, а к третьей группе 3 цифровых входов микропроцессора 27 подключены входы индикатора/регистратора 29 режимов и результатов измерения устройства. Работа устройства осуществляется в следующем порядке. Контролируемая жидкость подается под избыточным давлением Рж через входной коллектор 19 на входы 17 и 18 трехпозиционных клапанов 14 и 15 соответственно. Если уровень контролируемой жидкости в мерной емкости 1 или (и) 2 ниже уровня установки сигнализатора 9 или (и) 10, то срабатывает триггер 25 или (и) 26, обеспечивая подачу контролируемой жидкости в мерную емкость 1 или (и) 2. при полном наполнении мерной емкости 1 или (и) 2 контролируемой жидкостью срабатывает сигнализатор 7 или (и) 8, при этом триггер 25 или (и) 26 переходят в нулевое состояние и входы 17 или (и) 18 трехпозиционных электроклапанов 14 или (и) 15 соответственно перекрываются. Начало контроля объемного расхода контролируемой жидкости обеспечивается подачей сигнала 9 с первого мощного выхода микропроцессора 27 и одного из сигналов 7 или 8 со второго или третьего его мощных выходов. При полном опорожнении мерной емкости 1 или 2 формируются сигналы 1 или 2, по которым срабатывают триггеры 25 или 26 и производится отсчет расхода контролируемой жидкости на единичный объем 1, равный полезному объему каждой из мерных емкостей 1 и 2. Та или иная программа работы микропроцессора 27 оперативно задается с клавиатуры 28, а результаты контроля выводятся на индикатор/регистратор 29. С клавиатуры 28 может быть задан, например, отпуск определенного объема к контролируемой жидкости. При подаче команды ПУСК на первом и втором мощных выходах микропроцессора формируются сигналы 7 и 9, как следствие начинается процесс выталкивания контролируемой жидкости из мерной емкости 1 через выход 20 трехпозиционного электроклапана,выходной коллектор 22, открытый элекроклапан 23 в выходной патрубок 24. В момент полного опорожнения мерной емкости 1 формируется сигнал 1 - триггер 25 переходит в единичное состояние и одновременно на выходе микропроцессор обнуляется сигнал 7 и формируется сигнал 8,разрешающий выталкивание контролируемой жидкости из мерной емкости 2 через выход 21,коллектор 22, открытый электроклапан 23 в выходной патрубок 24. Во время освобождения мерной емкости 2 происходит наполнение контролируемой жидкостью мерной емкости 1. При полном опорожнении мерной емкости 2 по сигналу 2 формируется сигнал 6 с мощного выхода триггера 26 и одновременно - сигнал 8 третьего мощного выхода микропроцессора 27. За счет выбора величин РжР 1 время заполнения мерных емкостей 1 и 2 всегда меньше времени их опорожнения, за счет этого полное наполнение мерной одной емкости завершается до момента полного опорожнения второй из мерных емкостей. В зависимости от назначения устройства, величина единичного объема 1 может быть выбрана в пределах от 1 до 1000 миллилитров. В процессе контроля в микропроцессоре обеспечивается формирование сигнала 9 до выполнения условия к 1, где- число полных опорожнений мерных емкостей 1 и 2 в выходной патрубок 24. С учетом практической несжимаемости жидкостей,при полном заполнении рабочих полостей элементов 14, 15, 20 - 24, их объем не сказывается на точности контроля объема контролируемой жидкости. В итоге предложенная структура устройства не содержит подвижных частей в мерном объеме, что обуславливает ее высокую надежность, в том числе при длительной эксплуатации. Мерные емкости могут быть выполнены из нержавеющей стали, стекла или керамики, устойчивых к агрессивным жидкостям,что существенно расширяет сферы применения предложенного устройства. Данное техническое решение может использоваться, например, для дозированного отпуска жидких пищевых продуктов или нефтепродуктов из автоцистерн. Другая сфера применения предложенного устройства дозирование жидких составляющих при приготовлении различных технологических,пищевых и лекарственных смесей. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для измерения расхода жидкости,содержащее мерную емкость и два мерных объема в виде гидроцилиндра с разделительным поршнем,подключенных через двухканальный распределитель ко входному и - через запорный электроклапан - к выходному коллекторам устройства, причем мерная емкость состоит из двух полых усеченных конусообразных половин,герметично соединенных друг с другом основаниями,и содержащих в вершинах присоединительные штуцеры, причем в месте соединения каждого штуцера с вершиной верхней конусообразной половины размещен сигнализатор наполнения мерной емкости, а в месте соединения каждого штуцера с вершиной нижней конусообразной половины емкости размещен сигнализатор опорожнения, отличающееся тем, что вместо гидроцилиндра с разделительным поршнем в устройство введены вторая и третья мерные емкости, аналогичные первой, кроме того, к штуцерам вершин верхних конусообразных половин мерных емкостей присоединен ресивер, а нижние штуцеры второй и третьей мерных емкостей присоединены к двухканальному распределителю. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что двухканальный распределитель содержит два трехпозиционных электроклапана, первые входы которых подключены к коллектору подачи контролируемой жидкости, вторые входы/выходы присоединены к присоединительным штуцерам нижних вершин конусообразных половин мерных емкостей, а выходы трехходовых электроклапанов подключены к коллектору слива контролируемой жидкости через запорный электроклапан. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что входы управления подачей контролируемой жидкости в мерные емкости трехпозиционных электроклапанов подключены к мощным выходам 3 первого и второго триггеров, введенных в устройство, причем ко входам первого триггера подключены сигнализаторы наполнения и опорожнения первой мерной емкости, а ко входам второго триггера подключены сигнализаторы наполнения и опорожнения второй мерной емкости,кроме того, входы управления опорожнением мерных емкостей трехпозиционных электроклапанов подключены к мощным второму и третьему выходам микропроцессорного блока, первый мощный выход которого подключен ко входу управления запорным электроклапаном. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходы сигнализаторов наполнения и опорожнения мерных емкостей подключены к первым входам микропроцессорного блока, ко вторым входам которого подключена клавиатура, а к его цифровым выходам подключено устройство индикации и регистрации результатов измерения.