189874. lajstromszámú szabadalom • Mérőkészülék áramló közeg mennyiségének mérésére
1 189.874 2 A találmány tárgya mérőkészülék áramló közeg mennyiségének a mérésére, amely készülék előnyösen alkalmazható például nyomás alatt lévő vezetékrendszerekben az áramló folyadék mennyiségének a meghatározására, továbbá előnyösen alkalmazható használati melegvízmérő érzékelőseként. A találmány szerinti mérőkészülékhez a technika jelenlegi állása szerint legközelebb álló mérőkészüléket a 173.849 sz. magyar szabadalmi leírás ismertet. Ez a mérőkészülék tartalmaz egy mérőházat, a mérőház belsejében kiképezett előperdítő-, perdítő- és utóperdítő kamrát, továbbá mindegyik kamrában koaxiálisán egy-egy perdítő orsó van, amely perdítő orsók palástfeiülete csavarvonal alakban futó bordázattal van ellátva. Ennél az ismert mérőberendezésénél az előperdítő kamra és a perdítő kamra közötti részen egy további nyílásokkal ellátott betéttárcsa van, amelynek segítségével az átömlő folyadékmenynyiség a perdítő kamrába jut, A perdítő kamra alsó részén van a megfelelően kopásálló mérőpálya kiképezve, és ezen a mérőpályán forog körbe a mérőgolyó, amely mérőgolyó keringését optoelektromos vagy induktív érzékelővel vagy optocsatolóval érzékelik olymódon, hogy ahányszor a mérőgolyó elhalad az induktív vagy optoelektromos érzékelő előtt, annyi impulzust továbbít egy megfelelő átalakítón át egy impulzusszárriláló felé, és így ennek segítségével mérhető az átáramló folyadékmennyiség. Ennek az ismert megoldásnak azonban néhány hiányossága van. Egyik, hogy a készülék ismétlőképessége és rövid idejű stabilitása nem megfelelő, így az általa mért érték jórészt csak tájékoztató adatként használható. További hiányossága, hogy a mérési tartománya kicsi, így csak korlátozott területen alkalmazható, valamint hiányossága, hogy mivel maga az érzékelő beállító elemet nem tartalmaz és így hagyományos technológiával elkészített alkatrészek esetén az egyes elemek csereszabatossága nem biztosítható. A találmánnyal az volt a célunk, hogy az ismert mérőkészülék hiányosságait kiküszöbölve egy olyan mérőkészüléket hozzunk létre áramló közeg mérésére, amelynek pontossága, a mérési eredmények reprodukálása sokkal jobb, mint az ismert készülékek, továbbá amelynél a mérési tartomány átfogás az ismert kb. 10-szeres helyett 30 -40-szeres, valamint a mérőtér folyamatosan állítható. A találmány azon felismerésen alapult, hogy ha a mérőkarmában azaz a mérő térben lévő golyó pályáját úgy alakítjuk ki, hogy azáltal a mérést széles tartományban lineárizáljuk, mégpedig úgy, hogy csökkenő közegtérfogatáramnál a mérőgolyót csökkenő pályára kényszerítjük, akkor a kitűzött célt elértük. A találmány tehát mérőkészülék áramló közeg, célszerűen használati melegvíz mennyiségének mérésére vezetékrendszerben, amely mérőkészülék házat, a ház belsejében kiképzett perdítő kamrát és mérőkamrát tartalmaz, és a perdítő kamrában koaxiálisán előperdítő orsó van elhelyezve, továbbá tartalmaz egy a mérőkamrában kényszerpályán keringetett mérőgolyót. A találmány szerinti mérőkészüléket az jellemzi, hogy az előperdítő orsón célszerűen hárombekezdésű spirálként kiképzett további elem van annak a palástján, továbbá az előperdítő orsó és a mérőkamra között egy a mérő tér folyamatos állítására és szabályozására kiképzett spirálszerű állító elem van szintén koaxiálisán elhelyezve, és a mérőpályát az elvezető torok felé fokozatosan szakaszosan csökkenő átmérőjűre, a mérőgolyót csökkenő közegtérfogatnál megfelelően csökkentett átmérőjű pályára kényszerítő pályaként képezzük ki. A találmány szerinti mérőkészülék egy kiviteli alakját az jellemzi, hogy a mérőgolyó ferromágneses anyagból van kiképezve, és egy Hall-generátoros vevőfejes érzékelővel van kapcsolatban. A találmány szerinti mérőkészülék egy további kiviteli alakját az jellemzi, hogy a mérőgolyó paramágneses anyagból van és egy kapacitásváltozás érzékelővel van kapcsolatban. A találmány szerinti mérőkészülék még egy további kiviteli alakját az jellemzi, hogy önmagában ismert jelfeldolgozó egységgel van összekapcsolva. A találmány szerinti mérőkészüléket a továbbiakban példaként! kiviteli alakja segítségével a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. Az 1. ábrán látható a találmány szerinti mérkőszülék egy példakénti kiviteli alakjának oldalirányú metszete, a 2. ábrán látható a mérőpálya egy példakénti kiviteli alakja, a 3. ábrán látható a mérőkészülékhez csatlakoztatott mérőrendszer blokkvázlata. Az 1. ábrán látható a találmány szerinti mérőkészülék egy példakénti kiviteli alakjának oldalnézeti képe metszetben. A mérőkészülék, amely előnyösen alkalmazható például használati melegvíz mennyiségének a mérésére, magába foglalja az 1 házat és az 1 házban kiképezett csatlakozó bemenetel, amely 2 perdítő kamrába torkollik. A 2 perdítő kamrában van koaxiálisán elhelyezve 3 előperdítő orsó, amely 3 előperdítő orsó célszerűen három bekezdésű 9 spirállal van ellátva a palástja mentén. Ennek az a szerepe és feladata a 3 perdítő orsóval együtt, hogy a laminárisán beáramló közeget olymódon kényszerítse keringésre, hogy mellette'turbulencia ne alakuljon ki. így biztosítható ugyanis, hogy a 7 mérőgplyó ténylegesen az áramlással arányosan fog a 4 mérőkamiában keringeni. A 2 perdítő kamra és a 4 mérőkamra között egy, az átfolyó folyadék mennyiségét állító 5 állító elem van, amely 5 állító elem célszerűen egy spirál alakú szűkítő elem, amely a 7 mérőgolyó fordulatszámának szabályozására és ideéiis tartományának beállítására szolgál, és amellyel a 2 perdítő kamrából kilépő közeg sebessége közvetlenül szabályozható. További szabályozási lehetőség a 7 mérőgolyó tömegének illetőleg méretének a változtatása. A találmány szerinti mérőkészülékben a 2 perdítő kamrában a 9 spirállal kiképezett kényszerpálya igen jó siklási tulajdonságúra van kiképezve, így a mérőkészülék reprodukálási képessége a szokásos 2-3%ról 0,2-0,6%-ra csökkenthető le. A találmány egyik legfontosabb jellemzője, és a találmány egyik legjelentősebb felimserése a 4 mérőkamrában lévő 6 mérőpálya kialakítása. A 6 mérőpálya ugyanis úgy van kialakítva, hogy a mérést széles tartományban linearizálja azáltal, hogy a 7 mérőgolyót - figyelembevéve a 7 mérőgolyó tömegét, fordulatszámára, a 2 perditő kamra térfogatát és a mérendő közeg közegellenállását - csökkenő térfogatárammal csökkenő mérőpályára kényszeríti megtartva azáltal eredeti fordulatszámát. A méretezés során figyelembevettük, hogy a 7 mérőgolyóra három erő, a súlyerő, a centrifugális erő és a folyadék felhajtó ereje hat. A 6 mérőpálya egy példakénti 5 10 15 20 25 3C 35 40 45 50 55 60 2
