183460. lajstromszámú szabadalom • Segédenergia nélkül működő, anyagáramlás által szállított hőmennyiséget mérő műszer
1 183 460 2 Az egyre több energiát igénylő korunkban, több területen is szükségessé vált az áramló anyagok által szállított hőmennyiség mérése. így például a szállított hőenergia mérését a lakásokba bevezetett melegvízhálózat által szállított energia mérésének szükségessége is indokolja. Erre a feladatra az eddigiek során olyan mérőműszerek készültek, melyek a mérési problémát tisztán elektronikus, pneumatikus, vagy ezek és mechanikus szerkezetek kombinációjával oldották meg. Ezen mérési módszerekkel működő készülékek többségükben elektromos segédenergiát igényelnek, így működésük, megbízhatóságuk és pontosságuk meghatározó módon függ a segédenergiától. Ez a segédenergia a hálózathoz való kötöttséget, vagy telepek, akkumulátorok időnkénti cseréjét, karbantartását jelentheti. így például a villamos hálózathoz kötöttség esetén is biztosítani kell a táp-segédenergia kontinuitását, ennek megszakadása mérési hibát, 'esetleg a korábbi mérési eredmények elvesztését jelentheti. A találmány tárgyát képező mérőeszköz segédenergia nélkül képes a szállított hőenergia mérésére. A készülék alkalmas a hevített vagy hűtött folyadékok (pl. víz) vagy más melegített vagy hűtött gázok, gőzök által szállított hő mennyiségének mérésére. Tekintettel arra, hogy a szállított hőmennyiség arányos a, szállított anyag mennyiségével, hőmérsékletével, valamint fejhőjével, a mérőműszer működésének a következő képletet kell kielégítenie: Q = c-V-T Ahol: Q — a szállított hő mennyisége (Wó, kcal, stb.) V = az áláramló anyag mennyisége (pl. m3) T — eltérés egy hőmérséklettől (°C) c = fajhő, melynek nagysága a szállított anyag anyagától függ (pl. kcal/°Cm3) A találmány tárgyát képező műszaki megoldás lényege abban áll, hogy méri ismert módon az átáramló anyag mennyiségét, valamint ismert módon a hőmérsékletet, és ezen két mennyiség pillanatnyi értékét összeszorozza, teljesítve ezáltal a képletben leírtakat. A készülék működését az 1. ábra alapján magyarázzuk. Az 1 átáramló anyag köbtartalma, mint változó mennyiség az önmagában ismert 2 áramlásmérővel mérhető. A 2 áramlásmérő tengelye fordulatainak száma arányos az egyes átáramló anyag folyadék, gőz, gáz átáramlott mennyiségével. A hőmérséklet mérését szintén az önmagában ismert 3 hőérzékelő szerkezeti elemmel mérjük, mely a hőmérséklet változással arányos, viszonylag nagy mechanikai elmozdulást tud létrehozni. Ilyen eszköz lehet pl. egy csőmembrán. A 2 áramlásmérő és a 3 szerkezeti elem által mért mennyiségek a 4 mechnaikus szorzó-szerkezet összeszorozza és az önmagában ismert 5 kijelzőn kijelzi. A találmány tárgyát képező műszaki megoldás egy példaképpeni kiviteli formán a 2. ábrán mutatjuk be. Az önmagában ismert 2 áramlásmérő tengelye for-' gatja a 11 meghajtó mágneses tengelykapcsoló felet, amely az áramló anyagtól hermetikusan elzárva forgatja a 12 meghajtott mágneses tengelykapcsoló felet, így a forgást a zárt mérőműszerből kivezettük. A 12 meghajtott mágneses tengelykapcso'ó forgatja a 6 fogazott elemet célszerűen jelen megoldásban egy tárcsát, melynek koncentrikus körein különböző fogszámok vannak. Ennek síkjával párhuzamosan van a 9 eredmény tengely, amelyet forgat egy rajta axiális irányban csúsztatható 7 letapogató fogaskerék. A 7 letapogató fogaskerék pozícióját a á fogazott elem tengelyvonalához képest 3 hőérzékelő szerkeztei elem határozza meg. Ennek egy gyakorlati megvalósítása a megfelelő töltettel rendelkező 14 patronos hőérzékelő elem és a 13 munkamembrán, amely alacsonyabb hőmérséklet esetén a 6 fogazott elem, jelen esetben tárcsa közepe felé, magasabb hőmérséklet esetén pedig, a 6 fogazott elem széle felé mozdítja a 7 letapogató fogaskereket. A 7 letapogató fogaskerék, a 6 fogazott elemen kialakított, koncentrikus körökön elhelyezett fogakhoz kapcsolódik. A fogak száma a 6 fogazott elem középpontjához közelebb eső körön kevesebb, míg a magasabb hőmérséklethez tartozó, a középponttól távolabb eső sugáron arányosan több. A 7 letapogató fogaskerék fogszámát úgy kell megválasztani, hogy egyszerre legfeljebb egy fog legyen képes kapcsolódni a 6 fogazott elemen lévő fogakhoz, így a 6 fogazott elemen lévő fog a 7 letapogató fogaskereket egy foggal elmozdítja, de míg újabb fog nem érkezik a 7 letapogató keréknek ezt a helyzetét egy 8 finom arrefáló elem biztosítja. Ha az 1 átáramló anyag hőmérsékletét mérő 14 patronos 1 őérzékelő elem, 13 munkamembrán segítségével az alacsonyabb fogszámú 6 fogazott elem pozíciójához vezérelte a 7 letapogató fogaskereket — tehát alacsonyabb hőmérsékletű anyag áramlik — az kevesebbet fordul az áramlást mérő 6 fogazott elem egy fordulatára, míg ha magasabb .hőmérsékletű pozícióba állította a 7 letapogató fogaskereket, az a hőmérséklettel arányosan a magasabb fogszámú fogpályán több foghoz kapcsolódik, az áramlást mérő 6 fogazott elem egy körülfordulására. így a két mennyiség — áramlás és egy hőmérséklettől való eltérés — szorzata képződik a 7 letapogató fogaskerék tengelyén, a 9 eredmény tengelyen. Elképzelhető olyan megoldás is, ahol a 6 fogazott elemen elhelyezett fogak az egyes koncentrikus körökön nem egyenletesen, hanem csak egy-egy szögtartományban találhatók. A 7 letapogató fogaskeréknek a több fogat tartalmazó fogpálya felé eső fogoldalát éles szögben kell kialakítani, a fogak kapcsolódásának összeakadásmentes kapcsolódására, továbbá szükség van egy 8 finom arretáló elemre, amely a 7 letapogató fogaskereket mindig valamelyik kedvező fogkapcsolódási pozícióban tartja. Ennek megoldása lehet pl. a 9 eredménytengelynek egy olyan — a fogszámnak megfelelő számú sokszögű megfogása — mely egy enyhe rugómegtámasztásával mindig azonos, kedvező fogkapcsolódási pozícióba billenti a 7 letapogató fogaskerék helyzetét. A 9 eredménytengelyen képződött szorzat, megfelelő 10 fogaskerék áttételen keresztül 5 kijelzőt hajt, amely integrálja a műszeren 1 átáramló anyag által szállított hőenergiát. Az 5 kijelző az utolsó nullázás óta a műszeren átfolyt összes hőenergiát mutatja. A 6 fogazott elem különböző fogszámú koncentrikus fogpályáinak száma — tehát az egyes hólépcsők, ahol fogpályát vált a 7 letapogató kerék — a mérési 5 ;5 20 25 30 35 40 50 55 S3 65 2
