Тепломер

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 609068

Союз Советских

Социалистических

Республик (51) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.02.76 (21) 2322630/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.2 G 01К 17/14 (43) Опубликовано 30.05.78. Бюллетень № 20 (45) Дата опубликования описания 18.05.78 (53) УДК 536.68(088 8) ло делам изобретеиий

N открытий (72) Авторы изобретения

В. П. Шелякин, М. И, Кутарев и А. М. Литвиненко

Воронежский политехнический институт (71) Заявитель (54) ТЕПЛОМЕР

ГасУдарстоеииык комитет (23) Приоритет

Совета Иииистрое СССР

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано для измерения количества тепла, переносимого потоком нагретой среды.

Известны тепломеры, содержащие датчики разности температур, датчики расхода и множительно-интегрирующий механизм (11. . Наиболее близким к изобретению является тепломер, содержащий расходомер, датчик разности температур теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах и множительный механизм в виде лобовой фрикционной передачи, диск которой связан с расходомером, а переставной по диску фрикционный ролик — с датчиком разности температур теплоносителя. При этом датчик разности температур выполнен в виде двух металлических трубчатых термометров расширения (2).

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции и большие габариты, поскольку дилатометрические датчики обладают малым удлинением под действием разности температур, а для перемещения переставного ролика требуется весьма значительный ход чувствительного элемента.

Целью изобретения является упрощение конструкции тепломера, уменьшение его габаритов и повышение точности измерений.

Для достижения этой цели датчик разности температур выполнен в виде дифференциального термомагнитного тягового звена, содержащего обоймы из термомагнитного материала с линейной зависимостью магнитной проницаемости от температуры, установленные на

5 прямом и обратном трубопроводах, и постоянные магниты, расположенные в зазорах обойм и соединенные передаточным механизмом с переставным фрикционным роликом. Передаточный механизм может быть выполнен в ви1() де поступательно перемещающегося штока, подпружиненного возвратной пружиной, или в виде вращающегося коромысла, также подпружиненного возвратной пружиной.

На фиг. 1 схематично показан предлагае15 мый тепломер с поступательным дифференциальным звеном; на фиг. 2 — то же, с вращательным звеном.

На выходном валу расходомера 1 расположен диск 2, с которым контактирует ролик 3, 20 установленный на штоке 4 с возможностью вращения. Через широкозубую шестерню 5 и шестерню б ролик связан со счетчиком 7. На концах штока установлены магниты 8, подпружиненные пружинами 9. Магниты распо25 ложены в зазорах термомагнитных обойм 10, имеющих тепловой контакт с прямым 11 и обратным 12 трубопроводами. Тепломер с вращающимся тяговым звеном (фиг. 2) также содержит термомагнитные обоймы 10, уста3() новленные на прямом и обратном трубопрово609068

55 б0

3 дах, но магниты 13 расположены по краям равноплечего коромысла 14, вращающегося на оси 15. К коромыслу прикреплены спиральные пружины 16 и звено 17 передаточного механизма, соединенное со штоком 4 фрикционного механизма, аналогичного механизму на фиг. 1. Материал, из которого изготовлены обоймы 10, имеет линейную зависимость магнитной проницаемости от температуры.

Тепломер работает следующим образом.

Расходомер 1 вращает диск 2 и связанный с ним ролик 3 со скоростью, пропорциональной расходу теплоносителя. Положение ролика 3 относительно центра диска 2 зависит от разности усилий, развиваемых термомагнитными чувствительными элементами, подключенными к циркулярным трубам прямого и обратного трубопроводов. 11оскольку величина хода термомагнитного чувствительного элемента пропорциональна температуре теплоносителя, омывающего обоймы 10, то в результате взаимодействия двух чувствительных элементов положение ролика 3 будет зависеть

îr разности температур теплоносителя. Таким образом, показания счетчика 7, связанного как с роликом 3, так и с диском 2, будут пропорциональны произведению расхода теплоносителя и разности температур теплоносителя в прямом и обратном теплопроводах, т. е. количеству тепла, протекающему по тепломагистрали. Перемещение штока 4 самого чувствительного элемента является результатом взаимодействия двух усилий: силы сжатия пружины 9 и силы притяжения магнита b к обойме 10. В результате прохождения по циркуляционной трубе теплоносителя, имеющего ту или иную температуру, происходит частичная потеря магнитных свойств термомагнитной обоймы 10.

Вследствие этого втягивающее усилие магнита ослабевает и шток 4 выдвигается под действием силы сжатия пружин. Шток перемещает ролик 3, взаимодействующий со счетчиком 7 посредством шестерни 5. При понижении температуры теплоносителя происходит восстановление магнитных свойств материала обоймы, сила магнитного притяжения увеличивается, и магнит 8 втягивается в зазор обоймы, растягивая пружину 9, Шток перемещается в обратную сторону. Прибор регулируют так, чтобы при разности температур в прямом и обратном теплопроводах, равной нулю, ролик

3 находился в центре горизонтального диска.

Положение коромысла 14 тепломера с термомагнитным звеном вращающегося типа (фиг. 2) также зависит от двух усилий; силы притяжения правого магнита к правой обойме и силы притяжения левого магнита клевой обойме. Поскольку магниты 13 располагаются на разных плечах коромысла 14, то результирующее перемещение звена 17, шарнирно скрепленного с коромыслом, окажется пропорциональным разности усилий правого и левого термомагнитных элементов. Перемещение коромысла при частичной потере магнитных свойств обоймами 10 происходит под действием пары спиральных пружин 16, а возвращение коромысла в исходное состояние — под действием сил притяжения магнитов к обоймам, восстановившим магнитные свойства.

Установка нулевого положения ролика 3 производится так же, как и настройка тепломера по фиг. 1.

Применение термомагнитного тягового звена позволяет повысить точность измерения, поскольку серийные термомагнитные материалы (серии ТКМ) имеют линейность магнитных характеристик порядка 0,1 /о. Серийные же термометры (например типа ТС-1) имеют в диапазоне разности температур 20 — 100 C (без учета погрешности водомера) основную погрешность 4 о/о.

Габариты предлагаемого тепломера меньше по сравнению с прототипом, поскольку термомагнитное тяговое звено обладает повышенными по сравнению с термометром расширения ходом и усилением и более компактно.

Кроме того, применение поступательно движущегося тягового звена делает ненужным передаточное устройство, поскольку звено непосредственно воздействует на перемещающийся ролик. Отсутствие передаточного устройства упрощает конструкцию, повышая надежность устройства.

Формула изобретения

1. Тепломер, содержащий расходомер, датчик разности температур теплоносителя в прямом и обратном трубопроводах и множительный механизм в виде лобовой фрикционной передачи, содержащий диск, установленный на оси расходомера, и переставной по диску фрикционный ролик, связанный со счетчиком и датчиком разности температур, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения габаритов и повышения точности измерений, датчик разности температур выполнен в виде дифференциального термомагнитного тягового звена, содержащего обоймы из термомагнитного материала, установленные на прямом и обратном трубопроводах, и постоянные магниты, размещенные в зазорах обойм и соединенные посредством передаточного механизма с фрикционным роликом.

2. Тепломер по и. 1, отличающийся тем, что передаточный механизм выполнен в виде поступательно перемещающегося штока, подпружиненного возвратной пружиной.

3. Тепломер по п. 1, отличающийся тем, что передаточный механизм выполнен в виде вращающегося коромысла, подпружиненного возвратной пружиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ¹ 347597, кл. G 01К 17/12, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 85504, кл. G 01К 17/14, 1951.

609068

Редактор Н. Громов

Подписное

Заказ 1370/11 Изд. № 456 Тираж 841

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35„Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Ю. Андрианов

Техред А. Камышникова

Корректоры: Е. Хмелева и Л. Брахнина