В. А. Никитин с. В. Бойко

СШМ-80	20	60
6
ШЖУ-40	7,0	10,5	2,1

Объемные счетчики с кольцевым поршнем.

Счетчики с кольцевым поршнем применяют для измерения количества холодной и горячей воды, горючих жидкостей, масел сжиженных газов. В случае применения в конструкции счетчика магнитной муфты, передающей перемещение поршня счетному механизму, счетчик можно использовать для измерения количества кислот, щелочей, а также некоторых пищевых продуктов вина, молока, соков. Малые погрешности показаний и их постоянство позволяют применять этот счетчик в качестве образцового средства при определении вместимости и поверке автомобильных и железнодорожных цистерн и разного рода резервуаров. Один из вариантов устройства гидравлического узла счетчика с кольцевым поршнем показан на рисунке 17.60. Основными частями узла являются измерительная камера 8 и поршень

10, заключенные в корпусе 2. Счетный узел прибора, состоящий из редуктора и счетного устройства, заключенных в счетную головку (на рисунке не показан), установлен на крышке 6.
При работе счетчика жидкость, поступающая в измерительную камеру 8 через входной патрубок и предохранительную сетку 3, оказывает давление на стенки кольцевого поршня и вследствие разности давлений на входе 14 в измерительную камеру 8 и выходе 12 из нее создает усилие, перемещающее поршень. Поршень 10, двигаясь по камере, за каждый цикл своего перемещения вытесняет из нее определенный объем жидкости.
Измерительная камера состоит из двух частей: нижней, в которой размещен поршень, и верхней — крышки. Полость камеры представляет собой цилиндр, в днище и крышке которого расположены соосно два цилиндрических выступа 9, направленных открытыми сторонами навстречу друг другу. На дне камеры, в центре, установлена ось с направляющим роликом 1. Внутри камеры имеется радиальная перегородка 13, отделяющая входное отверстие 14 для жидкости от выходного 12. Перегородка врезана в стенки камеры и ее внутренних цилиндрических выступов, а также в крышку и днище камеры и препятствует непосредственному перетеканию жидкости из входного отверстия к выходному. Поток может пройти от одного отверстия к другому только при перемещении поршня. В центре крышки имеется отверстие для прохода приводного валика, снабженного в нижней части поводком 5, а в верхней — трибкой 7.
Поршень 10 представляет собой кольцевой цилиндр с поперечной горизонтальной стенкой, разделяющей его на две половины. В центре перегородки расположены выступы 4 и имеется ряд отверстий для сообщения между собой нижней и верхней полос поршня. В поршне сделана радиально направленная прорезь 11.
Поршень в измерительной камере устанавливают так, чтобы прорезь 11 входила радиальная перегородка 13, а нижний выступ 4 размещался в кольцевой полости, образованной стенкой нижнего выступа 9 камеры и направляющего ролика 1. Таким образом, при работе счетчика выступ поршня может совершать только круговое движение, а сам поршень — только возвратно-поступательное.

Рисунок 17.60 - Гидравлический измерительный узел счетчика с кольцевым поршнем

В результате сочетания этих двух движений создается качательное движение поршня, аналогичное движению кривошипно-шатунного механизма. При перемещении поршня его верхний выступ 4, соприкасаясь с поводком 5, приведет во вращение валик трибку 7 и передаст таким образом перемещение редуктору и связанному с ним счетному механизму. Размеры камеры и поршня согласованы так, что при установке поршня в камере его наружная поверхность прилегает к стенке камеры, внутренняя поверхность к стенке цилиндрических выступов, а прорезь к перегородке. При этом зазоры между местами прилегания поршня к камере составляют доли миллиметра.

Принцип работы счетчика показан на рисунке 17.61. Перемещающийся в камере кольцевой поршень изображен в четырех положениях сдвинутых одно по отношению к другому на 90°.


А — входящая жидкость; Б — замкнутая жидкость; В — выходящая
жидкость

Рисунок 17.61 - Схема, поясняющая принцип действия счетчика с кольцевым поршнем

В положении 1 ось поршня расположена на линии перегородки, кольцо поршня касается камеры у основания перегородки. Измерительная камера разделена кольцевой стенкой поршня на отдельные полости 1, 2 и 3. Полость 1 сообщается с отверстием входа жидкости, а полость 3 — с отверстием ее выхода. Полость 2 замкнута стенками кольца и камеры и не имеет сообщения с отверстиями входа и выхода жидкости. При работе счетчика и поступлении жидкости в измерительную камеру давление в полости 1 будет больше, чем в полости 3. Жидкость, заключенная в полости 2, давит равномерно на наружную поверхность поршня, поэтому перемещение поршня происходит только вследствие разности давлений в полостях 1 и 3. Эта разность давлений приложена к внутренней поверхности полукольца поршня, примыкающего к полости 1, заставляет кольцо перемещаться в направлении движения часовой стрелки и вытеснять жидкость сначала из полости 3, а затем из полости 2.

В положении 2 ось поршня повернулась на 90° по отношению к положению 1, объем полости 1 увеличился, а объемы полостей 2 и 3 уменьшились. Образовалась новая полость 4. Жидкость входит в полости / и 4, а выходит из полостей 2 и 3. Давление в полости 1 больше, чем в полости 2, поэтому разность давлений, приложенных к правому полукольцу поршня на
участке ва, заставляет ось кольца перемещаться в прежнем направлении. При этом перемещении будет продолжаться заполнение полостей 1 и 4 и вытеснение жидкости из полостей 2 и 3.
В положении 3 ось поршня находится на линии перегородки, и кольцо поршня касается камеры в наиболее удаленной от перегородки точке. Произошло дальнейшее увеличение объемов полостей 1 и 4, причем объем полости 1 достиг своей наибольшей величины и уменьшение объемов полостей
2 и 3 — объем полости 3 сократился до нуля. Давление в полости 4, сообщающейся с отверстием входа жидкости, больше чем в полости 2, сообщающейся с отверстием выхода жидкости. Разность давлений в полостях 4 и 2, приложенная к наружной поверхности кольца, заставляет его ось перемещаться в направлении, указанном стрелкой. При дальнейшем перемещении будет продолжаться заполнение жидкостью полости 4 и вытеснение жидкости сначала только из полости 2, а затем и из полости 1.
В положении 4 поршень повернулся на 90° по отношению к положению
3. Произошло дальнейшее увеличение объема полости 4, уменьшение объемов полостей 1 и 2 и образование новой полости 5. Полости 4 и 5 сообщаются с отверстием входа жидкости, а полости 1 и 2 — с отверстием выхода. Так как давление в полости 4 больше, чем в полости У, то разность давлений, приложенная к правому полукольцу поршня на участке ав, заставляет поршень перемещаться по направлению движения часовой стрелки. При этом объемы полостей 4 и 5 будут увеличиваться, а полостей 1 и 2—уменьшаться. К концу перемещения поршень займет исходное положение 1, причем объем полости 4 достигнет своей наибольшей величины, а объем полости 2 сократится до нуля.
Таким образом завершается один измерительный цикл, на протяжении которого поршень вытесняет объем жидкости, теоретически равный сумме объемов полости 2 в положении 1 и полости 1 в положении 3. Причем каждый из объемов 2 и 1 равен произведению серпообразной площади на высоту измерительной камеры.