ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к ИЛ № 29-202-05

Данное техническое решение является:

- результатом  выполнения НИР - разработка промышленного образца надежного, дешевого, точного, простого в производстве и эксплуатации преобразователя расхода холодной и горячей воды для систем водоснабжения и энергетики;

- результатом выполнения конструкторской разработки - разработка технической и метрологической документации необходимой для серийного выпуска приборов типа ВКПР;

- частным техническим решением, имеющим самостоятельное значение - является разработка кондуктометрического преобразователя вихревых колебаний пригодного для использования в расходометрии.

Прибор (см. рис.) состоит из вихревого преобразователя расхода воды в трубопроводе и электронного блока с батарейным питанием. Электронный блок имеет импульсный выход, с нормированным удельным весом выходных импульсов. Сигнал с выхода преобразователя до электронного блока может передаваться на расстояние до 300 м. Прибор может снабжаться индикатором объема воды или тепловычислителем, который может быть вынесен от электронного блока преобразования сигналов на расстояние до 100 м.

Преобразователь устанавливается на трубопроводе с помощью специального стакана, который вваривается непосредственно в рабочий трубопровод.

Вихревой преобразователь расхода представляет собой тело обтекания, которое устанавливается в трубопровод и имеет встроенный кондуктометрический чувствительный эле­мент для регистрации вихреобразования.

                     Рис. Вихревой кондуктометрический преобразователь

расхода ВКПР, где 1 - тело обтекания; 2 - корпус; 3 - гайка; 4 - электронный блок; 5 - стакан

При движении потока воды, за телом обтекания периодически образуются вихри, причем частота вихреобразования пропорциональна рас­ходу жидкости в трубопроводе. Чувствительный элемент совместно с электронным блоком преобразует пульсации давления на теле обтекания вызванные вихреобразованием в последовательность электрических импуль­сов, которые имеют нормированный удельный вес, что позволяет использовать прибор как датчик расхода в коммерческих и технологических системах учета расхода воды и тепла.

Техническая характеристика прибора

Предел допускаемой относительной погрешности преобразователей нормирован для рабочих (реальных) условий эксплуатации по отношению к преобразуемому значению. В диапазоне изменения расхода от qt до qmax он должен составлять 1,5 %.

Контролируемая жидкость - вода с параметрами:

- температура от плюс 1 до плюс 150С;

- давление от 0.1 до 1.6 МПа.

Информационный параметр входного сигнала - объемный расход воды в пределах, указанных в таблице 1:

Таблица - Основные характеристики ВКПР

Питание водосчетчиков осуществляется от 2-х элементов типа 316 «duraссеll».

Режим работы водосчетчиков - длительно-непрерывный.

Длительность работы от одного комплекта питания не менее 30 000 час.

По устойчивости к воздействию климатических факторов водосчетчики должны соответствовать исполнению В4 по ГОСТ 12297-84 с значениями рабочей температуры окружающего воздуха при эксплуатации, от плюс 5 до плюс 50 °С.

Электронный блок преобразователя расхода устойчивы к воздействию относительной влажности до 803п­­­ри тем­пе­ратуре плюс 35С и более низких температурах без конденсации влаги.

Корпуса преобразователей имеют степень защиты оболочек от проникновения пыли, твердых частиц и воды iР54 по ГОСТ 14254-96.

На показания приборов при экс­плуатации, не оказывает влияние воздействия внешних механических вибрационных нагрузок частотой 5 - 25 Гц с амплитудой 0,1 мм.

Приборы устойчивы к воздействию атмосферного давления от 0,084 до 0,1067 МПа (на высоте до 1000 м над уровнем моря).

Уровень излучения радиопомех преобразователей соответствует нормам допускаемых индустриальных радиопомех по ГОСТ 16842-82

Детали водосчетчиков и их защитные покрытия, соприкасающиеся с водой, выполнены из нетоксичных, не влияющих на качество воды ма­те­риалов, допущенных к применению Минздравом Российской Федерации.

Полный средний срок службы водосчетчиков составляет не менее 12 лет.

Аналогом данного прибора является погружной счетчик холодной и горячей воды «Фотон», Прибор выпускался в нескольких вариантах: в варианте водосчетчика с местным съемом показаний (для холодной и для горячей воды); в варианте водосчетчика с выносным счетчиком, который предназначался для установки в труднодоступных местах, колодцах, туннелях, подвалах и т.д.; для систем коммерческого учета воды, тепловой энергии и теплоносителя.

Последняя модификация имела импульсный выход, согласованный по своим параметрам с входом ряда тепловычислителей. Прибор сертифицирован с некоторыми марками таких устройств, например, с теплоизмерительной системой «Тепло-3» Новосибирской фирмы «СЭМ».

Прибор нашел широкое применение в системах учета тепловой энергии ОАО «Красноярскэнерго» и ряде других региональных энергетических систем.

По сравнению с описанным выше аналогом, преобразователь расхода ВКПР претерпел значительные изменения. В результате была снижена погрешность с 2% до 1,5%. Рабочий диапазон (от переходного до максимального расхода) расширился на 33%. Резко, на 35% сократилось число механических деталей и на 50% число элементов электронного блока.

В настоящее время ведется работа по сертификации прибора ВКПР.

При внедрении в производства данная разработка позволит:

- на 35% снизить материалоемкость механических узлов прибора при их значительном конструктивном упрощении, что не менее чем на 40% снизит стоимость изготовления;

- на 50% снизить стоимость электронного блока, за счет существенного сокращения номенклатуры элементов схемы и перехода на микропроцессорную технологию;

- не менее чем на 50% увеличить надежность электронного блока прибора;

- не менее чем в два раза увеличить время работы на одном комплекте батарей, что позволит соответственно увеличить межповерочный интервал работы прибора, что снизит расходы на его эксплуатацию на 40 - 50%;

- в три раза увеличить расстояние между преобразователем расхода и теплосчетчиком или вторичным прибором водосчетчика, что существенно упростит монтаж систем учета воды и тепла и сделает их более удобными и безопасными в обслуживании.

В настоящее время преобразователь ВКПР еще не прошел государственной регистрации.

Но предыдущий вариант прибора (погружной водосчетчик «Фотон»), разработанный в фирме-разработчике и описанный выше как аналог разрабатываемого преобразователя ВКПР в 1999 прошел испытания на соответствие типу во Всероссийском научно-исследовательском институте расходометрии (ВНИИР г. Казань). Он. был внесен в Государственный реестр средств измерений (номер государственной регистрации № 18441-99).