Результат интеллектуальной деятельности: Индивидуальный счетчик жидкого топлива

Предлагаемое изобретение относится к приборостроению, в частности, к технике измерения расхода топлива в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано для контроля при заправке жидким топливом.

Известен автомобильный расходомер топлива, содержащий процессор и регистратор, топливные вход и выход, мерную емкость с разделительным элементом, сигнализаторами и штуцерами, а также гидрораспределитель, выполненный в виде двух трехпозиционных электромагнитных клапанов, присоединенных к топливному входу, топливному выходу и к штуцерам соответственно первой и второй половин мерной емкости, входы управления клапанов подключены к мощным выходам RS-триггера, введенного в устройство и подключенного входами к штуцерам мерной емкости, разделительный элемент мерной емкости, выполненный в виде эластичной разделительной мембраны с дискообразным контактом сигнализаторов, закрепленной по периметру мерной емкости, дискообразный контакт сигнализаторов, размещенный на оси симметрии отверстий штуцеров, выполняющих роль неподвижных контактов сигнализаторов и соединенный с массой автомобиля. [Патент РФ №2390651, МПК F02 M65/00, С01 F3/20, 2010].

Основными недостатками известного автомобильного расходомера являются сложность конструкции, необходимость подключения к мощному источнику электроснабжения, отсутствие датчика температуры и невозможность его использования как отдельное устройство при заправке топливом различных ДВС, что снижает его эффективность.

Более близким к предлагаемому изобретению является расходомер жидкого топлива, содержащий магнитопроницаемый цилиндр с размещенным внутри него поршнем с магнитом и расположенными на внешней стороне цилиндра первым и вторым магниточувствительными устройствами (элементами), первый и второй блоки счета, блок индикации и датчик оборотов, подключенный к входу первого блока счета, регистр памяти, включенный между выходами первого блока счета и первой группой входов блока индикации, электромагнитное клапанное устройство, подключенное к обоим выходам цилиндра и гидравлически связанное с топливопотребителем и насосом соответственно через первый и второй запорные клапаны, и триггер, подключенный к выходам первого и второго магниточувствительных устройств (элементов) и входами управления клеммами [Патент РФ №1732164, МПК С01 F9/00, 1992].

Основными недостатками известного расходомера жидкого топлива являются сложность конструкции, отсутствие поправки на температуру топлива и невозможность его использования как отдельное автономное устройство при заправке топливом различных ДВС, что снижает точность измерения и его экономическую эффективность.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение точности измерения и экономической эффективности индивидуального счетчика жидкого топлива.

Технический результат достигается индивидуальным счетчиком жидкого топлива, содержащим сборный цилиндрический корпус, состоящий из входного патрубка, соединенного через конический переходник с магнитопроницаемым измерительным цилиндром с внутренним диаметром D₁, внутри которого размещен поршень диаметром D₂ меньшим, чем D₁, торец которого, обращенный в сторону входного патрубка имеет форму урезанного конуса с диаметром, равным внутреннему диаметру входного патрубка, а противоположный торец по периферии снабжен четырьмя П-образными скобками, выполненными из магнитонепроницаемого материала и расположенными по окружности с интервалом 90°, в одну из которых вставлен магнит, а в три других 3 фиксатора, которые примыкают верхними кромками к внутренней поверхности измерительного цилиндра, а боковыми торцами к пружине, диаметр которой несколько меньше D₁, упирающейся своим противоположным торцом в торцевое кольцо измерительного цилиндра, соединенное с выходным патрубком, причем кольцевой зазор между измерительным цилиндром и поршнем образует живое сечение равное или большее живого сечения входного патрубка, к наружной стороне измерительного цилиндра, к которой примыкает магнит, прижат электронный блок торцевыми зажимами, в днище которого вставлен ряд магниточувствительных элементов, в стенку входного патрубка вмонтирован температурный датчик, которые соединены с преобразователем сигналов, таймером, аккумулятором, размещенными в блоке и дисплеем в крышке вышеупомянутого блока.

Предлагаемый индивидуальный счетчик жидкого топлива (ИСЖТ) изображен на фиг. 1–6 (фиг.1 – общий вид, фиг. 2–4 – разрезы, фиг. 5,6 – узел стыковки измерительного цилиндра с входным патрубком).

Индивидуальный счетчик жидкого топлива (ИСЖТ) содержит сборный цилиндрический корпус 1, состоящий из входного патрубка 2, соединенного через конический переходник 3 с магнитопроницаемым измерительным цилиндром 4 с внутренним диаметром D₁, внутри которого размещен поршень 5 диаметром D₂ меньшим, чем D₁, торец 6 которого, обращенный в сторону входного патрубка 2 имеет форму урезанного конуса с диаметром равным внутреннему диаметру входного патрубка 2, а противоположный торец 7 по периферии снабжен четырьмя П–образными скобками 8, выполненными из магнитонепроницаемого материала и расположенными по окружности с интервалом 90°, в одну из которых вставлен магнит 9, а в три других 3 фиксатора 10, которые примыкают верхними кромками к внутренней поверхности измерительного цилиндра 4, а боковыми торцами к пружине 11 диаметр которой несколько меньше D₁, упирающейся своим противоположным торцом в торцевое кольцо 12 измерительного цилиндра 4, соединенное с выходным патрубком 13, причем кольцевой зазор 14 между измерительным цилиндром 4 и поршнем 5 образует живое сечение равное или большее живого сечения входного патрубка 2, к наружной стороне измерительного цилиндра 4, к которой примыкает магнит 9 прижат электронный блок 15 торцевыми зажимами 16 в днище которого вставлен ряд магниточувствительных элементов 17, в стенку входного патрубка 2 вмонтирован температурный датчик 18, которые соединены с преобразователем сигналов, таймером, аккумулятором, размещенными в блоке 15, и дисплеем в крышке вышеупомянутого блока 15 (на фиг. 1–6 не показаны).

ИСЖТ работает следующим образом. Перед использованием на измерительный цилиндр 4 накладывают электронный блок 15 и прикрепляют его с помощью 16. Далее входной патрубок 2 соединяют с напорным патрубком заправочного насоса, а выходной патрубок 13 вставляют в горловину топливного бака ДВС, после чего включают электронный блок 15 и заправочный насос (на фиг. 1–6 не показан). При этом, поршень 5 под давлением, создаваемым заправочным насосом отжимает пружину 11, в результате чего через образовавшуюся щель между коническим переходником 3 и коническим торцом 6 и кольцевой зазор 14 в полость измерительного цилиндра 4, из него через выходной патрубок 13 в топливный бак (на фиг. 1–6 не показан) поступает топливо, омывая датчик температуры 18. Одновременно, магнит 9 воздействует на первый магниточувствительный элемент 17, сигналы от которого и датчика температуры 18 поступают в преобразователь, таймер, калькулятор, где производиться мгновенный расчет количества проходящего жидкого топлива по формулам с поправкой на его температуру [А.Д. Альтшуль, П.Г. Кисилев – Гидравлика и аэродинамика. М., Строиздат, 1987, с. 365]:

Секундный расход Q_с=ƒμ (1)

Общее количество Q_общ= Q_сT (2) где

ƒ – площадь живого сечения кольцевого зазора 14, м²;

μ – коэффициент расхода (находится опытным путем отдельно для каждого вида топлива (бензина, солярового масла и пр.) для ряда температур;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

Н – напор, создаваемый заправочным насосом, м в.ст.;

Т – продолжительность заправки, с.

При изменении давления насоса (увеличении или уменьшении Р) магнит 9 за счет воздействия пружины 11 останавливается напротив соответствующего магниточувствительного элемента 17 и процесс повторяется. При выключении заправочного насоса на экране дисплея показывается объемное количество закаченного топлива в литрах или м³, а поршень 5 под воздействием пружины 11 возвращается в исходное положение, закрывая вход в измерительный цилиндр 4.

Таким образом, предлагаемый индивидуальный счетчик жидкого топлива за счет простоты своей конструкции, учета температуры топлива и автономности своей работы может использоваться для контроля при заправке различных типов ДВС в широком диапазоне температур, что повышает точность его измерений и экономическую эффективность.