CN100429487C - 旋转式流量计装置 - Google Patents

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Abstract

流量计装置包括一管形套(10)，该管形套(10)具有通入中央腔(13)的入口端(11)和出口端(12)，在中央腔(13)内，一流体驱动的磁转子(17)空转以循环驱动容纳于空腔(15)内的磁感应器(16)，所述空腔(15)位于管形套(10)的一侧上。转子(17)包括一朝着流体出口向外发散的伸长主体，和呈放射状极化的具有相反磁极(N；S)的一圆柱状磁铁(18)；在中央腔(13)的进口侧上，设置有一偏流器(23)，以促使流体旋转并支撑转子(17)的端轴(20)，而在出口侧上转子轴(21)被一轴柄(27)支撑，该轴柄(27)在流量计装置的管形套(10)的内侧径向延伸。

Description

旋转式流量计装置
技术领域
本发明涉及一种旋转式流量计装置，特别涉及一种用于测量流量或流体流量的设备，该类型的流量计装置包括一管体，该管体设置有一用于磁性转子的腔，所述磁性转子被流体空转以便感应能够提供电信号的磁感应器，所述电信号具有与转子的磁极数及转子的转速成比例的频率，所述电信号取决于流体沿流量计装置的管体中的包含上述腔的通道路径流动的流量。
背景技术
旋转式流量计已广为所知，并用于如供暖设备或其它液压用途，例如用在小的壁装式的燃气锅炉上，所述流量计用于提供流体循环的控制信号或流量信号的指示。
流量计的例子见GB-A-1008508，US-A-3878711，EP-A-1308702，GB2234824和DE-A-10111993所述，它们构成与本发明最接近的现有技术。
通常已知类型的流量计具有有些复杂的结构，由多个单独制造的部件组成，且需要在管体内顺次装配，并在一入口侧和一出口侧对于流体限定一流路。
磁性转子或叶轮被布置并在设备的管体内侧自由旋转；磁性转子大体包括带有一组叶片的轮毂，所述叶片由流体的流动带动旋转，所述流体流过流量计装置的管体。
该转子通常设置有多个由磁性材料制成的叶片，所述叶片相对转子的纵轴倾斜，用以接收轴向流过流量计的流体，作为旋转所需的推力。
所述转子也直接或间接地由配置到流量计装置管体内的辐条支撑物支撑在入口侧与出口侧上。
作为一种具有磁性叶片的替代转子，EP1308702建议装配一个或多个轴向极化的永磁体，它们在转子朝着流动入口侧的一端上径向设置在一T型头上。
这种技术方案不仅结构复杂导致价值昂贵，而且叶轮及通用辐条支撑系统的专门结构与功能特征则涉及了过多的节流与妨碍，且这种节流与妨碍反过来又增大了不期望的紊流，该紊流趋于夹持杂质和/或流体所夹带的丝状物；随着时间的推移，因而能够消极影响或危及叶轮的旋转与流量计的适当运行。
DE-A-10111993描述了一种技术方案，其观点在于构成一种改进，即它使用了一个具有平面形状的磁性叶轮的转子，该叶轮根据流体的流向适当地定向于转子的轴向；一偏流器设置在流体入口侧上。尽管如此，该技术方案还存在大量先前提及的缺陷；特别是，转子中心毂的圆柱形结构，及如前述两侧上辐条状支撑的存在趋于产生紊流与对流体的过度节流。
最后，在具有磁性材料叶轮的转子中，该转子具有受限的磁极和受限的转子每转产生的电信号数量，除非使用更笨重与昂贵的大直径转子，否则通常仅使用四个径向叶片。
每转的少量脉冲信号意味着需要使转子以更高速度转动，以便在单位时间内产生所需数量的信号脉冲。
考虑到当今的趋势是更多地使用塑料材料用于转子或叶轮及各支撑件，所有这些导致更多的磨损，特别是出口侧上后部支撑件的磨损，并因而进一步引起流量计的损坏；此外，它可能导致低流动值下的信号量不足或低转速下电信号的频率与转速值的不足。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种旋转式流量计装置，它结构简单，成本有很大降低，从而消除了现今已知流量计所存在的缺陷。
特别是，本发明的一个目的是提供一种前述类型的流量计，它能够提供一种用于流体的大流量通道，从而减少可能的紊流因素与杂质的积聚，所述杂质如流体夹带的丝状物，或随时间从管道上脱离的铁锈，该铁锈以一种不可控的方式沉积在转子的叶片上，从而破坏叶片的稳定。
本发明的又一目的是提供了一种参见上文的流量计装置，它在操作中具有更高的可靠性，从而限制或将磨损与故障的可能因素减少至最小值。
本发明的再一目的是提供了一种流量计装置，它借助一简单便宜的解决方案能够供应合适的电控信号，该流量计装置还用于较低流量和/或转数的转子。
根据本发明所提供的前述类型的流量计装置，其中用于电控信号生成的转子的特定形状与磁铁和感应器的特定特征与配置使得流量计可能将流体的紊流减少至最小，并通过使磁铁本身经受流体的连续冲刷而抵抗杂质的沉积，从而保证磁铁有令人满意的保护。
而且，通过对转子采用特定的支撑系统，有可能在限流点，特别是与转子的后部支撑侧一致的地方获得更有效的清洁作用，并且能使流量计安装在水平或垂直位置。
特别是，根据本发明，所提供类型的旋转式流量计包括：
一限定流体轴向通道的管体，该轴向通道从一入口侧至一出口侧贯通中央腔；
一在中央腔中空转的磁性转子，该转子具有多个与转子纵轴线平行延伸的平叶片；
一位于中央腔入口侧上的偏流器；
在流量计装置管体一侧上的空腔中的磁感应器，其特征在于，
该转子包括在中央腔中轴向延伸的伸长芯元件，该芯元件朝着流体出口侧的后部发散；
一设置在芯元件后侧上的环形磁铁，该环形磁铁具有多个交替极性的沿径向定位的磁极表面；
一用于转子的支撑柄，其在流体出口处，在中央腔内径向延伸。
附图说明
根据本发明的流量计装置的这些和其它特征与优点从下文对优选实施例之一的描述并结合附图可以更清楚，其中：
图1显示移去部分管体的流量计的透视图；
图2显示纵剖图；
图3显示沿图2中3-3线的横剖图；
图4显示转子的视图；
图5显示偏流器的视图。
具体实施方式
如图1-3所示，流量计包括一由塑料材料模制而成的管体10，该管体10具有一流体入口端11和一流体出口端12，流体出口端12与入口端11相对并轴向对准。
该管体10限定一中央腔13，磁性转子14空转支撑在管体10的中央腔13内。多幅图中的标号15也用于表示容纳一电磁感应器16的侧腔，所述侧腔例如为“厅”型指示器(probe)，上述电磁感应器16经受由磁性转子14的旋转而生成的磁场；用于容纳感应器的腔15与管体10相切设置并且在转子14的旋转轴线纵向的一侧上延伸，其延伸宽度大于环形磁铁18的宽度。
如图4中更详细地显示，转子14包括一伸长芯元件17，和一组放射状叶片22；芯元件17大致为圆锥形，它在流体的流出方向内朝着环形磁铁18发散；磁铁18沿径向极化，以便在其外周表面产生多个磁极，例如六个磁极面，它们交替地具有相对的N和S极性。
根据图4的例子，转子的芯元件17相对流体流动方向，包括相对小直径的前部圆柱部分17A，和一逐渐发散直至一轮毂部19的中间圆锥部分17B，该圆锥部分17B终止于具有大致与环形磁铁18外径相等的直径。这样，被芯元件17的后端保护的磁铁18的前表面不会暴露给流体，而该磁铁的外表面被流体流动有效地拍打并连续冲洗，从而有助于移走可能被磁铁夹带的丝状物及杂质的任何沉积，而保持清洁。
还应注意，根据本发明的流量计能够在垂直或水平位置安装；此外，转子14的重量具有优势，因为不像磁性叶片类型，圆柱状磁铁18具有更小的直径；因此整个转子14经受更低的离心力，在流动流体的流量发生变化时在适应性及敏感性上具有优势。
芯元件17的两端分别设置有转轴20与21。
转子14还包括多个平叶片22，平叶片22的数量并不取决于磁铁18的N极与S极的数量，例如图中有四个磁极，它们纵向延伸并在径向面内穿过转子的旋转轴。叶片22从接近中央芯17的前端点处延伸到接近中间点处，并以符合管体10的内部形状的倾斜边缘终止。
在流体入口侧，在中央腔13的前端，设置一偏流器，该偏流器被设计用于引导平稳进来的横向流体流，于是促使产生旋转并冲击转子的叶片22，迫使后者旋转。
该偏流器大致包括在入口11内一适当位置内容纳的一环形元件23；该环形元件23设置有多个内部导叶24，它们有角度地间隔并以同样方向倾斜；最好，用于使流动偏转的导叶24是螺旋形且数量不等，例如会比转子叶片22的数量更多。
导叶24中心毗连中空毂25，该中空毂25贯穿转子的前轴20。在转子的另一侧上，轴21穿入设置在支撑柄27端部上的第二中空毂26内，该支撑柄27径向悬垂在转子的中央腔13内；这样，该支撑柄27不仅可以保持出口侧上的流体流动的足够截面积，而且基本减少了形成涡流的可能因素，并且减少了流体夹带的杂质的形成积聚的可能因素。此外，转子中央芯17的大致圆锥形形状，该圆锥形在流体流动的相同方向上发散，并结合有叶片22的平面形状和纵向配置，而且缺乏磁铁18与流体接触的前端面，这极大地减少了作用于转子上的轴向推力及转子轴磨损的可能因素；转子结构因而能保持很好的稳定。
所上文的描述及附图的显示，很显然所提供的流量计装置具有能得到所需改进的创新特征；而且可以理解，对管体、转子、偏流器与用于转子本身的支撑系统的修改与变化不会偏离权利要求的范围。

Claims (9)

1、一种旋转式流量计，包括：
一限定流体轴向通道的管体(10)，该轴向通道从一入口侧(11)至一出口侧(12)贯通一中央腔(13)；
一在中央腔(13)中空转的磁性转子(14)，该转子(14)具有多个与转子(14)纵轴线平行延伸的平叶片(22)；
一位于中央腔(13)的入口侧(11)上的偏流器(23，24)；和
在流量计装置的管体(10)一侧上的空腔(15)中的磁感应器(16)；其特征在于，
该转子(14)包括在中央腔(13)中轴向延伸的伸长芯元件(17)，该芯元件(17)朝着流体出口侧(12)向后部发散；
一设置在芯元件(17)后侧上的环形磁铁(18)，该环形磁铁(18)具有多个交替极性(N；S)的沿径向定位的磁极表面；和
一用于转子(14)的支撑柄(27)，其在流体出口侧(12)、在中央腔(13)内径向延伸。
2、如权利要求1所述的旋转式流量计，其特征在于，该磁感应器(16)构成一厅型指示器。
3、如权利要求1所述的旋转式流量计，其特征在于，转子的芯元件(17)包括具有与环形磁铁(18)的外部直径相一致的后部。
4、如权利要求1所述的旋转式流量计，其特征在于，磁铁(18)的磁极面(N，S)的数量大于转子叶片(22)的数量。
5、如权利要求1所述的旋转式流量计，其特征在于，偏流器(23，24)的导叶(24)数量与转子叶片(22)的数量不同。
6、如权利要求1所述的旋转式流量计，其特征在于，偏流器(23，24)的导叶(24)数量大于转子叶片(22)的数量。
7、如权利要求1所述的旋转式流量计，其特征在于，偏流器(23，24)的导叶(24)是螺旋形。
8、如权利要求1所述的旋转式流量计，其特征在于，容纳磁感应器(16)的腔(15)沿切向设置在靠近转子(14)的环形磁铁(18)处的管体(10)上。
9、如权利要求8所述的旋转式流量计，其特征在于，容纳磁感应器(16)的腔(15)在宽度大于环形磁铁(18)的宽度上延伸。
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