CN101526379B - 高压动态内齿轮流量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压动态内齿轮流量计。内齿轮和壳体一起固定，小齿轮的个数可为2到4个不等。以下以三个小齿轮为例，加以说明。被测液体由进油口经配流轴、保持架进入内齿轮的三个进油腔，推动三个小齿轮和保持架运动，将油液带入内齿轮的三个出油腔，油液再经保持架、配流轴到出油口，将被测液体的流量信号转换为保持架的转速信号，再通过转速传感器将转速信号变为电信号，最终通过测量到的电信号来确定被测系统的动态流量。小齿轮和保持架采用轻质耐磨材料，转动惯量小；内齿轮的齿数为非3的整数倍数，流量实现错位叠加，该流量计的流量脉动特别小，流量品质得到明显改善，又因为该流量计属于容积式流量计，故不受测试环境条件影响，能准确测量液压系统高压流量，具有测量范围大、精度高、可靠性好等优点，可广泛的使用在化工、煤矿、冶金等行业的高压液压系统的流量测量。

Description

高压动态内齿轮流量计

技术领域

高压动态内齿轮流量计，适用于以矿物油、乳化液或水为工作介质的系统，是一种能可靠的测量高压液压系统流量的高压流量计，属于流体传动的动态流量测试领域。

背景技术

对于高压液压系统的流量测量问题，国内目前还没有成型的产品，只是在部分研究机构、院校的实验室，在实验室条件下，通过间接测量流量的方法，可准确测量流量，但如果实验条件变了，如流体的粘度、温度、流速、脉动、压力、流态等条件变了，就很难准确的测量出该高压液压系统的流量了。流量仪表是一种其性能强烈依赖于使用条件的仪表。流量计是使用比制造要艰难的多的少数仪表之一，在实验室它可得到极高的精确度，但是在使用现场，一旦条件变化，一切全都白废。发明专利JP2306122“容积式流量计”和发明专利200610049716.6“耐高压双向椭圆齿轮流量计”，都是以椭圆齿轮为研究对象，对椭圆齿轮流量计本身可能给被测系统带来的流量脉动，没有加以考虑，很难用于高压动态流量的测量。新型实用专利ZL200620006026.8“平衡式多齿轮高压动态流量计”，由于其结构复杂，转动部件多，转动惯量大，又有外啮合齿轮对的参加，流量脉动较大，故很难真正的用于液压系统的动态流量的测量。单对外啮合产生的流量脉动一般为7％～15％，单对内啮合产生的流量脉动一般为1％～7％。

发明内容

为了克服以上不足，本发明的目的在于提供一种低脉动、低转动惯量的高压动态内齿轮流量计。

本项研究是利用国家自然科学基金资助项目——平衡式复合齿轮泵的工作原理，设计了一种能够在液压系统的高压侧，测量液压系统动态流量的高压动态内齿轮流量计，该流量计具有不受环境条件影响，准确地测量高压液压系统动态流量的特点，对大型工矿企业的液压系统的故障诊断和自动控制将起重要作用，该项研究填补了国内无该类高压动态容积式流量计的空白。经过合理的选择内齿轮和小齿轮的参数，让三对内啮合齿轮实现错位叠加，流量脉动只有原来的1/9，低于0.5％。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：高压动态内齿轮流量计由前、后盖、内齿轮、三个小齿轮、保持架、配流轴等组成，均匀布置的小齿轮的个数可为2到4个不等，内齿轮作为壳体的一部分，分别和前后盖板固定在一起，在保持架上装有均布的小磁体。高压动态内齿轮流量计的结构，如说明书附图1、附图2和附图3；内齿轮与三个均布的小齿轮错位啮合，这样既可以避免单对齿轮啮合时所产生的冲击和噪声，又可以使该流量计的流量脉动大大降低。当该流量计接入高压系统之后，被测液体由进油口经配流轴、保持架进入内齿轮均布的三个进油腔，推动三个小齿轮和保持架运动，将油液带入内齿轮的三个均布的出油腔，油液再经保持架、配流轴到出油口，将被测液体的流量信号转换为保持架的转速信号，再通过转速传感器将转速信号变为电信号，传给单片机或计算机，系统的动态流量可以通过LCD显示或通过计算机进一步处理。

本发明与背景技术相比，具有的的有益效果是：

1.由于本发明属于内齿轮流量计，其三对小齿轮和内齿轮错位啮合，实现低流量脉动，其流量脉动可低于0.5％，流量品质得到明显改善。

2.由于把内齿轮固定，三个小齿轮和保持架采用轻质合金，转动部件的转动惯量明显减小，可用于动态流量的测量。

故本发明能准确测量液压系统高压动态流量，具有结构简单、测量范围大、精度高、可靠性好等优点。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明做进一步说明。

图1是本发明的结构原理图。

图2是本发明的结构爆炸示意图。

图3是本发明图1的结构原理示意图。

图4是本发明图1的保持架结构示意图。

图5是本发明图1的保持架的A-A剖面图。

图6是本发明图1的配流轴示意图。

图7是本发明图1的配流轴的B-B剖示示意图。

图中1.内齿轮，2.小齿轮，3.进油口，4.出油口，5.保持架，6.配流轴，7.均布磁铁，8.前壳体，9.后壳体，10.齿轮测速传感器，11.螺栓组件，12.小密封圈，13.O型密封圈，14.保持架进油口环型槽，15.保持架出油口环型槽。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5、6、7所示，固定的内齿轮(1)的内均匀分布3个与之相啮合的小齿轮(2)，和保持架(5)一起，由配流轴(6)支承。前壳体(8)、后壳体(9)与内齿轮(1)、三个小齿轮(2)、保持架(5)及配流轴(6)一起，构成三个密闭的进油口(3)、三个出油口(4)，前壳体(8)上布置有进液口，后壳体(9)上布置有出液口。内齿轮(1)与图2中的前壳体(8)、后壳体(9)固定在一起，保持架(5)上装有用于测速的均布磁铁(7)，前壳体(8)上装有齿轮测速传感器(10)，前壳体(8)、后壳体(9)与内齿轮(1)间用0型密封圈(13)密封，用螺栓(11)连接，保持架(5)上开有保持架进油口环型槽(14)和保持架出油口环型槽(15)，用小密封圈(12)密封。

该发明工作时，压力液体由进液口(3)通过配流轴(6)、经保持架进油口环型槽(14)、保持架(5)中的内部油口进入三对内齿轮高压密封腔，分别驱动三个小齿轮(2)和保持架(5)同时转动，然后液体经保持架出油口环型槽(15)、配流轴(6)，由出液口(4)排出。将被测液体的流量信号转换为保持架(5)的转速信号，再通过装在前壳体(8)上的齿轮转速传感器(10)，测量出保持架(5)上的小磁体(7)的转速，将转速信号变为电信号，传给单片机或计算机，系统的动态流量可以通过LCD显示或通过计算机进一步处理。

该发明由于内齿轮(1)同时与多个小齿轮(2)错位啮合，既可可显著降低其流量脉动，又避免了单对齿轮啮合时所产生的冲击和噪声，流量脉动低于0.5％。

Claims (9)

1.高压动态内齿轮流量计，其特征是：固定的内齿轮(1)内均匀分布多个与之相啮合的小齿轮(2)，三个小齿轮(2)和保持架(5)一起，由配流轴(6)支承；前壳体(8)、后壳体(9)与内齿轮(1)、三个小齿轮(2)、保持架(5)及配流轴(6)一起，构成三个密闭的进油口(3)、三个出油口(4)，前壳体(8)上布置有进液口，后壳体(9)上布置有出液口；内齿轮(1)与前壳体(8)、后壳体(9)固定在一起，保持架(5)上装有用于测速的均布磁铁(7)，前壳体(8)上装有齿轮测速传感器(10)。

2.根据权利要求1所述的高压动态内齿轮流量计，其特征是：内齿轮(1)的齿数为非小齿轮(2)个数的整数倍数，流量脉动低于0.5％。

3.根据权利要求1所述的高压动态内齿轮流量计，其特征是：内齿轮(1)作为壳体的一部分，与前壳体(8)、后壳体(9)用螺栓(11)固定在一起。

4.根据权利要求1所述的高压动态内齿轮流量计，其特征是：小齿轮(2)的结构为对称的齿轮结构，三个小齿轮(2)结构参数相同。

5.根据权利要求1所述的高压动态内齿轮流量计，其特征是：保持架(5)及配流轴(6)一起实现轴配流。

6.根据权利要求1所述的高压动态内齿轮流量计，其特征是：内齿轮(1)由不锈钢制作。

7.根据权利要求1所述的高压动态内齿轮流量计，其特征是：保持架(5)和小齿轮(2)用轻质合金制作。

8.根据权利要求1所述的高压动态内齿轮流量计，其特征是：内齿轮(1)和小齿轮(2)的齿廓曲线是渐开线齿廓，或是圆弧齿廓；齿形是直齿，或是斜齿。

9.根据权利要求1所述的高压动态内齿轮流量计，其特征是：利用装在保持架(5)上的磁铁(7)和装在前壳体(8)上的齿轮转速传感器(10)，测量保持架的转速，流量计的流量与保持架(5)的转速成正比，以获取该流量计的流量。

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