CN101608937B - 一种低脉动复合齿轮式齿轮流量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低脉动复合齿轮式齿轮流量计，由2个轴分别支承由(6)(7)(8)齿轮组成的复合齿轮与由(17)(16)(15)组成的复合齿轮，复合齿轮可由2到4个轴向安装且周向错位的齿轮组成。以下以由三个齿轮组成的复合齿轮为例，加以说明。当被测流体由流量计的进油口，进入流量计的进油腔，推动相互啮合的齿轮转动，油液被带到齿轮的出油腔后，经流量计的出油口排出，将被测液体的流量信号转换为轴1的转速信号，再通过安装在轴1上的角度编码器将转速信号变为电信号，来确定被测系统的动态流量。相互啮合的齿轮和轴1、轴2可采用轻质耐磨材料，转动惯量小；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，流量品质得到明显的改善，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测的动态流量，具有测量范围大、精度、高可靠性好等优点，可广泛应用于航天、军工、化工、煤矿、冶金等行业的高压液压系统的流量测量。

Description

一种低脉动复合齿轮式齿轮流量计

技术领域

一种低脉动复合齿轮式齿轮流量计，适用于以矿物油、乳化液或水为工作介质的系统，是一种能可靠测量高压液压系统流量的流量计，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，通过简介测量流量的方法，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少数仪表之一，在实验室它能得到极高的精确度，但是在使用现场，一旦条件变化，一切全都白费。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，很难真正的用于液压系统的动态流量的测量。

发明内容

为了克服以上发明的不足，本发明的目的在于提供一种结构更加简单的低脉动复合齿轮式齿轮流量计。

本发明是在发明者多年对齿轮流量计研究的基础上，设计了一种能够在高压液压系统中测量其动态流量的低脉动复合齿轮式齿轮流量计，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低脉动复合齿轮式流量计的空白。如经过合理的选择齿轮的参数，让由(6)(7)(8)齿轮轴向安装、周向相互错位组成的复合齿轮与由(17)(16)(15)组成的空转复合齿轮相啮合，以实现流量错位叠加，其流量脉动只有原来的1/9，流量脉动低于1.5％。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：低脉动复合齿轮式齿轮流量计由前盖板、后盖板、支承轴、三对轴向安装且周向相互错位的复合齿轮、缸体等组成。由2个轴分别支承相互啮合的复合齿轮，每个复合齿轮所含错位齿轮的个数一般为2-4个不等，角度编码器与轴连接。低脉动复合齿轮式齿轮流量计的结构，如说明书附图1所示；由2个轴分别支承的三对齿轮两两啮合，三对在轴向安装的齿轮，在周向错位，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后，被测液体由进油口进入进油腔，推动三对两两啮合的齿轮转动，并带动轴旋转，油液再经由流量计的出油口排出，将被测液体的流量信号转换为轴的转速信号，再通过与轴相连的角度编码器，测量出轴的转速，将转速信号变为电信号，传给单片机或计算机，经过运算处理后，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，具有的有益效果是：

1.由于本发明属于复合齿轮式流量计，由(6)(7)(8)齿轮轴向安装、周向相互错位组成的复合齿轮与由(17)(16)(15)组成的空转复合齿轮相啮合，实现低流量脉动，其流量脉动可低于1.5％，流量品质得到明显改善。

2.由于三对齿轮和转轴可采用轻质合金，转动部件的转动惯量明显减小，可用于液压系统动态流量的测量。

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、流量脉动小、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是本发明的实体外形图。

图3是本发明的复合齿轮错位原理图。

图4是本发明的复合齿轮啮合原理图

图中1.单片机+LCD显示，2.角度编码器，3.轴1、4.螺栓组件，5、9、13、19浮动轴套，6、7、8、15、16、17、齿轮，10、11、20、21、23密封圈，12.后盖板，14.轴2，18.缸体，22.前盖板。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示，由(6)(7)(8)齿轮组成的复合齿轮与由(17)(16)(15)组成的复合齿轮相啮合，其中，由(6)(7)(8)三个齿轮组成的复合齿轮沿轴向顺序安装，且在圆周方向分别顺时针错位1/3个齿，而由(17)(16)(15)组成的复合齿轮沿轴向顺序安装，且在圆周方向分别逆时针错位1/3个齿。由(6)(7)(8)齿轮组成的复合齿轮和由(17)(16)(15)组成的复合齿轮，分别由轴1(3)和轴2(14)支承。后盖板(12)、前盖板(22)、缸体(18)轴套(5)、(19)、由(6)(7)(8)齿轮组成的复合齿轮、由(17)(16)(15)组成的复合齿轮、轴套(9)(13)构成一个进油腔和一个出油腔，缸体(18)上布置有进油口、出油口。后盖板(12)、前盖板(22)、缸体(18)通过螺栓组件连接，轴1(3)上接有角度编码器，前盖板(22)和缸体(18)间用密封圈(20)密封，后盖板(12)和缸体(18)间用密封圈(21)密封，轴1(3)和前盖板(22)之间用密封圈(23)密封。

该发明工作时，被测压力液体从进油口进入进油腔，推动由(由(6)(7)(8)齿轮组成的复合齿轮与由(17)(16)(15)组成的复合齿轮转动，带动轴1(3)旋转，液体通过出油腔排出。将被测液体的流量信号转换为轴1(3)的转速信号，再通过与轴1(3)相连的角度编码器(2)，测量出轴1(3)的转速，将转速信号变为电信号，传给单片机+LCD显示(1)或将信号输入到计算机，由计算机进一步处理。

该发明由于采用了由(6)(7)(8)齿轮组成的复合齿轮与由(17)(16)(15)组成的复合齿轮，既可显著降低其流量脉动，又避免了单对齿轮啮合时产生的冲击和噪声，其流量脉动可低于1.5％。

Claims (8)

1.一种低脉动复合齿轮式齿轮流量计，其特征是：由第一齿轮(6)、第二齿轮(7)和第三齿轮(8)轴向安装，周向错位，组成的第一复合齿轮与由第四齿轮(15)、第五齿轮(16)和第六齿轮(17)组成的空转复合齿轮，分别由第一轴(3)和第二轴(14)支承；后盖板(12)、前盖板(22)、缸体(18)与第一轴套(5)、第二轴套(9)、第三轴套(13)和第四轴套(19)和第一齿轮(6)、第二齿轮(7)、第三齿轮(8)、第四齿轮(15)、第五齿轮(16)和第六齿轮(17)构成一个进油腔和一个出油腔，缸体(18)上布置有进、出油口；后盖板(12)、前盖板(22)、缸体(18)通过螺栓组件连接，第一轴(3)上接有角度编码器。

2.根据权利要求1所述的一种低脉动复合齿轮式齿轮流量计，其特征是：由第一齿轮(6)、第二齿轮(7)和第三齿轮(8)组成的第一复合齿轮用键与第一轴(3)联结，由第四齿轮(15)、第五齿轮(16)和第六齿轮(17)组成的空转复合齿轮通过滑动轴承与第二轴(14)相连，形成空转齿轮。

3.根据权利要求1所述的一种低脉动复合齿轮式齿轮流量计，其特征是：第四齿轮(15)、第五齿轮(16)和第六齿轮(17)、第四齿轮(15)、第五齿轮(16)和第六齿轮(17)的结构为对称的齿轮结构，并且结构参数相同。

4.根据权利要求1所述的一种低脉动复合齿轮式齿轮流量计，其特征是：由第四齿轮(15)、第五齿轮(16)和第六齿轮(17)组成的第一复合齿轮与由第四齿轮(15)、第五齿轮(16)和第六齿轮(17)组成的空转复合齿轮采用轻质合金或复合材料制作。

5.根据权利要求1所述的一种低脉动复合齿轮式齿轮流量计，其特征是：第四齿轮(15)、第五齿轮(16)和第六齿轮(17)、第四齿轮(15)、第五齿轮(16)和第六齿轮(17)的齿廓曲线是渐开线齿廓，也是圆弧齿廓；齿形是直齿，也是斜齿。

6.根据权利要求1所述的一种低脉动复合齿轮式齿轮流量计，其特征是：由第四齿轮(15)、第五齿轮(16)和第六齿轮(17)组成的第一复合齿轮与由第四齿轮(15)、第五齿轮(16)和第六齿轮(17)组成的空转复合齿轮由单个齿轮错位组装而成，或由单个齿轮采用特种焊接技术焊接而成。

7.根据权利要求1所述的一种低脉动复合齿轮式齿轮流量计，其特征是：利用和第一轴(3)相连的角度编码器(2)，来测量第一轴(3)的转速，利用流量计的流量与第一轴(3)的转速成正比的原理，获取该流量计的流量；通过角度编码器(2)获得的信号通过单片机和LCD显示，或通过A/D转换后，送入计算机。

8.根据权利要求1所述的一种低脉动复合齿轮式齿轮流量计，其特征是：后盖板(12)、前盖板(22)、缸体(18)用不锈钢或铸铁制作。

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