CN101750118A - 一种复合型叶轮式流量计 - Google Patents

Abstract

一种复合型叶轮式流量计，包括流量计壳体，壳体内设置有沿流体流入方向前后套接在一起且与壳体同轴线布置的导流管扩展组件、中心套管；中心套管内中部开设有容置转动叶轮的叶轮室，转动叶轮的叶轮轴沿壳体径向布置支撑在叶轮室内，叶轮轴中部装设有叶轮叶片；内装传感器的传感器支架外端固定穿置在壳体上、内端穿过对应侧的中心套管伸至叶轮室内，传感器的信号采集端正对叶轮叶片。在壳体内设有直接感应叶轮叶片的传感器并输出电信号，实现对流体的计量，避免信号传递受外界干扰；在中心套管前部套装用于扩展流量测量范围的导流管扩展组件，以达到平衡管道中介质流速；在保证计量精度的前提下，提高小流量灵敏度，减小大流量压损，扩大流量测量范围。

Description

一种复合型叶轮式流量计

技术领域

本发明涉及流量计，尤其是一种复合型叶轮式流量计，广泛应用于石油、化工、冶金等工业部门的流体流量计量和控制。

背景技术

目前同类流量计主要包括圆筒状的流量计壳体，壳体内部设置叶轮组件、感应器以及安装在叶轮组件上与感应器相配合的发讯感应元件。这种流量计的计量过程为：当流体进入流量计壳体之后，设置在壳体内部的叶轮组件的叶轮叶片受到流体的流动作用力而旋转，叶轮叶片同时带动发讯感应元件旋转，发讯感应元件将叶轮旋转频率信号输出至设置在流量计壳体之外的信号处理装置，该信号经过处理后并在显示装置上进行显示，以达到计量的目的。该类流量计在工作时，无论流体介质多少，均需全部作用在叶轮叶片上，当流体的流量大小有大范围变化，以及管道中存在焊渣、沙粒等杂质时，该类流量计的结构设置就难以保证计量的准确性及可靠性；因其固有的结构、在计量过程中存在着流量范围偏窄、可靠性差，对小流量灵敏度不足，大流量压损过大等缺点。

发明内容

本发明所要解决是现有叶轮式流量计的流体进入流量计壳体时都全部直接作用在转动叶轮上所带来的技术问题，提供一种复合型叶轮式流量计，流量计壳体中设置直接感应叶轮叶片的传感器，流量计壳体中设置导流机构，对进入壳体中的流体进行导流，无论流体流量大小，均不会影响计量结果，在同时提高小流量灵敏度，减少大流量压损，扩大测量范围条件下提高测量准确度。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种复合型叶轮式流量计，包括流量计壳体、设置在壳体内部的转动叶轮以及采集转动叶轮信号的传感器，其特征在于：所述壳体内设置有沿流体流入方向前后套接在一起且与壳体同轴线布置的导流管扩展组件、中心套管；导流管扩展组件固定套合在壳体内，中心套管的前端套接在导流管扩展组件中；中心套管内中部开设有容置转动叶轮的叶轮室，转动叶轮的叶轮轴沿壳体径向布置支撑在叶轮室内，叶轮轴中部装设有叶轮叶片；传感器固定在传感器支架中，传感器支架固定连设于壳体与中心套管之间且内端伸至叶轮室内，传感器的信号采集端正对叶轮叶片。

进一步，上述导流管扩展组件主要包括一导流套管，导流套管的外壁上对称开设一个以上导流槽，该导流套管的外径沿流体的流入方向逐渐增大，导流套管末端的外径与壳体内径对应设置，两者紧密贴合固定；所述中心套管的外径小于壳体内径，其前端紧密套接在导流套管中后部的中心安装孔中；中心套管前部的导流套管设有与中心套管中心孔相贯通的导流孔，该导流孔的内径介于中心套管外径与内径之间、且前端具有前大后小的喇叭状导流端口。

为了平衡管道中介质流速，所述的导流槽内部固定有弹性阻隔片，该阻隔片呈弧形，沿流体流入方向前端固定在导流槽内，后端为自由端且向壳体内壁方向弯曲，阻隔片的宽度与导流槽的宽度相同。当介质流经导流管时，根据介质流速的变化，阻隔片可起阻隔和放行的作用。

所述传感器支架与叶轮轴平行布置；所述壳体、中心套管上对应设有与传感器支架相配合的安装孔，传感器支架的内、外端分别紧密配合在对应的安装孔中，且传感器支架与壳体的安装孔之间的夹装有密封圈。

本发明所提供的这种复合型叶轮式流量计，结构简单、可靠性高，采用该结构有效提升测量过程中抗杂质的能力，在保证测量精度条件下；使流量计测量范围度提高了4-5倍；与现有流量计相比而言，大大提高了测量综合性能。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细地说明。

图1是本发明壳体的内部结构示意图。

图2是图1中的导流管扩展组件的放大示意图。

图3是图2的右视图。

图4是图3中拆除阻隔板后的导流套管的结构示意图。

图5是图1中的中心套管的放大示意图(包括转动叶轮)。

具体实施方式

参照图1至图5。一种复合型叶轮式流量计，包括流量计壳体1，壳体1内部设置有沿流体流入方向前后套接在一起的导流管扩展组件2、中心套管3，导流管扩展组件2、中心套管3与壳体1同轴线布置；中心套管3内中部开设有容置转动叶轮的叶轮室31，由叶轮轴41和装设在叶轮轴41上的叶轮叶片42构成的转动叶轮安装在叶轮室31中；传感器5固定在传感器支架6中，传感器支架6的外端固定穿置在壳体1壳壁上、内端穿过对应侧的中心套管3管壁伸至叶轮室31内，传感器5的信号采集端正对叶轮叶片42、信号输出端通过信号线51与装设于壳体外的流量计表头(图中未示出)相连接。

参照图2并结合图3、图4，导流管扩展组件2主要包括一导流套管21，导流套管21的外壁上对称开设多个导流槽22，该导流套管21的外径沿流体的流入方向逐渐增大，导流套管21末端的外径与壳体1内径对应设置，两者紧密贴合固定。从图中可以看出，导流套管21采用了近似锥形结构，根据需要，还可以采用其他结构，该导流套管21的形状并不局限于此。

参照图1。上述中心套管3的中部大、两端小，其最大外径小于壳体1内径；导流套管21的中后部开设有与中心套管3前端部相配合的中心安装孔，中心套管3的前端部紧密插接在导流套管21的中心安装孔内；中心套管3前部的导流套管21设有与中心套管中心孔相贯通的导流孔211，该导流孔211的内径介于中心套管3外径与内径之间。为确保进入壳体1内的流体顺畅进入导流套管21的导流孔211内，将导流孔211的前端口设计为前大后小的喇叭状导流口。

参照图1、图5。中心套管3的内中部开设有与中心套管中心孔相贯通的叶轮室31，该叶轮室31用于装置转动叶轮，供转动叶轮的叶轮叶片42自由转动。转动叶轮的叶轮轴41沿壳体1径向布置支撑在叶轮室31的两端面之间，叶轮叶片42装设在叶轮轴41的中部。叶轮叶片42的数量可根据实际需要确定，在此不作具体限定。

参照图1。传感器5安装在传感器支架6内，传感器支架6与叶轮轴41平行布置。壳体1、中心套管3上对应设有与传感器支架6相配合的径向安装孔11、32，传感器支架的外端穿置在安装孔11中、内端紧密配合在对应的安装孔32中，传感器支架6的外端与壳体1之间通过锁固螺母7固定，且传感器支架6与壳体安装孔11之间的夹装有密封圈8，该密封圈8夹设于锁固螺母7与壳体安装孔11的台阶面之间，起到液密封作用，防止进入壳体内的流体通过传感器支架6与壳体安装孔11之间渗出。安装后，传感器5的信号采集端正对叶轮叶片42、叶轮叶片42在流体作用力的作用之下绕叶轮轴41旋转，传感器5感应到叶轮叶片42的转动输出电信号，该电信号转换成数据显示在流量计的表头(图中未示出)上，完成对流体的计量。

参照图1至图4.为了平衡壳体1中介质的流速，导流套管21的每个导流槽22中对应固装有弹性材料制成的阻隔片23，该阻隔片23程弧形，沿流体流入方向前端固定在导流槽22内，后端为自由端且壳体1内壁方向弯曲，阻隔片23的宽度与导流槽22的宽度相同。当介质流经导流套管21时，因此，根据介质流速的变化，流量大小的不同，流体对阻隔片23的冲击力大小也会有所不同。当流量比较大时，对阻隔片23的冲击力就会很大，阻隔片23的自由端产生弹性变形，朝导流槽22的槽底方向靠近，导流槽22内形成流体流经的通道。当流量比较小时，在阻隔片23的弹性作用下，流体对阻隔片23的冲击力不足以使其发生变形，导流槽22出于闭合状态，没有流体能够从这里流经，小流量的流体经导流套管21的导流口211引入，通过导流套管、中心套管3进入叶轮室31后流出，确保流体充分作用在叶轮叶片42上。因此，阻隔片23根据流量的大小，可起到阻隔和放行的作用，进而提高了小流量测量的灵敏度和准确度。

参照图1。传感器5的信号采集端与叶轮叶片42对应部之间具有间距，通常情况下，该间隔的距离为1～10毫米，是传感器5能够感应到叶轮叶片42转动的有效距离。

结合图1至图5。本发明所提供的复合型叶轮式流量计在进行流量计量的时候，将壳体1安装在管道中，流体沿箭头所示方向流入，当流量较小时，在阻隔片23的阻隔作用下，导流套管21外壁上开设的导流槽22被阻断，流体全部进入导流套管21的导流孔211，再经中心套管3的中心过流孔直接均匀作用在叶轮室31内的叶轮叶片42上。当流量较大时，阻隔片23受到流体冲击力足以使其产生弹性变形，一部分流体从导流槽22中流过，避免流体对叶轮叶片42的作用力过大造成损害；另一部分流体进入导流套管21的导流孔211，同样经中心套管3的中心孔均匀作用在叶轮室31内的叶轮叶片42上。叶轮叶片42在流体作用力的作用之下绕叶轮轴41旋转，传感器5感应到叶轮叶片42的转动而发出信号后对其进行数据处理并将流量计的计量结果显示在显示器上，完成对流体的计量。

本发明在流量计中设置的导流扩展组件，在小流量状态下，阻隔片处于阻隔作用，介质通过导流管中腔，提高了采样信号的强度，灵敏度也随之提高；在大流量状态下，阻隔片发生弹性变形而处于放行作用，大大降低压损，使采样信号稳定性的实现，测量范围也随之扩大。这种流量计的适应性大大优于同类流量计。

综上所述，本发明所提供的复合型叶轮式流量计，结构简单、可靠性高，在壳体中设置导流套管，对进入壳体中的流体进行导流，扩大了测量的范围，提高测量准确度。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (4)

1.一种复合型叶轮式流量计，包括流量计壳体、设置在壳体内部的转动叶轮以及采集转动叶轮信号的传感器，其特征在于：所述壳体内设置有沿流体流入方向前后套接在一起且与壳体同轴线布置的导流管扩展组件、中心套管；导流管扩展组件固定套合在壳体内，中心套管的前端套接在导流管扩展组件中；中心套管内中部开设有容置转动叶轮的叶轮室，转动叶轮的叶轮轴沿壳体径向布置支撑在叶轮室内，叶轮轴中部装设有叶轮叶片；传感器固定在传感器支架中，传感器支架固定连设于壳体与中心套管之间且内端伸至叶轮室内，传感器的信号采集端正对叶轮叶片。

2.根据权利要求1所述的复合型叶轮式流量计，其特征在于：所述导流管扩展组件主要包括一导流套管，导流套管的外壁上对称开设多个导流槽，该导流套管的外径沿流体的流入方向逐渐增大，导流套管末端的外径与壳体内径对应设置，两者紧密贴合固定；所述中心套管的外径小于壳体内径，其前端紧密套接在导流套管中后部的中心安装孔中；中心套管前部的导流套管设有与中心套管中心孔相贯通的导流孔，该导流孔的内径介于中心套管外径与内径之间、且前端具有前大后小的喇叭状导流端口。

3.根据权利要求1所述的复合型叶轮式流量计，其特征在于：所述导流槽内部固定有弹性阻隔片，该阻隔片呈弧形，沿流体流入方向前端固定在导流槽内，后端为自由端且向壳体内壁方向弯曲，阻隔片的宽度与导流槽的宽度相同。

4.根据权利要求1所述的复合型叶轮式流量计，其特征在于：所述传感器支架与叶轮轴平行布置；所述壳体、中心套管上对应设有与传感器支架相配合的安装孔，传感器支架的内、外端分别紧密配合在对应的安装孔中，且传感器支架与壳体的安装孔之间的夹装有密封圈。

Images