CN103791969A - 一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表，主要由壳体，均设置在壳体内部的机芯与计数装置，以及带动计数装置对机芯转数进行累计的传动机构组成；在所述机芯上还设有曲柄连杆机构，其特征在于：在所述机芯上还分别设有温度转换装置与换向装置，所述换向装置还分别与温度转换装置以及传动机构相连接，所述温度转换装置还与曲柄连杆机构相连接。本发明不仅结构简单，而且成本低廉，其机芯上还分别设有温度转换装置与换向装置，从而可解决不同环境下机械膜式燃气表的气体温度转换问题，以减少使用环境温度对燃气表计量交易公平性所造成的影响，因此适合推广使用。

Description

一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表

技术领域

本发明涉及一种膜式燃气表，尤其涉及一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表。

背景技术

膜式燃气表是一种被广泛应用的燃气计量表，具有计量准确度较高、量程宽、性能稳定、工艺易于控制、性价比高等优点，但现有膜式燃气表的检定是在恒温20±2℃下完成的，规定的交易温度也是这个温度。而实际燃气表的工作环境温度是不断变化的，一定热值的燃气，压力不变时温度和体积成正比关系，因此燃气表在不同环境温度下显示的用气体积即使相同热值也不相同，造成了膜式燃气表用来计量交易的不公平性，正因为这一缺陷的存在。因此传统的机械膜式燃气表有逐渐被电子燃气表所取代的趋势，电子燃气表计量精确，通过压力传感器和温度传感器对相同热值在不同环境下的燃气的气体温度转换，能够满足日常所需的用气需求，但是电子燃气表的制造成本较高，因此对其普及造成一定阻碍。还有种解决方案是在普通膜式燃气表上加装热敏双金属片改变中心轮曲柄半径，从而达到通过温度变化改变燃气表回转体积，使燃气表计量实现气体温度转换的目的。但单独改变曲柄就改变了曲柄摇杆机构的原有特性，对计量精度造成了一定的影响。再者改变中心轮曲柄半径就改变了皮膜每次伸展的程度，在皮膜没有完全展开的情况下对燃气表的计量精度造成了严重的影响，特别是曲线开度加大，不可控。

由于燃气公司的入户气体压力是经过调压设备调压的，经过燃气表的压力趋于恒定，根据盖·吕萨克定律：V_t=V_T[1+a(t-T)]可知一定质量的气体，压力不变时温度和体积成正比关系。为实现燃气公司和用户的利益平等，有必要对现有结构的机械膜式燃气表作出改进，解决不同环境下机械膜式燃气表的气体温度转换问题，以减少使用环境温度对燃气表计量交易公平性所造成的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表，以期待在不借助任何电子设备的情况下解决上述不足。

发明的目的通过下述技术方案实现：

一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表，主要由壳体，均设置在壳体内部的机芯与计数装置，以及带动计数装置对机芯转数进行累计的传动机构组成；在所述机芯上还设有曲柄连杆机构，在所述机芯上还分别设有温度转换装置与换向装置，所述换向装置还分别与温度转换装置以及传动机构相连接，所述温度转换装置还与曲柄连杆机构相连接。

进一步的，所述机芯包括设有中心轴的膜盒、套在中心轴上并与膜盒固定连接的分配阀阀座、通过与中心轴相配合并能转动的轴套连接在膜盒上中心轮、固定连接在轴套上并与分配阀阀座相配合的分配阀阀盖，所述曲柄连杆机构则分别与膜盒以及中心轮相连接，所述温度转换装置则连接在中心轮上。

再进一步的，所述温度转换装置包括具有凸轮槽支柱以及滑槽的摆架、连接在滑槽中并能沿滑槽滑动的滑块、一端连接在摆架上另一端连接在滑块上的变形金属片，在所述中心轮上设有与凸轮槽支柱相配合的凸轮槽，所述凸轮槽支柱安装在凸轮槽中并能沿凸轮槽滑动；在所述膜盒上设有具有立柱的支架，所述摆架套接在立柱上并能转动；所述换向装置则通过滑动齿条连接在滑块上。

其中，所述变形金属片与摆架和/或滑块铰接。

更进一步的，在所述滑块上设有拨动轴，在所述滑动齿条上设有具有条形孔的条形块，所述拨动轴安装在条形孔中并能沿条形孔滑动。

同时，在所述膜盒上设有支架，所述换向装置包括安装在支架上并能转动的输出轴、分别固定在该输出轴上的棘爪A与棘爪B以及拨动架、套在输出轴上并位于棘爪A与与棘爪B之间且固定在支架上的过渡齿架，所述过渡齿架与输出轴间隙配合，所述传动机构则连接在拨动架上；在所述过渡齿架上设有能转动的过渡齿，在所述过渡齿架一侧设有与过渡齿相啮合并与棘爪A相配合的棘齿A，在所述过渡齿架另一侧设有过渡齿相啮合并与棘爪B相配合的棘齿B，在所述棘齿B上还设有与滑动齿条相啮合的圆柱齿；所述棘齿A与棘爪A卡合时棘齿B与棘爪B打滑，所述棘齿B与棘爪B卡合时棘齿A与棘爪A打滑。

为了满足需要，所述过渡齿设为两个，且该两个过渡齿相互对称。

在所述分配阀阀座上分别设有四个进排气口，在所述分配阀阀盖上则设有同时与分配阀阀座的其中两个进排气口一一对应相连通的一个进气口与一个排气口；所述膜盒内部设有两个计量室，在所述每个计量室中还设有将该计量室分隔为两个独立的计量腔体的皮膜，所述皮膜通过皮膜夹板与曲柄连杆机构相连接，且所述每个计量腔体分别与分配阀阀座的进排气口一一对应连通。

为了更好地实现本发明，所述曲柄连杆机构为两组，每组曲柄连杆机构包括依次连接的牵动臂、立轴、摇杆以及连杆，所述牵动臂还与皮膜夹板相连接，在所述中心轮上设有与连杆相连接的偏心柱。

为了确保效果，所述变形金属片由两种热膨胀系数不同的金属材料制成。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明不仅结构简单，而且成本低廉，其机芯上还分别设有温度转换装置与换向装置，从而可解决不同环境下机械膜式燃气表的气体温度转换问题，以减少使用环境温度对燃气表计量交易公平性所造成的影响。

（2）本发明的膜盒上设有与温度转换装置相连接的中心轮，该中心轮还与曲柄连杆机构相连接，在曲柄连杆机构的作用下可带动中心轮转动，该中心轮即可带动分配阀阀盖转动，同时还可带动温度转换装置运动。

（3）本发明的温度转换装置包括具有凸轮槽支柱的摆架，该摆架的凸轮槽支柱安装在中心轮上与凸轮槽支柱相配合的凸轮槽中，从而可通过中心轮的转动带动摆架做圆弧摆动；在摆架的滑槽中还连接有可滑动的滑块，变形金属片一端连接在摆架上、另一端连接在滑块上，则在温度发生变化时变形金属片的长度呈线性变化，从而可带动滑块在摆架的滑槽中滑动；换向装置还通过滑动齿条连接在滑块上，从而可通过滑动齿条将动力传递至换向装置。

（4）本发明的滑块上设有拨动轴，拨动轴到摆架旋转中心的距离即是摇臂的有效长度，在燃气使用环境温度发生变化时变形金属片的长度则将发生变化，从而可使滑块在摆架的滑槽中滑动，即可通过改变摇臂的实际臂长进而改变传动比，从而达到在不同环境温度下的气体温度转换的目的；在所述滑动齿条上设有具有条形孔的条形块，所述拨动轴安装在条形孔中并能沿条形孔滑动，从而可通过拨动轴与条形孔的作用将动力传递至滑动齿条，并可通过滑动齿条与换向装置的作用使运动正向输出，从而使计数装置能正确计数。

（5）本发明的换向装置包括输出轴，在输出轴上还分别设有棘爪A与棘爪B以及拨动架，在棘爪B上配合有棘齿B，在棘爪A上配合有棘齿A，棘齿A与棘齿B分别位于过渡齿架的两侧并同时与过渡齿啮合，从而可使该棘齿B与滑动齿条相啮合的，从而可使棘齿A与棘爪A卡合时棘齿B与棘爪B打滑，棘齿B与棘爪B卡合时棘齿A与棘爪A打滑，即可保证输出轴带动拨动架顺时针转动，即可使连接在拨动架上的将运动通过传动机构正向传递至计数装置，使计数装置正确计数。

（6）本发明的变形金属片由两种热膨胀系数不同的金属材料制成，从而可使变形金属片的长度随环境温度的变化呈线性变化，即可通过该变形金属片的长度准确反应环境温度的变化，该变形金属片可带动滑块在摆架的滑槽中滑动，即可通过改变摇臂的实际臂长进而改变传动比，从而达到在不同环境温度下的气体温度转换的目的。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明的膜盒的内部结构示意图。

图4为本发明的中心轮的结构示意图。

图5为本发明的温度转换装置是结构示意图。

图6为本发明的换向装置的结构示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1—膜盒，2—计量室，3—皮膜，4—分配阀阀座，5—分配阀阀盖，6—中心轮，6-1—凸轮槽，7—出气筒，8—皮膜夹板，9—轴套，10—凸轮槽支柱，11—摆架，11-1—滑槽，12—滑块，13—变形金属片，14—滑动齿条，15—支架，16—输出轴，17—棘爪A，18—棘齿A，19—过渡齿架，20—过渡齿，21—棘爪B，22—棘齿B，23—拨动架，24—牵动臂，25—立轴，26—摇杆，27—连杆，28—拨动轴，29—偏心柱,30—条形块，30-1—条形孔，31—立柱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：

实施例

如图1～6所示，本发明的燃气表，主要由壳体组成，在所述壳体内部设置有机芯以及记录燃气用量的计数装置。在所述计数装置上还连接有传动机构，所述传动机构带动计数装置对机芯转数进行累计，从而可记录燃气的用量。本发明的计数装置以及传动机构与现有的膜式燃气表上使用的计数装置以及传动机构的结构完全相同。

所述机芯包括膜盒1，所述膜盒1内部具有空腔，且在该膜盒1内部设有两个计量室2，如图3所示，在所述每个计量室2中还设有将该计量室2分隔为两个独立的计量腔体的皮膜3，且该皮膜3能转动。在所述膜盒1上还设有分配阀阀座4以及分配阀阀盖5，所述分配阀阀座4固定在膜盒1上，所述分配阀阀盖5与分配阀阀盖4相配合并位于分配阀阀座4的上方。在所述膜盒1上还设有中心轴，该中心轴固定贯穿分配阀阀座4以及分配阀阀盖5，且所述分配阀阀盖4与中心轴固定连接，所述分配阀阀盖5则能相对中心轴转动。

在所述分配阀阀座4上分别设有四个进排气口，而在膜盒1上还设有与每个计量腔体相连通的通孔，所述膜盒1上的通孔与分配阀阀座4上的进排气口一一对应连通，从而使计量腔体与分配阀阀座4上的进排气口一一对应连通。同时，在所述分配阀阀盖5上则设有与分配阀阀座4的进排气口相配合的一个进气口和一个排气口，所述分配阀阀盖5的进气口与分配阀阀座4的其中一个进排气口相连通时，该分配阀阀盖5的排气口则同时与分配阀阀座4的其中另一个进排气口相连通，从而可形成燃气通过分配阀阀盖5的进气口以及分配阀阀座4的进排气口进入一个计量室2的其中一个计量腔体中，再从该计量室2的另一个计量腔体中经过分配阀阀座4后通过分配阀阀盖5的排气口排出的通路。为了便于排出燃气，在所述壳体上还设有出气筒7。

本发明的皮膜3还通过皮膜夹板8与曲柄连杆机构相连接，在所述膜盒1上还设有中心轮6，所述曲柄连杆机构还与中心轮6相连接。为了便于连接，在所述中心轮6上设有与膜盒1的中心轴相配合的轴套9，如图4所示，所述中心轮6通过其轴套9与中心轴配合后连接在膜盒1上，所述轴套9与中心轴为间隙配合，即轴套9可相对中心轴转动。所述分配阀阀盖5则固定在轴套9上，即分配阀阀盖5可转动。

使用时，当燃气通过计量室2时，产生流体通道的沿程和局部压力损失，使膜式燃气表进出口产生压差，推动膜式燃气表的皮膜3在计量室内2运动。两个计量室2的皮膜3通过曲柄连杆机构中心轮6转动，从而带动分配阀阀盖5在分配阀阀座4上转动，协调配气，使得每一计量室2内的两个计量腔体每转先后吸入和排出一个满腔体积的气体，实现机芯的自动运行。

为了便于将曲柄连杆机构连接在中心轮6上，在所述中心轮6上还设有偏心柱29，所述曲柄连杆结构则连接在偏心柱29上。所述曲柄连杆机构为两组，每组曲柄连杆机构与皮膜3一一对应连接，所述每组曲柄连杆机构包括依次连接的牵动臂24、立轴25、摇杆26以及连杆27，如图1所示。所述牵动臂24与立轴25竖立设置，所述牵动臂24的上端与立轴25的下端连接，该牵动臂24的下端则安装在皮膜夹板8上。所述摇杆26与连杆27则水平设置，所述摇杆26一端连接在立轴25的上端，该摇杆26的另一端则与连杆27相连接。所述连杆27两端具有通孔，该连杆27一端的通孔与摇杆26相配，该连杆27另一端的通孔则与偏心柱29相配合，所述连杆27通过其通孔与摇杆26以及偏心柱29配合后分别与摇杆26以及偏心柱29相连接。

解决不同环境下机械膜式燃气表的气体温度转换问题，以减少使用环境温度对燃气表计量交易公平性所造成的影响，在所述中心轮6上还设有温度转换装置以及换向装置。所述温度转换装置包括摆架11，如图5所示，在所述摆架11上分别设有凸轮槽支柱10以及滑槽11-1。在所述中心轮6上设有与凸轮槽支柱10相配合的凸轮槽6-1，如图4所示，所述摆架11则通过凸轮槽支柱10与凸轮槽6-1配合或安装在中心轮6上。中心轮6转动时，在凸轮槽支柱10与凸轮槽6-1的作用下可使摆架11做圆弧摆动。在所述膜盒1上还设有具有立柱31的支架15，所述支架15固定在膜盒1上。在所述摆架11上则设有与立柱31相配合的通孔，所述摆架11通过其通孔与立柱31配合后连接在支架15上，如图2所示，且所述摆架11的通孔与立柱31为间隙配合，即摆架11可相对立柱31转动。

在所述摆架11上还设有滑块12，所述滑块12与滑槽11-1相配合并安装在滑槽11-1中，且该滑块12能沿滑槽11-1滑动。在所述摆架11上还设有变形金属片13，所述变形金属片13由两种膨胀系数不同的金属材料制作而成，即在不同环境温度下，所述变形金属片13的长度呈线性变化。所述变形金属片13一端连接在摆架11上，该变形金属片13的另一端则连接在滑块12上，当环境的变化引起变形金属片13发生变形并使该变形金属13的长度变化时，该变形金属片13带动滑块12在摆架11的滑槽11-1中滑动。本实施例中的变形金属片13分别与摆架11以及滑块12铰接，所述变形金属片13也可以通过其他的方式与摆架11和滑块12相连接。

为了便于与换向装置相连接，在所述滑块12上还设有滑动齿条14，如图5所示。在所述滑动齿条14上设有具有条形孔30-1的条形块30，同时，在所述滑块12上则设有与条形孔30-1相配合的拨动轴28，所述拨动轴28安装在条形孔30-1中并能沿条形孔30-1滑动。所述换向装置包括安装在支架15上并能转动的输出轴16、分别固定在该输出轴16上的棘爪A17与棘爪B21以及拨动架23，所述传动机构则连接在拨动架23上。在所述输出轴16上还套有过渡齿架19，该过渡齿架19与输出轴16之间为间隙配合，且该过渡齿架19固定在支架15上，所述过渡齿架19位于棘爪A17与棘爪B21之间。在所述过渡齿架19上设有能转动的过渡齿20，本实施例中的过渡齿20设为两个，如图6所示，且所述两个过渡齿20分别位于过渡齿架19的两侧并相互对称。

在所述过渡齿架19一侧设有与过渡齿20相啮合的棘齿A18，所述棘齿A18还与棘爪A17相配合。所述棘齿A18与过渡齿20相啮合的齿为端面齿，该端面齿倾斜设置，且该端面齿朝顺时针方向倾斜。在所述过渡齿架19另一侧则设有与棘爪B21相配合的棘齿B21相配合的棘齿B22，所述棘齿B22也与过渡齿20相啮合。所述棘齿B22与过渡齿20相啮合的齿也为端面齿，该端面齿也倾斜设置，且该端面齿也是朝顺时针方向倾斜。同时，在所述棘齿B22上还设有与齿条14相啮合的圆柱齿，如图6所示。

本发明的中心轮6的旋转运动通过温度转换装置、换向装置、传动机构带动机计数装置对机芯转数进行累计，机芯每旋转一周排出的四个满计量腔体体积是燃气表的回转体积，每台膜式燃气表的回转体积是一个相对固定的参数。在不同工作环境下，每一回转体积燃气的热值与标准状态下同体积燃气热值是不相同的，因此，在不同工作环境温度下膜式燃气表的计量存在与相同气体在标准环境下气体体积不等的情况。要使膜式燃气表在不同计量温度下的计数器读数与相同气体在标准环境下的气体体积相同，就必须使燃气表从机芯传动输出到计数器字轮转动之间的传动比随环境温度的不同而连续的改变，即温升时传动比变大、温降时传动比减小。根据膜式燃气表内部运转特点要改变传动比只能通过曲柄摇杆机构使中心轮6的旋转运动变为摆架11的圆弧摆动，再通过滑块12使摆架11的圆弧摆动转变为滑动齿条14的直线往复运动，然后通过齿轮齿条结合行星轮机构即本发明的换向装置使滑动齿条14的直线往复运动变为输出轴16的不间断单向转动。只要通过改变摇臂的实际臂长就能改变传动比。从而达到在不同环境温度下的气体温度转换的目的。滑块12的拨动轴28到摆架11的旋转中心的距离就是摇臂有效臂长。

当滑动齿条14向右滑动时带动棘齿B22顺时针旋转，此时棘齿B22和棘爪B21卡合，棘爪B21在棘齿B的带动下顺时针转动，棘爪B同时带动输出轴16顺时针转动，输出轴16则带动棘爪A17和拨动架23顺时针转动。过渡齿20同时与棘齿B22以及棘齿A18啮合，因此在过渡齿20的作用下棘齿A18逆时针转动，此时棘爪A17在顺时针转动，所以棘齿A和棘爪A打滑。

当滑动齿条14向左滑动时带动棘齿B22逆时针旋转，且过渡齿20同时与棘齿B22和棘齿A18啮合，因此带动棘齿A18顺时针转动。此时棘齿A18和棘爪A17卡合，因此同时带动输出轴16顺时针转动，输出轴16则带动棘爪B21和拨动架23顺时针转动，此时棘齿B22在逆时针针转动，所以棘齿B22和棘爪B21打滑。即所述棘齿A18与棘爪A17卡合时棘齿B22与棘爪B21打滑，所述棘齿B22与棘爪B21卡合时棘齿A18与棘爪A17打滑。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表，主要由壳体，均设置在壳体内部的机芯与计数装置，以及带动计数装置对机芯转数进行累计的传动机构组成；在所述机芯上还设有曲柄连杆机构，其特征在于：在所述机芯上还分别设有温度转换装置与换向装置，所述换向装置还分别与温度转换装置以及传动机构相连接，所述温度转换装置还与曲柄连杆机构相连接。

2.按照权利要求1所述的一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表，其特征在于：所述机芯包括设有中心轴的膜盒（1）、套在中心轴上并与膜盒（1）固定连接的分配阀阀座（4）、通过与中心轴相配合并能转动的轴套（9）连接在膜盒（1）上中心轮（6）、固定连接在轴套（9）上并与分配阀阀座（4）相配合的分配阀阀盖（5），所述曲柄连杆机构则分别与膜盒（1）以及中心轮（6）相连接，所述温度转换装置则连接在中心轮（6）上。

3.按照权利要求2所述的一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表，其特征在于：所述温度转换装置包括具有凸轮槽支柱（10）以及滑槽（11-1）的摆架（11）、连接在滑槽（11-1）中并能沿滑槽（11-1）滑动的滑块（12）、一端连接在摆架（11）上另一端连接在滑块（12）上的变形金属片（13），在所述中心轮（6）上设有与凸轮槽支柱（10）相配合的凸轮槽（6-1），所述凸轮槽支柱（10）安装在凸轮槽（6-1）中并能沿凸轮槽（6-1）滑动；在所述膜盒（1）上设有具有立柱（31）的支架（15），所述摆架（11）套接在立柱（31）上并能转动；所述换向装置则通过滑动齿条（14）连接在滑块（12）上。

4.按照权利要求3所述的一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表，其特征在于：所述变形金属片（13）与摆架（11）和/或滑块（12）铰接。

5.按照权利要求3或4所述的一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表，其特征在于：在所述滑块（12）上设有拨动轴（28），在所述滑动齿条（14）上设有具有条形孔（30-1）的条形块（30），所述拨动轴（28）安装在条形孔（30-1）中并能沿条形孔（30-1）滑动。

6.按照权利要求5所述的一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表，其特征在于：所述换向装置包括安装在支架（15）上并能转动的输出轴（16）、分别固定在该输出轴（16）上的棘爪A（17）与棘爪B（21）以及拨动架（23）、套在输出轴（16）上并位于棘爪A与（17）与棘爪B（21）之间且固定在支架（15）上的过渡齿架（19），所述过渡齿架（19）与输出轴（16）间隙配合，所述传动机构则连接在拨动架（23）上；在所述过渡齿架（19）上设有能转动的过渡齿（20），在所述过渡齿架（19）一侧设有与过渡齿（20）相啮合并与棘爪A（17）相配合的棘齿A（18），在所述过渡齿架（19）另一侧设有过渡齿（20）相啮合并与棘爪B（21）相配合的棘齿B（22），在所述棘齿B（22）上还设有与滑动齿条（14）相啮合的圆柱齿；所述棘齿A（18）与棘爪A（17）卡合时棘齿B（22）与棘爪B（21）打滑，所述棘齿B（22）与棘爪B（21）卡合时棘齿A（18）与棘爪A（17）打滑。

7.按照权利要求6所述的一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表，其特征在于：所述过渡齿（20）设为两个，且该两个过渡齿（20）相互对称。

8.按照权利要求6或7所述的一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表，其特征在于：在所述分配阀阀座（4）上分别设有四个进排气口，在所述分配阀阀盖（5）上则设有同时与分配阀阀座（4）的其中两个进排气口一一对应相连通的一个进气口与一个排气口；所述膜盒（1）内部设有两个计量室（2），在所述每个计量室（2）中还设有将该计量室（2）分隔为两个独立的计量腔体的皮膜（3），所述皮膜（3）通过皮膜夹板（8）与曲柄连杆机构相连接，且所述每个计量腔体分别与分配阀阀座（4）的进排气口一一对应连通。

9.按照权利要求8所述的一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表，其特征在于：所述曲柄连杆机构为两组，每组曲柄连杆机构包括依次连接的牵动臂（24）、立轴（25）、摇杆（26）以及连杆（27），所述牵动臂（24）还与皮膜夹板（8）相连接，在所述中心轮（6）上还设有与连杆（27）相连接的偏心柱（29）。

10.按照权利要求3所述的一种内置机械式气体温度装换装置的燃气表，其特征在于：所述变形金属片（13）由两种热膨胀系数不同的金属材料制成。

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