CN104048717A - 一种双转子流量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双转子流量计，第一转子和第二转子均设置有摆线齿，第一转子的摆线齿和第二转子的摆线齿的设置方式相同。第一转子的第一外摆线为第二转子的第一外摆线的起始点的运动轨迹；第一转子的第二外摆线为第二转子的第三外摆线的终点的运动轨迹；第二转子的第三外摆线为第一转子的第二外摆线的终点的运动轨迹；第二转子的第一外摆线为第一转子的第一外摆线的起始点的运动轨迹；第二转子的第二外摆线为第一转子的第三外摆线的终点的运动轨迹；第二转子的第三外摆线为第一转子的第二外摆线的终点的运动轨迹。如此，可以降低转子之间的磨损，提高双转子流量计的精确度。

Description

一种双转子流量计

技术领域

本发明涉及流体测量技术领域，特别是涉及一种双转子流量计。

背景技术

双转子流量计是一种容积式流量计，在测量的过程中，转子的转数与流体累积流量具有一定的比例关系，根据转子的转数即可计算出流体的流量。

现有的一种双转子流量计内部设置有一对渐开线啮合的转子，转子的轴线与计量室的轴线相垂直设置(即双转子流量计为径向延伸设置)，体积较大。双转子流量计还设置有信号输出机构，如此可以将转子的转数通过信号的形式输出，然后计量计根据信号可以计算出输出的流体流量。

但是，由于转子表面设置的啮合齿的线形为渐开线线形，在使用过程中，两个转子之间的啮合属于齿面与齿面之间的接触，接触面较大，在转动过程中，两个转子之间即发生相对滑动，又会发生相对滚动，导致转子之间会发生磨损现象。转子的磨损会降低转子之间的啮合程度，进而会降低流量的测量精度。

因此，如何降低转子之间的磨损是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种双转子流量计，可以降低转子之间的磨损，提高双转子流量计的精确度。

本发明提供了一种双转子流量计，包括壳体，所述壳体内部设置有包括流体入口和流体出口的计量仓，还包括置于所述计量仓内部的第一转子和第二转子，所述第一转子和所述第二转子均设置有摆线齿，且所述第一转子的摆线齿和所述第二转子的摆线齿的设置方式相同；

所述摆线齿的齿内侧线形包括第一外摆线和第二外摆线，所述摆线齿的齿外侧线形为第三外摆线，所述摆线齿的齿根线形为齿根圆弧线，所述摆线齿的齿顶线形为齿顶圆弧线；所述第一外摆线的终止点与所述第二外摆线的起始点通过所述齿根圆弧线相连接；所述第一外摆线的起始点与所述第三外摆线的终止点通过所述齿顶圆弧线相连接；所述第二外摆线的终止点与所述第三外摆线的起始点之间的连线所形成的圆弧线为滚动圆弧线；

所述第一转子的第一外摆线为所述第二转子的第一外摆线的起始点的运动轨迹；所述第一转子的第二外摆线为所述第二转子的第三外摆线的终点的运动轨迹；所述第二转子的第三外摆线为所述第一转子的第二外摆线的终点的运动轨迹；所述第二转子的第一外摆线为所述第一转子的第一外摆线的起始点的运动轨迹；所述第二转子的第二外摆线为所述第一转子的第三外摆线的终点的运动轨迹；所述第二转子的第三外摆线为所述第一转子的第二外摆线的终点的运动轨迹；

其中：

所述第一外摆线的计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}x=2R_0\cos (t-\frac{\mathrm{\α}}{2})-R\cos (2t-\frac{\mathrm{\α}}{2})\\ y=2R_0\sin (t-\frac{\mathrm{\α}}{2})-R\sin (2t-\frac{\mathrm{\α}}{2})\\ t=[0,{\cos }^{-1}\left(\frac{R_0}{R}\right)]\end{array}\right.$

所述第二外摆线的计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}x=2R_0\cos (t-\frac{\mathrm{\α}}{2})-R\cos (2t-\frac{\mathrm{\α}}{2})\\ y=2R_0\sin (t-\frac{\mathrm{\α}}{2})-R\sin (2t-\frac{\mathrm{\α}}{2})\\ t=[0,{\cos }^{-1}\left(\frac{R_0}{R}\right)]\end{array}\right.$

所述第三外摆线的计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}x=2R_0\cos (t-\frac{3\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})-R\cos (2t-\frac{3\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})\\ y=R\sin (2t-\frac{\mathrm{\α}}{2})-2R_0\sin (2t-\frac{3\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})\\ \mathrm{\β}={\cos }^{-1}\left(\frac{5R_0^2-R^2}{2R_0^2}\right)-{\cos }^{-1}\left(\frac{3R_0^2+R^2}{2R_{0}R}\right)\\ t=[0,{\cos }^{-1}\left(\frac{5R_0^2-R^2}{2R_0^2}\right)\end{array}\right.$

上述公式中，所述第一转子的X轴所在直线与所述第二转子的X轴所在直线位于同一直线且所述第一转子的X轴的方向为所述第一转子的径向延伸方向，所述第二转子的X轴的方向为所述第二转子的径向延伸方向；所述第一转子的Y轴与所述第一转子的X轴相垂直且所述第一转子的X轴与所述第一转子的Y轴的交点为所述第一转子的轴心；所述第二转子的Y轴与所述第二转子的X轴相垂直且所述第二转子的X轴与所述第二转子的Y轴的交点为所述第二转子的轴心；R₀为所述滚动圆弧线的半径长度，R为所述齿顶圆弧线的半径长度；α为所述齿顶圆弧线的弧度。

优选地，所述第一转子与所述第二转子之间的中心距为2R₀；所述第一转子的总长L与所述第一转子的摆线齿导程之间的计算关系为：L＝2T，且所述第二转子的总长与所述第一转子的总长相等，所述第二转子的摆线齿导程与所述第一转子的摆线齿导程相等。

优选地，所述齿顶圆弧的弧度与所述齿底圆弧的弧度相等，所述齿底圆弧的半径为r，r＝2R₀-R。

优选地，所述计量仓与所述壳体相分离设置，且所述计量仓的外表面与所述壳体的内表面之间存在间隙。

优选地，还设置有第一平面合金轴承、第二平面合金轴承、第一球面合金轴承和第二球面合金轴承，其中所述第一平面合金轴承与所述第一转子的转动轴相固定连接，所述第一球面合金轴承与所述计量仓的端盖相固定连接，所述第一球面合金轴承与所述第一平面合金轴承相对转动且两者为点接触；所述第二平面合金轴承与所述第二转子的转动轴相固定连接，所述第二球面合金轴承与所述计量仓的端盖相固定连接，所述第二球面合金轴承与所述第二平面合金轴承相对转动且两者为点接触。

优选地，所述第一转子的滚动轴承和所述第二转子的滚动轴承均为深沟球轴承。

优选地，还包括导向机构，所述导向机构为两个相互啮合的螺旋齿轮，两个所述螺旋齿轮设置于所述壳体的入口端，且两个所述螺旋齿轮分别与所述第一转子的转动轴和所述第二转子的转动相连接；其中一个螺旋齿轮镶嵌有磁钢，所述磁钢用于与信号感应器相配合。

优选地，所述螺旋齿轮开设有通孔，所述通孔与所述计量仓的入口相连通。

优选地，所述第一转子的轴线和所述第二转子的轴线水平设置，且所述第一转子的轴线与所述第二转子的轴线均与所述双转子流量计的轴线相平行设置。

本发明所提供的一种双转子流量计，第一转子的摆线齿和第二转子的摆线齿的设置方式相同，且第一转子的第一外摆线为第二转子的第一外摆线的起始点的运动轨迹；第一转子的第二外摆线为第二转子的第三外摆线的终点的运动轨迹；第二转子的第三外摆线为第一转子的第二外摆线的终点的运动轨迹；第二转子的第一外摆线为第一转子的第一外摆线的起始点的运动轨迹；第二转子的第二外摆线为第一转子的第三外摆线的终点的运动轨迹；第二转子的第三外摆线为第一转子的第二外摆线的终点的运动轨迹；如此可以保证第一转子的摆线齿与第二转子的摆线齿之间保持相互啮合的关系。在实际使用过程中，液体经由流体入口进入计量仓，在液体的推动作用下，第一转子和第二转子转动，在第一转子和第二转子转动过程中，第一转子的第一外摆线的起始点沿着第二转子的第一外摆线转动，第一转子的第二外摆线的终止点沿着第二转子的第三外摆线转动，第一转子的第三外摆线的终止点沿着第二转子的第二外摆线转动，同理，第二转子的转动方式与第一转子的转动方式相同。与现有技术中采用渐开线啮合转子相比，采用本具体实施方式中所提供的转子，由于转子与转子之间在转动过程中的接触为点和面之间的接触，减小了转子之间的接触面积，因此可以降低在转动过程中转子之间的磨损程度；同时，由于第一转子和第二转子在转动过程中，第一转子和第二转子之间只是发生相对滑动，因此可以进一步降低两个转子之间的磨损程度，可以提高双转子流量计的精确度。

附图说明

图1为本发明所提供的一种具体实施方式中双转子流量计的结构示意图；

图2为图1所示第一转子和第二转子相组合后的横截面放大后的结构示意图；

图3为图1所示第一转子的局部结构放大后的结构示意图；

图4为本发明所提供的一种具体实施方式中螺旋齿轮的结构示意图；

图5为图4所示螺旋齿轮的横截面的结构示意图；

其中，图1至图5中：

壳体1、计量仓2、第一转子3、第一转子的转动轴3a、第二转子4、第二转子的转动轴4a、摆线齿5、计量仓的端盖6、第一球面合金轴承7、第一平面合金轴承8、螺旋齿轮9、磁钢10、通孔11、信号传感器12。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种双转子流量计，可以降低转子之间的磨损，提高双转子流量计的精确度。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本发明所提供的一种具体实施方式中双转子流量计的结构示意图，图2为图1所示第一转子和第二转子相组合后的横截面放大后的结构示意图，图3为图1所示第一转子的局部结构放大后的结构示意图，图4为本发明所提供的一种具体实施方式中螺旋齿轮的结构示意图，图5为图4所示螺旋齿轮的横截面的结构示意图。

在本具体实施方式中，双转子流量计包括壳体1，壳体1内部设置有包括流体入口和流体出口的计量仓2，还包括置于计量仓2内部的第一转子3和第二转子4，第一转子3和第二转子4均设置有摆线齿5，摆线齿5的齿内侧线形包括第一外摆线和第二外摆线，摆线齿5的齿外侧线形为第三外摆线，摆线齿5的齿根线形为齿根圆弧线，摆线齿5的齿顶线形为齿顶圆弧线。

如图2所示，第一转子3的第一外摆线起始点为a点，终止点为b点；第一转子3的第二外摆线的起始点为c点，终止点为d；第一转子3的第三外摆线的起始点为e点，终止点为f点；第一转子3的齿根圆弧线的起始点为b点，终止点为c点；第一转子3的齿顶圆弧线的起始点为a点，终止点为f点；第一转子3的第二外摆线的终止点d与第一转子3的第三外摆线的起始点e之间为所形成的空间为第二转子4的转动空间，两点之间连线所形成的圆弧线即为滚动圆弧线。同理，第二转子4的第一外摆线的起始点为a′点，终止点为b′点；第二转子4的第二外摆线的起始点为c点，终止点为d；第二转子4的第三外摆线的起始点为e′点，终止点为f′点；第二转子4的齿根圆弧线的起始点为b′点，终止点为c′点；第二转子4的齿顶圆弧线的起始点为a′点，终止点为f′点；第二转子4的第二外摆线的终止点d′与第二转子4的第三外摆线的起始点e′之间为所形成的空间为第一转子3的转动空间，两点之间连线所形成的圆弧线即为滚动圆弧线。

如此，第一外摆线的起始点与齿顶圆弧线的起始点相重合，第一外摆线的终点与齿根圆弧线的起始点相重合，第二外摆线的起始点与齿根圆弧线的终点相重合，第三外摆线的终点与齿顶圆弧线的终点相重合即第一外摆线的终止点与第二外摆线的起始点通过齿根圆弧线相连接，第一外摆线的起始点与第三外摆线的终止点通过齿顶圆弧线相连接；第二长幅外摆线的终点与第三外摆线的终点之间连线所形成的圆弧为滚动圆弧即第二外摆线所形成的齿状结构与第三外摆线所形成的齿状结构之间为滚动槽。

第一转子3的摆线齿和第二转子4的摆线齿的设置方式相同，且第一转子3的第一外摆线为第二转子4的第一外摆线的起始点的运动轨迹；第一转子3的第二外摆线为第二转子4的第三外摆线的终点的运动轨迹；第二转子4的第三外摆线为第一转子3的第二外摆线的终点的运动轨迹；第二转子4的第一外摆线为第一转子3的第一外摆线的起始点的运动轨迹；第二转子4的第二外摆线为第一转子3的第三外摆线的终点的运动轨迹；第二转子4的第三外摆线为第一转子3的第二外摆线的终点的运动轨迹；如此可以保证第一转子3的摆线齿与第二转子4的摆线齿之间保持相互啮合的关系。

其中：

第一外摆线的计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}x=2R_0\cos (t-\frac{\mathrm{\α}}{2})-R\cos (2t-\frac{\mathrm{\α}}{2})\\ y=2R_0\sin (t-\frac{\mathrm{\α}}{2})-R\sin (2t-\frac{\mathrm{\α}}{2})\\ t=[0,{\cos }^{-1}\left(\frac{R_0}{R}\right)]\end{array}\right.$

第二外摆线的计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}x=2R_0\cos (t-\frac{\mathrm{\α}}{2})-R\cos (2t-\frac{\mathrm{\α}}{2})\\ y=2R_0\sin (t-\frac{\mathrm{\α}}{2})-R\sin (2t-\frac{\mathrm{\α}}{2})\\ t=[0,{\cos }^{-1}\left(\frac{R_0}{R}\right)]\end{array}\right.$

第三外摆线的计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}x=2R_0\cos (t-\frac{3\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})-R\cos (2t-\frac{3\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})\\ y=R\sin (2t-\frac{\mathrm{\α}}{2})-2R_0\sin (2t-\frac{3\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})\\ \mathrm{\β}={\cos }^{-1}\left(\frac{5R_0^2-R^2}{2R_0^2}\right)-{\cos }^{-1}\left(\frac{3R_0^2+R^2}{2R_{0}R}\right)\\ t=[0,{\cos }^{-1}\left(\frac{5R_0^2-R^2}{2R_0^2}\right)\end{array}\right.$

上述公式中，第一转子3的X轴和第一转子3的Y轴相互垂直且第一转子3的X轴与第一转子3的Y轴的交点即原点O为第一转子3的轴心，第一转子3的X轴的延伸方向和第一转子3的Y轴的延伸方向均沿着第一转子3的径向延伸；第二转子4的X′轴所在直线与第一转子3的X轴所在直线为于同一直线，第二转子4的Y′轴与第二转子4的X′轴相垂直且第二转子4的X′轴与第二转子4的Y′轴的交点即原点O′为第二转子4的轴心，第二转子4的X′轴所在方向和第二转子4的Y′轴所在方向均为第二转子4的径向延伸方向；R₀为第一转子3的滚动圆弧线的半径长度，R为第一转子3的齿顶圆弧线的半径长度；α为第一转子3的齿顶圆弧线的弧度；R₀′为第二转子4的滚动圆弧线的半径长度，R′为第二转子4的齿顶圆弧线的半径长度；α′为第二转子4齿顶圆弧线的弧度，其中R₀＝R₀′，R＝R′，α＝α′。

摆线齿5是上述第一外摆线、第二外摆线、第三外摆线、齿根圆弧线以及齿顶圆弧线所围成的线形沿着转子的轴向延伸且摆线齿5的线形同时沿着转子的径向分布，最终形成如图1所示的摆线齿。在实际使用过程中，计量仓2、第一转子3和第二转子4共同形成封闭的计量单元，液体经由流体入口进入计量仓2，在液体的推动作用下，第一转子3和第二转子4转动，第一转子3和第二转子4每转两圈排出一个计量单元的液体。在第一转子3和第二转子4转动过程中，第一转子3的第一外摆线的起始点沿着第二转子4的第一外摆线转动，第一转子3的第二外摆线的终止点沿着第二转子4的第三外摆线转动，第一转子3的第三外摆线的终止点沿着第二转子4的第二外摆线转动，同理，第二转子4的转动方式与第一转子3的转动方式相同。与现有技术中采用渐开线啮合转子相比，采用本具体实施方式中所提供的转子，由于转子与转子之间在转动过程中的接触为点和面之间的接触，减小了转子之间的接触面积，因此可以降低在转动过程中转子之间的磨损程度；同时，由于第一转子3和第二转子4在转动过程中，第一转子3和第二转子4之间只是发生相对滑动，因此可以进一步降低两个转子之间的磨损程度，可以提高双转子流量计的精确度。

需要说明的是，在本具体实施方式中，第一转子3的摆线齿和第二转子4的摆线齿的设置方式相同，摆线齿的安装方向相反，因此，为了便于描述对两个转子进行了再命名，其中一个转子为第一转子，则另一个转子即为第二转子。同时对第一转子的摆线齿的线形端点和第二转子的摆线齿的线形的端点同样进行了区分。

还需要说明的是，在本具体实施方式中，图2所示截面示意图是将图1中双转子的横截面示意图，即垂直于第一转子的轴向方向的截面，摆线齿5是沿着转子的周向分布并沿着转子的轴向进行螺旋延伸的。

再进一步的方案中，为了保证两个转子的摆线齿之间相互啮合的稳固性和紧密性，在本具体实施方式中，第一转子3和第二转子4之间的转矩为2R₀(或2R₀′)，同时第一转子3的总长L与第一转子3的摆线齿导程T之间的计算关系为：L＝2T，且第二转子4的总长与第一转子3的总长相等，第二转子4的摆线齿导程与第一转子3的摆线齿导程相等。如此可以保证第一转子3的摆线齿和第二转子4的摆线齿相互啮合且第一转子3的摆线齿和第二转子4的摆线齿之间只发生相对滑动。

需要说明的是，在本具体实施方式中，第一转子3的尺寸和第二转子4的尺寸是相同的，且第一转子3和第二转子4的端部是相平齐设置的。

此外，为了进一步保证两个转子的相互啮合，第一转子3的齿顶圆弧线的弧度与第一转子3的齿根圆弧线的弧度相同，第二转子4的齿顶圆弧线的弧度与第二转子4的齿根圆弧线的弧度相同，且第一转子3的齿顶圆弧线的弧度与第二转子4的齿顶圆弧线的弧度相同。进一步地第一转子3的齿根圆弧线的半径为r，r＝2R₀-R；第二转子4的齿根圆弧线的半径为r′，r′＝2R₀′-R′。

在上文中主要对第一转子和第二转子的设置方式进行了描述，在下文中将对其他部件的设置方式进行描述。

在本具体实施方式中，计量仓2与壳体1相分离设置即计量仓2与壳体1为相互独立的两个装置(现有技术中，计量仓和壳体为一体式设置)，计量仓2的周向外表面与壳体1的周向内表面相平行设置且两者之间存在间隙。将计量仓2与壳体1相分离设置，流体将充满计量仓2和壳体1之间的间隙内，当流体流入计量仓2内部，计量仓2的外表面受到来自间隙内的流体的作用力，计量仓2的内表面会受到来自流入计量仓2内部的流体的作用力，计量仓2的外表面所受到的作用力会与计量仓2的内表面所受到的作用力相抵，如此可以避免由于流体波动而致使计量仓2内发生压力应变，进而可以提高计量的稳定性。

需要说明的是，在本具体实施方式中，当流体进入壳体1后，一部分流体会经由流体入口进入计量仓2，另一部流体会填充至计量仓2与壳体1之间的间隙，如此可以保证计量仓2的内侧和外侧所承受的压力是相一致的，从而可以避免计量仓2因流体压力波动而产生压力应变。

此外，在本具体实施方式中，第一转子3的滚动轴承和第二转子4的滚动轴承均采用深沟球轴承，如此，可以保证转子作高速周向运动。当然，也不排除根据实际生产的需要采用其他形式的滚动轴承。

由于流体会对滚动轴承施加轴向的作用力，因此，还设置有第一平面合金轴承8、第二平面合金轴承、第一球面合金轴承7和第二球面合金轴承，其中第一平面合金轴承8与第一转子3的转动轴3a相固定连接，第一球面合金轴承7与计量仓的端盖6(具体是指与第一转子的转动轴相连接的端盖)相固定连接，第一球面合金轴承7与第一平面合金轴承8相对转动且两者为点接触，请参考图3；第二平面合金轴承与第二转子的转动轴4a相固定连接，第二球面合金轴承与计量仓的端盖(具体是指与第二转子的转动轴相连接的端盖)相固定连接，第二球面合金轴承与第二平面合金轴承相对转动且两者为点接触。如此设置可以将转子在转动过程中所承受的轴向力传递给平面合金轴承和球面合金轴承，使转子的轴承只承受周向作用力，如此可以减小转子的滚动轴承所承受的轴向力，进而可以提高滚动轴承的使用寿命。

需要说明的是，在本具体实施方式中，为了便于描述，将平面合金轴承和球面合金轴承进行了再次命名，与第一转子3相连接的平面合金轴承和与该平面合金轴承相配的球面合金轴承为第一平面合金轴承8和第一球面合金轴承7；另一组与第二转子相连接则为第二平面合金轴承和第二球面合金轴承。

在进一步的方案中，还包括导向机构，导向机构为两个相互啮合的螺旋齿轮9，这两个螺旋齿轮9分别与第一转子的转动轴3a和第二转子的转动轴4a相连接，其中一个螺旋齿轮9镶嵌有磁钢10，磁钢10用于与信号传感器12相配合。如此，在使用过程中，由于两个螺旋齿轮9处于相互啮合的状态，且两个螺旋齿轮9在转动过程中可以进行平稳运转，如此可以避免第一转子3和第二转子4之间发生非必要的摩擦，进而可以降低第一转子3和第二转子4之间的磨损情况，可以提高计量精度。

同时，磁钢10与信号传感器12相配合使用，当磁钢10与信号传感器12处于相对的位置时，信号传感器12会接收到磁钢10所发出的信号，信号传感器12会将接收到的信号传输至计量计；当随着螺旋齿轮9转动时，磁钢10会偏离信号传感器12，此时信号传感器12不会接收到信号。由于螺旋齿轮9的转数是与第一转子3的转数和第二转子4的转数是相等的，因此通过计算计量计接收信号的间隔以及次数可以计算得到流体的流量，进而可以保证计量的准确性。

在更进一步的方案中，为了便于流体的流通，螺旋齿轮9均匀的开设有多个通孔11，通孔11均与计量仓2的流体入口相连通。如此，通过在螺旋齿轮9开设多个通孔11，可以增大流体的流通面积，保证流体顺利进入计量仓2；同时，流体在进入计量仓2时直接先与螺旋齿轮9相接触，螺旋齿轮9会先承担流体所施加的轴向作用力，进而可以降低流体对第一转子3和第二转子4所施加的轴向作用力，从而可以进一步提高第一转子3和第二转子4的使用寿命。

此外，为了减小双转子流量计的体积，在本具体实施方式中，在使用过程中，第一转子3的轴线和第二转子4的轴线水平设置，且第一转子3的轴线与第二转子4的轴线均与双转子流量计的轴线相平行设置。如此，可以保证第一转子3轴向延伸方向和第二转子4的轴向延伸方向是与双转子流量计的轴向延伸方向相一致的，与现有技术中采用径向延伸设置方式相比，可以保证第一转子3的轴向长度与双转子流量计的轴向长度(双转子流量计的轴向具体是指双转子流量计的所安装的相关流体管道的轴向)相一致，进而当转子的直径相同时，本具体实施方式中所提供的双转子流量计的排量大于径向延伸设置的双转子流量计，因此当排量相同时，本具体实施方式中双转子流量计的体积小，进而可以减小双转子流量计的体积。

以上对本发明所提供的一种双转子流量计进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种双转子流量计，包括壳体，所述壳体内部设置有包括流体入口和流体出口的计量仓，还包括置于所述计量仓内部的第一转子和第二转子，其特征在于，所述第一转子和所述第二转子均设置有摆线齿，且所述第一转子的摆线齿和所述第二转子的摆线齿的设置方式相同；

所述摆线齿的齿内侧线形包括第一外摆线和第二外摆线，所述摆线齿的齿外侧线形为第三外摆线，所述摆线齿的齿根线形为齿根圆弧线，所述摆线齿的齿顶线形为齿顶圆弧线；所述第一外摆线的终止点与所述第二外摆线的起始点通过所述齿根圆弧线相连接；所述第一外摆线的起始点与所述第三外摆线的终止点通过所述齿顶圆弧线相连接；所述第二外摆线的终止点与所述第三外摆线的起始点之间的连线所形成的圆弧线为滚动圆弧线；

所述第一转子的第一外摆线为所述第二转子的第一外摆线的起始点的运动轨迹；所述第一转子的第二外摆线为所述第二转子的第三外摆线的终点的运动轨迹；所述第二转子的第三外摆线为所述第一转子的第二外摆线的终点的运动轨迹；所述第二转子的第一外摆线为所述第一转子的第一外摆线的起始点的运动轨迹；所述第二转子的第二外摆线为所述第一转子的第三外摆线的终点的运动轨迹；所述第二转子的第三外摆线为所述第一转子的第二外摆线的终点的运动轨迹；

其中：

所述第一外摆线的计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}x=2R_0\cos (t-\frac{\mathrm{\α}}{2})-R\cos (2t-\frac{\mathrm{\α}}{2})\\ y=2R_0\sin (t-\frac{\mathrm{\α}}{2})-R\sin (2t-\frac{\mathrm{\α}}{2})\\ t=[0,{\cos }^{-1}\left(\frac{R_0}{R}\right)]\end{array}\right.$

所述第二外摆线的计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}x=2R_0\cos (t-\frac{\mathrm{\α}}{2})-R\cos (2t-\frac{\mathrm{\α}}{2})\\ y=2R_0\sin (t-\frac{\mathrm{\α}}{2})-R\sin (2t-\frac{\mathrm{\α}}{2})\\ t=[0,{\cos }^{-1}\left(\frac{R_0}{R}\right)]\end{array}\right.$

所述第三外摆线的计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}x=2R_0\cos (t-\frac{3\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})-R\cos (2t-\frac{3\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})\\ y=R\sin (2t-\frac{\mathrm{\α}}{2})-2R_0\sin (2t-\frac{3\mathrm{\α}}{2}-\mathrm{\β})\\ \mathrm{\β}={\cos }^{-1}\left(\frac{5R_0^2-R^2}{2R_0^2}\right)-{\cos }^{-1}\left(\frac{3R_0^2+R^2}{2R_{0}R}\right)\\ t=[0,{\cos }^{-1}\left(\frac{5R_0^2-R^2}{2R_0^2}\right)\end{array}\right.$

上述公式中，所述第一转子的X轴所在直线与所述第二转子的X轴所在直线位于同一直线且所述第一转子的X轴的方向为所述第一转子的径向延伸方向，所述第二转子的X轴的方向为所述第二转子的径向延伸方向；所述第一转子的Y轴与所述第一转子的X轴相垂直且所述第一转子的X轴与所述第一转子的Y轴的交点为所述第一转子的轴心；所述第二转子的Y轴与所述第二转子的X轴相垂直且所述第二转子的X轴与所述第二转子的Y轴的交点为所述第二转子的轴心；R₀为所述滚动圆弧线的半径长度，R为所述齿顶圆弧线的半径长度；α为所述齿顶圆弧线的弧度。

2.根据权利要求1所述的双转子流量计，其特征在于，所述第一转子与所述第二转子之间的中心距为2R₀；所述第一转子的总长L与所述第一转子的摆线齿导程之间的计算关系为：L＝2T，且所述第二转子的总长与所述第一转子的总长相等，所述第二转子的摆线齿导程与所述第一转子的摆线齿导程相等。

3.根据权利要求2所述的双转子流量计，其特征在于，所述齿顶圆弧的弧度与所述齿底圆弧的弧度相等，所述齿底圆弧的半径为r，r＝2R₀-R。

4.根据权利要求2所述的双转子流量计，其特征在于，所述计量仓与所述壳体相分离设置，且所述计量仓的外表面与所述壳体的内表面之间存在间隙。

5.根据权利要求1至4任一项所述的双转子流量计，其特征在于，还设置有第一平面合金轴承、第二平面合金轴承、第一球面合金轴承和第二球面合金轴承，其中所述第一平面合金轴承与所述第一转子的转动轴相固定连接，所述第一球面合金轴承与所述计量仓的端盖相固定连接，所述第一球面合金轴承与所述第一平面合金轴承相对转动且两者为点接触；所述第二平面合金轴承与所述第二转子的转动轴相固定连接，所述第二球面合金轴承与所述计量仓的端盖相固定连接，所述第二球面合金轴承与所述第二平面合金轴承相对转动且两者为点接触。

6.根据权利要求5所述的双转子流量计，其特征在于，所述第一转子的滚动轴承和所述第二转子的滚动轴承均为深沟球轴承。

7.根据权利要求6所述的双转子流量计，其特征在于，还包括导向机构，所述导向机构为两个相互啮合的螺旋齿轮，两个所述螺旋齿轮设置于所述壳体的入口端，且两个所述螺旋齿轮分别与所述第一转子的转动轴和所述第二转子的转动相连接；其中一个螺旋齿轮镶嵌有磁钢，所述磁钢用于与信号感应器相配合。

8.根据权利要求7所述的双转子流量计，其特征在于，所述螺旋齿轮开设有通孔，所述通孔与所述计量仓的入口相连通。

9.根据权利要求6至8任一项所述的双转子流量计，其特征在于，所述第一转子的轴线和所述第二转子的轴线水平设置，且所述第一转子的轴线与所述第二转子的轴线均与所述双转子流量计的轴线相平行设置。