CN105387893A - 一种涡轮流量计的叶轮结构及其涡轮流量计 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡轮流量计的叶轮结构及其涡轮流量计，该涡轮流量计的叶轮结构包括轴承和叶轮，叶轮设置在轴承上，叶轮上等间距设置有多个叶片，多个叶片分别包括组成一定角度的前叶片和后叶片。本发明提供的涡轮流量计的叶轮结构，由于前叶片与后叶片对接处的凸起方向与叶轮的旋转方向一致，因此，对被测流体的物性黏度的影响较小，从而可以在较高黏度条件下使用，拓展了涡轮流量计的测量范围。在轴向介质力的作用下，该叶轮结构产生旋转的转动力矩较小，相同流速时叶轮转速较慢，其产生的流速畸变和叶轮引起旋转流也较小，从而安装时需要的上、下游直管段长度更小，且转动不平衡的离心力小、摩擦阻力低，因而提高了流量计轴承的使用寿命。

Description

一种涡轮流量计的叶轮结构及其涡轮流量计

技术领域

本发明涉及流量计技术领域，尤其涉及一种涡轮流量计的叶轮结构及其涡轮流量计。

背景技术

涡轮流量计是速度式仪表，如图1、图2所示，当介质进入流量计时，在流体的作用下，由于涡轮叶片A与流体流向成一定角度，此时涡轮产生转动力矩，在涡轮克服阻力矩和摩擦力力矩后开始转动，当诸力矩达到平衡时，转速稳定，涡轮转动角速度与流量成线性关系，通过旋转的信号轮5上的磁体周期性地改变传感器磁阻，从而信号检测探头6感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号，该信号经前置放大器放大、整形后输送给流量计算仪进行处理，从而直接显示体积流量和体积总量。

由于涡轮流量计具有很高的精确度、重复性也很好、尤其结构很简单、测量范围也很宽、压力损失都很小、维修方便。被广泛应用在石油、化工、冶金、城市燃气管网、航空、科研等领域中各种气体和液体流量的测量，尤其在城市燃气计量、输配管道计量以及燃气调压站计量中得到广泛的应用。

但是涡轮流量计在广泛使用的同时，由于存在以下几方面的缺点，而影响了涡轮流量计的发展：

1)涡轮流量计的精度受被测流体的物性(密度、黏度)的影响较大，只适用于测量基本清洁的、低黏度的液体或气体，如气体流量计易受密度的影响，液体流量计易受黏度的影响，均会影响流量计的测量精度，对测量介质要求高；

2)对于高黏度的液体，或会有悬浮物的液体、气体，高流速时可动部件(含叶轮)转速大，极易造成轴承磨损或卡住等问题，从而限制了涡轮流量计的使用范围；

3)流体的流速畸变和叶轮旋转产生的旋转流，对流量计影响较大，因此安装时需加长流量计的上、下游直管段长度，从而限制了流量计的安装；

4)DN50mm以下的小口径流量计，受流量特性、制造精度因素影响较大，小口径流量计的测量量程普遍较小，可测量下限流速大(流量下限高)；

5)对轴承和转动件的精度要求极高，且运转时对摩擦力要求极小，对转动件的平衡要求极高，从而导致加工制造成本高，精度难以保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡轮流量计的叶轮结构及其涡轮流量计，用以解决现有技术中涡轮流量计的使用范围受到限制的问题。

本发明的第一个方面是提供一种涡轮流量计的叶轮结构，包括轴承和叶轮，叶轮设置在轴承上，叶轮上等间距设置有多个叶片，多个叶片分别包括组成一定角度的前叶片和后叶片。

进一步的，前叶片与后叶片的同基准圆柱面上螺旋线长度之比小于1。

进一步的，后叶片与前叶片的同基准圆柱面上螺旋线长度之比小于1。

进一步的，前叶片与后叶片之间的夹角为20°～120°。

进一步的，前叶片与后叶片螺旋升角为0°～160°或-160°～0°。

进一步的，前叶片与后叶片为一体成型。

进一步的，前叶片与后叶片之间的夹角为圆弧角。

进一步的，述前叶片与后叶片为分体成型。

进一步的，前叶片与后叶片之间的夹角为尖角。

本发明的另一个方面是提供一种涡轮流量计，包括如上所述的涡轮流量计的叶轮结构。

采用上述本发明技术方案的有益效果是：由于前叶片与后叶片对接处的凸起方向与叶轮的旋转方向一致，因此，对被测流体的物性黏度的影响较小，从而可以在较高黏度条件下使用，拓展了涡轮流量计的测量范围，可以提高DN50mm以下的小口径流量计的测量量程。在轴向介质力的作用下，该叶轮结构产生旋转的转动力矩较小，相同流速时叶轮转速较慢，其产生的流速畸变和叶轮引起旋转流也较小，从而安装时需要的上、下游直管段长度更小，且转动不平衡的离心力小、摩擦阻力低，因而提高了流量计轴承的使用寿命，降低了轴承和转动件的精度要求。

附图说明

图1为现有技术中涡轮流量计的结构示意图；

图2为图1中叶轮的结构示意图；

图3为本发明涡轮流量计的叶轮结构的一种示意图；

图4为本发明涡轮流量计的叶轮结构的另一种示意图；

图5为本发明涡轮流量计的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、轴承，2、叶轮，3、前叶片，4、后叶片，5、信号轮，6、信号检测探头，A、涡轮叶片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明公开了一种涡轮流量计的叶轮结构，如图3、图4所示，该叶轮结构包括轴承1和叶轮2，其中，叶轮2设置在轴承1上，叶轮2上等间距设置有多个叶片，多个叶片分别包括组成一定角度的前叶片3和后叶片4。

具体的，前叶片3可以比后叶片4稍短，即前叶片3与后叶片4的同基准圆柱面上螺旋线长度之比小于1；或者，前叶片3可以比后叶片4稍长，即后叶片4与前叶片3的同基准圆柱面上螺旋线长度之比小于1。

在本发明实施例中，前叶片3与后叶片4可以是一体成型也可以是分体成型(直接对接)，当其一体成型时，前叶片3与后叶片4之间连接过渡圆弧，从而其夹角为圆弧角；当其直接对接时，则对接的前叶片3与后叶片4之间形成的夹角为尖角。具体的，前叶片3与后叶片4之间的夹角可以在20°～120°之间，可以是如图3所示的角度朝上的形式，也可以是如图4所示的角度朝下的形式；另外，前叶片3与后叶片4螺旋升角为0°～160°或-160°～0°。

本发明还公开了一种涡轮流量计，如图5所示，该涡轮流量计包括如图3或图4所示的叶轮结构，在其轴承1的端部设置有信号轮5以及信号检测探头6。

由于在涡轮流量计中采用了本发明提供的叶轮结构，由于前叶片与后叶片对接处的凸起方向与叶轮的旋转方向一致，因此，对被测流体的物性黏度的影响较小，从而可以在较高黏度条件下使用，拓展了涡轮流量计的测量范围，可以提高DN50mm以下的小口径流量计的测量量程。在轴向介质力的作用下，该叶轮结构产生旋转的转动力矩较小，在相同流速时叶轮转速较慢，其产生的流速畸变和叶轮引起旋转流也较小，从而安装时需要的上、下游直管段长度更小，且转动不平衡的离心力小、摩擦阻力低，因而提高了流量计轴承的使用寿命，降低了轴承和转动件的精度要求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种涡轮流量计的叶轮结构，其特征在于，包括轴承和叶轮，所述叶轮设置在所述轴承上，所述叶轮上等间距设置有多个叶片，所述多个叶片分别包括组成一定角度的前叶片和后叶片。

2.根据权利要求1所述的一种涡轮流量计的叶轮结构，其特征在于，所述前叶片与后叶片的同基准圆柱面上螺旋线长度之比小于1。

3.根据权利要求1所述的一种涡轮流量计的叶轮结构，其特征在于，所述后叶片与前叶片的同基准圆柱面上螺旋线长度之比小于1。

4.根据权利要求2或3所述的一种涡轮流量计的叶轮结构，其特征在于，所述前叶片与后叶片之间的夹角为20°～120°。

5.根据权利要求2或3所述的一种涡轮流量计的叶轮结构，其特征在于，所述前叶片与后叶片螺旋升角为0°～160°或-160°～0°。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种涡轮流量计的叶轮结构，其特征在于，所述前叶片与后叶片为一体成型。

7.根据权利要求6所述的一种涡轮流量计的叶轮结构，其特征在于，所述前叶片与后叶片之间的夹角为圆弧角。

8.根据权利要求1～5任一项所述的一种涡轮流量计的叶轮结构，其特征在于，所述前叶片与后叶片为分体成型。

9.根据权利要求8所述的一种涡轮流量计的叶轮结构，其特征在于，所述前叶片与后叶片之间的夹角为尖角。

10.一种涡轮流量计，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的涡轮流量计的叶轮结构。