CN106248155A - 低温涡轮流量计 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低温涡轮流量计，包括壳体和依次安装在轴上的前导流架、叶轮和后导流架，所述前导流架包括前导流架中心壳体和前导流架导流叶片；所述前导流架中心壳体和轴的一端连接；所述前导流架导流叶片和壳体活动连接；所述叶轮包括叶轮壳体和叶片，轴上安装有一对轴承，叶轮壳体安装在轴承上；所述后导流架包括后导流架中心壳体和后导流架导流叶片；所述后导流架中心壳体和轴的另一端连接；所述后导流架导流叶片与壳体固连。本发明转动惯量小，低温介质对转动部件的影响较小。

Description

低温涡轮流量计
技术领域
本发明属于流量测量领域，涉及一种低温涡轮流量计。
背景技术
涡轮流量计是一种通用的管道流体流量测量元件，广泛应用于低温、常温的气体、液体流量测量。由于金属材料在低温下会发生形变，低温介质会导致涡轮流量计内部转动部件非正常旋转，甚至结构破坏，故应用于低温介质流量测量的涡轮流量计必须采用特殊结构，在保障测量精度的同时，减小低温形变对结构稳定性的影响。
发明内容
本发明的技术解决问题是提供一种低温涡轮流量计，其能够适应低温环境，在低温环境结构相对稳定。
本发明的技术解决方案是提供一种低温涡轮流量计，包括壳体和依次安装在轴上的前导流架、叶轮和后导流架，其特别之处在于：
上述前导流架包括前导流架中心壳体和前导流架导流叶片；上述前导流架中心壳体和轴的一端连接；上述前导流架导流叶片和壳体活动连接；
上述叶轮包括叶轮壳体和叶片，叶轮壳体套装在轴上，轴上安装有一对轴承，叶轮壳体安装在轴承上；
上述后导流架包括后导流架中心壳体和后导流架导流叶片；上述后导流架中心壳体和轴的另一端连接；上述后导流架导流叶片与壳体固连。
上述结构由于不是轴而是轴承转动，减轻了叶轮等旋转部件的转动惯量。
上述前导流架中心壳体通过螺栓和轴连接；上述后导流架中心壳体通过螺栓和轴连接。
上述前导流架的中心壳体上设置有导向槽；前导流架的叶片插入壳体的导向槽内；上述叶片和导向槽之间有轴向间隙，保证在低温环境下轴向收缩不产生应力集中。
上述叶轮壳体和轴承之间也预留有轴向间隙；前导流架中心壳体和叶轮壳体之间有间隙。
为了减轻叶轮等旋转部件的转动惯量的同时减少流量计的整体质量，上述叶轮壳体为薄壁中空结构，叶轮壳体分为前壳体、中心壳体和后壳体，中心壳体套装在轴上，中心壳体的两端和轴承连接；前壳体和后壳体为中空锥形结构，前壳体和后壳体的底部相互焊接，前壳体和后壳体的锥部分别和中心壳体的两端焊接。
上述叶轮叶片的材料为导磁材料，叶轮壳体为不锈钢材料，为了避免异种材料的焊接，同时提供足够的连接强度，上述叶轮叶片通过螺纹周向均匀布置在后壳体上。
为了减小流动阻力，上述前导流架的中心壳体为中空椎体结构，锥体锥部为光滑的圆弧面，保证了过流面积均匀变化，中心壳体上设置有六个导流叶片，起到支撑、导向作用。
为了保证腔体内外冷却均匀，上述前导流架中心壳体、叶轮壳体及后导流架中心壳体等腔体结构的壁面上设置有冷却孔，低温介质能够从该冷却孔进入腔体，防止低温形变导致结构破坏。
本发明的有益效果是：
1、本发明转动惯量小，低温介质对转动部件的影响较小；
2、本发明在转动部件之间及前导流架和壳体的接触处预留有轴向间隙，在低温状态下，允许各部件向后导流架收缩，释放热应力，同时其他方向依然保持有效约束，叶轮平稳旋转；
3、本发明叶轮壳体为中空结构，减小流量计的质量，进一步减小转动惯量；
4、本发明各腔体结构设置有冷却孔，保证腔体内外冷却均匀，防止低温形变。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为前导流架和壳体的安装示意图；
图3为本发明剖视图。
图中附图标记为：1-壳体，2-前导流架，21-前导流架中心壳体，22-前导流架导流叶片，3-轴，4-轴承，5-电磁感应装置，6-后导流架，61-后导流架中心壳体，62-后导流架导流叶片，7-锁紧螺栓，8-叶轮前壳体，9-叶轮，10-叶轮后壳体，11-叶轮中心壳体，12-导向槽，131-第一间隙，132-第二间隙；133-第三间隙；134-第四间隙，141-第一冷却孔，142-第二冷却孔，143-第三冷却孔，144-第四冷却孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步的描述。
如图1所示，本发明包括壳体1、前导流架2、叶轮9和后导流架6，前导流架2、叶轮9和后导流架6位于壳体1内部；叶轮9套装在轴3上，前导流架中心壳体21通过螺栓和轴的一端连接，轴的另一端通过螺栓和后导流架中心壳体61连接，叶轮9与轴的接触处设置有轴承，轴为前、后两个轴承提供有效支撑。后导流架导流叶片62与壳体焊接，保障了足够的连接强度与刚度；前导流架导流叶片22插入壳体的导向槽内(见图2)，如图2所示，导流叶片和导向槽预留轴向第一间隙131，保证轴向收缩不产生应力集中。如图3所示，同时，叶轮壳体与轴承之间也预留了轴向第二间隙132，叶轮与轴承间隙配合，前导流架和叶轮壳体之间留有第三间隙133，后导流架和叶轮壳体之间留有第四间隙134。以上结构的设计保证了常温条件下，轴向各部件连接紧固，低温状态下，允许各部件向后导流架收缩，释放热应力，同时其他方向依然保持有效约束，叶轮平稳旋转。
前导流架2为活动导流架，其中心壳体为空心的圆锥体，锥部为光滑的弧面，保证过流面积均匀变化，流动阻力小，在中心壳体上安装六个叶片，起到支撑、导向作用。
为了减轻叶轮等旋转部件的转动惯量，同时减少流量计的整体质量，叶轮壳体为薄壁中空结构，包括叶轮前壳体8、叶轮中心壳体11和叶轮后壳体10，叶轮中心壳体11套装在轴3上，叶轮中心壳体11的两端与设置在轴3上的轴承连接，叶轮前壳体8的一端和叶轮后壳体10的一端焊接，另一端分别和叶轮中心壳体11的两端焊接。
叶轮叶片设置在叶轮后壳体10上，叶轮叶片为导磁材料(2Cr13)，旋转过程会激励电磁感应装置发出脉冲信号，由于该导磁材料低温条件下易脆，为提高叶轮组件的结构强度，叶轮前壳体、中心壳体和后壳体均为不锈钢材质，叶轮叶片通过螺纹与后壳体连接，避免了异种材料的焊接，同时提供足够的连接强度。叶轮后壳体连接有叶轮叶片的部位为一环形结构(圆筒状)，叶片周向布置均匀，叶顶与壳体间隙为1mm。
在前导流架中心壳体的侧面、叶轮前后壳体、叶轮中心壳体及后导流架中心壳体的侧面等腔体结构的壁面均预留了冷却孔(见图3中第一冷却孔141、第二冷却孔142、第三冷却孔143和第四冷却孔144)，保证低温介质能够进入，加快冷却速度，保证腔体内外冷却均匀，有效防止低温形变导致的结构破坏。
整个流量计内部结构无盲腔，防止低温介质气化引起盲腔压力升高，导致结构破坏。

Claims (10)

1.一种低温涡轮流量计，包括壳体和依次安装在轴上的前导流架、叶轮和后导流架，其特征在于：
所述前导流架包括前导流架中心壳体和前导流架导流叶片；所述前导流架中心壳体和轴的一端连接；所述前导流架导流叶片和壳体活动连接；
所述叶轮包括叶轮壳体和叶片，轴上安装有一对轴承，叶轮壳体安装在轴承上；
所述后导流架包括后导流架中心壳体和后导流架导流叶片；所述后导流架中心壳体和轴的另一端连接；所述后导流架导流叶片与壳体固连。
2.根据权利要求1所述的低温涡轮流量计，其特征在于：所述前导流架中心壳体通过螺栓和轴连接；所述后导流架中心壳体通过螺栓和轴连接。
3.根据权利要求1所述的低温涡轮流量计，其特征在于：所述壳体上设置有导向槽；所述前导流架导流叶片插入壳体的导向槽内；叶片和导向槽之间有轴向间隙。
4.根据权利要求1或2或3所述的低温涡轮流量计，其特征在于：所述叶轮壳体和轴承之间有轴向间隙。
5.根据权利要求1或2或3所述的低温涡轮流量计，其特征在于：所述前导流架中心壳体和叶轮壳体之间有间隙。
6.根据权利要求1或2或3所述的低温涡轮流量计，其特征在于：所述叶轮壳体分为前壳体、中心壳体和后壳体，中心壳体套装在轴上，中心壳体的两端和轴承连接；前壳体和后壳体为中空锥形结构，前壳体和后壳体的底部相互焊接，前壳体和后壳体的锥部分别和中心壳体的两端焊接。
7.根据权利要求1或2或3所述的低温涡轮流量计，其特征在于：叶轮叶片的材料为导磁材料，叶轮壳体为不锈钢材料。
8.根据权利要求7所述的低温涡轮流量计，其特征在于：所述叶轮叶片通过螺纹周向均匀布置在叶轮后壳体上。
9.根据权利要求1或2或3所述的低温涡轮流量计，其特征在于：所述前导流架的中心壳体为中空锥体结构；锥体锥部为光滑的圆弧面，中心壳体上设置有六个导流叶片。
10.根据权利要求1或2或3所述的低温涡轮流量计，其特征在于：所述前导流架中心壳体、叶轮壳体及后导流架中心壳体的壁面上设置有冷却孔。
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