CN109029595B - 一种气体微流量计量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气体微流量计量装置，属于气体测量设备领域，包括1.包括装有液体的容器、设在容器上端的容器盖、设在容器下端的进气口，容器的内部设有通过转轴连接有计量装置，该计量装置包括旋转块，该旋转块下端连接有向下开口且相互对称的左腔室和右腔室，左腔室和右腔室中间设有与进气口上下对应的隔板，旋转块的上端设有与固定在容器盖上端的磁敏感应件相配合的永久磁铁，所述左腔室和右腔室的横截面向上逐渐减小，所述计量装置的两侧设有对称的限位块。本发明的有益效果：该装置能够满足极微小及间断气体的自动化计量。
Description
技术领域
本发明涉及气体测量设备领域，具体说是一种气体微流量计量装置。
背景技术
流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛适用于工业生产的各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具，在国民经济中占有重要的地位。
其中，广泛应用于工业生产各领域中的气体流量计量技术，流量计量方法也极为丰富，如涡轮流量计，孔板、弯管、文丘里流量计，转子流量计等，上述列举的方法多用于较大的流量计量。对于一些小流量计量需求，例如煤气流量，实验室空气流量计量等，这些应用往往用到湿式气体流量计，例如公告号为CN206399487U、CN206223244U中所提及的流量计。但是，对于一些更微小的气体流量计量需求，上述这些技术是无法满足的，例如排气阀微小排气量的检测，小型沼气发生器的产气量检测等，其气体流量可能是不连续的，或是极其微小的，虽有皂膜流量计可以解决部分问题，但面临难于实现自动化，工作稳定性差等缺点。
为此，申请人提出了一种全新的技术方案，并提供了一种气体微量流量计装置，以满足极微小气体的自动化计量。
发明内容
本发明的目的便是提供一种气体微流量计量装置，该装置能够满足极微小及间断气体的自动化计量。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
该装置包括装有液体的容器、设在容器上端的容器盖、设在容器下端的进气口，容器的内部设有通过转轴连接有计量装置，该计量装置包括旋转块，该旋转块连接有向下开口且相互对称的左腔室和右腔室，左腔室和右腔室的横截面向上逐渐减小。左腔室和右腔室中间设有与进气口上下对应的隔板，旋转块的上端设有与固定在容器盖上端的磁敏感应件相配合的永久磁铁，计量装置的两侧还设有对称限制其旋转摆动的的限位块。当气体由进气口进入容器后，上浮的气体逐渐的充满左腔室（以此初始状态为例），当左腔室内部的液体逐渐排空后其浮力增大，使计量装置顺时针旋转，并在限位块的限制下停止，此时，左腔室内部的气体排出，右腔室与进气孔对应，直到右腔室中充满气体使计量装置逆时针旋转。由于左腔室和右腔室的横截面向上逐渐减小，在逆时针旋转之前，右腔室上部的空间部分位于转轴的左侧，在浮力的作用下计量装置始终有顺时针旋转的趋势，即在旋装之前，气体浮力的矢量位于旋转轴的左侧。以此反复的摆动，并通过永久磁铁和磁性感应件显示摆动的周期，结合左腔室和右腔室的排气体积实现微流量气体的自动化计量。上述的结构中可以精确的计量极微流量的气体，而且对于间断流量的气体也能实现精确的计量。
进一步的，所述左腔室和右腔室的腔体的摆动下限高于隔板摆动的上限，以此避免左右腔室内的气体互通，影响计量的精度。
作为优选，所述左腔室和右腔室的腔体的剖面为锥型，当计量装置在限位块的作用下停止时，排气的一侧腔体能够将气体充分快速的排出。
当该装置首次使用时，可能左右腔室都充满液体，为了将气体全部的导向一侧，并使该侧的腔室旋转至与进气口对应，进一步的，所述左腔室上端右侧连通设有辅助腔室Ⅰ，右腔室上端左侧连通设有辅助腔室Ⅱ，所述辅助腔室Ⅰ设在计量装置中心线的右侧，辅助腔室Ⅱ设在计量装置中心线的左侧。
作为优选，所述隔板的下端设有倾斜的导向面。
进一步的，将转轴设置在计量装置的浮力点的上侧，上述的结构保证计量装置不能形成居中的状态，使气体在一次的感应时间段只能流向一侧的腔室。
进一步的，所述左腔室和右腔室的中间设有密封的浮力腔室，该腔室能够提供和下次旋转方向相反的浮力，保证在计量装置旋转之前的状态稳定；另一方面扩大了用于制作计量装置材料的选择性。
进一步的，所述计量装置的密度不大于液体的密度。
进一步的，所述旋转块的上端通过摆杆与永久磁铁连接，且摆杆设在液面之上，通过液面之上的自身重量提供相反的扭矩，提高腔室单次容纳气体的体积，并可采用该原理调节定量气体下盖装置感应的周期大小。
由于采用上述技术方案，本发明的有益效果为：该装置结构简单，设计合理，实现了极微气体的流量自动化计量。
附图说明
现结合附图对本发明做进一步说明。
图1为本发明的正视结构示意图。
图2为本发明受力状态图。
图3为本发明的居中状态意图。
图中：1、容器，2、液体，3、容器盖，4、进气口，5、计量装置，501、旋转块，502、摆杆，503、永久磁铁，504、左腔室，505、右腔室，506、隔板，506-1、导向面，507、浮力腔室，508、辅助腔室Ⅰ，509、辅助腔室Ⅱ，6、转轴，7、限位块，8、磁敏感应件。
具体实施方式
如图1-3所示，该一种气体微流量计量装置5包括装有液体2的容器1，容器1上端设有容器盖3、容器1下端设有进气口4。容器1的内部设有密度不大于液体2密度的计量装置5（可由轻质材料制成，浸没在液体2中时，确保其浮力作用点位于转轴6之下，因此不能形成居中的平衡状态，而必然偏向一侧），计量装置5的两侧设有对称的限位块7。其中，计量装置5包括通过转轴6与容器1连接的旋转块501，该转轴6位于计量装置5的浮力点的上侧。旋转块501的上端通过摆杆502与永久磁铁503连接，且摆杆502设在液面之上，永久磁铁503与固定在容器盖3上端的磁敏感应件8相配合。旋转块501下端连接有向下开口且相互对称的左腔室504和右腔室505，且左腔室504和右腔室505的横截面向上逐渐减小，优选为左腔室504和右腔室505的腔体的竖向剖面为锥型。在左腔室504和右腔室505中间设有与进气口4上下对应的隔板506，左腔室504和右腔室505的腔体的摆动下限高于隔板506摆动的上限。左腔室504和右腔室505的中间还设有密封的浮力腔室507，也可将隔板506设置成中空的结构（图中未画出）。
起始状态为逆时针偏转状态（如图2所示），此时，中隔板506偏向进气口4的右侧，浮力作用点也在转轴6右侧，被测气体通过进气口4进入左腔室504，并将一部分液体2置换出去，随着气体的聚集，左腔室504内浮力加大（F1+F2），浮力作用点向左移动，一旦浮力作用点通过转轴6正下铅直面，计量装置5立即顺时针翻转并带动永久磁铁503扫过磁敏感应件8的有效感应区，磁敏感应件8向后续电路发出一个脉冲信号，实现一次计量。计量装置5顺时针翻转后，待测气体又通过进气口4进入右腔室505。如此往复循环，将气流运动转化为连续的脉冲信号。限位块7用于限制计量装置5的摆动幅度，保证每次计量装置5翻转都停留在相同的位置，由于每次翻转对应的气泡体积是一致的，通过标定每脉冲对应的气体体积，计量脉冲信号的周期或频率，即可准确测定气体的流量。
其中，磁敏感应件8可采用干簧管，可测量从排气阀等逸出的微量空气流量，用以判断排气阀的工作状态。
当液体2密度变化等原因导致计量装置5在液体2中处于居中状态时（如图3所示），可在左腔室504上端右侧连通设置辅助腔室Ⅰ508，右腔室505上端左侧连通设置辅助腔室Ⅱ509，且辅助腔室Ⅰ508设在计量装置5中心线的右侧，辅助腔室Ⅱ509设在计量装置5中心线的左侧。为了使气体完全导入一侧，隔板506的下端设有倾斜的导向面506-1。该种居中的状态，当气体沿着导向面506-1进入左腔室504后，逐渐集聚在辅助腔室Ⅰ508最上端，由于辅助腔室Ⅰ508最上端处于转轴6的右侧，计量装置5在辅助腔室Ⅰ508浮力的作用下逆时针转动，以使左腔室504与进气口4对应，以此保证气体在单次的感应时间段只能进入一侧，提高了计量的精度。
尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种气体微流量计量装置，包括装有液体的容器、设在容器上端的容器盖、设在容器下端的进气口，其特征在于：容器的内部设有通过转轴连接的计量装置，该计量装置包括旋转块，该旋转块下端连接有向下开口且相互对称的左腔室和右腔室，左腔室和右腔室中间设有与进气口上下对应的隔板，旋转块的上端设有与固定在容器盖上端的磁敏感应件相配合的永久磁铁；
所述左腔室和右腔室的横截面向上逐渐减小；
所述计量装置的两侧设有对称的限位块；
所述左腔室和右腔室的腔体的摆动下限高于隔板摆动的上限；
所述左腔室和右腔室的腔体的剖面为锥型；
所述左腔室上端右侧连通设有辅助腔室Ⅰ，右腔室上端左侧连通设有辅助腔室Ⅱ，所述辅助腔室Ⅰ设在计量装置中心线的右侧，辅助腔室Ⅱ设在计量装置中心线的左侧。
2.根据权利要求1所述的一种气体微流量计量装置，其特征在于：所述隔板的下端设有倾斜的导向面。
3.根据权利要求1所述的一种气体微流量计量装置，其特征在于：所述转轴位于计量装置的浮力点的上侧。
4.根据权利要求1所述的一种气体微流量计量装置，其特征在于：所述左腔室和右腔室的中间设有密封的浮力腔室。
5.根据权利要求1所述的一种气体微流量计量装置，其特征在于：所述计量装置的密度不大于液体的密度。
6.根据权利要求1所述的一种气体微流量计量装置，其特征在于：所述旋转块的上端通过摆杆与永久磁铁连接，且摆杆设在液面之上。
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