CN109520580A - 一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计，包括本体、前盖、第一椭圆齿轮、第一安装轴、第二椭圆齿轮、第二安装轴、发信盘、若干发信磁铁、传感器；第一椭圆齿轮、第二椭圆齿轮啮合并置于本体的容腔内，第一椭圆齿轮、第二椭圆齿轮能够响应于本体两侧面的管道的流体而转动，前盖上固定安装传感器，发信盘固定在椭圆齿轮的端部，发信磁铁沿圆周均匀镶嵌在发信盘上，传感器与其中一个发信磁铁的位置对应。本发明还提供该椭圆齿轮流量计的加工方法；本发明的有益效果：仅有椭圆齿轮本身转动时的阻力，使流量计在流量较小和压力较低的情况下也能正常运转，提高了流量计的流量范围和计量精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种椭圆齿轮流量计及其加工方法，尤其涉及的是一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计及加工方法。
背景技术
椭圆齿轮流量计(又称排量流量计，齿轮流量计)，属于容积式流量计一种，在流量仪表中是精度较高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量体积总量。
传统的不锈钢椭圆齿轮流量计多数使用多级圆柱齿轮系加密封联轴器的方式传递流量信息。此种流量传递方式多使用机械式计数器，结构复杂，可动部件多，加工难度大，不便于后期维修。在带动多级齿轮及联轴器转动后椭圆齿轮的运动阻力会增加，使流量计在流量较小和压力较低的情况下无法正常运转，从而使流量计的流量范围和精度等级无法进一步提高(精度为0.5级时流量范围为1：10，精度为0.2级时流量范围为1：5)，影响流量计的性能。且此方式只适合现场观察流量信息，如需与计量系统进行信息通讯，则需要另外加装发信装置，使得整个流量计结构更加复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供了一种解决上述背景技术中不适应流量较小和压力较低的无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计及其加工方法。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本发明一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计，包括本体、前盖、第一椭圆齿轮、第一安装轴、第二椭圆齿轮、第二安装轴、发信盘、若干发信磁铁、传感器；所述本体为内置容腔、一端开口的结构，其两侧面设有与容腔相通的管道，第一椭圆齿轮、第二椭圆齿轮置于本体的容腔内，并分别转动连接在第一安装轴、第二安装轴上，第一椭圆齿轮与第二椭圆齿轮啮合，并能够响应于本体两侧面的管道的流体而转动，所述前盖与本体能够拆卸的连接，前盖上固定安装传感器，发信盘间隔的固定在第一椭圆齿轮或第二椭圆齿轮的端部，发信磁铁沿圆周均匀镶嵌在发信盘上，传感器与其中一个发信磁铁的位置对应。
优选的，所述本体外轮廓为长方体，容腔为腰型，其两侧面的管道分别为液体入口和液体出口。
优选的，所述前盖为内置容腔、一端开口的结构，没有开口的端面上安装传感器。
优选的，还包括第一石墨盖板、金属盖板，第一石墨盖板套接在第一椭圆齿轮或第二椭圆齿轮上，其一侧面抵在第一椭圆齿轮和第二椭圆齿轮，另一侧面连接金属盖板。
优选的，还包括第二石墨盖板，第二石墨盖板套接在第一安装轴和第二安装轴上，并置于本体与第一椭圆齿轮和第二椭圆齿轮之间。
优选的，所述传感器为霍尔传感器。
优选的，还包括流量积算仪，连接霍尔传感器。
优选的，所述传感器为流量传感器，还包括电子式计数器、转接头，转接头为内设有信号传输通道的结构，其一端连接盖板，流量传感器的部分置于信号传输通道内，另一端连接电子式计数器。
优选的，第一安装轴、第二安装轴上均安装有轴套。
本发明还提供一种加工所述无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计的加工方法，具体步骤如下：
(1)分别加工前盖、本体、第一椭圆齿轮、第二椭圆齿轮、第一安装轴、第二安装轴、发信盘；
(2)对各零件进行组装，将第一安装轴、第二安装轴固定在本体上，再将第一椭圆齿轮、第二椭圆齿轮分别套接在第一安装轴、第二安装轴上并置于本体的容腔内，将发信磁铁镶嵌到发信盘上后安装在第一椭圆齿轮或第二椭圆齿轮端部，将前盖与本体进行连接。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明仅有椭圆齿轮本身转动时的阻力，而没有齿轮系传动系统及联轴器转动时的阻力，从而使流量计在流量较小和压力较低的情况下也能正常运转，且体积和重量也降低了，也大大提高了流量计的流量范围和计量精度。
附图说明
图1是本发明实施例一一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计的结构示意图；
图2是图1去掉盖板的左视图；
图3是本发明实施例二一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计的结构示意图。
图中标号：本体1、前盖2、传感器21、第一椭圆齿轮3、第一安装轴31、转接件32、轴套33、第二椭圆齿轮4、第二安装轴41、发信盘5、发信磁铁51、第一石墨盖板6、金属盖板61、第二石墨盖板7、电子式计数器8、转接头81。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一：
如图1-2所示，本实施例一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计，包括本体1、前盖2、传感器21、第一椭圆齿轮3、第一安装轴31、第二椭圆齿轮4、第二安装轴41、发信盘5、若干发信磁铁51；所述本体1为内置容腔、一端开口的结构，其两侧面设有与容腔相通的管道11，分别为流体的进口与出口，第一椭圆齿轮3、第二椭圆齿轮4置于本体1的容腔内，并分别转动连接在第一安装轴31、第二安装轴32上，第一安装轴31、第二安装轴32外均设有轴套33，轴套33为石墨轴套，第一椭圆齿轮3与第二椭圆齿轮4啮合，并能够响应于本体1两侧面的管道的流体而转动，所述前盖2与本体1能够拆卸的连接，前盖2上固定安装传感器21，发信盘5间隔的固定在第一椭圆齿轮3或第二椭圆齿轮4的端部，发信磁铁51沿圆周均匀镶嵌在发信盘5上，传感器21与其中一个发信磁铁51的位置对应，图中与处于最低位置的发信磁铁51的位置对应，并能够产生流量信号。如图中所示，位于上方的为第一椭圆齿轮3，第一椭圆齿轮3的左端设有凸起，凸起处的中心孔内固定一个转接件32，转接件32与外部与中心孔内孔过盈配合，转接件内部设有螺纹孔，发信盘为圆形，发信盘5通过螺栓固定在转接件32内的螺纹孔，位于下方的为第二椭圆齿轮4，发信盘5间隔的固定在第一椭圆齿轮3的端部。
所述本体1外轮廓为长方体，容腔为腰型，本体的四个角上设有螺栓孔，用于与前盖2连接，其两侧面的管道分别为液体入口和液体出口。所述前盖2为内置容腔、一端开口的结构，没有开口的端面上安装传感器21，具体的，前盖2的中心部设有通孔，传感器21安装在通孔处。
本实施例中，还包括第一石墨盖板6、金属盖板61，第一石墨盖板6套接在第一椭圆齿轮3上，具体的套接在第一椭圆齿轮3的左端的凸起上，其一侧面抵在第一椭圆齿轮3和第二椭圆齿轮4，另一侧面连接金属盖板61，还包括第二石墨盖板7，第二石墨盖板7套接在第一安装轴31与第二安装轴41上，并置于本体1与第一椭圆齿轮3和第二椭圆齿轮4之间，即，第一椭圆齿轮3、第二椭圆齿轮4处于第一石墨盖板6与第二石墨盖板7之间，石墨盖板的作用是为了润滑，金属盖板61的作用是为了保护第一石墨盖板6。
本实施例中，发信磁铁的个数为10个。
所述传感器21为霍尔传感器(霍尔效应，半导体薄片置于磁场中，当它的电流方向与磁场方向不一致时，半导体薄片上平行于电流和磁场方面的两个面之间产生电动势)，直接与流量系统通讯，由于没有了齿轮系及联轴器，其体积及重量都大为减少，长宽高由同口径的传统流量计的280mm，195mm，248mm分别变为110mm，98mm，87mm；也可用霍尔传感器与流量积算仪(二次仪表)连接，进行远距离显示。
实施例二
与实施例一的不同在于，传感器21的选择不同，其传输形式也不同。
如图3所示，本实施例中，传感器21为流量传感器，还包括电子式计数器8、转接头81，转接头81为内设有信号传输通道的结构，其一端连接前盖2，可采用螺栓连接，流量传感器的部分置于信号传输通道内，另一端螺栓连接电子式计数器8，选择电子式计数器8可以进行现场显示及外接信号输出。
由于没有了齿轮系及联轴器，其体积及重量都大为减少，其尺寸由原先的长宽高由同口径的传统流量计的280mm，195mm，248mm，变为110mm，98mm，202mm。
采用本发明后，流量范围由之前的精度为0.5级时，流量范围为1：10(0.15～1.5m3/h)，精度为0.2级时，流量范围为1：5(0.3～1.5m3/h)，扩大为精度为0.5级时流量范围为1：20(0.15～3m3/h)，精度为0.2级时流量范围为1：10(0.3～3m3/h)，这大大提高了流量计的计量精度和流量范围。
实施例一与实施例二的工作过程：
当本体1两侧的管道中有液体流动时，即入口流入液体后，会推动第一椭圆齿轮3与第二椭圆齿轮4转动，从而带动安装于第一椭圆齿轮3上的发信盘5转动，发信磁铁51会顺序经过位于前盖2中的传感器21，从而产生流量信号。
本发明还提供一种加工所述无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计的加工方法，具体步骤如下：
(1)前盖2与本体1的加工，这两个零件首先由三维CAD软件进行三维建模，再利用CAM技术，由三维软件自动生成模具加工程序，由CNC数控加工中心加工出熔模铸造模具(熔模铸造又称失蜡铸造，包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模，然后蜡模上涂以泥浆，这就是泥模。泥模晾干后，放入热水中将内部蜡模熔化。将熔化完蜡模的泥模取出再焙烧成陶模。一般制泥模时就留下了浇注口，再从浇注口灌入金属熔液，冷却后，所需的零件即制成，使用此方法铸造出的零件毛坯表面质量较好，尺寸精确)，再使用熔模铸造法铸造出毛坯。
前盖2及本体1毛坯铸造完成后，由CNC加工中心分别对前盖2及本体1进行精加工。
前盖2的精加工：首先由加工中心用面铣刀对平面进行铣销，加工出密封面及基准平面；平面加工完成后进行二次装夹，用圆柱铣刀加工传感器定位孔及前盖螺栓孔；最后用攻丝机对传感器定位孔及螺底孔攻螺纹；将零件表面毛刺去除后，加工完成。
本体1的精加工：首先由加工中心用面铣刀对平面进行铣销，加工出密封面及基准平面；平面加工完成后，用镗刀对椭圆齿轮安装孔底面及侧壁进行精加工；之后用中心钻对轴孔进行粗加工后再用镗刀精加工轴孔；用圆柱铣刀加工密封槽；用麻花钻加工螺纹孔；用丝锥加工出内螺纹。去除加工过程中的飞边、毛刺，加工完成；
第一椭圆齿轮3、第二椭圆齿轮4的加工，此零件先用熔模铸造法铸造出毛坯，由数控加工中心精镗出中心定位孔，通过对椭圆齿轮的计算，计算出椭圆齿轮轮齿的分布角度，再利用数控编程软件编制出加工程序后导入数控插齿机，由插齿机加工出轮齿；轮齿加工完成后，由数控车床对椭圆齿轮外圆及平面进行精加工；去除表面的毛刺后，加工完成；
第一安装轴、第二安装轴的加工，先将圆棒切割成长度与零件长度相同的棒料，由数控车床对圆棒进行粗加工外圆，留出磨销余量；由磨床对外圆进行磨销精加工；
发信盘5加工，先将板材切割成比零外加稍大的圆板，由数控车床对圆板外圆及平面进行加工；由数控铣床加工出发信磁铁安装孔，去除表面的毛刺后，加工完成，将发信磁铁镶嵌在发信磁铁安装孔上；
(2)对各零件进行组装，第一安装轴31、第二安装轴41固定在本体1上，具体的，固定在本体1的右端，再将第一椭圆齿轮3、第二椭圆齿轮4通过轴套33分别套接在第一安装轴31、第二安装轴41上，固定置于本体1的容腔内，将发信磁铁51镶嵌在发信盘5上后安装在第一椭圆齿轮3的端部，将前盖2与本体1进行连接。
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)
1.一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计，其特征在于，包括本体、前盖、第一椭圆齿轮、第一安装轴、第二椭圆齿轮、第二安装轴、发信盘、若干发信磁铁、传感器；所述本体为内置容腔、一端开口的结构，其两侧面设有与容腔相通的管道，第一椭圆齿轮、第二椭圆齿轮置于本体的容腔内，并分别转动连接在第一安装轴、第二安装轴上，第一安装轴、第二安装轴固定在本体上，第一椭圆齿轮与第二椭圆齿轮啮合，所述前盖与本体能够拆卸的连接，前盖上固定安装传感器，发信盘间隔的固定在第一椭圆齿轮或第二椭圆齿轮的端部，发信磁铁沿圆周均匀镶嵌在发信盘上，传感器与其中一个发信磁铁的位置对应。
2.根据权利要求1所述的一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计，其特征在于，所述本体外轮廓为长方体，容腔为腰型，其两侧面的管道分别为液体入口和液体出口。
3.根据权利要求1所述的一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计，其特征在于，所述前盖为内置容腔、一端开口的结构，没有开口的端面上安装传感器。
4.根据权利要求1所述的一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计，其特征在于，还包括第一石墨盖板、金属盖板，第一石墨盖板套接在第一椭圆齿轮或第二椭圆齿轮上，其一侧面抵在第一椭圆齿轮和第二椭圆齿轮，另一侧面连接金属盖板。
5.根据权利要求4所述的一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计，其特征在于，还包括第二石墨盖板，第二石墨盖板套接在第一安装轴和第二安装轴上，并置于本体与第一椭圆齿轮和第二椭圆齿轮之间。
6.根据权利要求1所述的一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计，其特征在于，所述传感器为霍尔传感器。
7.根据权利要求6所述的一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计，其特征在于，还包括流量积算仪，连接霍尔传感器。
8.根据权利要求1所述的一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计，其特征在于，所述传感器为流量传感器，还包括电子式计数器、转接头，转接头为内设有信号传输通道的结构，其一端连接盖板，流量传感器的部分置于信号传输通道内，另一端连接电子式计数器。
9.根据权利要求1所述的一种无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计，其特征在于，第一安装轴、第二安装轴上均安装有轴套。
10.一种加工权利要求1所述无机械传动系统的小型椭圆齿轮流量计的加工方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)分别加工前盖、本体、第一椭圆齿轮、第二椭圆齿轮、第一安装轴、第二安装轴、发信盘；
(2)对各零件进行组装，对各零件进行组装，将第一安装轴、第二安装轴固定在本体上，再将第一椭圆齿轮、第二椭圆齿轮分别套接在第一安装轴、第二安装轴上并置于本体的容腔内，将发信磁铁镶嵌到发信盘上后安装在第一椭圆齿轮或第二椭圆齿轮端部，将前盖与本体进行连接。
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