CN111750949B - 一种二维双向流量计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流量计技术领域，具体涉及一种二维双向流量计，包括：第一接头；第二接头；定壳体；动壳体，装在定壳体内，定壳体内设有安装腔；动壳体外周面和安装腔内壁的其中一个上设有凸起结构、另一个上设有匹配的曲线轨道槽；定壳体上设有第一和第二轴向流道孔、连通安装腔和第一轴向流道孔的第一径向流道孔、连通安装腔和第二轴向流道孔的第二径向流道孔；动壳体包括筒体，筒体上设有相互独立的第一和第二过流腔，随着动壳体转动交替性与第一和第二径向流道孔连通。动壳体在曲线轨道槽作用下做轴向往复移动和周向转动，将一侧流体定量排向另一侧，形成活塞结构，通过动壳体的横截面积、轴向行程以及转速即可计算流量，定量计算的测量精度更高。

Description

一种二维双向流量计

技术领域

本发明涉及流量计技术领域，具体涉及一种二维双向流量计。

背景技术

随着工业的发展，对流量测量的准确度和范围要求越来越高，特别是某些液压行业，油路中流量的测量值可反映出某些产品的性能，因此准确的测量流量对评价某些液压元件，以及判定液体泄漏、损失至关重要。在其他行业中流量计还作为一种计量元件去检测流量，其精确程度在一定程度上影响着我们的生活。

例如授权公告号为CN209166525U的中国实用新型专利公开的一种同轴双向带阀立式基表（即一种流量计），包括壳体、叶轮与控制阀门，叶轮与控制阀门安装在壳体内，壳体、叶轮、控制阀门的中轴线相同，进水口、叶轮、出水口的中轴线相同。叶轮上部镶有金属片，壳体侧面固定有与金属片相应的金属探测传感器探头，使用时，控制阀门开启，水流自下而上经流量计进水口进入，也可自上而下经出水口进入，水流带动叶轮转动，金属探测传感器探头与叶轮上部的不锈钢片产生的脉冲信号传递给智能水表收费显示系统。

上述流量计利用的是叶轮转速与流量成一定比例的原理，通过检测叶轮转速，换算出流量，但是在实际使用时，当流量大于一定值时，叶轮所反映出来的转速并不能与真实的流量所匹配，也即采用上述流量计检测的流量会存在失真，检测精度差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量精度比较高的二维双向流量计。

为实现上述目的，本发明中的二维双向流量计采用如下技术方案：

一种二维双向流量计，包括：

第一接头；

第二接头，第一接头和第二接头用于将二维双向流量计连接在待测管路上，第一接头和第二接头上分别设置有供流体流过的流通孔；

定壳体，连接在第一接头和第二接头之间；

动壳体，安装在定壳体内部，定壳体内设置有用于安装动壳体的安装腔，安装腔的至少一端设有开口，安装腔的开口处安装有封盖；

其中，动壳体外周面和安装腔内壁的其中一个上设置有凸起结构、另一个上设置有与凸起结构匹配的轨道槽，所述轨道槽为闭环的曲线轨道槽，曲线轨道槽在动壳体或定壳体的轴向上具有最高点和最低点，以使动壳体在受到轴向力时能够在曲线轨道槽的作用下沿轴向往复移动并同时做周向转动；

定壳体上安装有用于检测动壳体转速的转速测量装置；

定壳体上偏心设置有均为盲孔的第一轴向流道孔和第二轴向流道孔，第一轴向流道孔的孔口朝向第一接头上的流通孔设置，第二轴向流道孔的孔口朝向第二接头上的流通孔设置，第一轴向流道孔和第二轴向流道孔在定壳体的周向上呈一定角度布置，定壳体上设置有连通安装腔和第一轴向流道孔的第一径向流道孔，定壳体上还设置有连通安装腔和第二轴向流道孔的第二径向流道孔；

动壳体包括筒体，筒体两端分别设置有第一端板和第二端板，第一端板和第二端板之间连接有连接柱，筒体的外周面上沿周向呈一定角度设置有第一过流孔和第二过流孔，第一过流孔和连接柱之间形成第一过流腔，第二过流孔和连接柱之间形成第二过流腔，第一过流腔和第二过流腔相互独立，且第一过流腔和第二过流腔随着动壳体的转动交替性地与第一径向流道孔和第二径向流道孔连通，第一端板上设置有与第一过流腔连通的第一通孔，以使进入第一过流腔中的流体对第二端板施加轴向力，第二端板上设置有与第二过流腔连通的第二通孔，以使进入第二过流腔中的流体对第一端板施加轴向力。

上述技术方案的有益效果在于：流体既可以从二维双向流量计的第一接头进入、并从第二接头流出，也可以从第二接头进入、并从第一接头流出，当从第一接头进入、并从第二接头流出时，流体首先进入与第一接头的流通孔相对应的第一轴向流道孔中，由于第一径向流道孔连通第一轴向流道孔和安装腔，所以流体通过第一径向流道孔进入安装腔中，然后进入与第一径向流道孔连通的第一过流腔或者第二过流腔中，从而对第二端板或者第一端板施加轴向力，由于动壳体外周面和安装腔内壁通过凸起结构和曲线轨道槽配合，所以动壳体受到的轴向力会在曲线轨道槽的作用下产生切向分力，从而使动壳体沿轴向移动的同时做周向转动，直至第一过流腔或者第二过流腔与定壳体上的第二径向流道孔连通时，流体通过第二径向流道孔进入第二轴向流道孔中，并从第二接头上的流通孔排出，实现流体由第一接头进、到第二接头出的过程。

由于曲线轨道槽为闭环结构，曲线轨道槽在动壳体或定壳体的轴向上具有最高点和最低点，所以动壳体可以在曲线轨道槽的作用下沿轴向往复移动，从而使流体不断地从第一接头进、从第二接头出。反过来，从第二接头进入、从第一接头流出的原理是一样的。

在上述过程中，动壳体在轴向往复移动的同时做周向转动，将定壳体和动壳体一侧的流体不断排向另一侧，相当于形成了活塞结构，由于动壳体的横截面积一定，动壳体的轴向行程也是一定的，因此经由动壳体旋转一周所排出的流体的体积是可以定量计算的，再结合转速测量装置所测得的动壳体的转速，就可以计算流量。

本发明通过曲线轨道槽的设计使得动壳体产生轴向往复移动和周向转动这样的二维运动，使流体定量的从一侧进、从另一侧出，并限定了动壳体的轴向行程，这样流量测量过程变成了定量计算过程，相比现有技术来说，测量精度更高。

进一步的，为了在二维双向流量计启动时，当凸起结构刚好位于曲线轨道槽的最高点或最低点，无法产生切向分力，也即无法令动壳体转动时，为动壳体提供一个使其转起来的动力，所述连接柱为两端敞口的中空结构，连接柱内沿轴向活动安装有阀芯，连接柱内壁上于阀芯的两侧分别固定有叶轮，阀芯和两侧的叶轮之间分别设置有复位弹性件，阀芯或者连接柱上设置有用于在阀芯移动时连通阀芯两侧的连通孔。

进一步的，为了方便阀芯的安装、动壳体以及阀芯的加工，连接柱的内壁上凸设有环台，阀芯安装在环台内孔中，阀芯的朝向两侧叶轮的端面上分别设置有凹槽，两个凹槽的槽壁上分别设置有所述的连通孔。

进一步的，为了方便复位弹性件的配置和安装，所述复位弹性件为复位弹簧，复位弹簧的一端安装在凹槽内。

进一步的，为了方便凸起结构的设置以及凸起结构与曲线轨道槽之间的配合，所述曲线轨道槽设置在动壳体外周面上，凸起结构设置在安装腔内壁上，凸起结构包括支撑球，安装腔内壁上设置有用于安装支撑球的安装孔，安装孔为沿径向贯通定壳体的通孔，安装孔中设置有用于弹性顶压支撑球的顶压弹簧，安装孔上螺纹连接有用于调整顶压弹簧压缩量的调节螺栓。

进一步的，为了方便安装孔的加工，定壳体的端部设置有台阶结构，以使定壳体的端部形成台阶平面，所述安装孔的一端孔口位于台阶平面上。

进一步的，为了方便对支撑球的顶压，安装孔为阶梯孔，阶梯孔包括大径段和小径段，支撑球和顶压弹簧之间设置有球座，球座包括顶板和与顶板相连的顶柱，顶板位于大径段中且与顶压弹簧顶压配合，顶柱位于小径段中且与支撑球顶压配合。

进一步的，为了保证过流效率，同时避免第一轴向流道孔和第二轴向流道孔多大而影响定壳体结构强度，第一轴向流道孔包括至少两个并列设置的第一并列轴向流道孔，多个第一并列轴向流道孔同时与第一径向流道孔连通，第二轴向流道孔包括至少两个并列设置的第二并列轴向流道孔，多个第二并列轴向流道孔同时与第二径向流道孔连通。

进一步的，为了合理利用动壳体和定壳体的结构，保证过流效率，方便动壳体的移动，第一轴向流道孔、第一径向流道孔、第二轴向流道孔以及第二径向流道孔分别均沿定壳体的径向对称布置有两组，第一过流孔、第一通孔、第二过流孔以及第二通孔分别均沿筒体的径向对称布置有两组，曲线轨道槽具有两个最高点和两个最低点。

进一步的，为了方便转速测量装置的安装以及定壳体的加工制造，定壳体的外周面上设置有平切面，平切面上开设有固定孔，固定孔为盲孔，转速测量装置安装在固定孔内。

附图说明

图1为本发明的二维双向流量计的主视图；

图2为本发明的二维双向流量计的俯视图；

图3为图2中的A-A向剖视图；

图4为本发明的二维双向流量计的仰视图；

图5为图4中的B-B向剖视图；

图6为本发明的二维双向流量计中的定壳体的主视图；

图7为本发明的二维双向流量计中的定壳体的俯视图；

图8为图7中的C-C向剖视图；

图9为图7中的D-D向剖视图；

图10为本发明的二维双向流量计中的定壳体的仰视图；

图11为图10中的E-E向剖视图；

图12为本发明的二维双向流量计中的动壳体的主视图；

图13为本发明的二维双向流量计中的动壳体的俯视图；

图14为本发明的二维双向流量计中的动壳体的仰视图；

图15为图14中的F-F向剖视图；

图16为图15中的阀芯的结构图。

图中：100-第一接头；101-第一螺纹连接段；200-第二接头；201-第二螺纹连接段；300-定壳体；301-第一并列轴向流道孔A；302-第一径向流道孔；303-封盖；304-安装腔；305-台阶平面；306-球座；307-支撑球；308-平切面；309-固定孔；310-第二并列轴向流道孔A；311-第二并列轴向流道孔B；312-第二径向流道孔；313-第一并列轴向流道孔B；314-安装孔；400-转速测量装置；500-动壳体；501-轨道槽；502-第一过流孔；503-第二过流孔；504-筒体；505-第一过流腔；506-第一端板；507-第一通孔；508-连接柱；509-第一叶轮；510-第二端板；511-第二通孔；512-减重孔；513-第二叶轮；514-第二复位弹簧；515-阀芯；5151-第一凹槽；5152-第二凹槽；5153-第二连通孔；5154-第一连通孔；516-第一复位弹簧；517-第二过流腔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明中二维双向流量计的一个实施例如图1、图2和图4所示，包括第一接头100和第二接头200，第一接头100具有第一螺纹连接段101，第二接头200具有第二螺纹连接段201，通过第一螺纹连接段101和第二螺纹连接段201可以将二维双向流量计连接在待测管路上，第一接头100和第二接头200内分别设置有供流体流过的流通孔。

结合图3和图5所示，二维双向流量计还包括定壳体300、转速测量装置400以及动壳体500，定壳体300连接在第一接头100和第二接头200之间，动壳体500可周向转动并轴向往复移动的安装在定壳体300内部，转速测量装置400安装在定壳体300上，用于对动壳体500的转速进行检测。

如图6、图7、图8、图9、图10和图11所示，定壳体300内设置有用于安装动壳体500的安装腔304，安装腔304为一端开口的盲孔结构，通过该开口可以将动壳体500装入安装腔304中，安装腔304的开口处安装有封盖303。为方便连接，封盖303与定壳体之间为螺纹连接，且封盖303上设置有内六角孔。另外为保证密封性，在封盖303和定壳体之间设置有密封圈。

结合图3、图8和图10所示，定壳体300上偏心设置有第一轴向流道孔，第一轴向流道孔沿定壳体300的径向对称设置有两组，每一组均包括三个并列设置的第一并列轴向流道孔，分别是两个第一并列轴向流道孔B313和一个第一并列轴向流道孔A301，三个第一并列轴向流道孔均为盲孔，它们的孔口均朝向第一接头100上的流通孔设置，也即三个第一并列轴向流道孔的孔口均位于封盖303所在一端的端面上。

定壳体300上设置有连通安装腔304和第一轴向流道孔的第一径向流道孔302，相对应的，第一径向流道孔302有两组，每一组中有一个，两个第一径向流道孔302沿定壳体的径向对称布置，一个第一径向流道孔302同时与三个第一并列轴向流道孔连通。

结合图7和图11所示，定壳体300上还偏心设置有第二轴向流道孔，第二轴向流道孔也沿定壳体300的径向对称设置有两组，每一组均包括三个并列设置的第二并列轴向流道孔，分别是两个第二并列轴向流道孔B311和一个第二并列轴向流道孔A310，三个第二并列轴向流道孔也均为盲孔，它们的孔口均朝向第二接头200上的流通孔设置，也即三个第二并列轴向流道孔的孔口与三个第一并列轴向流道孔的孔口相背设置，分别位于定壳体300的两个端面上。

第一并列轴向流道孔B313的孔径大于第一并列轴向流道孔A301的孔径，第二并列轴向流道孔B311的孔径大于第二并列轴向流道孔A310的孔径，之所以设置成两大一小，既充分利用了定壳体的结构，保证了总的通流面积，同时相邻孔之间的实体部分相当于形成了加强筋板，相比直接开设一个同等横截面积的大流道孔来说，此种结构可以保证定壳体的结构强度。

定壳体300上设置有连通安装腔304和第二轴向流道孔的第二径向流道孔312，相对应的，第二径向流道孔312有两组，每一组中有一个，两个第二径向流道孔312沿定壳体的径向对称布置，一个第二径向流道孔312同时与三个第二并列轴向流道孔连通。

两组第二轴向流道孔和两组第一轴向流道孔相对于定壳体300来说呈十字交叉布置，也即第一轴向流道孔和第二轴向流道孔在定壳体300的周向上呈90度布置。相对应的，两组第二径向流道孔312和第一径向流道孔302也相对于定壳体300呈十字交叉布置。

结合图5、图6和图9所示，定壳体300的外周面上加工有平切面308，使得此处形成了底部为平面的凹槽结构，平切面308上开设有固定孔309，固定孔309为盲孔，转速测量装置400安装在固定孔309内，转速测量装置400通过非接触的方式测量定壳体300内部的动壳体500的转速，转速测量装置400及其测量原理属于现有技术，本发明中不再介绍。

结合图3、图6、图7和图8所示，定壳体300的朝向第二接头200的一端加工有台阶结构，台阶结构有两处且沿定壳体300的径向对称设置，使得定壳体300的端部形成两处对称且平行的台阶平面305。台阶平面305上加工有安装孔314，安装孔314沿径向贯通定壳体300，且安装孔314为阶梯孔，包括外侧的大径段和内侧的小径段，大径段中安装有顶压弹簧（图中未示出），小径段中安装有支撑球307。安装孔314中安装有球座306，球座306包括顶板和与顶板相连的顶柱，顶板位于大径段中且与顶压弹簧顶压配合，顶柱位于小径段中且与支撑球307顶压配合，大径段上还螺纹连接有调节螺栓（图中未示出），调节螺栓顶压在顶压弹簧上，用于调整顶压弹簧压缩量。

支撑球307的部分凸出于安装腔304的内壁，构成了安装腔内壁上的凸起结构，在此可以将小孔段内侧孔口的孔径设置成小于支撑球307的球径，将球座306与支撑球307相接触的接触面设置成球面，支撑球307与球座306滚动接触配合。当然，也可以将支撑球307固定在球座306的顶柱上，通过球座306与安装孔314的台阶面之间的挡止配合，限制支撑球307凸出于安装腔内壁的程度。

如图12、图13、图14和图15所示，动壳体500包括筒体504，筒体504两端的内部分别设置有第一端板506和第二端板510，第一端板506和第二端板510之间连接有连接柱508。筒体504的外周面上设置有第一过流孔502，第一过流孔502有两组，每一组中有一个，两个第一过流孔502沿筒体的径向对称布置，第一过流孔502和连接柱508之间形成第一过流腔505，两个第一过流腔505沿径向对称布置。

筒体504的外周面上还设置有第二过流孔503，第二过流孔503也有两组，每一组中有一个，两个第二过流孔503沿筒体的径向对称布置，第二过流孔503和连接柱508之间形成第二过流腔517，两个第二过流腔517沿径向对称布置。

两个第一过流腔505和两个第二过流腔517相互独立，相对于动壳体来说呈十字交叉布置，即两组第一过流孔502和两组第二过流孔503相对于动壳体呈十字交叉布置，这样第一过流孔502和第二过流孔503在筒体的外周面上沿周向呈90度布置。随着动壳体500的转动，第一过流孔502和第二过流孔503交替性地与第一径向流道孔302和第二径向流道孔312连通，也即第一过流腔505和第二过流腔517随着动壳体的转动交替性地与第一径向流道孔302和第二径向流道孔312连通。

结合图13和图15所示，第一端板506上设置有与第一过流腔505连通的第一通孔507，第一通孔507有两组，每一组中有一个，两个第一通孔507沿筒体的径向对称布置，这样当第一过流腔505中进入流体时，流体仅对第二端板510施加轴向力。

同样的，如图14所示，第二端板510上设置有与第二过流腔517连通的第二通孔511，第二通孔511也有两组，每一组中有一个，两个第二通孔511沿筒体的径向对称布置，两组第二通孔511和两组第一通孔507相对于筒体呈十字交叉布置。当第二过流腔517中进入流体时，流体仅对第一端板506施加轴向力。另外，为了减轻动壳体的重量，方便动壳体的移动，在第二端板510上以及第二端板510外围的筒体内壁上设置有减重孔512。

如图15所示，连接柱508为两端敞口的中空结构，连接柱508内沿轴向活动安装有阀芯515，具体的，连接柱508的内壁上凸设有环台，阀芯515安装在环台内孔中。连接柱508的内壁上于阀芯515的两侧分别固定有叶轮，分别是第一叶轮509和第二叶轮513。

结合图16所示，阀芯515的朝向两侧叶轮的端面上分别设置有第一凹槽5151和第二凹槽5152，相当于阀芯515的内部由一个隔板隔设成两个凹槽，使得阀芯515的纵截面呈工字型。第一凹槽5151的槽壁上设置有第一连通孔5154，第一连通孔5154有多个且沿第一凹槽5151的槽壁的周向均布设置，第二凹槽5152的槽壁上设置有第二连通孔5153，第二连通孔5153也有多个且沿第二凹槽5152的槽壁的周向均布设置。

这样，当阀芯515向第一叶轮509的方向移动时，只要第二连通孔5153移出到环台的外侧，阀芯515两侧即可通过第二连通孔5153连通。同理，当阀芯515向第二叶轮513的方向移动时，只要第一连通孔5154移出到环台的外侧，阀芯515两侧即可通过第一连通孔5154连通。

阀芯515和两侧的叶轮之间分别设置有复位弹性件，具体的分别是第一复位弹簧516和第二复位弹簧514，第一复位弹簧516的一端顶压在第一叶轮509上、另一端安装在第一凹槽5151内，第二复位弹簧514的一端顶压在第二叶轮513上、另一端安装在第二凹槽5152内。

结合图3、图12和图15所示，动壳体的筒体504的外周面上设置有与支撑球307匹配的轨道槽501，轨道槽501位于筒体的靠近第一端板506的位置，轨道槽501为闭环的曲线轨道槽，曲线轨道槽使得动壳体在受到轴向力时，由于曲线轨道槽的斜面作用，会产生切向分力，从而使动壳体在支撑球307的限制下沿轴向移动的同时做周向转动。曲线轨道槽在筒体504的轴向上具有两个最高点和两个最低点，最高点和最低点交替出现，在筒体的周向上呈90度布置，这样动壳体可以在曲线轨道槽的作用下沿轴向往复移动。

本发明的二维双向流量计的工作原理是：

使用时，流体既可以从第一接头100进入、从第二接头200流出，也可以从第二接头200进入、从第一接头100流出。如图3所示，以流体从第一接头100进入、从第二接头200流出为例，流体进入第一接头100后，首先进入定壳体300上与第一接头100的流通孔相对应的两组第一轴向流道孔中，由于第一径向流道孔302连通第一轴向流道孔和安装腔，所以流体通过第一径向流道孔302进入安装腔中，结合图12~图15可知，流体通过第二过流孔503进入第二过流腔517，从而对第一端板506施加轴向力，也即图3中的动壳体受到向上的轴向力。由于动壳体上轨道槽501具有弯曲的斜面，在斜面和支撑球的配合下，上述轴向力产生切向分力，推动动壳体向上移动的同时发生周向转动。直至第二过流腔转动到与定壳体上的第二径向流道孔对应时，流体即可通过第二径向流道孔和第二轴向流道孔流出到第二接头200内，最终从第二接头200流出，实现流体由第一接头进、到第二接头出的过程。

由于曲线轨道槽为闭环结构，曲线轨道槽在动壳体的轴向上具有最高点和最低点，因此在惯性作用下，动壳体在定壳体内转动的同时沿轴向往复移动，动壳体上的第一过流腔和第二过流腔随着动壳体的转动交替性地与第一径向流道孔和第二径向流道孔连通，实现流体不断地从第一接头进、从第二接头出。反过来，从第二接头进入、从第一接头流出的原理是一样的。

在上述过程中，动壳体在轴向往复移动的同时做周向转动，将定壳体和动壳体一侧的流体不断排向另一侧，相当于形成了活塞结构，动壳体每转一周有两次相同体积的流体流出。由于动壳体的横截面积一定，动壳体的轴向行程也是一定的，因此经由动壳体旋转一周所排出的流体的体积是可以定量计算的，再结合转速测量装置所测得的动壳体的转速，就可以计算流量。假定动壳体的轴向行程为h，动腔体的横截面积为s，则每次流出的流体体积等于h×s。根据转速测量装置测得的转速n，就可以计算得出流量L=2n×h×s。

由于曲线轨道槽存在最高点和最低点，假如在二维双向流量计在启动时，支撑球刚好位于最高点或最低点，此时动壳体受到的轴向力是无法产生切向分力的，这样动壳体就不能立即转动，此时会造成动壳体一侧憋压，以图15为例，如果是第一过流腔505中憋压，这时高压流体会通过第一叶轮509进入到阀芯515的左侧，从而推动阀芯515朝右移动，第二复位弹簧514被压缩，结合图16所示，当阀芯515上的第一连通孔5154移动到环台的外侧时，流体即可通过第一连通孔5154流到阀芯的右侧，实现泄压，阀芯515复位。流过的流体穿过第二叶轮513，由于第二叶轮513固定在动壳体上，流体穿过第二叶轮513时对其施加转动力矩，从而带动动壳体转动。第二过流腔憋压的原理是一样的，动壳体一旦转动起来，就可以在惯性作用下往复移动和转动，实现正常功能，因此第一叶轮、第二叶轮以及阀芯只是为其提供了一个使其转动的预动力。

本发明二维双向流量计通过曲线轨道槽的设计使得动壳体产生轴向往复移动和周向转动这样的二维运动，使流体定量的从一侧进、从另一侧出，并限定了动壳体的轴向行程，这样流量测量过程变成了定量计算过程，相比现有技术来说，测量精度更高。

在二维双向流量计的其他实施例中，定壳体的外周面上不设置平切面，而是在外圆周面上直接加工固定孔。

在二维双向流量计的其他实施例中，第一并列轴向流道孔和第二并列轴向流道孔可以分别有两个，两个第一并列轴向流道孔同时与第一径向流道孔连通，两个第二并列轴向流道孔同时与第二径向流道孔连通，并且两个第一并列轴向流道孔的孔径可以是相等的，两个第二并列轴向流道孔的孔径也可以是相等的。

在二维双向流量计的其他实施例中，第一并列轴向流道孔的个数可以根据需要进行调整，第二并列轴向流道孔的个数也可以根据需要进行调整。

在二维双向流量计的其他实施例中，第一轴向流道孔可以不是由多个第一并列轴向流道孔构成，而是一个直接加工出来的异型孔，当然第二轴向流道孔也可以是直接加工出来的异型孔。

在二维双向流量计的其他实施例中，第一轴向流道孔、第一径向流道孔、第二轴向流道孔、第二径向流道孔、第一过流孔、第一通孔、第二过流孔以及第二通孔可以均设置一组，此时曲线轨道槽具有一个最高点和和一个最低点，转180度到最高点，再转180度到最低点，第一轴向流道孔和第二轴向流道孔在定壳体周向上呈180度设置，第一过流孔和第二过流孔在动壳体周向上也呈180度设置。

在二维双向流量计的其他实施例中，安装孔不是阶梯孔，而是直孔，顶压弹簧可以直接连接或者顶压支撑球，此时省去了球座。

在二维双向流量计的其他实施例中，定壳体的端部不设置台阶结构，安装孔直接加工在定壳体的外圆周面上。

在二维双向流量计的其他实施例中，凸起结构可以不是支撑球，例如可以在定壳体内壁上沿径向螺纹连接一个或者两个螺柱，螺柱的端部凸出于安装腔的内壁构成凸起结构。

在二维双向流量计的其他实施例中，凸起结构也可以设置在动壳体外周面上，此时曲线轨道槽设置在定壳体的安装腔内壁上。

在二维双向流量计的其他实施例中，复位弹性件也可以是固定连接在阀芯和对应叶轮之间的复位拉簧，或者是设置在阀芯和对应叶轮之间的弹片。

在二维双向流量计的其他实施例中，阀芯上不设置连通孔，而是在环台上设置连通孔，连通孔的一端孔口位于环台内孔壁上、另一端孔口位于环台的端面上，正常情况下，阀芯将连通孔堵上，当阀芯移动后，连通孔露出，从而导通阀芯两侧。

在二维双向流量计的其他实施例中，可以不设置阀芯和叶轮，连接柱为实心结构，为了保证二维双向流量计在启动时动壳体都可以转动，可以在每次停止使用后，利用工具伸入二维双向流量计内部，将动壳体转动一定角度，当然因为流量计在停机后，曲线轨道槽不一定就刚好位于最高点或最低点，所以也可以在发现流量计无法正常工作时，再拆开流量计手动转动动壳体一定角度。

在二维双向流量计的其他实施例中，定壳体上的安装腔也可以是通孔，此时两端都可以用于装入动壳体，并且两端都需要安装封盖。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种二维双向流量计，其特征在于，包括：

第一接头；

第二接头，第一接头和第二接头用于将二维双向流量计连接在待测管路上，第一接头和第二接头上分别设置有供流体流过的流通孔；

定壳体，连接在第一接头和第二接头之间；

动壳体，安装在定壳体内部，定壳体内设置有用于安装动壳体的安装腔，安装腔的至少一端设有开口，安装腔的开口处安装有封盖；

其中，动壳体外周面和安装腔内壁的其中一个上设置有凸起结构、另一个上设置有与凸起结构匹配的轨道槽，所述轨道槽为闭环的曲线轨道槽，曲线轨道槽在动壳体的轴向上具有最高点和最低点或者曲线轨道槽在定壳体的轴向上具有最高点和最低点，以使动壳体在受到轴向力时能够在曲线轨道槽的作用下沿轴向往复移动并同时做周向转动；

定壳体上安装有用于检测动壳体转速的转速测量装置；

定壳体上偏心设置有均为盲孔的第一轴向流道孔和第二轴向流道孔，第一轴向流道孔的孔口朝向第一接头上的流通孔设置，第二轴向流道孔的孔口朝向第二接头上的流通孔设置，第一轴向流道孔和第二轴向流道孔在定壳体的周向上呈一定角度布置，定壳体上设置有连通安装腔和第一轴向流道孔的第一径向流道孔，定壳体上还设置有连通安装腔和第二轴向流道孔的第二径向流道孔；

动壳体包括筒体，筒体两端分别设置有第一端板和第二端板，第一端板和第二端板之间连接有连接柱，筒体的外周面上沿周向呈一定角度设置有第一过流孔和第二过流孔，第一过流孔和连接柱之间形成第一过流腔，第二过流孔和连接柱之间形成第二过流腔，第一过流腔和第二过流腔相互独立，且第一过流腔和第二过流腔随着动壳体的转动交替性地与第一径向流道孔和第二径向流道孔连通，第一端板上设置有与第一过流腔连通的第一通孔，以使进入第一过流腔中的流体对第二端板施加轴向力，第二端板上设置有与第二过流腔连通的第二通孔，以使进入第二过流腔中的流体对第一端板施加轴向力。

2.根据权利要求1所述的二维双向流量计，其特征在于，所述连接柱为两端敞口的中空结构，连接柱内沿轴向活动安装有阀芯，连接柱内壁上于阀芯的两侧分别固定有叶轮，阀芯和两侧的叶轮之间分别设置有复位弹性件，阀芯上设置有用于在阀芯移动时连通阀芯两侧的连通孔。

3.根据权利要求2所述的二维双向流量计，其特征在于，连接柱的内壁上凸设有环台，阀芯安装在环台内孔中，阀芯的朝向两侧叶轮的端面上分别设置有凹槽，两个凹槽的槽壁上分别设置有所述的连通孔。

4.根据权利要求3所述的二维双向流量计，其特征在于，所述复位弹性件为复位弹簧，复位弹簧的一端安装在凹槽内。

5.根据权利要求1所述的二维双向流量计，其特征在于，所述连接柱为两端敞口的中空结构，连接柱内沿轴向活动安装有阀芯，连接柱内壁上于阀芯的两侧分别固定有叶轮，阀芯和两侧的叶轮之间分别设置有复位弹性件，连接柱上设置有用于在阀芯移动时连通阀芯两侧的连通孔。

6.根据权利要求1~5任意一项所述的二维双向流量计，其特征在于，所述曲线轨道槽设置在动壳体外周面上，凸起结构设置在安装腔内壁上，凸起结构包括支撑球，安装腔内壁上设置有用于安装支撑球的安装孔，安装孔为沿径向贯通定壳体的通孔，安装孔中设置有用于弹性顶压支撑球的顶压弹簧，安装孔上螺纹连接有用于调整顶压弹簧压缩量的调节螺栓。

7.根据权利要求6所述的二维双向流量计，其特征在于，定壳体的端部设置有台阶结构，以使定壳体的端部形成台阶平面，所述安装孔的一端孔口位于台阶平面上。

8.根据权利要求6所述的二维双向流量计，其特征在于，安装孔为阶梯孔，阶梯孔包括大径段和小径段，支撑球和顶压弹簧之间设置有球座，球座包括顶板和与顶板相连的顶柱，顶板位于大径段中且与顶压弹簧顶压配合，顶柱位于小径段中且与支撑球顶压配合。

9.根据权利要求1~5任意一项所述的二维双向流量计，其特征在于，第一轴向流道孔包括至少两个并列设置的第一并列轴向流道孔，多个第一并列轴向流道孔同时与第一径向流道孔连通，第二轴向流道孔包括至少两个并列设置的第二并列轴向流道孔，多个第二并列轴向流道孔同时与第二径向流道孔连通。

10.根据权利要求1~5任意一项所述的二维双向流量计，其特征在于，第一轴向流道孔、第一径向流道孔、第二轴向流道孔以及第二径向流道孔分别均沿定壳体的径向对称布置有两组，第一过流孔、第一通孔、第二过流孔以及第二通孔分别均沿筒体的径向对称布置有两组，曲线轨道槽具有两个最高点和两个最低点。

11.根据权利要求1~5任意一项所述的二维双向流量计，其特征在于，定壳体的外周面上设置有平切面，平切面上开设有固定孔，固定孔为盲孔，转速测量装置安装在固定孔内。

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