CN113447088A - 多级齿轮传动气体流量计数器 - Google Patents

Abstract

多级齿轮传动气体流量计数器，包括驱动轴，所述驱动轴安装在齿轮箱的底板上，齿轮箱上设有驱动齿轮和第一传动机构，驱动齿轮安装在驱动轴伸入齿轮箱内的部位，所述第一传动机构包括多级啮合传动的齿轮，驱动齿轮与第一传动机构的其中一个齿轮啮合；所述齿轮箱的顶板外侧设有计数器支架，计数器支架上安装第二传动机构和字轮组件，第二传动机构由第一传动机构带动，第二传动机构带动字轮组件的首轮转动对气体流量进行计数。本发明能较好的提高使用场合的安全性，通过控制齿轮比的不同能实现较大范围的阻尼调节，在气体压力或流量变化时，驱动轴带动传动机构的传动速率做适用性调整，从而能保字轮组件对气体流量的准确测量和累计。

Description

多级齿轮传动气体流量计数器

技术领域

本发明属于计数器领域，涉及计数器机械结构的改进，尤其涉及一种多级齿轮传动气体流量计数器。

背景技术

流量计数器是配合流量计对流体量进行计数和累加的设备，以实现测量、计数和控制的功能。计数器的应用广泛，不仅能用于计数，还可用于分频、定时，以及组成各种检测电路和控制电路。按照计数过程中数字增减分类，可将计数器分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器。按照计数的驱动方式分类，可以分为机械计数器和电磁计数器。

常见的气体流量计数器，在计数模块带有多个依次排列的字轮，一般以十进制按低位到高位排列字轮，首位字轮为最低位字轮，相邻字轮之间还设有进位轮，低位字轮转动一圈，带动进位轮转动一格，继而带动相邻的高位字轮转动一位，完成进位操作。相邻字轮相对侧面之间，低位字轮的侧面具有环周上开设一槽缺的牙圈，而高位字轮上具有与进制对应的齿数，低位字轮转动一圈，牙圈带动进位轮转动一格，从而使高位字轮转动一位。

如中国专利(申请公布号CN 110726450 A)公开了一种“电磁计数器及其装配方法”，该装置包括：计数器架、字轮组、微磁铁块、传动齿轮组和机电转换器；微磁铁块固定于传动齿轮组上，随之转动；传动齿轮组与字轮组啮合；计数器架上与微磁铁块对应的位置固定与该微磁铁块磁耦合的机电转换器。本发明在高速转动的传动齿轮上增加采样装置，保证即使计量装置在低速运转时，也会有高频次的流量采集信号输出，从而能够实现对流速信号的实时采集。

现有的气体流量监测大多采用电子计数方式，由于存在电子信号，相对的安全性就会降低，例如用于燃气计数场合。另外，现有的机械式流量计数器调节阻尼范围小，在压力波动和流量变化的情况下，容易出现对气体流量测量不准确的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多级齿轮传动气体流量计数器，用于解决现有的机械式气体流量计数器安全性不足、测量不准确的问题，

为了实现本发明的目的，采用以下技术方案：

多级齿轮传动气体流量计数器，包括驱动轴，所述驱动轴安装在齿轮箱的底板上，齿轮箱上设有驱动齿轮和第一传动机构，驱动齿轮安装在驱动轴伸入齿轮箱内的部位，所述第一传动机构包括多级啮合传动的齿轮，驱动齿轮与第一传动机构的其中一个齿轮啮合；所述齿轮箱的顶板外侧设有计数器支架，计数器支架上安装第二传动机构和字轮组件，第二传动机构由第一传动机构带动，第二传动机构带动字轮组件的首轮转动对气体流量进行计数。

为了进一步提高本发明的效果，还可以采用以下技术方案：

如上所述的多级齿轮传动气体流量计数器，所述第一传动机构包括六级啮合的齿轮，分别为第一至第五双层齿轮以及一个单层齿轮；所述驱动齿轮与第一双层齿轮的大齿轮啮合，第一至第三双层齿轮的大齿轮、小齿轮交错啮合，单层齿轮与第三双层齿轮的小齿轮、第四双层齿轮的大齿轮啮合，第四双层齿轮的小齿轮与第五双层齿轮的小齿轮啮合，第五双层齿轮的大齿轮设置在齿轮箱的顶板外侧与第二传动机构配合。

如上所述的多级齿轮传动气体流量计数器，所述第二传动机构包括侧齿轮、第一锥齿轮、第二锥齿轮、传动轴以及驱动字轮组件中首轮动作的传动齿轮组件，侧齿轮由第一传动机构驱动，第一锥齿轮与侧齿轮通过齿轮轴连接，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，第二锥齿轮安装在传动轴上，传动轴通过轴座安装在计数器支架上，传动轴带动传动齿轮组件动作。

如上所述的多级齿轮传动气体流量计数器，所述传动齿轮组件包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，第二传动齿轮固定在字轮组件的首轮转轴上，第一传动齿轮安装在传动轴上，第一传动齿轮和第二传动齿轮啮合。

如上所述的多级齿轮传动气体流量计数器，所述字轮组件的外侧安装有带读数窗口的面板，面板固定在字轮组件的机架上。

如上所述的多级齿轮传动气体流量计数器，所述齿轮箱、计数器支架以及字轮组件均设置在壳体内，壳体在字轮组件部位开有观察窗或者设置透明部。

如上所述的多级齿轮传动气体流量计数器，所述壳体包括底座和透明罩，透明罩扣合在底座上并通过多个螺钉连接固定，底座与透明罩之间设有密封圈；所述底座上开有圆形口，圆形口内安装轴套，轴套一端与齿轮箱连接，另一端伸出底座外，驱动轴通过轴承安装在轴套内。

如上所述的多级齿轮传动气体流量计数器，所述透明罩内设有固定计数器支架的安装凸台。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明属于机械式流量计数器，其驱动部件、传动机构均不需要电子信号，通过字轮组件中的首轮带动其他字轮对气体流量进行检测和累计显示，提高使用场合的安全性。在传动机构上设置有第一传动机构和第二传动机构，第一传动机构采用多级齿轮啮合传动构成，通过控制齿轮比的不同能实现较大范围的阻尼调节，在气体压力或流量变化，尤其是微变动时，驱动轴带动传动机构的传动速率做适用性调整，保证字轮组件对气体流量的准确测量和累计。

2、本发明第一传动机构通过齿轮箱设置多级啮合传动的齿轮，在第二传动机构中通过锥齿轮副进行驱动轴传动方向的转换，同时配置字轮组件，方便气体流量累计显示、观察和统计，使整体结构紧凑、体积小，方便安装和维护。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的后视图；

图3是图1的内部结构示意图；

图4是图3中所述计数器支架的放大图；

图5是图4的右侧视图

图6是图3中所述齿轮箱的放大图(图中去除了齿轮箱的顶板)；

图7是图6的右侧视图；

图8是图1中所述第一传动机构的传动示意图。

附图标记：1-底座，2-透明罩，3-密封圈，4-凹槽，5-驱动轴，6-驱动齿轮，7-轴套，8-轴承，9-挡圈，10-内磁环，11-齿轮箱，12-第一双层齿轮，13- 第二双层齿轮，14-第三双层齿轮，15-单层齿轮，16-第四双层齿轮，17-第五双层齿轮，18-计数器支架，19-侧齿轮，20-齿轮轴，21-第一锥齿轮，22-第二锥齿轮，23-传动轴，24-第一传动齿轮，25-第二传动齿轮，26-首轮，27-首轮转轴，28-字轮，29-低频信号座，30-磁体，31-面板。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

本实施例以该多级齿轮传动气体流量计数器用于燃气流量计数为例进行说明。如图1、图5所示，本实施例公开了一种多级齿轮传动气体流量计数器，字轮组件为8位数字轮的机械式计数模块，包括1个首位字轮和7位后位字轮，该首位字轮也为带动后位字轮动作的首轮26，首轮26由第二驱动机构的传动齿轮组件带动。8位数字轮可以累计显示的最大计数值为99999999，不设回零装置，即记满计数轮对应最大数值99999999后从00000000位开始进行下一循环。

每个字轮28的外周柱面上都标有0-9个均匀分布的阿拉伯数字，除首位字轮以渐进式转动外，其余后位字轮均以间隙式10：1的传动比转动，首位字轮通过对应的八齿轮驱动下一后位字轮，依次类推。在驱动轴5、驱动齿轮6、第一传动机构以及第二传动机构的的带动下，首位字轮先累加计数，计满9次后相邻位的后位字轮计1次，即按10：1的比例递进计数。

继续参见图1所示，本实施例在整体结构上包括外壳、齿轮箱11、计数器支架18以及驱动轴5、驱动齿轮6。驱动轴5安装在外壳底部内侧，驱动轴5 穿过外壳、齿轮箱11后与驱动齿轮6固定连接。

如图2所示，该驱动轴5安装于未图示的燃气管道上，并与腰轮计量室或者其它空间体积确定的管道内。由燃气流体带动驱动轴5旋转，驱动轴5带动一体的驱动齿轮6工作。

为了使结构更紧凑，便于安装和使用，驱动轴5设置在水平中线与字轮组件相对的另一侧，同时在驱动轴5外端安装内磁环10，以提高随燃气流体带动驱动轴5旋转的动力。内磁环10在外侧通过挡圈9与驱动轴5进行定位和固定。

如图1、图3所示，外壳由底座1和透明罩2相互扣合形成的壳体，在两者之间的周边连接部位设置凹槽4和密封圈3，以增强内部空腔的密封性能，保护内部结构、部件的使用质量和寿命。

透明罩2采用塑料PC材料制成，以方便观察字轮组件所显示的燃气量数字。底座1采用不锈钢材料制成，以增强抗腐蚀和磨损性能，同时兼有较轻的重量和较好的支撑强度。

如图3、图6所示，齿轮箱11安装在底座1的内底面，通过螺钉与底座1 进行固定连接。齿轮箱11由底板、顶板以及四周的侧板构成，其中底板和四周的侧板为一体结构，顶板通过螺钉与底板或侧板连接，方便顶板拆卸和安装。

在外形结构上齿轮箱11为一筒状体。齿轮箱11的底板、顶板为圆形，并形成安装第一传动机构的空间和支撑，可以实现较大的齿轮安装面积，使第一传动机构的结构更紧凑，实现多级啮合传动的齿轮之间定位精度高、结构牢固，保证第一传动机构动作的稳定性。

如图8所示，齿轮箱11的底板上安装有轴套7，轴套7为金属材料制成，外部形状为一锥形，轴向带有与驱动轴5配合的内腔。轴套7的内腔和齿轮箱 11的内部空间连通，轴套7的另一端穿过底座1开设的圆形口。

驱动轴5设置在轴套7内，并通过轴承8实现连接配合，在轴承8的外侧设置压圈以保证轴承8的使用性能。轴承8、压圈可以设置2-3套。驱动轴5 的两端均伸出与轴套7对应的两端，驱动轴5位于齿轮箱11内的部分安装的驱动齿轮6，驱动轴5位于轴套7外侧的部位安装内磁环10。

继续参见图8所示，本实施例中的第一传动机构，包括六级啮合传动的齿轮，分别为第一至第五双层齿轮以及一个单层齿轮15。在安装位置上，除第五双层齿轮17的大齿轮设置在齿轮箱11的顶板外侧，用于和第二传动机构配合外，其它4套双层齿轮以及单层齿轮15均设置在齿轮箱11的底板与顶板之间，上述齿轮的齿轮轴至少与齿轮箱11的底板固定。

同时如图7所示，由于驱动齿轮6、各双层齿轮以及单层齿轮15均布置在齿轮箱11的底板面积范围内，为节省空间采用错开设置，且双层齿轮的齿轮轴采用齿轮箱11的底板与顶板定位和固定，以保证双层齿轮的传动稳定。

驱动齿轮6与第一双层齿轮12的大齿轮啮合，第一至第三双层齿轮14的大齿轮、小齿轮交错啮合，单层齿轮15与第三双层齿轮14的小齿轮、第四双层齿轮16的大齿轮啮合，第四双层齿轮16的小齿轮与第五双层齿轮17的小齿轮啮合，第五双层齿轮17的大齿轮设置在齿轮箱11的顶板外侧与第二传动机构配合。因此，驱动轴5带动驱动齿轮6动作，驱动齿轮6的动作传递给第一传动机构并最终带动第二传动机构动作，以实现字轮组件的数字轮对流体量进行累计计数。

本实施例中驱动齿轮6以及第一传动机构中各级齿轮的齿数具体如下：驱动齿轮6为12齿；第一双层齿轮12的大齿轮为60齿、小齿轮为12，第二双层齿轮13与第一双层齿轮12相同，第三双层齿轮14的大齿轮为72齿、小齿轮为25齿，单层齿轮15为36齿，第四双层齿轮16的大齿轮为31齿、小齿轮为 20，第五双层齿轮17的大齿轮为47、小齿轮为40。

如图4、图5所示，本实施例的第二传动机构安装在计数器支架18上。第二传动机构包括侧齿轮19、第一锥齿轮21、第二锥齿轮22、传动轴23以及驱动字轮组件中首轮26动作的传动齿轮组件，侧齿轮19由第一传动机构驱动，第一锥齿轮21与侧齿轮19通过齿轮轴20连接，第二锥齿轮22与第一锥齿轮 21啮合，第二锥齿轮22安装在传动轴23上，传动轴23通过轴座安装在计数器支架18上，传动轴23带动传动齿轮组件动作。

侧齿轮19与第一锥齿轮21分别位于计数器支架18两侧，并通过齿轮轴20 形成一体连接。侧齿轮19与第五双层齿轮17的大齿轮啮合动作，第一锥齿轮 21和第二锥齿轮22为齿轮副结构。因此，通过侧齿轮19与第一锥齿轮21、第二锥齿轮22可以将驱动齿轮6提供的传动方向进行调整，进而通过传动轴23、传动齿轮组件带动首轮26动作。

如图4所示，本实施例中的传动齿轮组件为第一传动齿轮24和第二传动齿轮25。第二传动齿轮25固定在字轮组件的首轮转轴27上，第一传动齿轮24安装在传动轴23上，第一传动齿轮24和第二传动齿轮25啮合。

本实施例中第二传动机构各齿轮的齿数具体如下：侧齿轮19为60齿，第一锥齿轮21和第二锥齿轮22均为16齿，第一传动齿轮24和第二传动齿轮25 均为36齿。

另外，本实施例中所有齿轮均采用塑料POM材料制成。驱动轴5、各齿轮轴、传动轴23采用不锈钢材料制成，以提高防腐、耐磨性能，保证部件和整体产品的使用质量。

结合驱动齿轮6以及传动齿轮组件、第一传动机构和第二传动机构中各齿轮的齿数，在驱动轴5带动驱动齿轮6最终传动给首轮26时，能实现较大范围的阻尼调节。在燃气压力或燃气流量微变化时，内磁环10和驱动轴5能随之反应提交速率，能保字轮组件对燃气量的准确测量和累计。

如图1、图5所示，计数器支架18上设置的字轮组件，位于传动轴23的上侧。该字轮组件包括机架、字轮28轴、8个并排间隔设置的字轮28，最右侧的字轮28也为首轮26。各字轮28和首轮26均安装在字轮28轴上。为便于调节字轮28的间隙，避免错位或卡滞影响字轮28计数，在字轮28轴一端还设置有垫片、套管。

首轮26是计数值最小的字轮28，也即首先动作并传动的字轮28，在传动齿轮组件的带动下以渐进式转动外，其余后位字轮28均以间隙式10：1的传动比转动，首位字轮28通过对应的八齿轮驱动下一位后位字轮28，依次类推。

为了便于观察，在字轮组件上侧安装有带有读数窗的面板31。面板31通过螺钉固定在机架上并倾斜设置。同时，透明罩2在上述部位，也设置成与面板 31为相同倾斜角度，以保证燃气量的计数显示和读取清晰。

继续参见图1所示，透明罩2包覆在字轮组件的外侧，在透明罩2的内侧带有与计数器支架18配合的安装台阶或凸台，有利于计数器支架18的准确定位和安装。

本实施例中，为满足不同场合的使用需求，针对需要提供输出的燃气流量信号时，在传动轴23的两端设置低频信号座29，并安装随传动轴23旋转的磁体30。传动轴23转动频率和首轮26的计数递进频率相同，因此，通过外部霍尔传感器可以检测到磁体30的旋转次数，从而为其它设备或系统提供外接的燃气流量信号。

如图1所示，为了方便外部霍尔传感器的安装，在透明罩2对应于低频信号座29的位置设置有凹槽4。同时由于该凹槽4紧贴在磁体30外侧，也能较好的保证霍尔传感器检测的准确性。

使用时，本实施例的多级齿轮传动气体流量计数器的驱动轴5和内磁环10 设置在燃气计量室中，当燃气输送而流动时，受流体动力带动使内磁环10转动，驱动轴5同内磁环10一起旋转带动驱动齿轮6工作。驱动齿轮6的旋转通过第一传动机构、第二传动机构减速调节后，被传动给字轮组件的首轮26，进而，首轮26和其它字轮28累计显示燃气流量。

本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (8)

1.多级齿轮传动气体流量计数器，包括驱动轴，其特征在于，所述驱动轴安装在齿轮箱的底板上，齿轮箱上设有驱动齿轮和第一传动机构，驱动齿轮安装在驱动轴伸入齿轮箱内的部位，所述第一传动机构包括多级啮合传动的齿轮，驱动齿轮与第一传动机构的其中一个齿轮啮合；所述齿轮箱的顶板外侧设有计数器支架，计数器支架上安装第二传动机构和字轮组件，第二传动机构由第一传动机构带动，第二传动机构带动字轮组件的首轮转动对气体流量进行计数。

2.根据权利要求1所述的多级齿轮传动气体流量计数器，其特征在于，所述第一传动机构包括六级啮合的齿轮，分别为第一至第五双层齿轮以及一个单层齿轮；所述驱动齿轮与第一双层齿轮的大齿轮啮合，第一至第三双层齿轮的大齿轮、小齿轮交错啮合，单层齿轮与第三双层齿轮的小齿轮、第四双层齿轮的大齿轮啮合，第四双层齿轮的小齿轮与第五双层齿轮的小齿轮啮合，第五双层齿轮的大齿轮设置在齿轮箱的顶板外侧与第二传动机构配合。

3.根据权利要求1所述的多级齿轮传动气体流量计数器，其特征在于，所述第二传动机构包括侧齿轮、第一锥齿轮、第二锥齿轮、传动轴以及驱动字轮组件中首轮动作的传动齿轮组件，侧齿轮由第一传动机构驱动，第一锥齿轮与侧齿轮通过齿轮轴连接，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，第二锥齿轮安装在传动轴上，传动轴通过轴座安装在计数器支架上，传动轴带动传动齿轮组件动作。

4.根据权利要求3所述的多级齿轮传动气体流量计数器，其特征在于，所述传动齿轮组件包括第一传动齿轮和第二传动齿轮，第二传动齿轮固定在字轮组件的首轮转轴上，第一传动齿轮安装在传动轴上，第一传动齿轮和第二传动齿轮啮合。

5.根据权利要求1所述的多级齿轮传动气体流量计数器，其特征在于，所述字轮组件的外侧安装有带读数窗口的面板，面板固定在字轮组件的机架上。

6.根据权利要求1所述的多级齿轮传动气体流量计数器，其特征在于，所述齿轮箱、计数器支架以及字轮组件均设置在壳体内，壳体在字轮组件部位开有观察窗或者设置透明部。

7.根据权利要求6所述的多级齿轮传动气体流量计数器，其特征在于，所述壳体包括底座和透明罩，透明罩扣合在底座上并通过多个螺钉连接固定，底座与透明罩之间设有密封圈；所述底座上开有圆形口，圆形口内安装轴套，轴套一端与齿轮箱连接，另一端伸出底座外，驱动轴通过轴承安装在轴套内。

8.根据权利要求7所述的多级齿轮传动气体流量计数器，其特征在于，所述透明罩内设有固定计数器支架的安装凸台。

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