CN113465689A - 自发电式流量计 - Google Patents

Abstract

本发明适用于流体检测设备技术领域，尤其涉及自发电式流量计，包括：随动式能量转化机构，所述随动式能量转化机构安装在流量计管体内壁上，用于随流体液面高度浮动并转化液面处流体的动能为自身的机械能；固定式流量检测结构，所述固定式流量检测结构安装在流量计管体内，用于检测流量计管体管底位置处流体的流量；流量显示机构，所述流量显示机构安装在流量计管体外壁，流体显示机构用于根据自身发电电压计算流体液面流量，并结合液面流量和管底处的流量计算截面内的平均流量。本发明通过设置随动式能量转化机构能够根据管道内流体的液面高度自动调节，并且能够利用流体的冲击发电，无需从外部进行电路的连接。

Description

自发电式流量计

技术领域

本发明属于流体检测设备技术领域，尤其涉及自发电式流量计。

背景技术

流量计是用于指示被测流量和（或）在选定的时间间隔内流体总量的仪表。简单来说就是用于测量管道或明渠中流体流量的一种仪表。

在现有技术中，流量计的种类有很多，最常见的为压差式、电磁式和转子式等，其主要是利用流体带动机械结构工作，从而将流体的流速转化为其他的形式，最终通过换算得到流体的流量。

但是上述流量计只能够对满水的管道进行流量统计，因此对于流量存在波动的管道，其流量统计则会失效。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供自发电式流量计，旨在解决背景技术中提出的问题。

本发明实施例是这样实现的，自发电式流量计，包括连接组件和流量计管体，所述自发电式流量计还包括：

随动式能量转化机构，所述随动式能量转化机构安装在流量计管体内壁上，用于随流体液面高度浮动并转化液面处流体的动能为自身的机械能；

固定式流量检测结构，所述固定式流量检测结构安装在流量计管体内壁上，用于检测流量计管体管底位置处流体的流量；

流量显示机构，所述流量显示机构安装在流量计管体外壁，与固定式流量检测结构电性连接，所述随动式能量转化机构通过扭力驱动流量显示机构发电，流体显示机构用于根据自身发电电压计算流体液面流量，并结合液面流量和管底处的流量计算截面内的平均流量。

优选的，所述随动式能量转化机构包括：

动力转化结构，所述动力转化结构设置在流量计管体内部，可随液面浮动，用于在液面流体的冲击下转动；

浮动式传动结构，所述浮动式传动结构安装在流量计管体内壁上，动力转化结构用于向浮动式传动结构传递扭矩，浮动式传动结构用于向流量显示机构的动力输入端传递扭矩

优选的，所述动力转化结构包括：

外置传力件，所述外置传力件与流体液面接触；

浮力件，所述外置传力件转动安装在浮力件上，且不完全浸入流体中，用于带动外置传力件随液面升降；

内置传动组件，所述内置传动组件与浮动式传动结构滑动连接，用于带动浮动式传动结构工作。

优选的，所述固定式流量检测结构包括固定感应件、活动感应件和复位导向组件，所述复位导向组件安装在随动式能量转化机构上，固定感应件固定安装在复位导向组件上，活动感应件滑动安装在复位导向组件上，复位导向组件用于限制活动感应件向固定感应件一侧滑动，固定感应件和活动感应件均与流量显示机构电性连接。

优选的，所述流量显示机构包括：

工作表体，所述工作表体安装在流量计管体外壁上；

发电组件，所述发电组件与随动式能量转化机构连接，且安装在工作表体内，用于将随动式能量转化机构内的机械能转化为电能；

控制组件， 所述控制组件安装在工作表体内，且与发电组件和固定式流量检测结构电性连接，用于储存电能并为固定式流量检测结构供电。

优选的，所述自发电式流量计还包括防护件和浮动组件，流量计管体管壁顶部设置有排气孔，浮动组件设置在流量计管体内靠近排气孔的位置，用于在浮力的驱动下封闭排气孔，防护件设置在排气孔外围。

优选的，所述连接组件设置有两组，且分别固定安装在流量计管体的两端，连接组件用于将流量计管体串联接入管道中。

本发明实施例提供的一种自发电式流量计，结构简单，设计合理，通过设置随动式能量转化机构能够根据管道内流体的液面高度自动调节，并且能够利用流体的冲击发电，无需从外部进行电路的连接。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种自发电式流量计的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明实施例提供的自发电式流量计的部分结构示意图；

图4为本发明实施例提供的浮力板的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的防护罩的结构示意图。

附图中：1、管道；2、流量计管体；3、连接法兰；4、螺栓；5、动力转化结构；6、飘浮筒；7、翅片；8、浮力板；9、导杆；10、排气孔；11、防护罩；12、堵孔塞；13、安装套；14、平衡孔；15、工作表体；16、控制器；17、传力轴；18、主动齿轮；19、微型发电机；20、从动齿轮；21、微型电机；22、指针；23、支撑轴；24、动感应片；25、定感应片；26、绝缘层；27、压力弹簧；28、伸缩弹簧；29、蜗杆；30、蜗轮。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种自发电式流量计的结构示意图，包括连接组件和流量计管体2，所述自发电式流量计还包括：

随动式能量转化机构，所述随动式能量转化机构安装在流量计管体2内壁上，用于随流体液面高度浮动并转化液面处流体的动能为自身的机械能；

固定式流量检测结构，所述固定式流量检测结构安装在流量计管体2内壁上，用于检测流量计管体2管底位置处流体的流速；

流量显示机构，所述流量显示机构安装在流量计管体2外壁，与固定式流量检测结构电性连接，所述随动式能量转化机构通过扭力驱动流量显示机构发电，流体显示机构用于根据自身发电电压计算流体液面流量，并结合液面流量和管底处的流量计算截面内的平均流量。

在本实施例中，本发明可以应用于各种流体，比如水、油等液相流体当中，在实际使用过程中，利用连接组件将流量计管体2直接接入到管道1中，管道1中有流体经过，利用流体的冲击力，随动式能量转化机构将流体的动能转化为机械能，并传输至流量显示机构当中，流量显示机构将机械能转化为电能，并为固定式流量检测结构供电，固定式流量检测结构对位于管道1内底的流体进行流速检测，由于管道1内流体液面与底部的流速是不同的，因此仅从一处进行流量测定是不准确的，管道1底部的流量可以通过固定式流量检测结构测得的流速换算得到，而液面的流速则可以通过流量显示机构发电时产生的电压换算得到，因此本发明可以同时获取液面及流体底部的流量，两者取均值能够使得对流量的检测更加准确，并且实现了对非满灌的管道1进行流量检测。

如图1和3所示，作为本发明的一个优选实施例，所述随动式能量转化机构包括：

动力转化结构，所述动力转化结构设置在流量计管体2内部，用于在液面流体的冲击下转动；

浮动式传动结构，所述浮动式传动结构安装在流量计管体内壁上，动力转化结构用于向浮动式传动结构传递扭矩，浮动式传动结构用于向流量显示机构的动力输入端传递扭矩。

如图1和3所示，作为本发明的一个优选实施例，所述动力转化结构包括：

外置传力件，所述外置传力件与流体液面接触；

浮力件，所述外置传力件转动安装在浮力件上，且不完全浸入流体中，用于带动外置传力件随液面升降；

内置传动组件，所述内置传动组件与浮动式传动结构滑动连接，用于带动浮动式传动结构工作。

在本实施例中，外置传力件为翅片7，浮力件为飘浮筒6，内置传动组件包括蜗杆29、蜗轮30和空心轴，浮动式传动结构包括安装套13和传力轴17，安装套13固定安装在流量计管体2内，安装套13上设置有平衡孔14，平衡孔14用于平衡安装套13内的流体压强，飘浮筒6底部固定连接有空心护管，飘浮筒6为空心圆柱结构，且与空心护管连通，蜗杆29转动设置在飘浮筒6内，且两端分别从飘浮筒6的两端伸出，蜗杆29两端的外径均固定安装有多组翅片7，蜗杆29的轴线与管道1的轴线平行，翅片7所在平面与蜗杆29垂直，蜗轮30转动设置在飘浮筒6内，且与蜗杆29啮合，空心轴固定在蜗轮30的芯部，空心轴内腔的横截面为非圆形，传力轴17的一端外缘与空心轴内腔贴合，可在空心轴内滑动，空心护管下端滑动安装在安装套13内，空心护管与流量计管体2内壁之间通过伸缩弹簧28连接，传力轴17远离空心护管的一端与流量显示机构连接，空心护管的横截面为非圆形，且与安装套13内壁相抵；在工作过程中，管道1内的液位在上升或者下降的时候，飘浮筒6能够随之升降，保证只有位于蜗杆29轴线以下的翅片7能够浸入流体当中，由于位于蜗杆29轴线上方的翅片与空气接触，因此蜗杆29将会在流体的推动下，发生转动，在蜗杆29旋转时，蜗轮30通过空心轴和传力轴17将动力传输至流量显示机构，在飘浮筒6升降的过程中，传力轴17能够相对空心轴滑动，并且由于截面为非圆形，两者之间能够持续传递扭力；通过上述结构实现了对不同液位的流体进行流量检测的目的。

如图1和2所示，作为本发明的一个优选实施例，所述固定式流量检测结构包括固定感应件、活动感应件和复位导向组件，所述复位导向组件安装在随动式能量转化机构上，固定感应件固定安装在复位导向组件上，活动感应件滑动安装在复位导向组件上，复位导向组件用于限制活动感应件向固定感应件一侧滑动，固定感应件和活动感应件均与流量显示机构电性连接。

在本实施例中，固定感应件为定感应片25，活动感应件为动感应片24，复位导向组件包括支撑轴23和压力弹簧27，支撑轴23为空心结构，且外径上设置有导槽，支撑轴23固定在安装套13外壁上，定感应片25固定在支撑轴23靠近安装套13的一端，动感应片24通过滑套滑动安装在支撑轴23上，滑套内径上设置有导块，导块能够在导槽内滑动，定感应片25与动感应片24之间通过压力弹簧27连接，定感应片25与动感应片24上均设置有线缆，线缆通过支撑轴23连接到流量显示机构上，定感应片25与动感应片24均通过绝缘层26覆盖；在实际使用时，流体由动感应片24的一侧流向定感应片25的一侧，由于定感应片25是固定的，因此在流体冲击下，其位置不会改变，而动感应片24则会在流体的冲击下靠近定感应片25，流量显示机构向定感应片25与动感应片24通电，由于动感应片24垂直于流体流动方向设置，其面积已知，进而利用电容器的原理，通过换算得到定感应片25与动感应片24之间的间距的该变量，压力弹簧27也被相应的压缩相同的长度，此时流体带给动感应片24的冲击力与压力弹簧27的弹力相同，而动感应片24所受的冲击力可以根据流体流速和动感应片24的面积来计算得到的，因此可以反推得到当前的流体速度，最终计算得到流体的流量。

如图1所示，作为本发明的一个优选实施例，所述流量显示机构包括：

工作表体，所述工作表体安装在流量计管体外壁上；

发电组件，所述发电组件与随动式能量转化机构连接，且安装在工作表体内，用于将随动式能量转化机构内的机械能转化为电能；

控制组件， 所述控制组件安装在工作表体内，且与发电组件和固定式流量检测结构电性连接，用于储存电能并为固定式流量检测结构供电。

在本实施例中，发电组件包括微型发电机19、主动齿轮18和从动齿轮20，流量显示机构的动力输入端为主动齿轮18，控制组件包括控制器16、微型电机21和指针22，控制器16可以为柯蒂斯1236-6401，微型发电机19和微型电机21均固定在工作表体15内，微型发电机19的转轴上固定安装有从动齿轮20，传力轴17的端部与工作表体15转动连接，主动齿轮18固定在传力轴17的外径上，主动齿轮18与从动齿轮20啮合，控制器16上设置有电池，控制器16与微型发电机19电性连接，并与定感应片25和动感应片24电性连接，微型电机21与控制器16电性连接，指针22固定在微型电机21的转轴上；在实际使用时，传力轴17带动主动齿轮18转动，主动齿轮18则通过从动齿轮20带动微型发电机19转动，微型发电机19产生的电能则存储在电池内，并且由于不同流速情况下，微型发电机19的转速不一样，因此产生的电流或电压不一样，通过控制器16对其进行监测，由于微型发电机19的转速与其产生的电压或者电流是成比例的，而水流的流速与蜗杆29的转动速度是成比例的，因此根据微型发电机19产生的电压或者电流可以反推其转速，其是通过蜗杆29驱动的，因此可以反推流体的流速，控制器16则结合流体液面的流速和流体底部的流速，计算得到平均流速，并控制微型电机21带动指针22转动，相应的，在工作表体15上设置表盘。

如图4和5所示，作为本发明的一个优选实施例，所述自发电式流量计还包括防护件和浮动组件，流量计管体2管壁顶部设置有排气孔10，浮动组件设置在流量计管体2内靠近排气孔10的位置，用于在浮力的驱动下封闭排气孔10，防护件设置在排气孔10外围。

在本实施例中，浮动组件包括浮力板8，防护件为防护罩11，流量计管体2内壁上设置有多组导杆9，浮力板8上设置有限位孔，导杆9从限位孔中穿过，浮力板8顶部设置有堵孔塞12，防护罩11设置在排气孔10外围；在实际使用时，当流体的液位较低时，液面位于浮力板8下方，此时堵孔塞12脱离排气孔10，空气能够进出，当液面升高时，浮力板8将会带动堵孔塞12将排气孔10堵住。

如图1所示，作为本发明的一个优选实施例，所述连接组件设置有两组，且分别固定安装在流量计管体2的两端，连接组件用于将流量计管体2串联接入管道1中。

在本实施例中，连接组件为连接法兰3和螺栓4，螺栓4需要从连接法兰3的同侧穿入，并且在连接法兰3上设置垫片。

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 (7)

1.自发电式流量计，其特征在于，所述自发电式流量计还包括：

随动式能量转化机构，所述随动式能量转化机构安装在流量计管体内壁上，用于随流体液面高度浮动并转化液面处流体的动能为自身的机械能；

固定式流量检测结构，所述固定式流量检测结构安装在流量计管体内，用于检测流量计管体管底位置处流体的流量；

流量显示机构，所述流量显示机构安装在流量计管体外壁，与固定式流量检测结构电性连接，所述随动式能量转化机构通过转化得到的机械能驱动流量显示机构发电，流体显示机构用于根据自身发电电压计算流体液面流量，并结合液面流量和管底处的流量计算截面内的平均流量。

2.根据权利要求1所述的自发电式流量计，其特征在于，所述随动式能量转化机构包括：

动力转化结构，所述动力转化结构设置在流量计管体内部，可随液面浮动，用于在液面流体的冲击下转动；

浮动式传动结构，所述浮动式传动结构安装在流量计管体内壁上，动力转化结构用于向浮动式传动结构传递扭矩，浮动式传动结构用于向流量显示机构的动力输入端传递扭矩。

3.根据权利要求2所述的自发电式流量计，其特征在于，所述动力转化结构包括：

外置传力件，所述外置传力件与流体液面接触；

浮力件，所述外置传力件转动安装在浮力件上，且不完全浸入流体中，用于带动外置传力件随液面升降；

内置传动组件，所述内置传动组件与浮动式传动结构滑动连接，用于通过浮动式传动结构驱动流量显示机构发电。

4.根据权利要求1所述的自发电式流量计，其特征在于，所述固定式流量检测结构包括固定感应件、活动感应件和复位导向组件，所述复位导向组件安装在随动式能量转化机构上，固定感应件固定安装在复位导向组件上，活动感应件滑动安装在复位导向组件上，复位导向组件用于限制活动感应件向固定感应件一侧滑动，固定感应件和活动感应件均与流量显示机构电性连接。

5.根据权利要求1所述的自发电式流量计，其特征在于，所述流量显示机构包括：

工作表体，所述工作表体安装在流量计管体外壁上；

发电组件，所述发电组件与随动式能量转化机构连接，且安装在工作表体内，用于将随动式能量转化机构内的机械能转化为电能；

控制组件， 所述控制组件安装在工作表体内，且与发电组件和固定式流量检测结构电性连接，用于储存电能并为固定式流量检测结构供电。

6.根据权利要求1所述的自发电式流量计，其特征在于，所述自发电式流量计还包括防护件和浮动组件，流量计管体管壁顶部设置有排气孔，浮动组件设置在流量计管体内靠近排气孔的位置，用于在浮力的驱动下封闭排气孔，防护件设置在排气孔外围。

7.根据权利要求1所述的自发电式流量计，其特征在于，所述连接组件设置有两组，且分别固定安装在流量计管体的两端，连接组件用于将流量计管体串联接入管道中。

Images