CN116007696A - 一种双螺杆流量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双螺杆流量计，包括：壳体；转子组件，包括可转动的设置于壳体内的第一转子组件和第二转子组件，第一转子组件包括第一转轴和第一转子，第二转子组件包括第二转轴和第二转子，第一转子和所述第二转子具有第一间隙；斜齿轮传动组件，包括设置于所述第一转轴的第一端的第一斜齿轮以及设置于所述第二转轴的第一端的第二斜齿轮，且二者之间具有第二间隙，且所述第二间隙小于所述第一间隙；计数码盘，设置于所述第一转轴的第二端；采集装置，设置于所述壳体上，用于采集所述计数码盘的圈数。本发明的双螺杆流量计在第一转子和第二转子转动过程中，始终不会接触，使得第一转子和第二转子不会因相互接触而产生磨损，精度保持性好。

Description

一种双螺杆流量计

技术领域

本发明涉及容积式流量计技术领域，尤其涉及一种双螺杆流量计。

背景技术

容积式流量计是直接根据排出流体体积进行流量累计的仪表。它由测量室、运动部件、传动和显示部件组成。设测量室的固定标准容积为V，在某一时间间隔内经过流量计排出的流体的固定标准容积数为n，则被测流体的体积总量Q为Q＝nV。利用计数器通过传动机构测出运动部件的转数n，便可显示出被测流体的流量Q。

容积式流量计应用十分广泛，例如成品油的流量，通常采用容积式流量计进行测量。现有技术中的容积式流量计的其中一个螺杆的头部设置一计数码盘，螺杆带动计数码盘旋转，计数部分的传感器读取计数码盘的圈数，进而测出通过体积。其中螺杆的动力特性与可靠性直接影响容积式流量计的计量精度，现有的双螺杆流量计(容积式流量计中的一种)大多是转子之间互相啮合形成密封腔，转子相互接触造成磨损，密封性能下降，精度降低，因此转子的设计直接影响双螺杆流量计的计量性能。

因此，如何避免因转子相互接触造成磨损，导致的密封性能下降，精度降低的问题，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双螺杆流量计，以避免因转子相互接触造成磨损，导致的密封性能下降，精度降低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种双螺杆流量计，包括：

壳体；

转子组件，包括可转动的设置于所述壳体内的第一转子组件和第二转子组件，所述第一转子组件包括第一转轴和套设于所述第一转轴上的第一转子，所述第二转子组件包括第二转轴和套设于所述第二转轴上的第二转子，所述第一转子和所述第二转子相啮合，且二者具有第一间隙；

斜齿轮传动组件，包括设置于所述第一转轴的第一端的第一斜齿轮以及设置于所述第二转轴的第一端的第二斜齿轮，所述第一斜齿轮和所述第二斜齿轮啮合，且二者之间具有第二间隙，且所述第二间隙小于所述第一间隙，所述第二间隙为齿轮副侧隙；

计数码盘，设置于所述第一转轴的第二端；

采集装置，设置于所述壳体上，用于采集所述计数码盘的圈数。

可选地，在上述双螺杆流量计中，所述壳体包括：

内壳体，所述转子组件设置于所述内壳体内，且所述斜齿轮传动组件和所述计数码盘位于所述内壳体的外部；

外壳体，套设于所述内壳体的外侧，所述斜齿轮传动组件和所述计数码盘位于所述外壳体内；

限位销，第一端固定于所述内壳体上，所述外壳体上设置有供所述限位销的第二端嵌入的限位槽。

可选地，在上述双螺杆流量计中，所述内壳体的靠近所述斜齿轮传动组件的一端的外表面设置有密封装置，所述密封装置与所述外壳体的内壁贴合，以使得所述内壳体和所述外壳体之间形成隔温间隙；

所述内壳体的远离所述斜齿轮传动组件的一端设置有连通所述隔温间隙的通液孔，以使得计量液体通过所述通液孔充满所述隔温间隙。

可选地，在上述双螺杆流量计中，所述内壳体的靠近所述斜齿轮传动组件的一端的外表面开设有环形密封槽，所述密封装置嵌装于所述环形密封槽内。

可选地，在上述双螺杆流量计中，所述内壳体的两端设置有固定端板，所述第一转轴和所述第二转轴支承于所述固定端板上。

可选地，在上述双螺杆流量计中，所述第一转轴和所述第二转轴均通过深沟球轴承支承于所述固定端板上。

可选地，在上述双螺杆流量计中，所述第一转子和所述第二转子与所述内壳体的内壁之间具有第三间隙。

可选地，在上述双螺杆流量计中，所述第一间隙为0.1mm～0.2mm；

所述第二间隙为0.025mm～0.075mm；

所述第三间隙为0.1mm～0.2mm。

可选地，在上述双螺杆流量计中，所述限位销沿所述内壳体的圆周方向均匀布置的多个；

所述外壳体包括沿所述内壳体的轴向排列的第一半外壳和第二半外壳，所述第一半外壳和所述第二半外壳通过法兰固定连接，所述限位槽设置于所述第一半外壳和第二半外壳的连接处。

可选地，在上述双螺杆流量计中，所述第一转子和所述第二转子的转子型线包括圆外旋轮线和长幅圆外旋轮线；

所述圆外旋轮线的曲线方程为：

x＝C[sin(α)-1/(1+k)sin(1+k)α]

y＝C[cos(α)-1/(1+k)cos(1+k)α]

所述长短幅圆外旋轮线的曲线方程为：

x＝Rsin(α+β)-(a+b)sin(β)

y＝(a+b)cos(β)-Rcos(α+β)

或

x＝C[(R/C)sin(α+β)-sin(β)]

y＝C[cos(β)-(R/C)cos(α+β)]

其中：

a为固定圆半径；

b为滚动圆半径；

α为接触点在固定圆上无滑动的行过角度，α为由滚动圆初始点圆心、固定圆圆心和滚动圆结束点圆心三点的连线构成；

β为接触点在滚动圆上的行过角度；

k为固定圆半径与滚动圆半径之比；

C为固定圆和滚动圆的圆心距离，且C＝a+b；

所述长幅圆外旋轮线是在滚动圆和固定圆的圆心连线上离滚动圆圆心距离为R的一个点的轨迹所形成的曲线。

本发明提供的双螺杆流量计，通过设计第一转轴和第二转轴的间距，使得第一斜齿轮和第二斜齿轮之间具有第二间隙，而第一转子和第二转子之间具有第一间隙，且第一间隙大于第二间隙，使得第一斜齿轮和第二斜齿轮的齿轮副侧隙，并不会导致第一转子和第二转子相互接触。本发明的双螺杆流量计在第一转子和第二转子转动过程中，始终不会接触，使得第一转子和第二转子不会因相互接触而产生磨损，精度保持性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的双螺杆流量计的剖视图；

图2为本发明实施例提供的双螺杆流量计去掉外壳体的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的转子组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的转子型线的示意图；

图5为本发明实施例提供的第一转子和第二转子相啮合的示意图。

图中的各项附图标记的含义如下：

101为外壳体，1011为进液口，1012为排液口，102为内壳体，1021为通液孔，103为限位销，104为第一转轴，105为第一转子，1051为第一间隙，106为采集装置，107为计数码盘，108为第二转轴，109为第二转子，110为第一斜齿轮，111为固定端板，112为深沟球轴承，113为第二斜齿轮，114为环形密封槽。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种双螺杆流量计，以避免因转子相互接触造成磨损，导致的密封性能下降，精度降低的问题。

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，所描述的实施例仅仅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做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。

如图1-图3所示，本发明实施例公开了一种双螺杆流量计，包括壳体、转子组件、斜齿轮传动组件、计数码盘107和采集装置106。

其中，转子组件包括可转动的设置于壳体内的第一转子组件和第二转子组件，第一转子组件包括第一转轴104和套设于第一转轴104上的第一转子105，第一转轴104带动第一转子105转动。

第二转子组件包括第二转轴108和套设于第二转轴108上的第二转子109，第二转轴108带动第二转子109转动，第一转子105和第二转子109相啮合，且二者具有第一间隙1051，也即在第一转子105和第二转子109转动过程中，二者并不接触。

斜齿轮传动组件包括设置于第一转轴104的第一端的第一斜齿轮110以及设置于第二转轴108的第一端的第二斜齿轮113，第一斜齿轮110和第二斜齿轮113啮合，且二者之间具有第二间隙，且第二间隙小于第一间隙1051，其中第二间隙为齿轮副侧隙。本实施例中将第一斜齿轮110和第二斜齿轮113的齿轮副侧隙设计为小于第一转子105和第二转子109的第一间隙1051，使得第一转子105和第二转子109之间的第一间隙1051永远大于0，保证第一转子105和第二转子109始终不会接触。

计数码盘107设置于第一转轴104的第二端，采集装置106设置于壳体上，用于采集计数码盘107的圈数。壳体上开设有进液口1011和排液口1012，进液口1011位于设置有计数码盘107的一侧，排液口1012位于设置有斜齿轮传动组件的一侧。待计量的液体，以成品油为例，成品油通过进液口1011进入壳体内部，成品油推动第一转子105和第二转子109旋转带动计数码盘107旋转，采集装置106采集计数码盘107的旋转圈数进而测算出通过的体积量。

采集装置106采用电磁原理，计数码盘107由导磁材料制成，转动带来磁场变化，采集装置106通过感应其磁通量变化，来检测圈数。

第一转轴104和第二转轴108可均为钢轴，可以使得第一转子105和第二转子109在高速旋转的同时，还能保持一定的刚性，避免发生塑性形变影响长期性能。

本发明提供的双螺杆流量计，通过设计第一转轴104和第二转轴108的间距，使得第一斜齿轮110和第二斜齿轮113之间具有第二间隙，而第一转子105和第二转子109之间具有第一间隙1051，且第一间隙1051大于第二间隙，使得第一斜齿轮110和第二斜齿轮113的齿轮副侧隙，并不会导致第一转子105和第二转子109相互接触。本发明的双螺杆流量计在第一转子105和第二转子109转动过程中，始终不会接触，使得第一转子105和第二转子109不会因相互接触而产生磨损，精度保持性好。

在本发明一具体实施中，壳体包括内壳体102和外壳体101。其中，转子组件设置于内壳体102内，且斜齿轮传动组件和计数码盘107位于内壳体102的外部。

外壳体101套设于内壳体102的外侧，斜齿轮传动组件和计数码盘107位于外壳体101内。限位销103的第一端固定于内壳体102上，外壳体101上设置有供限位销103的第二端嵌入的限位槽。

外壳体101对内部的内壳体102和内壳体102内的转子组件以及内壳体102外部的计数码盘107和斜齿轮传动组件发挥保护和限位作用。内壳体102上的限位销103通过与外壳体101的配合，限制内壳体102轴向与径向的自由度，增加测量部分的稳定性，减少了计量的不确定度。

进一步的，内壳体102的靠近斜齿轮传动组件的一端的外表面设置有密封装置，密封装置与外壳体101的内壁贴合，以使得内壳体102和外壳体101之间形成隔温间隙，也即内壳体102和外壳体101不直接接触，从而避免外部环境温度变化，对计量精度的影响。

内壳体102的远离斜齿轮传动组件的一端设置有连通隔温间隙的通液孔1021，以使得计量液体通过通液孔1021充满隔温间隙。在计量液体通过进液口1011进入壳体内部，会通过通液孔1021进入隔温间隙内，使得内壳体102内外的温度均接近计量液体的温度，进一步避免外部环境温度变化对计量精度的影响。由于内壳体102的靠近斜齿轮传动组件的一端的外表面设置有密封装置，因此通过通液孔1021进入隔温间隙内的计量液体不会由隔温间隙流出，因此不会因这部分计量液体未经过转子组件，而影响计量精度。

在本发明一具体实施例中，内壳体102的靠近斜齿轮传动组件的一端的外表面开设有环形密封槽114，密封装置嵌装于环形密封槽114内。本实施例中，通过将密封装置嵌入环形密封槽114内，提高了密封装置的安装稳定性，避免了密封装置沿内壳体102的轴向移动。

在本发明一具体实施例中，内壳体102的两端设置有固定端板111，为了方便第一转子组件和第二转子组件的安装，固定端板111可通过紧固件可拆卸的设置在内壳体102上。

第一转轴104和第二转轴108支承于固定端板111上。具体的，第一转轴104和第二转轴108均通过深沟球轴承112支承于固定端板111上，使得第一转子组件和第二转子组件可以进行极小摩擦系数的高速旋转运动。

在本发明一具体实施例中，第一转子105和第二转子109与内壳体102的内壁之间具有第三间隙。如此设置，可使得第一转子105和第二转子109与内壳体102的内壁始终不会接触，进一步避免第一转子105和第二转子109磨损而影响计量精度。

在本发明一具体实施例中，第一间隙1051可设计为0.1mm～0.2mm，例如0.15mm左右；第二间隙可设计为0.025mm～0.075mm，例如0.05mm左右；第三间隙可设计为0.1mm～0.2mm，例如0.15mm左右。

在本发明一具体实施例中，限位销103沿内壳体102的圆周方向均匀布置的多个，以更稳定的限制内壳体102轴向与径向的自由度，增加测量部分的稳定性，提高内壳体102定位的可靠性，减少了计量的不确定度。

外壳体101包括沿内壳体102的轴向排列的第一半外壳和第二半外壳，即外壳体101被分成沿转子组件的轴向布置的两部分，第一半外壳和第二半外壳通过法兰固定连接，限位槽设置于第一半外壳和第二半外壳的连接处。

如图4和图5所示，第一转子105和第二转子109的转子型线可以与现有技术常规设置相同，即包括圆外旋轮线和长幅圆外旋轮线，其中ea、ab、cd、dg为长辐圆外旋轮线，fh为圆外旋轮线，bc和gh为圆曲线，第一转子105和第二转子109的gh段部分与内壳体102的内壁之间第三间隙。

圆外旋轮线的曲线方程为：

x＝C[sin(α)-1/(1+k)sin(1+k)α]

y＝C[cos(α)-1/(1+k)cos(1+k)α]

长短幅圆外旋轮线的曲线方程为：

x＝R sin(α+β)-(a+b)sin(β)

y＝(a+b)cos(β)-Rcos(α+β)

或

x＝C[(R/C)sin(α+β)-sin(β)]

y＝C[cos(β)-(R/C)cos(α+β)]

其中：

a为固定圆半径；

b为滚动圆半径；

α为接触点在固定圆上无滑动的行过角度，α为由滚动圆初始点圆心、固定圆圆心和滚动圆结束点圆心三点的连线构成；

β为接触点在滚动圆上的行过角度；

k为固定圆半径与滚动圆半径之比；

C为固定圆和滚动圆的圆心距离，且C＝a+b；

所述长幅圆外旋轮线是在滚动圆和固定圆的圆心连线上离滚动圆圆心距离为R的一个点的轨迹所形成的曲线。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双螺杆流量计，其特征在于，包括：

壳体；

转子组件，包括可转动的设置于所述壳体内的第一转子组件和第二转子组件，所述第一转子组件包括第一转轴(104)和套设于所述第一转轴(104)上的第一转子(105)，所述第二转子组件包括第二转轴(108)和套设于所述第二转轴(108)上的第二转子(109)，所述第一转子(105)和所述第二转子(109)相啮合，且二者具有第一间隙；

斜齿轮传动组件，包括设置于所述第一转轴(104)的第一端的第一斜齿轮(110)以及设置于所述第二转轴(108)的第一端的第二斜齿轮(113)，所述第一斜齿轮(110)和所述第二斜齿轮(113)啮合，且二者之间具有第二间隙，且所述第二间隙小于所述第一间隙，所述第二间隙为齿轮副侧隙；

计数码盘(107)，设置于所述第一转轴(104)的第二端；

采集装置(106)，设置于所述壳体上，用于采集所述计数码盘(107)的圈数。

2.根据权利要求1所述的双螺杆流量计，其特征在于，所述壳体包括：

内壳体(102)，所述转子组件设置于所述内壳体(102)内，且所述斜齿轮传动组件和所述计数码盘(107)位于所述内壳体(102)的外部；

外壳体(101)，套设于所述内壳体(102)的外侧，所述斜齿轮传动组件和所述计数码盘(107)位于所述外壳体(101)内；

限位销(103)，第一端固定于所述内壳体(102)上，所述外壳体(101)上设置有供所述限位销(103)的第二端嵌入的限位槽。

3.根据权利要求2所述的双螺杆流量计，其特征在于，所述内壳体(102)的靠近所述斜齿轮传动组件的一端的外表面设置有密封装置，所述密封装置与所述外壳体(101)的内壁贴合，以使得所述内壳体(102)和所述外壳体(101)之间形成隔温间隙；

所述内壳体(102)的远离所述斜齿轮传动组件的一端设置有连通所述隔温间隙的通液孔(1021)，以使得计量液体通过所述通液孔(1021)充满所述隔温间隙。

4.根据权利要求3所述的双螺杆流量计，其特征在于，所述内壳体(102)的靠近所述斜齿轮传动组件的一端的外表面开设有环形密封槽(114)，所述密封装置嵌装于所述环形密封槽(114)内。

5.根据权利要求2所述的双螺杆流量计，其特征在于，所述内壳体(102)的两端设置有固定端板(111)，所述第一转轴(104)和所述第二转轴(108)支承于所述固定端板(111)上。

6.根据权利要求5所述的双螺杆流量计，其特征在于，所述第一转轴(104)和所述第二转轴(108)均通过深沟球轴承(112)支承于所述固定端板(111)上。

7.根据权利要求2所述的双螺杆流量计，其特征在于，所述第一转子(105)和所述第二转子(109)与所述内壳体(102)的内壁之间具有第三间隙。

8.根据权利要求7所述的双螺杆流量计，其特征在于，所述第一间隙为0.1mm～0.2mm；

所述第二间隙为0.025mm～0.075mm；

所述第三间隙为0.1mm～0.2mm。

9.根据权利要求2所述的双螺杆流量计，其特征在于，所述限位销(103)沿所述内壳体(102)的圆周方向均匀布置的多个；

所述外壳体(101)包括沿所述内壳体(102)的轴向排列的第一半外壳和第二半外壳，所述第一半外壳和所述第二半外壳通过法兰固定连接，所述限位槽设置于所述第一半外壳和第二半外壳的连接处。

10.根据权利要求1-9任一项所述的双螺杆流量计，其特征在于，所述第一转子(105)和所述第二转子(109)的转子型线包括圆外旋轮线和长幅圆外旋轮线；

所述圆外旋轮线的曲线方程为：

x＝C[sin(α)-1/(1+k)sin(1+k)α]

y＝C[cos(α)-1/(1+k)cos(1+k)α]

所述长幅圆外旋轮线的曲线方程为：

x＝Rsin(α+β)-(a+b)sin(β)

y＝(a+b)cos(β)-Rcos(α+β)

或

x＝C[(R/C)sin(α+β)-sin(β)]

y＝C[cos(β)-(R/C)cos(α+β)]

其中：

a为固定圆半径：

b为滚动圆半径：

α为接触点在固定圆上无滑动的行过角度，α为由滚动圆初始点圆心、固定圆圆心和滚动圆结束点圆心三点的连线构成；

β为接触点在滚动圆上的行过角度；

k为固定圆半径与滚动圆半径之比；

C为固定圆和滚动圆的圆心距离，且C＝a+b；

所述长幅圆外旋轮线是在滚动圆和固定圆的圆心连线上离滚动圆圆心距离为R的一个点的轨迹所形成的曲线。

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