CN201548265U - 一种浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计 - Google Patents

Abstract

该流量计是一种能可靠的高压液体流量计，填补了国内无该类流量计的空白。该流量计的内齿轮(11)和三个径向轴齿轮(6)组成了三对内啮合齿轮副，内齿轮(11)的齿数为非3的整数倍，且大于40，三个径向轴齿轮(6)的齿数应大于等于14，且沿内齿轮(11)的圆周方向错位120°安装。当该流量计接入高压系统后，被测液体由进油口进入流量计，推动内齿轮(11)和三个径向轴齿轮一起旋转，液体经由流量计的出油口排出，通过齿轮转速传感器，将内齿轮(11)的转速信号变为电信号，传给单片机或计算机处理。该流量计能准确测量液压系统高压流量，具有流量脉动小、测量范围大、精度高、可靠性好等优点，可广泛的使用在高压液压系统的流量测量。

Description

一种浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计

技术领域

一种浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计，适用于以矿物油、乳化液或水为工作介质的系统，是一种能可靠测量高压液压系统流量的流量计，属于流体传动的流量测试领域。

背景技术

对于高压液压系统的流量测量问题，国内目前还没有成型的产品，只是在部分研究机构、院校的实验室，在实验室条件下，通过简介测量流量的方法，可准确测量流量，但如果实验条件变了，如流体的粘度、温度、流速、脉动、压力、流态等条件变了，就很难准确的测量出该高压液压系统的流量了。流量仪表是一种其性能强烈依赖于使用条件的仪表。流量计是使用比制造要艰难的少数仪表之一，在实验室它能得到极高的精确度，但是在使用现场，一旦条件变化，一切全都白费。发明专利JP2306122“容积式流量计”和发明专利200610049716.6“耐高压双向椭圆齿轮流量计”，都是以椭圆齿轮为研究对象，对椭圆齿轮流量计本身可能给被测系统带来的流量脉动，没有加以考虑，很难用于高压动态流量的测量。新型实用专利ZL200620006026.8“平衡式多齿轮高压动态流量计”，由于其结构复杂，转动部件多，转动惯量大，很难真正的用于液压系统的动态流量的测量。

发明内容

为了克服以上发明的不足，本发明的目的在于提供一种结构更加简单的浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计。

本发明是在发明者多年对齿轮流量计研究的基础上，设计了一种能够在高压液压系统中测量其动态流量的浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计，该流量计具有不受环境条件影响，准确地测量高压液压系统动态流量的特点，对大型工矿企业的液压系统的故障诊断和自动控制将起重要作用，该项研究填补了国内无该类浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计的空白。如经过合理的选择齿轮的参数，让由内齿轮(11)和三个径向轴齿轮(6)径向安装、周向相互错位120°，组成三对内啮合副，以实现流量错位叠加，其流量脉动只有原来的1/9，流量脉动低于1.5％。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计由前端盖(1)、中间壳体(12)、内齿轮(11)、三个径向轴齿轮(6)、密封块(2)、浮动侧板(7)、后端盖(14)等组成。内齿轮(11)和三个径向轴齿轮(6)组成了三对内啮合齿轮副，要求内齿轮(11)的齿数为非3的整数倍，且大于40，三个径向轴齿轮(6)的齿数要大于等于14，三个径向轴齿轮(6)沿内齿轮(11)的圆周方向错位120°安装在该流量计的前端盖(1)和后端盖(14)上，这样就可以形成三对错位内啮合的齿轮副，内齿轮(11)绕密封块(2)的中心旋转，三个径向轴齿轮(6)绕各自的齿轮中心旋转。这样既可以避免单对齿轮啮合时所产生的冲击和噪声，又可以使该流量计的流量脉动大大降低。当该流量计接入高压系统后，被测液体由进液口进入流量计，推动内齿轮(11)和三个径向轴齿轮一起旋转，再经由流量计的排液口排出，通过安装在中间壳体(12)上的齿轮转速传感器(16)，将转速信号变为电信号，传给单片机或计算机，经过运算处理后，可以通过LCD显示或通过计算机进一步处理。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：

1.由于本发明属于浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计，内齿轮(11)的齿数为非3的整数倍，且大于40，三个径向轴齿轮(6)的齿数要大于等于14，三个径向轴齿轮(6)沿内齿轮(11)的圆周方向错位120°安装在该流量计的前端盖(1)和后端盖(14)上，这样就可以形成三对内齿轮错位啮合，显著降低流量脉动，其流量脉动可低于1.5％，流量品质得到明显改善。

2.由于内齿轮(11)和三个径向轴齿轮(6)可采用轻质合金，转动部件的转动惯量明显减小，可用于液压系统动态流量的测量。

故本发明能准确测量液压系统高压动态流量，具有结构简单、流量脉动小、测量范围大、精度高、可靠性好等优点。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明做进一步说明。

图1是本发明的二维外形图。

图2是图1的A-A向图。

图3是图1的B-B向图。

图4是三维实体爆炸图。

图中：1.前端盖 2.密封块 4、10和13.密封圈 5.轴承 6.径向轴齿轮 7.浮动侧板 9、3、8和15.螺栓组件 11.内齿轮 12.中间壳体 14.后端盖 16.齿轮转速传感器。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示，该发明由内齿轮(11)和三个径向轴齿轮(6)组成了三对内啮合齿轮副，要求内齿轮(11)的齿数为非3的整数倍，且大于40，三个径向轴齿轮(6)的齿数要大于等于14，三个径向轴齿轮(6)沿内齿轮(11)的圆周方向错位120°安装在该流量计的前端盖(1)和后端盖(14)上，这样就可以形成三对内齿轮错位啮合，内齿轮(11)绕密封块(2)的中心旋转，三个径向轴齿轮(6)绕各自的齿轮中心旋转。

内齿轮(11)和三个径向轴齿轮(6)在啮合时，内齿轮(11)、三个径向轴齿轮(6)、前端盖(1)、浮动侧板(7)、密封块(2)和后端盖(14)间形成密闭空间，通过前端盖(1)的配流，将三个进液腔和进液口联通，通过后端盖(14)的配流，将三个排液腔和排液口联通，当液体经过该流量计前端盖(1)上的进液口进液时，推动内齿轮(11)和三个径向轴齿轮(6)的旋转，液体再经过后端盖(14)上的排液口排出。

由于内齿轮(11)和三个径向轴齿轮(6)在圆周方向实现了错位安装，使得通过该流量计的流量能实现错位叠加，流量脉动只有普通内齿轮流量计的1/9，其流量脉动率δ计算公式为：

$\mathrm{\δ}=\frac{{6\mathrm{\π}}^2\cos {{\mathrm{\α}}_n}^2(z_1{z_2}^2-{z_2}^3)}{216(2z_1{z}_2+z_1+z_2){z_2}^2-19{\mathrm{\π}}^2\cos {{\mathrm{\α}}_n}^2\left(z_1{z_2}^2{-z_2}^3\right)}$

式中

z₁——内齿轮(11)的齿数；

z₂——径向轴齿轮(6)的齿数；

α_n——内齿轮(11)和径向轴齿轮(6)的压力角。

中间壳体(12)与前端盖(1)、后端盖(14)用螺栓组件(9)、(3)、)8)和(15)固定在一起；径向轴齿轮(6)的数为2到4个，并且结构参数相同；采用端面配流的结构形式实现配流；内齿轮(11)和径向轴齿轮(6)可以用合金或不锈钢制作；内齿轮(11)和径向轴齿轮(6)可以是直齿，也可以是斜齿；内齿轮(11)和径向轴齿轮(6)的齿廓曲线可以是渐开线齿廓，也可以是圆弧齿廓。

该发明在工作时，经过该流量计前端盖(1)上的进液口进液时，推动内齿轮(11)和三个径向轴齿轮(6)的旋转，液体再经过后端盖(14)上的排液口排出，将被测液体的流量信号转换内齿轮(11)的转速信号，通过安装在中间壳体(12)上的齿轮转速传感器(16)，将转速信号变为电信号，传给单片机或计算机，经过运算处理后，可以通过LCD显示或计算机进一步处理。

该发明由于内齿轮(11)和三个径向轴齿轮(6)能实现在圆周方向的错位安装，既可显著降低其流量脉动，又避免了单对齿轮啮合时产生的冲击和噪声，其流量脉动可低于1.5％。

Claims (9)

1.一种浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计，其特征是：该低脉动齿轮流量计由前端盖(1)、中间缸体(12)、内齿轮(11)、三个径向轴齿轮(6)、密封块(2)、浮动侧板(7)、后端盖(14)等组成。

2.根据权利要求1所述的一种浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计，其特征是：内齿轮(11)和三个径向轴齿轮(6)组成了三对内啮合齿轮副，要求内齿轮(11)的齿数为非3的整数倍，且大于40，三个径向轴齿轮(6)的齿数要大于等于14，三个径向轴齿轮(6)沿内齿轮(11)的圆周方向错位1200安装在该流量计的前端盖(1)和后端盖(14)上，这样就可以形成三对错位内啮合的齿轮副，内齿轮(11)绕密封块(2)的中心旋转，三个径向轴齿轮(6)绕各自的齿轮中心旋转。

3.根据权利要求1所述的一种浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计，其特征是：当该流量计接入液压系统后，被测液体从进液口进入流量计，推动内齿轮(11)和三个径向轴齿轮一起旋转，再经由流量计的排液口排出，通过安装在中间缸体(12)上的齿轮转速传感器(16)，将转速信号变为电信号，传给单片机或计算机，经过运算处理后，被测流量信号，可以通过LCD或计算机显示及处理。

4.根据权利要求1所述的一种浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计，其特征是：该流量计的流量脉动率δ计算公式为：

$\mathrm{\δ}=\frac{{6\mathrm{\π}}^2\cos {{\mathrm{\α}}_n}^2(z_1{z_2}^2-{z_2}^3)}{216({2z}_1{z}_2+z_1+z_2){z_2}^2-{19\mathrm{\π}}^2\cos {{\mathrm{\α}}_n}^2(z_1{z_2}^2-{z_2}^3)}$

式中

z₁——内齿轮(11)的齿数；

z₂——径向轴齿轮(6)的齿数；

α_n——内齿轮(11)和径向轴齿轮(6)的压力角。

5.根据权利要求1所述的一种浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计，其特征是：中间壳体(12)与前端盖(1)、后端盖(14)用螺栓组件(9)、(3)、)8)和(15)固定在一起。

6.根据权利要求1所述的一种浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计，其特征是：径向轴齿轮(6)的数为2到4个，并且结构参数相同。

7.根据权利要求1所述的一种浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计，其特征是：采用端面配流的结构形式实现配流。

8.根据权利要求1所述的一种浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计，其特征是：内齿轮(11)和径向轴齿轮(6)可以用合金或不锈钢制作。

9.根据权利要求1所述的一种浮动内齿轮式低脉动齿轮流量计，其特征是：内齿轮(11)和径向轴齿轮(6)可以是直齿，也可以是斜齿；内齿轮(11)和径向轴齿轮(6)的齿廓曲线可以是渐开线齿廓，也可以是圆弧齿廓。

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