CN206258149U - 齿轮流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的齿轮流量计，包括具有流体的流入管和流出管的腔体、可转动地安装在腔体内的一对啮合的齿轮和驱动齿轮转动的驱动装置，流入管和流出管之间连通设置有分支管，分支管内设置有活塞，活塞外套设有测量感应线圈，控制器根据活塞在测量感应线圈中移动产生的磁阻确定活塞的位置信息以调整驱动装置驱动齿轮的转速。本实用新型的齿轮流量计通过测量感应线圈检测活塞的位置，反馈给控制器使其产生控制信号给驱动装置，以驱动齿轮使活塞始终处于测量感应线圈中心位置，形成带反馈的闭环控制系统，从而保持齿轮两侧的流入管和流出管中的压差为零，无齿间内漏和零点漂移等，稳定性和测量精度更高，且结构简单，无需维护，成本低。

Description

齿轮流量计

技术领域

本实用新型涉及流量计技术领域，具体涉及一种齿轮流量计。

背景技术

齿轮流量计是容积式流量计的一种，用于精密的连续或间断的测量管道中液体的流量或瞬时流量.特别适合于重油、聚乙烯醇、树脂等粘度较高介质的流量测量。

常见的齿轮流量计是依靠被测介质的压头推动齿轮旋转而进行计量的，流量测量与流体的流动状态无关，且粘度愈大的介质，从齿轮和计量空间隙中泄漏出去的泄漏量愈小，因此被测介质的粘度愈大，泄漏误差愈小，对测量愈有利。例如，中国专利文献CN2300887Y公开了一种圆齿轮流量计，该流量计的工作原理是：壳体内一对相互啮合的圆齿轮与腔体构成一个固定的容积。圆齿轮在进入液体的推动下转动并带出液体，每转动一周带出2个容积的液体，故测出圆齿轮的转速，即可求得每小时流经圆齿轮流量计的液体体积量。该技术方案存在的缺点如下：齿轮进口与入口存在一个压差，被测介质由于该压差会直接从两齿轮中间过去，这种情况称为内部泄漏，且泄漏的液体体积会随着进出口压差、介质流量，被测介质的粘度、密度等改变而改变；压力差造成齿轮磨损严重；由于驱动齿轮的能量来自于被测介质，因而最大最小测量范围小，一般是20:1；流量计需要定期校准。

为了解决上述技术问题，中国专利文献CN203629628U公开了一种耐低温旋转容积式流量计，包括计量箱，设置于计量箱内相互垂直配置的两个椭圆齿轮，在计量箱的入口位置设置第一压力传感器，在计量箱的出口位置设置第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器的压力信号发送给主控制器；所述的椭圆齿轮的转轴连接电机，电机接收来自主控制器的控制信号。但是上述专利文献采用压力传感器，因压力传感器工作原理决定了其容易产生零点漂移，零点漂移会影响测量精度和降低灵敏度，故稳定性和可靠性较差。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中流量计中的压力测量精度不高，从而提供一种压力测量精度更高的齿轮流量计。

本实用新型的一种齿轮流量计，包括具有流体的流入管和流出管的腔体、可转动地安装在所述腔体内的一对啮合的齿轮和驱动所述齿轮转动的驱动装置，所述流入管和所述流出管之间连通设置有分支管，所述分支管内设置有活塞，所述活塞外套设有测量感应线圈，控制器根据所述活塞在所述测量感应线圈中移动产生的磁阻确定所述活塞的位置信息以调整所述驱动装置驱动所述齿轮的转速。

所述活塞的平均密度与所述流体的密度相同。

所述活塞外表面密封且内部具有中空的结构。

所述分支管包括活塞移动段和分别与所述流入管和所述流出管连接的连接段，所述活塞移动段靠近所述流出管一侧设置有弹性件。

所述弹性件为压缩弹簧。

所述流入管和所述流出管之间还设置有安全防护装置，用于在所述流体流量过大时泄流。

所述安全防护装置为连通所述活塞移动段和所述流出管的泄流管，所述泄流管入口由所述活塞关闭且在所述流体流量过大时被打开。

在所述腔体的流入管处设置有精细过滤器。

所述驱动装置为伺服电机。

所述控制器为基于DSP或MCU的控制器。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的齿轮流量计，包括具有流体的流入管和流出管的腔体、可转动地安装在所述腔体内的一对啮合的齿轮和驱动所述齿轮转动的驱动装置，所述流入管和所述流出管之间连通设置有分支管，所述分支管内设置有活塞，所述活塞外套设有测量感应线圈，控制器根据所述活塞在所述测量感应线圈中移动产生的磁阻确定所述活塞的位置信息以调整所述驱动装置驱动所述齿轮的转速。通过测量感应线圈检测活塞的位置，然后产生控制信号给驱动装置，驱动装置驱动齿轮使活塞始终处于测量感应线圈的中心位置，形成带反馈的闭环控制系统，从而保持齿轮两侧的流入管和流出管中的压差为零，采用机械式的活塞来监测流入管和流出管的压力状态，没有齿间内漏和电子元器件的零点漂移等，测量介质不受介质类型、温度、流速等影响，稳定性和测量精度更高，且提高了最大最小测量流量比，整个流量计标定周期大大延长，结构简单，无需维护，成本低。

2.本实用新型提供的齿轮流量计，所述活塞的平均密度与所述流体的密度相同；所述活塞外表面密封且内部具有中空的结构。将活塞外表面密封且内部设置中空结构以使活塞的平均密度与所述流体的密度保持相同，使活塞在分支管内不会下沉或者上浮，密封性能更好，不会造成泄漏，从而使测量更准确。

3.本实用新型提供的齿轮流量计，所述分支管包括活塞移动段和分别与所述流入管和所述流出管连接的连接段，所述活塞移动段靠近所述流出管一侧设置有弹性件；优选所述弹性件为压缩弹簧。设置弹性件以防止大流量冲击活塞使活塞直接撞击管道而造成损坏；压缩弹簧结构简单，性能优越，是市场畅销产品，采购方便。

4.本实用新型提供的齿轮流量计，所述流入管和所述流出管之间还设置有安全防护装置，用于在所述流体流量过大时泄流；优选所述安全防护装置为连通所述活塞移动段和所述流出管的泄流管，所述泄流管入口由所述活塞关闭且在所述流体流量过大时被打开。设置安全防护装置，以防止流量超限，损害整个系统，将所述泄流管与所述活塞移动端和所述流出管连通，并利用活塞控制泄流管的关闭和打开，可使产品的结构紧凑，避免增加流量计的尺寸。

5.本实用新型提供的齿轮流量计，在所述腔体的流入管处设置有精细过滤器，可有效地拦截尺寸较大的颗粒杂质，防止固体颗粒将齿轮卡死，以致无法测量流量，甚至发生机械损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型的实施例提供的齿轮流量计的原理图；

图2为基于图1的原理图的齿轮流量计的实施例的结构示意图。

附图标记说明：

1-腔体，11-流入管，12-流出管，13-分支管，131-活塞移动段，132-连接段，133-泄流管，2-齿轮，3-驱动装置，4-活塞，5-测量感应线圈，6-控制器，7-弹性件，8-精细过滤器，9-电脑，10-电源。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本实施例提供一种齿轮流量计，用于测量管道中液体的流量，包括具有流体的流入管11和流出管12的腔体1、可转动地安装在腔体1内的一对啮合的齿轮2和驱动齿轮2转动的驱动装置3，流入管11和流出管12之间连通设置有分支管13，分支管13内设置有活塞4，活塞4外套设有测量感应线圈5，控制器6根据活塞4在测量感应线圈5中移动产生的磁阻确定活塞4的位置信息以调整驱动装置3驱动齿轮2的转速。

通过测量感应线圈5检测活塞4的位置，控制器6接收反馈的活塞4的位置信息，然后产生控制信号给驱动装置3，驱动装置3驱动齿轮2使活塞4始终处于测量感应线圈5的中心位置，形成带反馈的闭环控制系统，从而保持齿轮2两侧的流入管11和流出管12中的压差为零，采用机械式的活塞4来监测流入管11和流出管12的压力状态，没有齿间内漏和电子元器件的零点漂移等，测量介质不受介质类型、温度、流速等影响，稳定性和测量精度更高，且最大最小测量流量比能达到500:1，流量计组件无需标定，整个流量计标定周期大大延长，结构简单，无需维护，成本低。

具体地，若活塞4向右偏离测量感应线圈5的中心位置，即活塞4左边(流入管11中)的压力大于活塞4右边(流出管12中)的压力，则控制器6根据活塞4在感应线圈5中移动产生的磁阻的变化可增大驱动装置3驱动齿轮2的转速，以调整活塞4左右两侧的压力使其保持相等。一般情况活塞4右侧的压力不会大于左侧的压力，并且活塞4处于测量感应线圈5的中间位置，若出现活塞4向左偏离的特殊情况时，活塞4在感应线圈5中移动产生的磁阻也会有变化，此时控制器6可减小驱动装置3驱动齿轮2的转速，以调整活塞4左右两侧的压力使其保持相等。

在本实施例中，活塞4外表面密封且内部具有中空的结构，以使活塞4的平均密度与流体的密度相同，使活塞4在分支管13内不会下沉或者上浮，密封性能更好，不会造成泄漏，从而使测量更准确。

进一步，分支管13包括活塞移动段131和分别与流入管11和流出管12连接的连接段132，活塞移动段131靠近流出管12一侧设置有弹性件7；优选弹性件7为压缩弹簧。设置弹性件7以防止大流量冲击活塞4使活塞4直接撞击管道而造成损坏，压缩弹簧结构简单，性能优越，是市场畅销产品，采购方便。

当然，弹性件7也可设置为弹片等弹性件。

流入管11和流出管12之间还设置有安全防护装置，用于在流体流量过大时泄流；优选安全防护装置为连通活塞移动段131和流出管12的泄流管133，泄流管133入口由活塞4关闭且在流体流量过大时被打开。设置安全防护装置，以防止流量超限，损害整个系统，将泄流管133与活塞移动段131和流出管12连通，并利用活塞4控制泄流管133的关闭和打开，可使产品的结构紧凑，避免增加流量计的尺寸。

此外，泄流管133也可设置为连通流入管11和流出管12的管路，并安装安全阀，以在流量超限时泄流。

如图2所示，在腔体1的流入管11处设置有精细过滤器8，可有效地拦截尺寸较大的颗粒杂质，防止固体颗粒将齿轮2卡死，以致无法测量流量，甚至发生机械损坏。

进一步，驱动装置3优选能满足精度与响应的伺服电机，伺服电机带编码器，输出一个电信号，该电信号正比于体积流量，此时齿间无内漏，只能通过轮齿与腔体1外圆的封闭空间从流入管11到流出管12，轮齿与外圆之间的流体的体积是一定的，通过标定能够找出编码器输出的电信号与其之间的关系以实现测量，测量数据更准确。

此外，驱动装置3也可采用步进电机，可根据流量测量要求选择不同大小的齿轮和不同规格的步进电机。控制器6可选用基于DSP或MCU的控制器，如图2所示，可将控制器连接电脑9和电源10，以提供电源进行测量并对测量获得的数据进行统计和分析。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种齿轮流量计，包括具有流体的流入管(11)和流出管(12)的腔体(1)、可转动地安装在所述腔体(1)内的一对啮合的齿轮(2)和驱动所述齿轮(2)转动的驱动装置(3)，

其特征在于，所述流入管(11)和所述流出管(12)之间连通设置有分支管(13)，所述分支管(13)内设置有活塞(4)，所述活塞(4)外套设有测量感应线圈(5)，控制器(6)根据所述活塞(4)在所述测量感应线圈(5)中移动产生的磁阻确定所述活塞(4)的位置信息以调整所述驱动装置(3)驱动所述齿轮(2)的转速。

2.根据权利要求1所述齿轮流量计，其特征在于，所述活塞(4)的平均密度与所述流体的密度相同。

3.根据权利要求1或2所述齿轮流量计，其特征在于，所述活塞(4)外表面密封且内部具有中空的结构。

4.根据权利要求1所述的齿轮流量计，其特征在于，所述分支管(13)包括活塞移动段(131)和分别与所述流入管(11)和所述流出管(12)连接的连接段(132)，所述活塞移动段(131)靠近所述流出管(12)一侧设置有弹性件(7)。

5.根据权利要求4所述的齿轮流量计，其特征在于，所述弹性件(7)为压缩弹簧。

6.根据权利要求4所述的齿轮流量计，其特征在于，所述流入管(11)和所述流出管(12)之间还设置有安全防护装置，用于在所述流体流量过大时泄流。

7.根据权利要求6所述的齿轮流量计，其特征在于，所述安全防护装置为连通所述活塞移动段(131)和所述流出管(12)的泄流管(133)，所述泄流管(133)入口由所述活塞(4)关闭且在所述流体流量过大时被打开。

8.根据权利要求1-2、4-7任一所述的齿轮流量计，其特征在于，在所述腔体(1)的流入管(11)处设置有精细过滤器(8)。

9.根据权利要求1-2、4-7任一所述的齿轮流量计，其特征在于，所述驱动装置(3)为伺服电机。

10.根据权利要求1-2、4-7任一所述的齿轮流量计，其特征在于，所述控制器(6)为基于DSP或MCU的控制器。