CN207989379U - 一种差压膜盒式轴向力平衡装置 - Google Patents

Abstract

一种差压膜盒式轴向力平衡装置，包括设置在流量计内部、轴承架后方的膜盒，所述膜盒内部设有膜片，所述膜片将所述膜盒隔为前后的第一腔室和第二腔室；所述第一腔室正中设有带有第二磁钢的顶杆；所述顶杆与尾端设有第一磁钢的涡轮芯轴在同一轴向；所述第一磁钢外端和所述第二磁钢外端的极性相同；所述第二腔室与叶轮前面的空间相通。本申请的有益效果是：膜盒结构以及磁钢，能够有效的抵消涡轮流量计所产生的轴向力，提高流量计稳定性，延长流量计的使用寿命；对芯轴只有轴向作用，不会产生径向力矩，提高产品寿命的同时不影响产品的精度；利用表体自身的压力差作为初始动力，能够做到轴向力的自动补偿，不需要单独的控制结构。

Description

一种差压膜盒式轴向力平衡装置

技术领域

本申请属于流量测量技术领域，具体地说，涉及一种差压膜盒式轴向力平衡装置。

背景技术

涡街流量计是根据卡门涡街原理研究生产的，主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸汽等多种介质。其特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。

气体涡轮流量计主体机芯结构是由叶轮-轴承架体系构成。市面所售气体涡轮流量计，因始动流量以及灵敏度精度的要求，机芯轴承都采用高精度微型深沟球轴承，深沟球轴承灵敏度高，稳定性好，能承受很大的径向力，但轴向力的承受能力较弱。

当叶轮高速旋转时，流动的气体流量介质会给叶轮一个向后推动的力，这个巨大的轴向力全部施加于轴承内圈，流量计口径、流量越大，所产生的轴向推力就越大。而气涡轮所采用的微型精密轴承，最小的内圈壁厚一般不超过1mm，那么过大的轴向推力会直接导致轴承受损严重甚至解体，会严重影响气涡轮表的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种差压膜盒式轴向力平衡装置，能够利用磁场力有效的减小叶轮轴承所承受的轴向力，提高气体涡轮流量计的稳定性，延长流量计的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本申请公开了一种差压膜盒式轴向力平衡装置，并采用以下技术方案来实现。

一种差压膜盒式轴向力平衡装置，所述平衡装置包括膜盒，所述膜盒与轴承架的尾部连接；所述膜盒内部设有膜片，所述膜片将所述膜盒隔为前端的第一腔室和后端的第二腔室；所述第一腔室外壳设有导向管；顶杆穿过所述导向管后与所述膜片连接；所述顶杆与所述导向管内壁活动连接；所述顶杆的前端设有第二磁钢；所述第二腔室与叶轮前面的空间相通；所述叶轮与涡轮芯轴垂直连接，所述涡轮芯轴穿过所述轴承架，所述涡轮芯轴的后端设有第一磁钢，所述第一磁钢、所述第二磁钢、所述顶杆和所述涡轮芯轴处于同一轴向；所述第一磁钢外端的极性和所述第二磁钢外端的极性相同。

进一步的，所述轴承架正中设有横向通孔，所述通孔的两端分别设有轴承；所述涡轮芯轴穿过所述轴承后与所述顶杆相对。

进一步的，所述轴承架通过连接装置与所述膜盒固定连接。

进一步的，所述膜片为具有弹力可变形的材质。

进一步的，所述导向管为中空圆柱体。

进一步的，所述第二腔室通过设置在壳体内的连通管与所述叶轮前面空间相通。

进一步的，所述第一腔室和所述第二腔室不相通。

与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：膜盒结构以及磁钢的设计，能够有效的抵消气体涡轮流量计叶轮所产生的轴向力，提高流量计稳定性，延长流量计的使用寿命；对芯轴只有轴向作用，不会产生径向力矩，提高产品寿命的同时不影响产品的精度；利用表体自身的压力差作为初始动力，能够做到轴向力的自动补偿，不需要单独的控制结构。

当然，实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请轴向力平衡装置的截面图。

其中，图中：

1、膜盒；2、轴承；3、轴承架；4、叶轮；5、膜片；6、顶杆；7、涡轮芯轴；8、连通管；9、壳体；10第一腔室；11、第二腔室。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

一种差压膜盒式轴向力平衡装置，该装置设置在涡轮流量计的内部，如图1所示，轴承架3的正中设有横向通孔，通孔的两端分别设有一个轴承2。涡轮芯轴7的一端设有叶轮4。涡轮芯轴7的另一端设有第一磁钢，且设有第一磁钢的涡轮芯轴从两个轴承2的中心穿过，第一磁钢穿出轴承架。轴承架3通过连接装置与膜盒1固定连接。连接装置为一个中空圆柱体，连接装置与轴承架3的连接以及与膜盒1的连接，均为密封性的，以保证叶轮后面的空间与前面空间不相通。膜盒1是一个内空的密闭容器，中间密封性设有膜片5，即膜片5将膜盒1隔绝成两个腔室，且两个腔室之间绝对的不相通。膜片5为具有弹力的可变形材质，比如橡胶，以便两个腔室气压不同时，膜片5因压强力而变形。

两个腔室分别为第一腔室10和第二腔室11。第一腔室10的外壁中间设有过孔，过孔内壁上垂直于第一腔室10的外壁设有中空圆柱体形导向管，导向管与第一腔室10的外壁固定连接。顶杆6穿过导向管与膜片5连接。顶杆6端部设有外螺纹，膜片5上设有穿孔，顶杆6端部穿过膜片5的穿孔之后用螺母固定。顶杆6与导向管内壁为接触但非密封性连接，保证第一腔室10与叶轮后空间的相通。顶杆6的外端设有第二磁钢。第二磁钢与第一磁钢在位置上正对。第二磁钢的外端极性和第一磁钢的外端极性相同。导向管的作用是固定顶杆6的方向，使之不至于在两个磁钢同极相斥排斥力作用下产生方位变动。需要说明的是导向管不一定是圆柱体，也可以是其他形状，如截面为四边形、三角形、六边形、或其他不规则形状，但需要保证顶杆形状与之相配合。

第二腔室11的外壁上设有小孔，连通管8的一端与小孔密封连接，连通管8的另一端穿过壳体9后与叶轮4前面的空间相通，从而实现第二腔室 11与叶轮4前面的压力相同。整个轴向力平衡装置设置在壳体9的内部。

涡轮表工作时叶轮前后会产生压力差，膜盒的两个腔室也产生压力差，第一腔室压力小，第二腔室压力大，第二腔室压力作用在膜片上，使膜片向第一腔室方向鼓起，从而推动顶杆向外运动。同时叶轮由于前后产生的压力差，会有一个向后的推力施加在轴承的轴向位置上。两个磁钢靠近时，利用磁钢“同性相斥，异性相吸”原理与牛顿第三定律，有效地抵消轴承所承受的轴向力。

本申请的有益效果是：膜盒结构以及磁钢的设计，能够有效的抵消气体涡轮流量计叶轮所产生的轴向力，提高流量计稳定性，延长流量计的使用寿命；对芯轴只有轴向作用，不会产生径向力矩，提高产品寿命的同时不影响产品的精度；利用表体自身的压力差作为初始动力，能够做到轴向力的自动补偿，不需要单独的控制结构。

以上对本申请实施例所提供的一种差压膜盒式轴向力平衡装置，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种差压膜盒式轴向力平衡装置，其特征在于：所述平衡装置包括膜盒(1)，所述膜盒(1)与轴承架(3)的尾部连接；所述膜盒(1)内部设有膜片(5)，所述膜片(5)将所述膜盒(1)隔为前端的第一腔室(10)和后端的第二腔室(11)；所述第一腔室(10)外壳设有导向管；顶杆(6)穿过所述导向管后与所述膜片(5)连接；所述顶杆(6)与所述导向管内壁活动连接；所述顶杆(6)的前端设有第二磁钢；所述第二腔室(11)与叶轮(4)前面的空间相通；所述叶轮(4)与涡轮芯轴(7)垂直连接，所述涡轮芯轴(7)穿过所述轴承架(3)，所述涡轮芯轴(7)的后端设有第一磁钢，所述第一磁钢、所述第二磁钢、所述顶杆(6)和所述涡轮芯轴(7)处于同一轴向；所述第一磁钢外端的极性和所述第二磁钢外端的极性相同。

2.根据权利要求1所述差压膜盒式轴向力平衡装置，其特征在于：所述轴承架(3)正中设有横向通孔，所述通孔的两端分别设有轴承(2)；所述涡轮芯轴(7)穿过所述轴承(2)后与所述顶杆相对。

3.根据权利要求1所述差压膜盒式轴向力平衡装置，其特征在于：所述轴承架(3)通过连接装置与所述膜盒(1)固定连接。

4.根据权利要求1所述差压膜盒式轴向力平衡装置，其特征在于：所述膜片(5)为具有弹力可变形的材质。

5.根据权利要求1所述差压膜盒式轴向力平衡装置，其特征在于：所述导向管为中空圆柱体。

6.根据权利要求1所述差压膜盒式轴向力平衡装置，其特征在于：所述第二腔室(11)通过设置在壳体(9)内的连通管(8)与所述叶轮(4)前面空间相通。