CN208333563U - 摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及水表领域，特别涉及一种摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯；其包括叶轮盒、过滤罩、隔水板、叶轮组件以及脉冲感应组件，所述叶轮组件包括叶轮本体、上轴以及叶片，所述叶片为摆线形曲面，本实用新型提供的一种摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯叶片为摆线形曲面，不仅增加了水流受力面积、间接增大了叶轮转动力矩、降低始动流量、提高水表计量精度，而且出水阻尼连续平稳顺滑、消除出水压水脉动性、提高了压水效率，此外叶轮组件采用陀螺仪原理进行设计，上轴的顶点到叶轮组件的重心之间的距离L小于叶轮组件的公称直径D，减小了转动惯量，破除共振点，减小了高速转动的离心力，使得叶轮组件转动更平稳。
Description
技术领域
本实用新型涉及水表领域，特别涉及一种摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯。
背景技术
近年来社会发展，日新月异，科学技术不断进步，水表行业结合微电子及传感器技术，智能水表取得突破性发展，逐步实现无人抄表，自动化管理，漏损治理。智能水主要为干式水表，干式水表由于结构原因，叶轮杆较长，这样造成转动不稳定，隔水板上轴套凹孔易困气，始动流量大，小流量转动贯量不稳定，精度R值相对不高。另外，传统水表叶轮盒与隔水板阻尼单一，存在脉冲水流阻尼，对叶轮转动造成不稳定。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服以上缺点，提供一种摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，该机芯的叶片为摆线形曲面，叶片内凹面为水流推力受力面，叶片外凸面为压水出水面，摆线形不仅增加了水流受力面积、间接增大了叶轮转动力矩、降低始动流量、提高水表计量精度，而且出水阻尼连续平稳顺滑、消除出水压水脉动性、提高了压水效率，此外叶轮组件采用陀螺仪原理进行设计，上轴的顶点到叶轮组件的重心之间的距离L小于叶轮组件的公称直径D，减小了转动惯量，破除共振点，减小了高速转动的离心力，使得叶轮组件转动更平稳。
本实用新型是这样实现的：一种摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，其特征在于：包括具有上开口的叶轮盒、套设于叶轮盒底部的过滤罩、盖设于叶轮盒上开口上的隔水板、转动连接于叶轮盒和隔水板之间的叶轮组件以及设置于叶轮组件和隔水板上的用于获取水流量信息的脉冲感应组件，所述叶轮组件包括叶轮本体、固设于叶轮本体上端的上轴以及多个沿圆周方向均布设置于叶轮本体上的叶片，所述叶片为摆线形曲面，所述上轴的顶点到叶轮组件的重心之间的距离小于叶轮组件的公称直径。
为了增加阻尼切入和停止作用时长，消除传统直线筋条在叶轮组件低速转动(即小流量状态时)产生脉动的缺陷，所述叶轮盒底部内端面上设有多条摆线形阻尼筋条一，所述摆线形阻尼筋条一的摆线旋转方向均与叶片的摆线旋转方向相反。
为了增加阻尼切入和停止作用时长，消除传统直线筋条在叶轮组件高速转动(即大流量状态时)产生脉动的缺陷，所述隔水板的下端面上设有多条摆线形阻尼筋条二，所述摆线形阻尼筋条二的摆线旋转方向均与叶片的摆线旋转方向相反。
为了提高叶轮组件的转动灵敏度，所述叶轮组件还包括固设于隔水板内的上轴套、固设于叶轮本体下端内的下轴套、同轴设置于下轴套内的轴承以及固设于叶轮盒底部的下顶尖，所述轴承的内圈顶压于下顶尖上，所述上轴转动连接于上轴套内。
为了更好地计量水表的流量，所述脉冲感应组件包括同轴固设于上轴上的磁钢以及多个固定安装于隔水板上且沿磁钢四周均布设置的霍尔传感器。
优选的，所述隔水板上设有数量与霍尔传感器相匹配的安装槽，每个霍尔传感器均安装于对应的安装槽内。
优选的，所述霍尔传感器为TMR传感器。
为了使叶轮组件遇到砂石异物时容易做滚动转动，避免卡砂，所述叶片的后缘设有倒角。
优选的，所述摆线形曲面中摆线的参数方程为：
其中r为圆的半径，t为圆的半径所经过的角度。
较之现有技术而言，本实用新型具有以下优点：
(1)本实用新型提供的摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，叶片为摆线形曲面，叶片内凹面为水流推力受力面，叶片外凸面为压水出水面，摆线形不仅增加了水流受力面积、间接增大了叶轮转动力矩、降低始动流量、提高水表计量精度，而且出水阻尼连续平稳顺滑、消除出水压水脉动性、提高了压水效率，此外叶轮组件采用陀螺仪原理进行设计，上轴的顶点到叶轮组件的重心之间的距离L小于叶轮组件的公称直径D，减小了转动惯量，破除共振点，减小了高速转动的离心力，使得叶轮组件转动更平稳；
(2)本实用新型提供的摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，叶轮盒底部内端面上设有多条摆线形阻尼筋条一，摆线形阻尼筋条一的摆线旋转方向均与叶片的摆线旋转方向相反，增加阻尼切入和停止作用时长，消除传统直线筋条在叶轮组件低速转动(即小流量状态时)产生脉动的缺陷，在水流推动叶轮组件转动时，摆线形筋一条全程对叶轮组件产生连续稳定平滑柔顺的阻尼，使叶轮组件持续匀速稳定转动，为霍尔感应输出脉冲信号提供可靠保证；
(3)本实用新型提供的摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，隔水板的下端面上设有多条摆线形阻尼筋条二，摆线形阻尼筋条二的摆线旋转方向均与叶片的摆线旋转方向相反，增加阻尼切入和停止作用时长，消除传统直线筋条在叶轮组件高速转动(即大流量状态时)产生脉动的缺陷，在出水时摆线形阻尼筋条二能产生小旋涡，阻止叶轮组件加速转动，除低叶轮组件转速，使叶轮组件持续匀速稳定转动，使水表误差曲线平坦，提高计量精度，减少摩擦磨损，延长水表合用寿命，同时为霍尔感应输出脉冲信号提供可靠保证；
(4)本实用新型提供的摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，叶片的后缘设有倒角，使叶轮组件遇到砂石异物时容易做滚动转动，避免卡砂；
(5)本实用新型提供的摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，结构合理，使用性能可靠，计量精度高，使用寿命长。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯的三维结构示意图；
图2是本实用新型摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯的纵剖结构示意图；
图3是本实用新型摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯的三维爆炸视图；
图4是叶轮盒的三维结构示意图；
图5是隔水板的三维结构示意图；
图6是叶轮组件的结构示意图；
图7是叶轮组件的三维结构示意图。
图中符号说明：1、叶轮盒，11、摆线形阻尼筋条一，2、过滤罩，3、隔水板，31、摆线形阻尼筋条二，32、安装槽，4、叶轮组件，41、叶轮本体，42、上轴，43、叶片，431、倒角，44、上轴套，45、下轴套，46、轴承，47、下顶尖，5、脉冲感应组件，51、磁钢，52、霍尔传感器，L：上轴的顶点到叶轮组件的重心之间的距离，D：叶轮组件的公称直径。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型内容进行详细说明：
如图1-图7所示，为本实用新型提供的一种摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，其特征在于：包括具有上开口的叶轮盒1、套设于叶轮盒1底部的过滤罩2、盖设于叶轮盒1上开口上的隔水板3、转动连接于叶轮盒1和隔水板3之间的叶轮组件4以及设置于叶轮组件4和隔水板3上的用于获取水流量信息的脉冲感应组件5，所述叶轮组件4包括叶轮本体41、固设于叶轮本体41上端的上轴42以及多个沿圆周方向均布设置于叶轮本体41上的叶片43，所述叶片43为摆线形曲面，所述上轴42的顶点到叶轮组件4的重心之间的距离L小于叶轮组件4的公称直径D。
如图4所示，为了增加阻尼切入和停止作用时长，消除传统直线筋条在叶轮组件低速转动(即小流量状态时)产生脉动的缺陷，所述叶轮盒1底部内端面上设有多条摆线形阻尼筋条一11，所述摆线形阻尼筋条一11的摆线旋转方向均与叶片43的摆线旋转方向相反。
如图5所示，为了增加阻尼切入和停止作用时长，消除传统直线筋条在叶轮组件高速转动(即大流量状态时)产生脉动的缺陷，所述隔水板3的下端面上设有多条摆线形阻尼筋条二31，所述摆线形阻尼筋条二31的摆线旋转方向均与叶片43的摆线旋转方向相反。
如图2、3所示，为了提高叶轮组件的转动灵敏度，所述叶轮组件4还包括固设于隔水板3内的上轴套44、固设于叶轮本体41下端内的下轴套45、同轴设置于下轴套45内的轴承46以及固设于叶轮盒1底部的下顶尖47，所述轴承46的内圈顶压于下顶尖47上，所述上轴42转动连接于上轴套44内。
如图3所示，为了更好地计量水表的流量，所述脉冲感应组件5包括同轴固设于上轴42上的磁钢51以及多个固定安装于隔水板3上且沿磁钢51四周均布设置的霍尔传感器52。
如图3所示，所述隔水板3上设有数量与霍尔传感器52相匹配的安装槽32，每个霍尔传感器52均安装于对应的安装槽32内。
优选的，所述霍尔传感器52为TMR传感器。
如图7所示，为了使叶轮组件遇到砂石异物时容易做滚动转动，避免卡砂，所述叶片43的后缘设有倒角431。
优选的，所述摆线形曲面中摆线的参数方程为：
其中r为圆的半径，t为圆的半径所经过的角度。
上述具体实施方式只是对本实用新型的技术方案进行详细解释，本实用新型并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本实用新型原理的任何改进或替换，均应在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，其特征在于：包括具有上开口的叶轮盒(1)、套设于叶轮盒(1)底部的过滤罩(2)、盖设于叶轮盒(1)上开口上的隔水板(3)、转动连接于叶轮盒(1)和隔水板(3)之间的叶轮组件(4)以及设置于叶轮组件(4)和隔水板(3)上的用于获取水流量信息的脉冲感应组件(5)，所述叶轮组件(4)包括叶轮本体(41)、固设于叶轮本体(41)上端的上轴(42)以及多个沿圆周方向均布设置于叶轮本体(41)上的叶片(43)，所述叶片(43)为摆线形曲面，所述上轴(42)的顶点到叶轮组件(4)的重心之间的距离(L)小于叶轮组件(4)的公称直径(D)。
2.根据权利要求1所述的一种摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，其特征在于：所述叶轮盒(1)底部内端面上设有多条摆线形阻尼筋条一(11)，所述摆线形阻尼筋条一(11)的摆线旋转方向均与叶片(43)的摆线旋转方向相反。
3.根据权利要求1所述的一种摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，其特征在于：所述隔水板(3)的下端面上设有多条摆线形阻尼筋条二(31)，所述摆线形阻尼筋条二(31)的摆线旋转方向均与叶片(43)的摆线旋转方向相反。
4.根据权利要求1所述的一种摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，其特征在于：所述叶轮组件(4)还包括固设于隔水板(3)内的上轴套(44)、固设于叶轮本体(41)下端内的下轴套(45)、同轴设置于下轴套(45)内的轴承(46)以及固设于叶轮盒(1)底部的下顶尖(47)，所述轴承(46)的内圈顶压于下顶尖(47)上，所述上轴(42)转动连接于上轴套(44)内。
5.根据权利要求4所述的一种摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，其特征在于：所述脉冲感应组件(5)包括同轴固设于上轴(42)上的磁钢(51)以及多个固定安装于隔水板(3)上且沿磁钢(51)四周均布设置的霍尔传感器(52)。
6.根据权利要求5所述的一种摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，其特征在于：所述隔水板(3)上设有数量与霍尔传感器(52)相匹配的安装槽(32)，每个霍尔传感器(52)均安装于对应的安装槽(32)内。
7.根据权利要求5所述的一种摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，其特征在于：所述霍尔传感器(52)为TMR传感器。
8.根据权利要求1所述的一种摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，其特征在于：所述叶片(43)的后缘设有倒角(431)。
9.根据权利要求1所述的一种摆线叶轮陀螺仪原理物联网水表机芯，其特征在于：所述摆线形曲面中摆线的参数方程为：
其中r为圆的半径，t为圆的半径所经过的角度。
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