CN211346942U - 一种燃气采样计量装置及膜式燃气表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气采样计量装置及膜式燃气表，属于燃气表技术领域，燃气采样计量装置包括采样旋转件、旋转架及线路板，旋转架上设有磁信号元件，线路板上设有通口及磁敏元件，磁敏元件与磁信号元件对应设置,采样旋转件通过旋转架带动磁信号元件在通口内作圆周运动，旋转架上设有至少两个间隔分布的磁钢，线路板上设有至少三个间隔分布的磁敏元件，通口呈圆形且半径为R，磁信号元件作圆周运动的半径为r，1mm≤R‑r≤4mm。线路板根据各磁敏元件的通断变化输出频率较大的脉冲信号，可以在取消齿轮结构的情况下实现计量目的，有助于简化整体结构，有利于降低装配公差要求，也避免了齿轮卡死导致漏记或误记的情况，还能解决齿轮传动产生的噪音。

Description

一种燃气采样计量装置及膜式燃气表

技术领域

本实用新型涉及燃气表技术领域，尤其涉及一种燃气采样计量装置，另外，本实用新型还涉及一种采用此种燃气采样计量装置的膜式燃气表。

背景技术

随着燃气行业的不断发展，燃气计量也变得尤为重要，膜式燃气表是一种用于计量燃气用量的重要工具。现有膜式燃气表的计数装置一般为机芯组件通过齿轮传动结构驱动计数器架上的齿轮转动，进而驱动字轮转动实现计量。由于采用多级齿轮实现传动，传动过程中会因摩擦、震动等原因产生噪音，齿轮转动越快噪音越明显，影响使用体验。另外，为了避免出现齿轮卡死导致漏记或误记的情况，齿轮传动结构的公差配合要求较高，齿轮的工艺要求高、组装难度大。计量装置的磁钢在转动过程中存在受力不均匀的情况，导致磁钢的旋转速度不均匀，在用气流量较大时可能出现漏记的现象。前述问题会导致膜式燃气表取样精度不高、计量不准确的缺陷，甚至会导致技术错误影响膜式燃气表的正常工作。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型提供了一种燃气采样计量装置，可以在有效减少齿轮传动级数的同时实现更加精准的计量。

为了实现上述技术目的，本实用新型提供的一种燃气采样计量装置，包括采样旋转件、旋转架及线路板，旋转架上设有磁信号元件，线路板上设有通口及磁敏元件，磁敏元件与磁信号元件对应设置,采样旋转件通过旋转架带动磁信号元件在通口内作圆周运动，所述旋转架上设有至少两个间隔分布的磁信号元件，线路板上设有至少三个间隔分布的磁敏元件，通口呈圆形且半径为R，磁信号元件作圆周运动的半径为r，1mm≤R-r≤4mm。

优选的，所述磁信号元件在通口内作圆周运动的轨迹中心线与通口的中心线重合。

优选的，所述旋转架上设有朝采样旋转件凸出的转轴，转轴上套设有磁环，采样旋转件位于磁环的外周且具有磁性,采样旋转件通过磁力作用带动磁环转动。

优选的，所述磁环与旋转架两者之一设有定位凸起，另一者设有供定位凸起卡入的定位凹槽。

优选的，所述燃气采样计量装置还包括使磁环受到轴向限位的限位件,限位件包括插柱及设于插柱一端的限位帽,转轴上设有与插柱配合的插孔,插柱插设于插孔中且限位帽位于磁环上远离旋转架的一侧。

优选的，所述旋转架包括主架体及设于主架体外周的支臂，支臂上远离主架体的末端设有两根对称设置的卡条，两根卡条之间形成有用于装设磁信号元件的卡槽，磁信号元件设于卡槽中。

优选的，所述支臂上远离主架体的末端还设有用于限位磁信号元件的限位凸块，限位凸块与卡条交错设置。

优选的，所述磁信号元件设有两个且均匀分布于旋转架的周向上,所述磁敏元件设有三个且均匀分布于通口的外周。

优选的，所述磁信号元件为磁钢，所述磁敏元件为干簧管或霍尔元件。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型提供的燃气采样计量装置，对现有用于燃气采样计量的结构进行了改进，旋转架上设置至少两个磁信号元件，线路板上设置至少三个磁敏元件，磁信号元件作圆周运动过程中与各磁敏元件之间的距离发生变化，导致各磁敏元件的通断状态发生变化，线路板可以根据各磁敏元件的通断状态变化输出脉冲信号实现计量目的。由于磁信号元件与磁敏元件的数量合理增多，脉冲信号的频率增大，可以在取消齿轮传动结构的情况下实现精准计量的目的，有助于合理简化装置整体的结构。由于可以取消齿轮传动结构，有利于降低各构件的装配公差要求，也避免了齿轮卡死导致漏记或误记的情况，还能解决齿轮传动产生的噪音问题，有助于提高用户的使用体验。另外，由于磁信号元件设置至少两个，可以有效平衡各磁信号元件在作圆周运动时的受力，有利于使各磁信号元件的转速更加均匀，从而有利于提高计量的精准度。再者，改进后的燃气采样计量装置对磁信号元件的磁强度及磁敏元件的灵敏度要求大大降低，有利于降低磁信号元件和磁敏元件的选用标准。

合理设置通口半径R与磁信号元件运动半径r之间的差值，使其更好的满足计量要求。若R-r＜1mm，磁信号元件在运动过程中容易触碰到通口的内壁，磁信号元件运动时容易受到阻碍。若R-r＞4mm，磁敏元件的磁感应强度变弱，不利于保证计量的精确度。

2、磁信号元件作圆周运动的轨迹中心线与通口的中心线重合，使各磁敏元件能在磁信号元件的磁感应作用下尽量输出幅度一致和宽度一致的脉冲信号，有利于进一步提高计量的精准度。

3、采样旋转件作为一级传动轴，通过与磁环之间的磁力作用带动旋转架转动，采样旋转件与旋转架之间采用磁力耦合实现传动，传动时的机械阻力小，有助于保证基表的密封性。

4、磁环与旋转架之间设置相互配合的定位凸起与定位凹槽，定位凸起卡入定位凹槽中实现磁环与旋转架之间在周向上的限位，以便磁环能顺利带动旋转架转动。

5、限位件通过插柱与插孔的配合连接于转轴，并通过限位帽使磁环受到轴向限位，提高磁环与旋转架之间配合的稳定性，避免磁环脱离旋转架导致无法实现计量目的的情况。

6、磁信号元件卡于两根卡条形成的卡槽内，限位凸块与卡条交错设置，通过限位凸块使磁信号元件受到有效的限位，避免磁信号元件在离心力的作用下沿径向移动以致脱离卡槽的情况，有效提高磁信号元件的稳定性，从而保证输出的脉冲信号的稳定性。

7、具体的，磁信号元件沿旋转架的周向均匀间隔设置两个，磁敏元件沿通口的外周均匀间隔设置三个，合理设置磁信号元件与磁敏元件的具体个数，能在满足精确计量燃气用量要求的同时合理降低磁信号元件和磁敏元件的布置难度，同时也能合理控制装置整体的成本。

本实用新型还提供了一种膜式燃气表，包括基表和主控板，基表内设有机芯，所述膜式燃气表还包括上述记载的燃气采样计量装置，采样旋转件设于基表内且由机芯驱动，线路板信号连接于主控板。

本实用新型提供的膜式燃气表采用了上述记载的燃气采样计量装置，可以在简化采样计量结构的同时保证计量的精准度，有助于减少整机构件和降低构件的工艺要求。

附图说明

图1为本实用新型实施例一燃气采样计量装置的局部示意图；

图2为本实用新型实施例一燃气采样计量装置中部分构件的爆炸视图；

图3为本实用新型实施例一燃气采样计量装置中磁信号元件与磁敏元件的分布示意图。

图中，1-限位件，11-插柱，12-限位帽，2-旋转架，21-主架体，211-转轴，212-定位凸起，213-插孔，22-支臂，221-卡条，222-卡槽，223-限位凸块，3-线路板，31-通口，4-磁信号元件，5-磁敏元件，6-磁环，61-轴孔，62-定位凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。需要理解的是，下述的“上”、“下”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

如图1至图3所示，本实用新型实施例一提供的一种用于膜式燃气表的采样计量装置，包括采样旋转件、旋转架2及线路板3，旋转架2上设有磁信号元件4，线路板3上设有通口31及磁敏元件5，磁敏元件5与磁信号元件4对应设置,采样旋转件通过旋转架2带动磁信号元件4在通口31内作圆周运动。旋转架2上设有至少两个间隔分布的磁信号元件4，线路板3上设有至少三个间隔分布的磁敏元件5，通口31呈圆形，通口31的半径为R，磁信号元件4的运动半径为r，1mm≤R-r≤4mm。

磁信号元件作圆周运动过程中与各磁敏元件之间的距离发生变化，导致各磁敏元件的磁感应强度发生变化，线路板可以根据各磁敏元件磁感应的强弱变化输出脉冲信号实现计量目的。由于磁信号元件与磁敏元件的数量合理增多，脉冲信号的频率增大，可以在取消齿轮传动结构的情况下实现精准计量的目的，有助于合理简化装置整体的结构。由于可以取消齿轮传动结构，有利于降低各构件的装配公差要求，也避免了齿轮卡死导致漏记或误记的情况，还能解决齿轮传动产生的噪音问题，有助于提高用户的使用体验。另外，由于磁信号元件设置至少两个，可以有效平衡各磁信号元件在作圆周运动时的受力，有利于使各磁信号元件的转速更加均匀，从而有利于提高计量的精准度。再者，改进后的燃气采样计量装置对磁信号元件的磁强度及磁敏元件的灵敏度要求大大降低，有利于降低磁信号元件和磁敏元件的选用标准。

为了使各磁敏元件5能在磁信号元件4的磁感应作用下尽量输出幅度一致和宽度一致的脉冲信号，磁信号元件4作圆周运动的轨迹中心线与通口31的中心线重合设置，各磁敏元件5均匀分布于通口的外周。本实施例中，磁敏元件5优选设置为三个，且优选采用干簧管。三个干簧管均匀分布于通口31的外周，相邻两个干簧管之间的中心夹角α为120°。具体的，通口31的半径R与磁信号元件4的运动半径r之间的差值优选设置为2.5mm。

旋转架2包括主架体21及设于主架体外周的支臂22，主架体21呈大致中空的圆柱状，支臂22沿主架体21的径向向外延伸形成，支臂22远离主架体21的末端在朝向线路板3的一侧设有两根对称设置的卡条221，两根卡条221之间形成有用于装设磁信号元件4的卡槽222，磁信号元件4设于该卡槽222内。

为了保证磁信号元件4的稳定性，避免其在离心力的作用下脱离卡槽222，支臂22远离主架体21的末端在朝向线路板3的一侧还设有用于限位磁信号元件4的限位凸块223。本实施例中，与同一卡槽222对应的限位凸块223设有两个，两个限位凸块223与形成卡槽222的两根卡条221呈“十”字形交错设置，即与同一卡槽222对应的两个限位凸块223沿支臂22的延伸方向间隔设置。通过限位凸块223与卡条221的配合使磁信号元件4受到有效的限位，避免其在运动过程中脱离支臂。

本实施例中，磁信号元件4优选设置为两个，且优选采用磁钢，磁钢的磁强度设置为270mT～330mT。两个磁钢均匀分布于主架体21的外周，相应的，支臂22也设有两个且两个支臂22均匀分布于主架体的外周，两个支臂22沿同一径向背向向外延伸形成，两个磁钢分别通过与卡槽222的配合固定设于相应支臂的末端。磁钢大致呈圆柱状，磁钢的轴心线与支臂22的延伸方向垂直设置。

为了实现采样旋转件带动旋转架2转动的目的，采样旋转件与旋转架2之间设有磁环6。磁环6的轴心处设有轴孔61，主架体21上设有朝采样旋转件凸出形成的转轴211，转轴211与轴孔61配合，磁环6通过轴孔61与转轴211的配合套设于转轴上。采样旋转件与磁环6均为永磁铁，采样旋转件大体呈中空的圆柱状并套设于磁环的外部，采样旋转件在机芯的驱动下通过磁力作用带动磁环6转动，磁环带动旋转架2同步转动，从而实现磁信号元件4在通口31中作圆周运动的目的。

为了保证磁环6能顺利带动旋转架2转动，磁环6与旋转架2之间设有定位结构。本实施例中，主架体21在朝向磁环6的端面上设有定位凸起212，磁环6在朝向主架体21的一端设有供定位凸起212卡入的定位凹槽62。定位凸起212卡入定位凹槽62中，实现磁环6与旋转架2之间在周向上的限位，使磁环6能顺利带动旋转架2转动，避免磁环相对于旋转架打滑的情况。

为了提高磁环6套设于转轴211上的稳定性，燃气采样计量装置还包括限位件1，限位件1包括一体成型的插柱11和限位帽12，限位帽位于插柱的一端，转轴211上设有供插柱11插入的插孔213。限位件1通过插柱11与插孔213的配合连接于转轴211时，限位帽12位于磁环6上远离旋转架的一侧，通过限位件1使磁环6受到轴向限位，避免磁环脱离转轴。

本实用新型实施例还提供了一种膜式燃气表，包括基表、主控板和上述记载的燃气采样计量装置，基表内设有机芯，采样旋转件设于基表内且由机芯驱动，线路板3信号连接于主控板。本实施例中，线路板3采用PCB板，线路板3与主控板分体设置。

膜式燃气表工作时，采样旋转件通过磁力作用带动磁环6转动，磁环6带动旋转架2同步转动，磁钢在线路板3上的通口31中作圆周运动。其中一个磁钢在运动过程中逐渐靠近某一个干簧管时，该干簧管在磁钢的磁力作用下导通并输出信号。当该磁钢转动至与该干簧管位于通口31的同一径向上时，两者之间的距离最小，干簧管所受磁力作用最大。该磁钢继续转动，逐渐远离该干簧管，干簧管所受磁力作用减小，干簧管断开且中止输出信号。各干簧管的信号变化形成脉冲信号，线路板3将脉冲信号传送给主控板，主控板根据脉冲信号计算燃气用量。

可以理解的是，磁信号元件4还可以采用其他合适的磁性元件。

可以理解的是，磁敏元件5也可以采用霍尔元件。

可以理解的是，磁信号元件4的具体个数并不局限于上述记载和附图所示的两个，也可以设置成三个或四个等其他合理的个数，合理布置磁信号元件4的分布方式使其满足计量要求即可。

可以理解的是，磁敏元件5的具体个数并不局限于上述记载和附图所示的三个，也可以设置成四个、五个、六个等其他合理的个数，满足膜式燃气表的计量要求即可。

可以理解的是，通口31的半径R与磁信号元件4的运动半径r之间的差值也可以设置为1mm、1.5mm、2mm、3mm、3.5mm、4mm等其他合理的差值。

可以理解的是，定位凸起212与定位凹槽62的设置位置可以互换。

可以理解的是，各磁敏元件5也可以设置在磁信号元件4转动轨迹的内周；或者，各磁敏元件分布所在环形的半径也可以与磁信号元件作圆周运动形成环形轨迹的半径相等，各磁敏元件所在的平面与磁信号元件运动轨迹所在的平面沿旋转架的轴向间隔设置。

可以理解的是，膜式燃气表的其他具体结构与现有膜式燃气表的具体结构相同。

可以理解的是，线路板3也可以与主控板设置为一体。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型权利要求书中所定义的范围。

Claims (10)

1.一种燃气采样计量装置，包括采样旋转件、旋转架及线路板，旋转架上设有磁信号元件，线路板上设有通口及磁敏元件，磁敏元件与磁信号元件对应设置,采样旋转件通过旋转架带动磁信号元件在通口内作圆周运动，其特征在于，所述旋转架上设有至少两个间隔分布的磁信号元件，线路板上设有至少三个间隔分布的磁敏元件，通口呈圆形且半径为R，磁信号元件作圆周运动的半径为r，1mm≤R-r≤4mm。

2.根据权利要求1所述的燃气采样计量装置，其特征在于，所述磁信号元件在通口内作圆周运动的轨迹中心线与通口的中心线重合。

3.根据权利要求1所述的燃气采样计量装置，其特征在于，所述旋转架上设有朝采样旋转件凸出的转轴，转轴上套设有磁环，采样旋转件位于磁环的外周且具有磁性,采样旋转件通过磁力作用带动磁环转动。

4.根据权利要求3所述的燃气采样计量装置，其特征在于，所述磁环与旋转架两者之一设有定位凸起，另一者设有供定位凸起卡入的定位凹槽。

5.根据权利要求3所述的燃气采样计量装置,其特征在于,所述燃气采样计量装置还包括使磁环受到轴向限位的限位件,限位件包括插柱及设于插柱一端的限位帽,转轴上设有与插柱配合的插孔,插柱插设于插孔中且限位帽位于磁环上远离旋转架的一侧。

6.根据权利要求1所述的燃气采样计量装置，其特征在于，所述旋转架包括主架体及设于主架体外周的支臂，支臂上远离主架体的末端设有两根对称设置的卡条，两根卡条之间形成有用于装设磁信号元件的卡槽，磁信号元件设于卡槽中。

7.根据权利要求6所述的燃气采样计量装置，其特征在于，所述支臂上远离主架体的末端还设有用于限位磁信号元件的限位凸块，限位凸块与卡条交错设置。

8.根据权利要求1-7任一项所述的燃气采样计量装置，其特征在于，所述磁信号元件设有两个且均匀分布于旋转架的周向上,所述磁敏元件设有三个且均匀分布于通口的外周。

9.根据权利要求1-7任一项所述的燃气采样计量装置，其特征在于，所述磁信号元件为磁钢，所述磁敏元件为干簧管或霍尔元件。

10.一种膜式燃气表，包括基表和主控板，基表内设有机芯，其特征在于，所述膜式燃气表还包括上述权利要求1-9任一项所述的燃气采样计量装置，采样旋转件设于基表内且由机芯驱动，线路板信号连接于主控板。

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