CN216815599U - 齿轮流量测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及流量测量设备技术领域，尤其是涉及一种齿轮流量测量装置。该齿轮流量测量装置包括壳体和齿轮；壳体的内部开设有密封测量腔，密封测量腔形成有两个限位表面；齿轮设置于密封测量腔内，齿轮的轴向的两端分别形成有端面，齿轮的两个端面分别与两个限位表面相面对；齿轮的齿根具有避让型齿根型线，避让型齿根型线位于传统齿根型线的内侧，传统齿根型线为恰好不与齿轮的齿顶发生渐开线干涉的理想齿根型线。该齿轮流量测量装置，齿轮与密封测量腔的限位表面之间的接触面积显著减小，能够减小齿轮与壳体之间的摩擦，减小齿轮运行过程中产生的摩擦力对齿轮转速的影响，进而提高了对于液体流速的测量精度。

Description

齿轮流量测量装置

技术领域

本申请涉及流量测量设备技术领域，尤其是涉及一种齿轮流量测量装置。

背景技术

随着现代工业的进步，针对高压液压系统或液体输送的精准测量，已经成为趋势。应用直齿轮流量计进行精准的体积测量是国内外较为成熟的解决方案，直齿轮流量计配合精度高，原则上可以测量任何液体。

直齿轮流量计的结构通常为内部形成密封腔体，当密封腔体内出现液体流动的时候，推动密封腔体内部的齿轮沿自身转轴旋转，以将液体从进口运送到出口，从而测量流动液体的体积。

但是目前的齿轮流量计的测量精度仅能做到±0.5％，尚且不能满足高精度的液体流速测量需求。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种齿轮流量测量装置，以在一定程度上解决现有技术中存在的齿轮流量计的测量精度较低，尚且不能满足高精度要求的技术问题。

本申请提供了一种齿轮流量测量装置，包括壳体和齿轮；

所述壳体的内部开设有密封测量腔，所述密封测量腔形成有两个限位表面；

所述齿轮设置于所述密封测量腔内，所述齿轮的轴向的两端分别形成有端面，所述齿轮的两个所述端面分别与两个所述限位表面相面对；

所述齿轮的齿根具有避让型齿根型线，所述避让型齿根型线位于传统齿根型线的内侧，所述传统齿根型线为恰好不与所述齿轮的齿顶发生渐开线干涉的理想齿根型线。

在上述技术方案中，进一步地，所述避让型齿根型线位于边界齿根型线的外侧；

所述边界齿根型线为满足所述齿轮的最小传动强度要求的理想齿根型线。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述避让型齿根型线包括根部型线和边部型线；

所述根部型线面向所述齿轮的齿隙开口，所述边部型线连接于所述齿轮的齿顶型线与所述根部型线之间；

所述根部型线和所述边部型线中的至少一者的至少部分位于所述传统齿根型线的内侧；

所述根部型线和所述边部型线中的至少一者的至少部分位于所述边界齿根型线的外侧。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述壳体包括容纳本体、第一盖板和第二盖板；

所述密封测量腔开设于所述容纳本体并贯通所述容纳本体的长度方向的两端；

所述第一盖板和所述第二盖板盖设于所述容纳本体的长度方向的两端，并与所述密封测量腔的长度方向的两端密封连接，两个所述限位表面分别形成于所述第一盖板和所述第二盖板。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述齿轮流量测量装置还包括流量测量传感器组件；

所述第一盖板开设有安装腔，所述安装腔形成有安装表面，所述流量测量传感器组件设置于所述安装表面，所述安装表面与所述第一盖板的限位表面之间的壁厚不小于1mm。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述流量测量传感器组件包括非接触式霍尔传感器和磁性元件；

所述磁性元件设置于所述安装表面，所述非接触式霍尔传感器设置于所述磁性元件，所述磁性元件与所述非接触式霍尔传感器共同具有磁性回路，所述磁性回路至少覆盖所述密封测量腔的部分。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述流量测量传感器组件还包括设置于所述安装腔内的霍尔芯片，所述霍尔芯片与所述非接触式霍尔传感器电连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一盖板与所述容纳本体的对接位置以及所述第二盖板与所述容纳本体的对接位置均设置有密封件。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一盖板和所述第二盖板分别与所述容纳本体的对接位置开设有密封槽，所述密封槽以连续和/或间断的方式环绕所述密封测量腔设置，所述密封件设置于所述密封槽内。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述齿轮的数量为两个，两个所述齿轮相啮合；

所述壳体开设有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口分别位于两个所述齿轮的啮合位置的两侧。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的齿轮流量测量装置包括壳体和齿轮。齿轮黄色至在壳体的密封测量腔内，齿轮具有避让型齿根，避让型齿根的型线位于传统齿根型线的内侧，传统齿根型线为恰好不与所述齿轮的齿顶发生渐开线干涉的理想齿根型线，也就是说，具有避让型齿根的齿轮与具有边界齿根型线的齿轮相比较，该具有避让型齿根的齿轮的轴向的两端面的面积显著减小，从而在齿轮运行过程中，齿轮与密封测量腔的限位表面之间的接触面积显著减小，能够减小齿轮与壳体之间的摩擦，减小齿轮运行过程中产生的摩擦力对齿轮转速的影响，进而提高了对于液体流速的测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施方式，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为本申请实施例提供的齿轮流量测量装置的第一结构示意图；

图2为本申请实施例提供的齿轮流量测量装置的第二结构示意图；

图3为本申请实施例提供的齿轮流量测量装置的第三结构示意图；

图4为本申请实施例提供的齿轮流量测量装置的第四结构示意图；

图5为图4在A-A截面的剖视图；

图6为图5在B处的局部放大图；

图7为本申请实施例提供的齿轮流量测量装置的齿轮的结构示意图；

图8为图7在C-C截面的剖视图；

图9为本申请实施例提供的齿轮流量测量装置的避让型齿根与传统的齿轮流量计的齿轮的对比图。

附图标记：

1-齿轮流量测量装置；10-第一盖板；100-安装表面；11-第二盖板；110-安装腔；12-容纳本体；120-密封槽；121-密封测量腔；122-进液口；123-出液口；13-齿轮；130-避让型齿根型线；1300-根部型线；1301-边部型线；131-齿轮的端面；15-流量测量传感器组件；150-霍尔芯片；151-磁性元件；152-霍尔传感器；16-转轴；17-密封件；18-轴承；19-齿顶型线；2-传统齿根型线。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是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或元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1至图9所示，本申请的实施例提供了一种齿轮流量测量装置1，包括壳体、齿轮13和流量测量传感器组件15。

在下文中，将对齿轮流量测量装置1的上述部件进行具体描述。

本实施例的可选方案中，壳体用于对齿轮13和流量测量传感器组件15进行保护和安装。

壳体的内部开设有密封安装腔110，密封安装腔110用于安装齿轮13以及流通待测速液体。从而待测速液体对于安装齿轮13产生推动作用，齿轮13在待测速流体的推动作用下发生转动，通过齿轮13的转速大小以及转动方向能够反映待测速液体的流速以及流向。

密封测量腔121形成有两个限位表面，齿轮13的轴向的两端分别形成有端面，齿轮13的两个端面分别与两个限位表面相面对，两个限位表面分别于齿轮13的两个端面形成较小的间隙或者相接触，从而通过两个限位表面对齿轮13形成轴向限位。

齿轮13在待测速液体的推动作用下发生转动时，齿轮的端面131会与限位表面发生摩擦，在摩擦系数不发生改变的前提下，端面的面积越大，那么限位表面和齿轮13之间的摩擦力就越大。

传统的齿轮13流量计的齿轮13通常直接延用普通泵送用齿轮13泵的齿轮13，而普通泵送用齿轮13泵的齿轮13在对齿形进行设计的时候，通常把强度要求放在首位，因而目前的齿轮13流量计的齿轮13通常采用传统齿根型线2，传统齿根型线2为恰好不与齿轮13的齿顶发生渐开线干涉的理想齿根型线。

该齿轮流量测量装置1的齿轮13采用避让型齿根型线130，避让型齿根型线130位于传统齿根型线2的内侧，使得齿轮13的轴向的两个端面的面积显著减小，从而齿轮的端面131在限位表面上的正投影面积减小，也即齿轮的端面131与限位表面之间的接触面积减小，进而齿轮13与壳体之间摩擦力减小，齿轮13的转速和转向对于待测速流体的流速和流向的反映更加直观和准确。

本实施例中，齿轮13的数量为两个，两个齿轮13相啮合，具体而言，两个齿轮13分别通过转轴16与壳体本体相连接，以使两个齿轮13能够绕转轴16转动，且为了确保齿轮13转动顺畅且稳定，转轴16与齿轮13之间设置有轴承18，轴承18例如可以为深沟球轴承18。

壳体开设有进液口122和出液口123，进液口122和出液口123分别位于两个齿轮13的啮合位置的两侧，待测速液体经由进液口122进入到密封测量腔121内，并推动两个相啮合的齿轮13转动，在两个齿轮13的抽吸作用下，流入到出液口123，并经由出液口123从密封测量腔121流出。

本实施例的可选方案中，边界齿根型线为满足齿轮13的最小传动强度要求的理想齿根型线，为了确保该齿轮13具有足够的传动强度，以提高该齿轮流量测量装置1的耐久性，避让型齿根型线130位于边界齿根型线的外侧。

本实施例的可选方案中，如图9所示，避让型齿根型线130包括根部型线1300和边部型线1301。

根部型线1300面向齿轮13的齿隙开口，边部型线1301连接于齿轮13的齿顶型线19与根部型线1300之间，值得强调的时，齿轮13的齿顶型线19参与啮合，而根部型线1300和边部型线1301均不参与啮合；每个根部型线1300均位于两个边部型线1301之间。

本实施例中，根部型线1300和边部型线1301中的至少一者的至少部分位于传统齿根型线2的内侧。换句话说，根部型线1300的部分或者全部位于传统齿根型线2的内侧，或者边部型线1301的部分或者全部位于传统齿根型线2的内侧，或者根部型线1300的部分以及边部型线1301的部分位于传统齿根型线2的内侧，或者根部型线1300的全部以及边部型线1301的部分位于传统齿根型线2的内侧，或者根部型线1300的全部以及边部型线1301的全部位于传统齿根型线2的内侧。

本实施例中，根部型线1300和边部型线1301中的至少一者的至少部分位于边界齿根型线的外侧。换句话说，根部型线1300的部分或者全部位于边界齿根型线的外侧，或者边部型线1301的部分或者全部位于边界齿根型线的外侧，或者根部型线1300的部分以及边部型线1301的部分位于边界齿根型线的外侧，或者根部型线1300的全部以及边部型线1301的部分位于边界齿根型线的外侧，或者根部型线1300的全部以及边部型线1301的全部位于边界齿根型线的外侧。

本实施例的可选方案中，壳体包括容纳本体12、第一盖板10和第二盖板11。

密封测量腔121开设于容纳本体12并贯通容纳本体12的长度方向的两端，第一盖板10和第二盖板11盖设于容纳本体12的长度方向的两端，并与密封测量腔121的长度方向的两端密封连接，两个限位表面分别形成于第一盖板10和第二盖板11。

也就是说，密封测量腔121的周向表面完全形成于容纳本体12，密封测量腔121的两个限位表面分别形成于第一盖板10和第二盖板11，密封测量腔121的每个表面均能够被独立加工，降低了密封测量腔121的每个表面的加工难度，由于不受其他便面影响，因而便于单独进行磨削处理，提高了密封测量腔121的每个表面的加工精度，从而提高了该壳体的密封测量腔121的容积精度，进而提高了该齿轮流量测量装置1的流体流速和流向的测量精度。

与之形成对比的是，现有的齿轮流量计的齿轮腔由上盖板和下盖板对合而成，并通过对上盖板和下盖板分别进行开槽才能形成齿轮腔室，由于开槽精度控制相对于开孔精度控制更加困难，且不便于进行表面精加工，所以导致现有的齿轮腔室的泵容积精度明显较低，而本申请中的完全开设于容纳本体12中的密封测量腔121的每个表面均容易实现精加工，所以泵容积精度显著提高，进而对于流体流速和流向的测量精度也随之显著提高。

本实施例中，第一盖板10与容纳本体12的对接位置以及第二盖板11与容纳本体12的对接位置均设置有密封件17。

第一盖板10和第二盖板11分别与容纳本体12的对接位置开设有密封槽120，密封件17设置于密封槽120内。

密封槽120以连续的方式环绕密封测量腔121设置，或者，密封槽120以间断的方式环绕密封测量腔121设置。

其中，密封件17形式以及密封槽120形式可以根据实际需求进行选择。通过密封槽120以及密封件17，减少了液体在高压、低粘度情况下的泄漏量。

本实施例的可选方案中，齿轮流量测量装置1还包括流量测量传感器组件15。

第一盖板10开设有安装腔110，安装腔110形成有安装表面100，流量测量传感器组件15设置于安装表面100，安装表面100与第一盖板10的限位表面之间的壁厚d不小于1mm，从而通过该流量测量传感器组件15可以实现对于齿轮13转速和转向的非接触式检测，不仅不会对密封测量腔121的密封性能产生影响，而且不会由于传感器伸入密封测量腔121导致液体流动状态受到干扰，从而提高液体流速和流向的检测精度。

现有的齿轮流量计通常采用接触式测量或者距离较近的非接触式测量，其中，接触式测量是将流量测量传感器直接伸入到齿轮腔内，对齿轮腔内的流体的扰流作用明显，无法获取可靠液体流速和流向的检测结果，导致对于检测精度受到影响。而现有的非接触式测量虽然不需要将传感器伸入到齿轮腔内，但是也只能实现非常近距离的非接触式测量，齿轮腔与非接触式测量部件之间的壁厚只能达到0.5mm左右的程度，明显小于1mm，导致这部分壁厚从结构强度上考虑形成薄弱点，从而造成齿轮流量计整体的结构强度不均，且局部结构强度过于薄弱，进而导致使用寿命较短。

与现有的齿轮流量计形成对比的是，该齿轮流量测量装置1不仅能够实现非接触式测量，且流量测量传感器组件15与密封测量腔121的限位表面之间的壁厚d不小于1mm，例如为1mm、1.2mm、1.5mm或2mm，所以这部分的结构强度足够大，提高了齿轮流量测量装置1整体的结构强度均匀性，延长了齿轮流量测量装置1的使用寿命。

本实施例的可选方案中，流量测量传感器组件15包括非接触式霍尔传感器152和磁性元件151。

磁性元件151设置于安装表面，非接触式霍尔传感器152设置于磁性元件151，磁性元件151与非接触式霍尔传感器152共同具有磁性回路，磁性回路至少覆盖密封测量腔121的部分，齿轮13在转动过程中磁性回路会发生变化，从而非接触式霍尔传感器152通过磁性回路的变化实现对于齿轮13转速和转向的非接触式测量，杜绝了信号偏差对流量测量精度的影响。

可选地，磁性元件151为磁石。

本实施例中，流量测量传感器组件15还包括设置于安装腔110内的霍尔芯片150，霍尔芯片150与非接触式霍尔传感器152电连接。一方面，能够通过霍尔芯片150对于非接触式霍尔传感器152检测到的信息进行初步处理和存储，并能够与外界实现通信，从而将非接触式霍尔传感器152检测到的信息向外界传输，以便于工作人员获取检测信息。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种齿轮流量测量装置，其特征在于，包括壳体和齿轮；

所述壳体的内部开设有密封测量腔，所述密封测量腔形成有两个限位表面；

所述齿轮设置于所述密封测量腔内，所述齿轮的轴向的两端分别形成有端面，所述齿轮的两个所述端面分别与两个所述限位表面相面对；

所述齿轮的齿根具有避让型齿根型线，所述避让型齿根型线位于传统齿根型线的内侧，所述传统齿根型线为恰好不与所述齿轮的齿顶发生渐开线干涉的理想齿根型线。

2.根据权利要求1所述的齿轮流量测量装置，其特征在于，所述避让型齿根型线位于边界齿根型线的外侧；

所述边界齿根型线为满足所述齿轮的最小传动强度要求的理想齿根型线。

3.根据权利要求2所述的齿轮流量测量装置，其特征在于，所述避让型齿根型线包括根部型线和边部型线；

所述根部型线面向所述齿轮的齿隙开口，所述边部型线连接于所述齿轮的齿顶型线与所述根部型线之间；

所述根部型线和所述边部型线中的至少一者的至少部分位于所述传统齿根型线的内侧；

所述根部型线和所述边部型线中的至少一者的至少部分位于所述边界齿根型线的外侧。

4.根据权利要求1所述的齿轮流量测量装置，其特征在于，所述壳体包括容纳本体、第一盖板和第二盖板；

所述密封测量腔开设于所述容纳本体并贯通所述容纳本体的长度方向的两端；

所述第一盖板和所述第二盖板盖设于所述容纳本体的长度方向的两端，并与所述密封测量腔的长度方向的两端密封连接，两个所述限位表面分别形成于所述第一盖板和所述第二盖板。

5.根据权利要求4所述的齿轮流量测量装置，其特征在于，还包括流量测量传感器组件；

所述第一盖板开设有安装腔，所述安装腔形成有安装表面，所述流量测量传感器组件设置于所述安装表面，所述安装表面与所述第一盖板的限位表面之间的壁厚不小于1mm。

6.根据权利要求5所述的齿轮流量测量装置，其特征在于，所述流量测量传感器组件包括非接触式霍尔传感器和磁性元件；

所述磁性元件设置于所述安装表面，所述非接触式霍尔传感器设置于所述磁性元件，所述磁性元件与所述非接触式霍尔传感器共同具有磁性回路，所述磁性回路至少覆盖所述密封测量腔的部分。

7.根据权利要求6所述的齿轮流量测量装置，其特征在于，所述流量测量传感器组件还包括设置于所述安装腔内的霍尔芯片，所述霍尔芯片与所述非接触式霍尔传感器电连接。

8.根据权利要求4所述的齿轮流量测量装置，其特征在于，所述第一盖板与所述容纳本体的对接位置以及所述第二盖板与所述容纳本体的对接位置均设置有密封件。

9.根据权利要求8所述的齿轮流量测量装置，其特征在于，所述第一盖板和所述第二盖板分别与所述容纳本体的对接位置开设有密封槽，所述密封槽以连续和/或间断的方式环绕所述密封测量腔设置，所述密封件设置于所述密封槽内。

10.根据权利要求1所述的齿轮流量测量装置，其特征在于，所述齿轮的数量为两个，两个所述齿轮相啮合；

所述壳体开设有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口分别位于两个所述齿轮的啮合位置的两侧。

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