CN2283234Y - 悬浮旋球叶轮流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种叶轮式流量计,主要由机壳、旋转件、前助转装置、后助转装置或文丘利管、电磁感应器件或磁传动计数器组成。其特征在于:旋转件6是采用旋转主轴连杆7将“不倒翁”浮球5与叶轮7连接而形成,它是根据力矩平衡原理设计的。其结构简单,无机械传动件,旋转时无支承点、无磨损,寿命长,是一种应用流体为支承的新型结构的悬浮旋球叶轮流量计。

Description

悬浮旋球叶轮流量计

本实用新型属于流量计量仪表，特别是一种叶轮式流量计。

目前涡轮流量计在使用中最突出的问题是运行后精度变化，主要是轴承磨损，传动阻力发生变化，特别是在介质含杂质较多的情况下更是如此。由于轴承易磨损，缩短了流量计的一次使用寿命，必须经常更换维修，从而大大增加了劳动强度。为此，企业迫切希望能设计出一种没有机械磨损、能去除轴承对流量计寿命影响的叶轮式流量计。为解决此问题，近年来人们研究出用磁悬浮式流量来测量气体的涡轮式流量计。如：中国专利93227828.0公开了一种立式磁悬浮涡轮气体流量计，它虽然实现了叶轮旋转时无摩擦无磨损，即解决了轴承磨损问题。但是，由于该流量计采用两块环形永磁铁的两个端面极性相同在磁力的作用下将叶轮托起的原理，因此存在着在流体压力增大时，由于环形永磁铁的磁力限制以及磁力排斥不平衡的影响，没有能力控制叶轮浮沉和平衡，使旋转轴两端的辅助支撑套与轴两端面之间产生摩擦、停顿，导致旋转不稳定，测量不准确。另外该流量计还存在着结构复杂、制造麻烦等缺点。

本实用新型的目的是提供一种无机械传动件，旋转时无支承点(即叶轮、主轴旋转时无摩擦、无磨损)，应用流体为支承的一种新结构的悬浮旋球叶轮流量计。

为达到上述目的，本实用新型根据力矩平衡原理，设计一种无机械传动件、应用流体为支承的一种新结构流量计。其主要技术方案为：在流量计机壳内设置安装了一个由旋转主轴连杆将“不倒翁”浮球与叶轮叶片连接而制成的旋转件。该旋转件形如比重计式的。“不倒翁”浮球即上轻下重的浮球。由于“不倒翁”浮球旋转件的设置，工作起来时，依靠气体本身即可定中心和球体重心的作用，使得该旋转件稳定平衡悬浮于气流体中高速旋转。

本实用新型的优点在于采用由旋转主轴连杆将“不倒翁”浮球与叶轮连接而制成的比重主式的旋转件，旋转时没有支承点，能平衡稳定悬浮于气流中高速旋转，因此无机械磨损，保证了流量计的使用寿命、小流量精度及灵敏度。同时还具有结构简单，工作可靠、测量范围宽，压力损失小、耐杂质等优点。可广泛应用于石油、化工、城市煤气、天然气、冶金、矿山等部门。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型悬浮旋球叶轮流量计的第一种实施例的结构示意图。

图2为本实用新型悬浮旋球叶轮流量计的第二种实施例的结构示意图。

图3为本实用新型悬浮旋球叶轮流量计的第三种实施例的结构示意图。

图4为第一种实施例中的旋转件的结构示意图。

图5为第二种实施例中的旋转件的结构示意图。

图6为第三种实施例中的旋转件的结构示意图。

图1、图2、图3中，1.机壳，2.前助转装置，3.浮球限位口，4.气室，5.“不倒翁”浮球，6.旋转件，7.旋转主轴连杆，8.后助转装置，9.叶轮，10.后导流板，11.轴孔，12.止动装置，13.压圈，14.感应片，15.传感线围，16.流量积算仪，17.叶轮限位口，18.文丘利管。

由图1可知，该实施例的悬浮旋球叶轮流量计为立式的，主要由机壳1和安装设置在机壳1内的前助转装置2、后助转装置8、旋转件6、后导流板10、感应片14及传感线圈15组成。其特征在于：旋转件6是比重计式的，它是采用旋转主轴连杆7将上轻下重“不倒翁”浮球5与叶轮9连接而形成，并由设置在机壳的气室4上方的后助转装置8辅助定位于机壳1内；前助转装置2安装设置在机壳1的进气口处；在前转装置2的上方设有浮球限位口3，“不倒翁”浮球5限位或悬浮在浮球限位口3上；为了稳定加速，浮球限位口3设计成台阶式并与浮球5保持一定间隙。在浮球限位口3的上方设有一个较大空间的气室4，气体流动时，使得浮球上、下压力达到平衡，从而使浮球5不上下浮动、平稳；在旋转主轴连杆上安装有感应片14，与感应片14相对应的传感线图15安装在机壳1上，并与流量积算仪16相接。另外，在旋转件的上方出气口处设有后导流板10，用来消除流体的涡流。并在后导流板10内设有轴孔11，轴孔11上装有止动装置12(一般采用弹簧)，用来防止阀门猛关或猛开而造成旋转件窜动。

上述中的后助转装置9为圆孤形(最好为弹头形)、其导流的叶片倾角为轴向40°～60°(最好为45°左右)，圆孤形的后助转装置的作用是使流体加速。旋转件6中的叶轮9的叶片为直叶片，即为轴向平行叶片。所述的若干轴向40°～60°叶片后助转装置和直叶片叶轮的结构设计能减少流量计的轴向推力，也就减少了旋转件旋转时的轴向浮力。

上述的气室4的直径与进气口的直径比为3∶1～4∶1。

上述的旋转件上的浮球5下半球重量与整个旋转件6重量之比为1∶2～2∶3。

图2为本实用新型的第二种实施例，其原理与图1完全相同，其结构也相同，只是旋转件有所不同，在第二种实施例中的旋转件叶轮9的下方设有一个空心半球体(如图5)。

图3为本实用新型的第三种实施例，其结构与图1、图2基本相同，只是其叶轮3的根径小、转速快，后助转装置直接采用叶片倾角为轴向40°～60°的小根径叶轮，省去了前段圆孤形导流体，其气流加速采用文丘利管18，并且在叶轮7上方和导流板10下方设有叶轮限位口17。

下面结合附图对本实用新型的工作原理作详细说明：气流由机壳1的进气口流进，在进气口处的前助转装置2的作用下，浮球5悬浮，由于上轻下重的“不倒翁”浮球的重心位于下方的设计以及浮球5上限位口3和大口径气室4的设置，使得流体径下半球时，因下半球气动阻力小及限位口3的流通量缩小得到加速，又因上半球处较大气室4内，气室4通截面积大、静压大，形成对上半球反推力(同流向相反)，因此浮球上浮后不左右摆动和上下浮动，能稳定平衡悬浮限位在浮球限位口3上。此时流体再经后助转装置8加速及经叶片倾角为轴向40°～60°的涡轮，形成对直叶片叶轮9的轴向40°～60°的冲力，叶轮9产生传动力矩，在克服摩擦力矩的流体阻力矩后，依靠气体本身即可定中心，便得旋转件6能稳定平衡悬浮于气流体中高速旋转，气体最后经后导流板10消除流体涡流，再经出口流出。该流量计旋转时无支承点，无机械磨损，在一定条件下叶轮9转速与体积流量成正比，体积流量可通过旋转的感应片14切割磁力线，周期地改变传感线圈15中的磁通量，使传感线圈15两端感应出与体积流量成正比的脉冲信号，经流量积算仪16得到被测流量的体积值显示，另外本实用新型还可采用磁传动计数器来直接显示气体流量体积值，即在叶轮9上方安装磁传动计数器就可。

Claims (9)

1、一种悬浮旋球叶轮流量计，它包括机壳、前助转装置、后助装装置、旋转件及电磁感应器件或磁传动计数器，其特征在于：旋转件(6)是比重计式的，它是采用旋转主轴连杆(7)将上轻下重的“不倒翁”浮球(5)与叶轮(9)连接而形成；在浮球(5)的下方即机壳1的进气口处设有前助转装置(2)，在前助转装助(2)的上方设有一个浮球限位口(3)，“不倒翁”浮球(5)限位或悬浮在浮球限位口(3)上，在浮球限位口(3)的上方设有一个较大空间的气室(4)，后助转装置(8)位于气室(4)的上方，将旋转件(6)辅助定位于机壳(1)内。

2、根据权利要求1所述的一种悬浮旋球叶轮流量计，其特征在于浮球(5)的下半球重量与整个旋转件(6)重量之比为1∶2～2∶3。

3、根据权利要求1或2所述的一种悬浮旋球叶轮流量计，其特征在于后助装置(8)中涡轮叶片倾角为轴向40°～60°，旋转件(6)上的叶轮为直叶片叶轮。

4、根据权利要求1或2所述的一种悬浮旋球叶轮流量计，其特征在于机体(1)的出气口处设有后导流板(10)，后导流板(10)内设有轴孔(11)，轴孔(11)内装有止动装置(12)。

5、根据权利要求3所述的一种悬浮旋球叶轮流量计，其特征在于机体(1)的出气口处设有后导流板(10)，后导流板(10)内设有轴孔(11)，轴孔(11)内装有止动装置(12)。

6、根据权利要求1或2所述的一种悬浮旋球叶轮流量计，其特征在于浮球限位口(3)设计成台阶式与浮球(5)保持一定间隙。

7、根据权利要求3所述的一种悬浮旋球叶轮流量计，其特征在于浮球限位口(3)设计成台阶式与浮球(5)保持一定间隙。

8、根据权利要求4所述的一种悬浮旋球叶轮流量计，其特征在于浮球限位口(3)设计成台阶式与浮球(5)保持一定间隙。

9、根据权利要求5所述的一种悬浮旋球叶轮流量计，其特征在于浮球限位口(3)设计成台阶式与浮球(5)保持一定间隙。

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