TWM552098U - 中空或密閉式無接觸傳動結構流量計 - Google Patents

Description

中空或密閉式無接觸傳動結構流量計

本創作涉及測量技術領域，具體涉及流體的測量。

流量計是一種裝設於流體管路內，對於流體量進行偵測的一種器具。按現有技術，流量計的工作原理體現為：流量計的兩側開設開口端，經開口端入流量計的流體驅動流量計腔室內的旋轉件，感應裝置監測旋轉件的旋轉速度和旋轉方向，以知曉流體的流量和方向。

本創作所解決的技術問題：如何提高流量計的回應速度和測量精度。

為解決上述技術問題，本創作提供如下技術方案：一種中空或密閉式無接觸傳動結構流量計，包括開設兩個開口的殼體、設置在殼體內的旋轉件、對旋轉件的旋轉速度和旋轉方向進行監測的感應裝置；所述感應裝置包括設置在殼體內的資料獲取盒體和中空的腔體，中空的腔體內設有隨動件，所述隨動件與所述旋轉件聯動。

按上述技術方案，隨動件處於中空或密閉腔內，不同於旋轉件所處的水量計量環境內，所述隨動件，因處於中空或密閉腔體中，無其他水體進出腔內，不受水波流動的影響，所以無水流動之阻力，隨動件高 速轉動時不會牽扯其他水流，更不會產生其他的壓力與流量，使旋轉件在監測水量時更平穩、 精準。

作為本方案的一種改進，所述殼體內設有中空的導流件，所述旋轉件位於導流件的中空腔內；導流件的上半部分開設第一導流口，導流件的下半部分開設第二導流口，第一導流口和第二導流口的開口方向按旋轉件的旋轉方向設置，第一導流口的開口方向相反於第二導流口的開口方向；殼體上的兩個開口上下設置，上方的開口位於導流件中部以上，下方的開口位於導流件中部以下。

按上述改進，所述流量計的工作原理如下：流體從上方的開口進入殼體，經導流件的第一導流口導流後進入導流件的中空腔，推動旋轉件旋轉，經下方的開口流出殼體；或者，流體從下方的開口進入殼體，經導流件的第二導流口導流後進入導流件的中空腔，推動旋轉件旋轉，經上方的開口流出殼體；所述感應裝置對旋轉件的旋轉速度和旋轉方向進行監測，以判斷流體的流量和流向。

按上述改進，旋轉件被第一導流口導流後的流體推動而旋轉的方向，相反於旋轉件被第二導流口導流後的流體推動而旋轉的方向。

按上述改進，進入殼體的流體，在導流件的導流下，能夠快速地推動旋轉件旋轉，進而提高流量計的回應速度和測量精度。

所述導流件呈圓筒狀，第一導流口的數量為兩個以上，第二導流口的數量為兩個以上，兩個以上第一導流口沿導流件的圓周向均勻分佈，兩個以上第二導流口沿導流件的圓周向均勻分佈；第一導流口的開口 方向按旋轉件順時針旋轉的方向設置，第二導流口的開口方向按旋轉件逆時針旋轉的方向設置，或者，第一導流口的開口方向按旋轉件逆時針旋轉的方向設置，第二導流口的開口方向按旋轉件順時針旋轉的方向設置。按上述設計，經第一導流口導流後的流體，在導流件的中空腔內作順時針或逆時針迴旋運動，經第二導流口導流後的流體，在導流件的中空腔內作順時針或逆時針迴旋運動，順時針或逆時針迴旋運動的流體推動旋轉件旋轉。

所述導流件中部與殼體密封連接，流體經殼體上部開口進入，經第一導流口注入導流件的中空腔內，流體經殼體下部開口進入，經第二導流口注入導流件的中空腔內。

導流件的底部設有底盤，旋轉件的旋轉軸樞接在底盤上，所述底盤與所述導流件底部固定連接。

所述旋轉件為葉輪，葉輪的葉片直立設置或傾斜設置。

所述隨動件與所述旋轉件通過鋼軸連接；所述隨動件呈橢圓形，隨動件中央厚實，二末端圓尖。所述二末端為橢圓形隨動件的兩端部，該兩端部的頂端呈弧形，且較薄，故稱之為“圓尖”，隨動件的厚度由中央處向上述兩端部逐漸遞減。

所述中空的腔體為中空或密閉空間，該中空或密閉空間，無其他水體進出腔內，所述中空或密閉的腔體內充滿流體。如此設計，在中空或密閉的腔體內，無水波流動，所以無水流動之阻力，隨動件為扁橢圓形狀，在無水流動的腔體內，隨動件轉動時不會牽扯其他水流，更不會產生其他的壓力與流量，使葉輪在量測水量時更平穩更 精準。

01‧‧‧導流件

02‧‧‧旋轉件

03‧‧‧鋼軸

04‧‧‧隨動件

05‧‧‧中空或密閉式腔體

06‧‧‧數據採集盒

07‧‧‧發射器

11‧‧‧第一導流口

12‧‧‧第二導流口

21‧‧‧葉片

第1圖為本創作所述流量計中，導流件與旋轉件的葉片直立設置組合結構剖視圖。

第2圖為第1圖中從下方觀察導流件與旋轉件的組合結構所得的結構示意圖。

第3圖為本創作所述流量計中，導流件與旋轉件的葉片傾斜設置組合結構剖視圖。

第4圖為第3圖中從下方觀察導流件與旋轉件的組合結構所得的結構示意圖。

第5圖為本實用所述流量計的整體結構示意圖。

第6圖為第5圖的分解圖。

參考第5圖、6圖，一種中空或密閉式無接觸傳動結構流量計，包括按從上至下的順序設置在殼體內的感應裝置和導流件。

參考第1圖至圖4，導流件中空，所述導流件的中空腔內設有旋轉件。

所述感應裝置包括設置在殼體內的資料獲取盒體和中空的腔體，中空的腔體內設有隨動件，所述隨動件與所述旋轉件聯動。感應裝置對旋轉件的旋轉速度和旋轉方向進行監測。

參考第5圖、6圖，所述導流件呈圓筒狀，導流件的上半部分開設第一導流口，導流件的下半部分開設第二導流口，第一導流口的數量為兩個以上，第二導流口的數量為兩個以上，兩個以上第一導流口沿導流件的圓周向均勻分佈，兩個以上第二導流口沿導流件的圓周向均勻分佈。

參考第2圖、4圖、5圖，第一導流口和第二導流口的開口方向按旋轉件的旋轉方向設置，第一導流口的開口方向相反於第二導流口的開口方向。具體地，第一導流口的開口方向按旋轉件順時針旋轉的方向設置，第二導流口的開口方向按旋轉件逆時針旋轉的方向設置，或者，第一導流口的開口方向按旋轉件逆時針旋轉的方向設置，第二導流口的開口方向按旋轉件順時針旋轉的方向設置。

殼體上開設兩個開口，殼體上的兩個開口上下設置，上方的開口位於導流件中部以上，下方的開口位於導流件中部以下。導流件中部與殼體密封連接，限制由上方開口進入殼體的流體經導流件與殼體之間的 間隙而流至殼體的下半部分，以及，限制由下方開口進入殼體的流體經導流件與殼體之間的間隙而流至殼體的上半部分。

參考第5圖，導流件的底部設有底盤，旋轉件的旋轉軸樞接在底盤上。

結合第1圖至第4圖，所述旋轉件為葉輪，葉輪的葉片直立設置或傾斜設置。

本設計所述流量計，在現有流量計的基礎上，增加一中空或密閉式腔體與隨動件，對進入流量計的流體流動方向進行導流，以提高流量計的回應速度和測量精度。

關於感應裝置，資料獲取盒體內設有發射器，隨動件與所述旋轉件同軸設置，所述發射器位於隨動件的上方，對隨動件發射信號；隨動件盤面對發射器的表面劃分出四個扇形區域，其中，兩個區域具有金屬材質，另兩個區域則為非金屬材質，具有金屬材質的區域對發射器所發射信號進行反射。相鄰兩個具有金屬材質區域之間為一非金屬材質區域。上述感應裝置的工作原理：發射器與隨動件之間的空間，在隨動件通過時發生信號密度變化，進而影響發射器的發射功率，進而感測隨動件的運動狀況，並對應得知流體的流動狀況。

隨動件兩個金屬材質區域的寬度不同(或者，金屬材質塗抹在兩個區域，該兩個區域金屬材質的密度不同)，而兩個非金屬材質區域的寬度相同(或稱圓心角相同)。

所述發射器包括一振盪和感測元件、小功率驅動和感測電 路，小功率驅動和感測電路連接一小功率振盪電路，小功率驅動和感測電路連接一小功率信號濾波電路，小功率信號濾波電路連接一小功率信號放大電路，小功率信號放大電路連接一小功率信號強度檢測電路，用於連接檢測輸出信號。

當隨動件具有金屬材質的區域在發射器振盪和感測元件偵測範圍內時，由於振盪和感測元件所發射的能量被隨動件吸收，使接收到的信號強度低於一設定值，便產生偵測到物體的輸出信號。

當隨動件有金屬材質的區域不在發射器振盪和感測元件偵測範圍內時，由於振盪和感測元件所發射的能量沒有被隨動件吸收，使接收到的信號強度高於一設定值，便產生偵測不到物體的輸出信號。

當流體自不同開口流入時，旋轉件產生不同的轉向，逆時針或順進針。

以旋轉件逆時針旋轉為例，說明發射件與隨動件之間產生的反應。當隨動盤在發射器振盪和感測元件偵測範圍內時，當所述振盪和感測元件所發射的能量投射至第一個金屬材質區域時，所述振盪和感測元件所發射的能量被吸收，發射器被感應到信號強度低於設定值，因此，發射器會感應到發射信號不順暢，而必需相對增加發射功率，並且計算此段不順暢的時間長度(與區域的寬度對應)。之後，發射器所發射的信號轉而投射至第一個非金屬材質區域時，信號可順利通過，發射器會感應到發射信號的動作是順暢的。之後，所述振盪和感測元件所發射的能量投射至第二個金屬材質區域，能量被金屬材質吸收，發射器被感應到信號強度低於設定值，因此，發射器會感應到發射信號不順暢，而必需相對增加發射功率， 並且計算此段不順暢的時間長度。之後，發射器所發射的信號轉而投射至第二個非金屬材質區域時，信號可順利通過，發射器會感應到發射信號的動作是順暢的。所述發射器只要感應偵測本身發射信號的功率變化，並按不同變化的先後順序，即可判斷隨動盤的轉動方向，進而對應出流體方向。同時，發射器可感應偵測隨動盤的轉數及轉速，所以，可以對應測得流體流量和流速。

所述隨動件與所述旋轉件通過鋼軸連接；所述隨動件呈橢圓形，隨動件中央厚實，二末端圓尖。所述中空的腔體，為中空或密閉式，呈現真空或與無氣流狀態。所述中空的腔體內充滿水。隨動件於中空或密閉式的腔體內，中空或密閉式腔體內的水體與導流件的內部量測水體完全區隔，無水流動，無其他流體進出腔內，所以無低水流時所產生的水流動阻力，與高水流時產生多的計量流體，隨動件為橢圓形狀，在不動水流，無干擾下的腔體內，轉動時更平穩、更無壓力損失。

現有技術中，為磁性無接觸傳輸，在長期水中鐵銹顆粒、細屑會附著在感測器的磁鐵上，造成葉輪轉動困難，導致堵塞。而使計量精度衰減與脫磁現象。

為解決這個問題，國內外大部分機械式流量計採用了無磁流量感測器檢測葉輪的轉速。以非接觸方式探測附在葉輪上的無磁金屬片的轉動，實現了無磁性元件的檢測。但在實踐中發現，無磁流量感測器對無磁金屬片和感應探頭的間距要求很嚴格，該間距的變化和不穩定，常使葉輪轉速信號檢測失靈，尤是熱量表部分流量信號丟失的現象更嚴重。

轉速信號檢測失靈的原因為：現有單流束或多流束流量計 的葉輪都採用了兩段式立軸結構，支撐軸與軸承面之間點接觸的方式使葉輪在正常情況下都會產生上下竄動和水平擺動。當支撐軸與軸承面之間發生磨損或流量計堵塞時都會加劇葉輪上下竄動和水平擺動的幅度，從而引起轉速信號檢測失靈的現象，這必然導致測量流量小於真實值，使得流量計的測量精度和可信度下降。

隨動件皆設計在葉輪之上端，葉輪在葉輪盒腔體內，其葉輪盒腔為計量腔，隨動件是隨葉輪的速度轉動，產生不同的水流量，隨動件的體積在葉輪低速運轉時遇水的阻力更大，葉輪在高速運轉時，隨動件同步產生其他不必要的計量流體，造成水量增加，使感應裝置所得資料增加。

以上內容僅為本創作的較佳實施方式，對於本領域的技術人員，依據本創作的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本創作的限制。

01‧‧‧導流件

02‧‧‧旋轉件

03‧‧‧鋼軸

04‧‧‧隨動件

05‧‧‧中空或密閉式腔體

06‧‧‧數據採集盒

07‧‧‧發射器

11‧‧‧第一導流口

12‧‧‧第二導流口

21‧‧‧葉片

Claims (9)

1. 一種中空或密閉式無接觸傳動結構流量計，包括開設兩個開口的殼體、設置在殼體內的旋轉件、對旋轉件的旋轉速度和旋轉方向進行監測的感應裝置；其特徵在於：所述感應裝置包括設置在殼體內的資料獲取盒體和中空或密閉式的腔體，中空或密閉式的腔體內設有隨動件，隨動件所述與所述旋轉件聯動。
2. 如申請專利範圍第1項所述的中空或密閉式無接觸傳動結構流量計，其特徵在於：殼體內設有中空的導流件，所述旋轉件位於導流件的中空腔內；導流件的上半部分開設第一導流口，導流件的下半部分開設第二導流口，第一導流口和第二導流口的開口方向按旋轉件的旋轉方向設置，第一導流口的開口方向相反於第二導流口的開口方向；殼體上的兩個開口上下設置，上方的開口位於導流件中部以上，下方的開口位於導流件中部以下。
3. 如申請專利範圍第2項所述的中空或密閉式無接觸傳動結構流量計，其特徵在於：所述呈圓筒狀，第一導流口的數量為兩個以上，第二導流口的數量為兩個以上，兩個以上第一導流口沿導流件的圓周向均勻分佈，兩個以上第二導流口沿導流件的圓周向均勻分佈；第一導流口的開口方向按旋轉件順時針旋轉的方向設置，第二導流口的開口方向按旋轉件逆時針旋轉的方向設置，或者，第一導流口的開口方向按旋轉件逆時針旋轉的方向設置，第二導流口的開口方向按旋轉件順時針旋轉的方向設置。
4. 如申請專利範圍第2項所述的中空或密閉式無接觸傳動結構流量計，其特徵在於：所述導流件中部與殼體密封連接。
5. 如申請專利範圍第2項所述的中空或密閉式無接觸傳動結構流量計，其特徵在於：導流件的底部設有底盤，旋轉件的旋轉軸樞接在底盤上。
6. 如申請專利範圍第2項所述的中空或密閉式無接觸傳動結構流量計，其特徵在於：所述旋轉件為葉輪，葉輪的葉片直立設置或傾斜設置。
7. 如申請專利範圍第1項所述的中空或密閉式無接觸傳動結構流量計，其特徵在於：所述隨動件，與所述旋轉件通過鋼軸連接；所述隨動件呈橢圓形，隨動件中央厚實，二末端圓尖。
8. 如申請專利範圍第1項所述的中空或密閉式無接觸傳動結構流量計，其特徵在於：所述中空的腔體為中空或密閉式。
9. 如申請專利範圍第1項所述的中空或密閉式無接觸傳動結構流量計，其特徵在於：所述中空或密閉式的腔體內充滿流體。