專利名稱：遠(yuǎn)傳與直讀式氣體渦輪流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
遠(yuǎn)傳與直讀式氣體渦輪流量計，它屬于一種流量計量裝置，可用于各種氣體輸送中的流量計量。
在石油、化工以及日常生活中，都需要對所輸送氣體進(jìn)行計量，如天然氣輸送等。而現(xiàn)在最好的計量方法是使用渦輪流量計進(jìn)行計量，利用管道中氣體流動時帶動渦輪轉(zhuǎn)動進(jìn)行計量。由于渦輪必須放在氣體流道中，怎樣對渦輪進(jìn)行隔離，是渦輪流量計量要解決的一個重要問題?，F(xiàn)在的解決方法，多是采用使用磁性材料制造渦輪(或是與渦輪相連的轉(zhuǎn)輪)，用非磁性材料制造相對應(yīng)處的殼體，然后在殼體外安裝磁傳感器。這種方法雖然解決了渦輪的隔離問題，但是它一方面不能夠直接讀數(shù)，要使用專門的數(shù)顯設(shè)備，不利于現(xiàn)場工作。另一方面，由于渦輪的轉(zhuǎn)速較高，磁體高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的阻力也大。并容易使探頭丟失數(shù)據(jù)。也有個別的渦輪流量計，它使用由渦輪帶動減速裝置，然后減速裝置驅(qū)動一套機(jī)械計數(shù)表。把整套裝置全部密封在耐壓殼體內(nèi)，在計數(shù)表顯出位置處設(shè)置相應(yīng)的顯示窗，使用透明材料做這部分殼體。這雖然解決了直讀問題，但它也存在下面兩個問題。第一，由于普通透明材料的強(qiáng)度都不高，耐壓性不好，不能在高壓下使用，在抄表時，透明材料的損壞容易產(chǎn)生人身安全事故。第二，它沒有使用傳感器的遠(yuǎn)傳功能，不適用于現(xiàn)代化控制設(shè)備。
本實(shí)用新型的目的是發(fā)明一種遠(yuǎn)傳與直讀式氣體渦輪流量計，它有使用電訊號輸出的遠(yuǎn)傳和直接在表體上顯示的直讀兩種功能。它可適用于高壓氣體流量的計量。使用低速脈沖計數(shù)，計數(shù)準(zhǔn)確。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)如附

圖1所示，它有整流錐1、整流錐1后的渦輪2和與渦輪2相連的減速裝置3，減速裝置3后連接有傳動軸5，承壓殼體4包容了整流錐1、渦輪2、減速裝置3和傳動軸5，有機(jī)械計數(shù)表6，其特征在于在傳動軸5的頂端接有內(nèi)磁體7，有一與承壓殼體4相連的耐壓罩8罩于內(nèi)磁體7之上，耐壓罩與承壓殼體4連接，使被計量管道內(nèi)高壓與外界隔離，耐壓罩8由順磁或是抗磁性材料制造，在耐壓罩8外套有被支承于軸承之上可以相對轉(zhuǎn)動的外磁體9，內(nèi)磁體7和耐壓罩8之間以及耐壓罩8與外磁體9之間都有一定的間隙，外磁體9與機(jī)械計數(shù)表6相連，并在外磁體9的轉(zhuǎn)動軸上裝有光電傳感器10。
附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
附圖2為本實(shí)用新型在機(jī)械計數(shù)表6之前加有減速11的一個實(shí)施例。
本實(shí)用新型的工作原理如下把本實(shí)用新型串接于被計量流量的輸氣管路中。被計量氣體流經(jīng)整流錐1后，變?yōu)榫鶆蝽樍?，推動渦輪2旋轉(zhuǎn)。渦輪2的轉(zhuǎn)速與氣流流速成正比，通過計量渦輪2的轉(zhuǎn)數(shù)，能得到流過的氣體流量。由于渦輪轉(zhuǎn)速較高，在渦輪后接有減速器3。減速器3的作用一方面是降低轉(zhuǎn)速，另一方面也為改變旋轉(zhuǎn)軸的空間位置，便于輸出。與減速裝置3相連的傳動軸5把減速后的渦輪2旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞給它頂端的內(nèi)磁體7，使內(nèi)磁體7也相應(yīng)轉(zhuǎn)動。在內(nèi)磁體7外罩有耐壓罩8。耐壓罩8與承壓殼體4相連，由于承壓殼體4包容了整流錐1、渦輪2、減速裝置3和傳動軸5，其前后兩端分別與被計量輸氣管道相連。因而使整流錐1、渦輪2、減速裝置3、傳動軸4和內(nèi)磁體7與外界隔離，內(nèi)部為高壓力區(qū)、外部為常壓區(qū)。在耐壓罩8外套有支承于軸承之上，并可以相對轉(zhuǎn)動的外磁體9。內(nèi)、外磁體7和9與耐壓罩8都有一定的間隙，耐壓罩8不妨礙它們的轉(zhuǎn)動。同時，耐壓罩8使用順磁或抗磁材料制造，如不銹鋼、鋁合金、以及非金屬材料等，它對磁場無屏蔽作用。當(dāng)內(nèi)磁體7在渦輪2經(jīng)過減速裝置3與傳動軸5的作用下旋轉(zhuǎn)時，它的磁場旋轉(zhuǎn)也使得外磁體9同步旋轉(zhuǎn)。因而內(nèi)磁體7和外磁體9組成了一個無接觸的磁連軸節(jié)。外磁體9與一個機(jī)械計數(shù)表6相連，并在外磁體9的轉(zhuǎn)動軸上裝有光電角度傳感器10。機(jī)械計數(shù)表6通過對外磁體9轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)，就可以得到渦輪2轉(zhuǎn)數(shù)，從而得到氣體流量值。機(jī)械計數(shù)表6通過顯示盤直接顯示計數(shù)值，因此實(shí)現(xiàn)在本實(shí)用新型近旁直讀。光電角度傳感器10通過把外磁體9的轉(zhuǎn)動角度值變換為電脈沖，可以傳送到遠(yuǎn)方控制中心，通過其它數(shù)控裝置對脈沖計數(shù)，得到計量值。因此本實(shí)用新型也具有計量值遠(yuǎn)傳功能。
本實(shí)用新型通過渦輪把被計量氣體流速轉(zhuǎn)換為渦輪轉(zhuǎn)速，對渦輪轉(zhuǎn)速計數(shù)就得到流量值。渦輪的轉(zhuǎn)動通過減速裝置減速后，使用傳動軸把轉(zhuǎn)動傳遞給內(nèi)磁體，用非鐵磁材料制造的耐壓罩罩于內(nèi)磁體外，并與承壓殼體相連。當(dāng)承壓殼體與被計量輸氣管道串聯(lián)后，承壓殼體和耐壓罩形成一個密封體，包容了渦輪等測量部件。使用外磁體套于耐壓罩外，與罩內(nèi)的內(nèi)磁體形成一個無接觸的磁性連軸節(jié)、把內(nèi)磁體的轉(zhuǎn)動傳遞到密封體之外。外磁體帶動機(jī)械計數(shù)表和光電角度傳感器轉(zhuǎn)動，通過機(jī)械計數(shù)表進(jìn)行直讀，而通過光電角度傳感器可以把計量值傳送到遠(yuǎn)端測控中心。由于使用承壓殼體和耐壓罩把氣體壓力作用隔開，機(jī)械計數(shù)表和光電角度傳感器都處于常壓下。耐壓罩可以使用如不銹鋼、鋁合金等高強(qiáng)度非鐵磁材料制造，因此有較高的機(jī)械強(qiáng)度，適用于高壓氣體流量計量。由于本實(shí)用新型的光電角度傳感器是連在減速裝置后的低速輸出端，因而可以用低速脈沖計數(shù)，可有較高的計數(shù)精度。
本實(shí)用新型可以有如附圖2所示的結(jié)構(gòu)。在外磁體9與機(jī)械計數(shù)表6和光電角度傳感器10之間加接一個減速器11。通過減速器11的減速，可以使本實(shí)用新型有更大的量程。
在本實(shí)用新型中，整流錐1、渦輪2的設(shè)計與普通渦輪流量計一樣，應(yīng)有較高的精度。承壓殼體4和耐壓罩8應(yīng)按耐壓規(guī)范設(shè)計。
在本實(shí)用新型中，減速裝置3和可有減速器11，都應(yīng)有比較大的減速比，可以采用蝸輪蝸桿減速傳動。減速裝置3和可有的減速器11都可以采用多級減速，以擴(kuò)大減速比。在本實(shí)用新型中，內(nèi)磁體6和外磁體8組成的無接觸磁連軸器，其磁體的磁極可以是軸向的，也可以是徑向的。在軸向磁極的形式中，內(nèi)磁體6和外磁體8可以是整體的，也可以是在圓周上等分布置2塊、3塊、4塊或更多塊磁體，一般以2－4塊最好，磁體在圓周上順序交替布置。在徑向磁極的形式中，可以使用雙極形式、四極形式、六極形式或是更多極形式。一般以雙極和四極為最好。在徑向磁極形式中，內(nèi)磁體6和外磁體8的基體可以使用鐵磁材料制造，如硅鋼、鈹莫合金等。
在本實(shí)用新型中，機(jī)械計數(shù)表可以選用現(xiàn)成的齒輪指針式，也可以采用棘齒步進(jìn)轉(zhuǎn)輪式，表的位數(shù)可以根據(jù)要求的讀數(shù)精度，計量量程和抄表時間來定，可以3位、4位、5位或是更多位。
本實(shí)用新型中的光電式角度傳感器10可以使用現(xiàn)成的產(chǎn)品，但不要求高的精度和小的角度分度值，其一周10個脈沖或是更低。光電角度傳感器10也可以自行設(shè)計，采用一個其上有數(shù)個透光孔的轉(zhuǎn)盤，在轉(zhuǎn)盤兩端有一對發(fā)光二極管和光電二極管，通過透光變化，計錄轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動角度。
權(quán)利要求1.遠(yuǎn)傳與直讀式氣體渦輪流量計，它有整流錐(1)、整流錐(1)后的渦輪(2)和與渦輪(2)相連的減速裝置(3)，減速裝置(3)后連接有傳動軸(5)，承壓殼體(4)包容了整流錐(1)、渦輪(2)、減速裝置(3)和傳動軸(5)，有機(jī)械計數(shù)表(6)，其特征在于在傳動軸(5)的頂端接有內(nèi)磁體(7)，有一與承壓殼體(4)相連的耐壓罩(8)罩于內(nèi)磁體(7)之上，耐壓罩(8)與承壓殼體(4)連接，使被計量管道內(nèi)高壓與外界隔離，耐壓罩(8)由順磁或是抗磁性材料制造，在耐壓罩(8)外套有被支承于軸承之上可以相對轉(zhuǎn)動的外磁體(9)，內(nèi)磁體(7)和耐壓罩(8)之間以及耐壓罩(8)與外磁體(9)之間都有一定的間隙，外磁體(9)與機(jī)械計數(shù)表(6)相連，并在外磁體(9)的轉(zhuǎn)動軸上裝有光電傳感器(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)傳與直讀式氣體渦輪流量計，其特征在于在外磁體9與機(jī)械計數(shù)表6和光電角度傳感器10之間加接一個減速器11。
專利摘要遠(yuǎn)傳與直讀式氣體渦輪流量計，它有渦輪，承壓殼體等，其特征在于在傳動軸的頂端接有內(nèi)磁體，有一與承壓殼體相連的耐壓罩罩于內(nèi)磁體之上，耐壓罩與承壓殼體連接，在耐壓罩外套有可以相對轉(zhuǎn)動的外磁體，它與機(jī)械計數(shù)表相連，裝有光電傳感器。它有使用電訊號輸出的遠(yuǎn)傳和直接在表體上顯示的直讀兩種功能。它可適用于高壓氣體流量的計量。使用低速脈沖計數(shù)，計數(shù)準(zhǔn)確。
文檔編號G01F1/34GK2186396SQ93246268
公開日1994年12月28日 申請日期1993年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月30日
發(fā)明者李義君 申請人:北京市公用事業(yè)科學(xué)研究所