一種模塊式流量計的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于流體流量實時監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模塊式的流量傳感器；具體技術(shù)方案為：一種模塊式流量計，包括內(nèi)設(shè)流體通道的外殼，流體通道內(nèi)安裝有向心渦輪，向心渦輪的中部為錐臺狀的渦輪軸，渦輪軸的中部側(cè)壁上裝有兩個螺旋葉片，流體通過從渦輪軸的截面積較大的一端流向截面積較小的一端，待測流體在向心渦輪中的流通面積逐漸增大，流速逐漸減小而壓力逐漸增大，這樣，會對渦輪產(chǎn)生一個與流向相反的推力，平衡部分待測流體對向心渦輪的沖擊作用力，減少了安裝在向心渦輪后部軸承的摩擦力，并使向心渦輪在測量流體時造成的壓力損失也小，同時，潛水艇外形的結(jié)構(gòu)美觀度好，可在流體監(jiān)測領(lǐng)域和其他類似領(lǐng)域廣泛推廣應(yīng)用。
【專利說明】
一種模塊式流量計
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于流體流量實時監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模塊式的流量傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有同類型的流量傳感器流量靈敏度不高，特別是5L/min—30L/min的液體流量計，主要由捷邁FT-110系列渦輪流量傳感器為代表的國外廠家和江浙一帶的國內(nèi)小廠家提供，前者的價格較高，不利于推廣，后者的價格極低，但是精度低，容易損壞，有效平均壽命為I個月到I年。
[0003]同時，對于小流量渦輪流量傳感器的葉輪參數(shù)，業(yè)界已有的葉輪形狀比較單一，基本為圓柱體的軸或者金屬棒式的軸，葉片為通用的幾種類型，這種通用的圓柱形的軸和葉片的配合，工藝雖然簡單，但是參數(shù)并不是最佳的，隨著制造技術(shù)水平的發(fā)展，葉輪的一些先進設(shè)計也可很方便的生產(chǎn)出來。
[0004]現(xiàn)有的傳感器的外殼外形基本是兩類，一類是和管道一樣直徑的柱體，一類是本體比管道直徑大的圓形等形狀，并有兩個進出孔的異型。這兩種外形的傳感器對流體的方向標(biāo)示上不是一目了然。
[0005]同時現(xiàn)有傳感器的結(jié)構(gòu)對接口的擴展不利，接口電路比較復(fù)雜，需要更大的電路空間，這樣，額外的體積就大，導(dǎo)致流量傳感器的尺寸異形，會出現(xiàn)頭重腳輕的情況，同時集成度太高，不利于產(chǎn)品的改造和維修。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為解決現(xiàn)有流量傳感器存在的精度低、使用壽命短的技術(shù)問題，本方案提供了一種新型的流量傳感器，通過對向心渦輪的結(jié)構(gòu)改進來實現(xiàn)高精度、長壽命的檢測效果。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案為:一種模塊式流量計，包括內(nèi)設(shè)流體通道的外殼，流體通道內(nèi)安裝有向心渦輪，向心渦輪的中部為錐臺狀的渦輪軸，渦輪軸的中部側(cè)壁上裝有至少一個螺旋葉片，螺旋葉片的數(shù)量根據(jù)流量計的具體需要而定。外殼的外側(cè)上還裝有傳感器。在使用時，將流量計按照安裝說明裝在需要測量的流體管道上，當(dāng)待測流體通過流體通道后，向心渦輪的螺旋葉片在待測流體的沖擊下轉(zhuǎn)動，傳感器檢測向心渦輪的轉(zhuǎn)速來轉(zhuǎn)換成具體的流量監(jiān)測數(shù)據(jù)。
[0008]由于向心渦輪的中部為錐臺狀的渦輪軸，流體通過從渦輪軸的截面積較大的一端流向截面積較小的一端，待測流體流經(jīng)向心渦輪的出入口流通面積不同，待測流體在向心渦輪中的流通面積逐漸增大，流速逐漸減小而壓力逐漸增大，這樣，會對渦輪產(chǎn)生一個與流向相反的推力，平衡部分待測流體對向心渦輪的沖擊作用力，減少了安裝在向心渦輪后部軸承的摩擦力，并使向心渦輪在測量流體時造成的壓力損失也小。
[0009]其中，作為優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，螺旋葉片的數(shù)量為兩個，兩個螺旋葉片的旋向相同，兩個螺旋葉片之間形成螺旋形通道，待測流體通過螺旋形通道后，待測流體會對渦輪產(chǎn)生一個與流向相反的作用力，平衡部分流體沖擊力。
[0010]流體通道內(nèi)固定有支座，支座上開有多個供流體通過的扇形開口，流體通道內(nèi)活動安裝有堵芯，堵芯的安裝方式多樣化，可選擇卡扣連接、螺紋連接和彈性連接等，堵芯將向心渦輪頂在支座上，保證向心渦輪在流體通道內(nèi)不會隨意晃動，避免向心渦輪的不穩(wěn)定運動而影響流量監(jiān)測的穩(wěn)定性。
[0011 ]向心渦輪的中部內(nèi)側(cè)設(shè)有第一軸孔，堵芯的中部內(nèi)側(cè)設(shè)有第二軸孔，向心渦輪的兩側(cè)均設(shè)有支撐軸，向心渦輪一側(cè)的支撐軸安裝在第一軸孔內(nèi)，向心渦輪另一側(cè)的支撐軸通過軸承安裝在第二軸孔內(nèi)，向心渦輪懸空并可在待測流體的沖擊下穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。
[0012]其中，根據(jù)實際實驗數(shù)據(jù)得出，螺旋葉片的優(yōu)選螺旋角為30-50°。
[0013]其中，根據(jù)實際試驗數(shù)據(jù)得出，向心渦輪中部的優(yōu)選錐度為15-50°。
[0014]外殼的側(cè)壁上設(shè)有容納傳感器的罩殼，罩殼的頂部通過端蓋扣合，罩殼的橫截面形狀為橢圓形，罩殼與外殼組裝起來類似潛水艇形狀，有很好的美觀度和辨識度。
[0015]罩殼的兩側(cè)均設(shè)有翼片，翼片一端大、一端小，翼片的橫截面積順著待測流體的流動方向遞減，翼片具有指示流體流向的作用，翼片同時也是安裝方向的指示標(biāo)志。
[0016]傳感器通過線纜與外部接口相連，線纜上連有U型卡，U型卡上裝有變送電路模塊，變送電路模塊實現(xiàn)傳感器信號輸出信號的調(diào)理，同時進行智能化處理，輸出對用戶友好的接口，例如USB、CAN和RS232等，方便系統(tǒng)級設(shè)計。在安裝時，通過U型卡將變送電路模塊卡裝在流體管道上，線纜隨著流體管道的方向布置，線纜不會隨意擺動，線纜布置井井有條，節(jié)約空間，美觀度好。
[0017]本裝置通過在流體通道內(nèi)設(shè)錐臺狀的渦輪軸，渦輪軸上設(shè)有螺旋葉片，在監(jiān)測流量時，減小了渦輪軸所承受的流體沖擊力，減少了軸承的磨損，延長了使用壽命。同時，潛水艇外形的結(jié)構(gòu)美觀度好，辨識度高，可在流體監(jiān)測領(lǐng)域和其他類似領(lǐng)域廣泛推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實用新型的俯視圖。
[0020]圖3為圖2中A-A處的剖視圖。
[0021]圖4本實用新型的正視圖。
[0022]圖5為外殼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不意圖。
[0023]圖6為外殼的側(cè)視圖。
[0024]圖7為堵芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖8為堵芯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不意圖。
[0026]圖9為堵芯的側(cè)視圖。
[0027]圖10為向心渦輪的立體圖。
[0028]圖11為向心渦輪的正視圖。
[0029]圖12為向心渦輪的側(cè)視圖。
[0030]圖13為本裝置的壓降流量對比圖。
[0031]圖中，I為外殼，11為流體通道，12為支座，13為第一軸孔，14為罩殼，15為翼片，2為向心渦輪，21為渦輪軸，22為螺旋葉片，23為螺旋形通道，24為支撐軸，3為傳感器，4堵芯，41為第二軸孔，5為扇形開口，6為端蓋。
【具體實施方式】
[0032]為了使本實用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0033]實施例一:
[0034]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種模塊式流量計，包括內(nèi)設(shè)流體通道11的外殼I，流體通道11內(nèi)安裝有向心渦輪2，外殼I和向心渦輪2的材料均為尼龍磁。向心渦輪2的中部為錐臺狀的渦輪軸21，渦輪軸21的中部側(cè)壁上裝有一個螺旋葉片22，提高了流體和葉輪轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換率。外殼I的外側(cè)上還裝有傳感器3。在使用時，將流量計按照安裝說明裝在需要測量的流體管道上，當(dāng)待測流體通過流體通道11后，向心渦輪2的螺旋葉片22在待測流體的沖擊下轉(zhuǎn)動，傳感器3檢測向心渦輪2的轉(zhuǎn)速并將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成具體的流量監(jiān)測數(shù)據(jù)。
[0035]實施例二
[0036]如圖10、圖11和圖12所示，本實施例與實施例一的區(qū)別在于螺旋葉片22的數(shù)量，在本實施例中，螺旋葉片22的數(shù)量為兩個，兩個螺旋葉片22的旋向相同，兩個螺旋葉片22之間形成螺旋形通道23，待測流體通過螺旋形通道23后，待測流體會對渦輪產(chǎn)生一個與流向相反的作用力，平衡部分流體沖擊力。
[0037]實施例三
[0038]如圖3、圖6、圖7和圖9所示，本實施例與實施例二的區(qū)別在于向心渦輪2的安裝方式，在本實施例中，流體通道11內(nèi)固定有支座12，支座12上開有多個供流體通過的扇形開口5，流體通道11內(nèi)活動安裝有堵芯4，堵芯4的材料為尼龍，堵芯4的安裝方式多樣化，可選擇卡扣連接、螺紋連接和彈性連接等，堵芯4將向心渦輪2定在支座12上，保證向心渦輪2在流體通道11內(nèi)不會隨意晃動，避免向心渦輪2的不穩(wěn)定運動而影響流量監(jiān)測的穩(wěn)定性。
[0039]實施例四
[0040]如圖5和圖8所示，本實施例與實施例三的區(qū)別在于:向心渦輪2的中部內(nèi)側(cè)設(shè)有第一軸孔13，堵芯4的中部內(nèi)側(cè)設(shè)有第二軸孔41，向心渦輪2的兩側(cè)均設(shè)有支撐軸24，向心渦輪2—側(cè)的支撐軸24安裝在第一軸孔13內(nèi)，向心渦輪2另一側(cè)的支撐軸24通過軸承安裝在第二軸孔41內(nèi)，向心渦輪2懸空并可在待測流體的沖擊下穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。
[0041 ] 實施例五
[0042]本實施例與實施例四的區(qū)別在于:螺旋葉片22的優(yōu)選螺旋角為30°。
[0043]實施例六
[0044]本實施例與實施例四的區(qū)別在于:螺旋葉片22的優(yōu)選螺旋角為40°。
[0045]實施例七
[0046]本實施例與實施例四的區(qū)別在于:螺旋葉片22的優(yōu)選螺旋角為50°。
[0047]實施例八
[0048]本實施例與實施例四的區(qū)別在于:心渦輪中部的錐度為15°。
[0049]實施例九
[0050]本實施例與實施例四的區(qū)別在于:心渦輪中部的錐度為20°。[0051 ]實施例十
[0052]本實施例與實施例四的區(qū)別在于:心渦輪中部的錐度為30°。
[0053]實施例^^一
[0054]本實施例與實施例一的區(qū)別在于:外殼I的側(cè)壁上設(shè)有容納傳感器3的罩殼14，罩殼14的頂部通過端蓋6扣合，端蓋6的材料為尼龍，罩殼14的橫截面形狀為橢圓形，罩殼14與外殼I組裝起來類似潛水艇形狀，有很好的美觀度和辨識度。
[0055]實施例十二
[0056]本實施例與實施例^的區(qū)別在于:罩殼14的兩側(cè)均設(shè)有翼片15，翼片15—端大、一端小，翼片15的橫截面積順著待測流體的流動方向遞減，翼片15具有指示流體流向的作用，翼片15也是安裝方向的指示標(biāo)志。
[0057]具體的產(chǎn)品優(yōu)越性體現(xiàn):
[0058]普通的軸流式渦輪流量計，渦輪葉片的高度沿軸向相同，待測流體流經(jīng)渦輪的出入口流通面積也相同，這種結(jié)構(gòu)適用于大流量的檢測。本裝置在渦輪外徑保持不變的前提下，渦輪內(nèi)徑收縮，螺旋葉片22高度沿著軸向漸變，在小流量下有較大的葉片高度，葉片流體的流通面積逐漸增大，具有較高的轉(zhuǎn)換效率。
[0059]由于向心渦輪2的中部為錐臺狀的渦輪軸21，流體通過從渦輪軸21截面積較大的一端流向截面積較小的一端，待測流體流經(jīng)向心渦輪2的出入口流通面積不相同，待測流體在向心渦輪2中的流通面積逐漸增大，流速逐漸減小而壓力逐漸增大，流體會對渦輪產(chǎn)生一個與流向相反的推理，平衡部分待測流體對向心渦輪2的沖擊作用力，減少了安裝在向心渦輪2后部軸承的摩擦力，并使向心渦輪2在測量流體時造成的壓力損失也小。
[0060]同時，潛水艇外形的結(jié)構(gòu)美觀度好，辨識度高，可在流體監(jiān)測領(lǐng)域和其他類似領(lǐng)域廣泛推廣應(yīng)用。
[0061]傳感器3通過線纜與外部接口相連，傳感器3的主體和外部信號變送電路結(jié)構(gòu)分開，防水插頭用電纜連接，線纜上連有U型卡，U型卡上裝有變送電路模塊，變送電路模塊實現(xiàn)傳感器3信號輸出信號的調(diào)理，同時進行智能化處理，輸出對用戶友好的接口，例如USB、CAN和RS232等，方便系統(tǒng)級設(shè)計。U型結(jié)構(gòu)可以方便地將線纜固定在流體管道上，便于產(chǎn)品維修和升級改造，節(jié)約空間，美觀度好。
[0062]如圖13所示，圖中的曲線為向心渦輪2的壓降流量圖，在同等的流量監(jiān)測下，本裝置的向心渦輪2內(nèi)外徑都有所收縮，收縮性能比傳統(tǒng)的流量計好。
[0063]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包在本實用新型范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種模塊式流量計，其特征在于，包括: 外殼(I)，外殼(I)內(nèi)設(shè)有流體通道(11)，外殼(I)的流體通道(11)內(nèi)固定有支座(12)，支座(12)上開有多個扇形開口(5)，所述外殼(I)的流體通道(11)內(nèi)活動安裝有堵芯(4)，堵芯(4)上開有多個扇形開口(5); 向心渦輪(2 )，向心渦輪(2 )安裝在流體通道(11)內(nèi)并在待測流體的沖擊下繞其中心軸做旋轉(zhuǎn)運動，向心渦輪(2)包括中部為錐臺狀的渦輪軸(21)，渦輪軸(21)的中部側(cè)壁上設(shè)有兩個螺旋葉片(22)，兩個螺旋葉片(22)的旋向相同，所述堵芯(4)將向心渦輪(2)壓裝在支座(12)上； 傳感器(3)，傳感器(3)安裝在外殼(I)上并通過檢測向心渦輪(2)的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)流量監(jiān)測。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模塊式流量計，其特征在于，所述向心渦輪(2)的兩端均設(shè)有支撐軸(24)，向心渦輪(2)—側(cè)的支撐軸(24)安裝在支座(12)的第一軸孔(13)內(nèi)，向心渦輪(2)另一側(cè)的支撐軸(24)通過軸承安裝在堵芯(4)的第二軸孔(41)內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種模塊式流量計，其特征在于，所述螺旋葉片(22)的螺旋角為30-50。ο4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種模塊式流量計，其特征在于，所述向心渦輪(2)中部的錐度為 15-30°。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種模塊式流量計，其特征在于，所述外殼(I)的側(cè)壁上設(shè)有容納傳感器(3)的罩殼(14)，罩殼(14)的頂部通過端蓋(6)扣合。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種模塊式流量計，其特征在于，所述罩殼(14)的橫截面為橢圓形。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種模塊式流量計，其特征在于，所述罩殼(14)的兩側(cè)均設(shè)有翼片(15)，翼片(15)的橫截面積順著待測流體的流動方向遞減。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種模塊式流量計，其特征在于，所述傳感器(3)通過線纜與外部接口相連，線纜上連有U型卡，U型卡上裝有變送電路模塊。
【文檔編號】G01F1/28GK205679272SQ201620568152
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月14日 公開號201620568152.6, CN 201620568152, CN 205679272 U, CN 205679272U, CN-U-205679272, CN201620568152, CN201620568152.6, CN205679272 U, CN205679272U
【發(fā)明人】周勇, 楊利
【申請人】山西傳控電子科技有限公司