流體渦輪流量計的製作方法
2023-06-22 21:54:31 1
流體渦輪流量計的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種流體渦輪流量計，包括測量室（13）、渦輪本體（12），渦輪本體根據流體流速而在測量室（13）中在高位置與低位置之間軸向地位移，渦輪本體具有旋轉軸（14）、用於測量腔（13）中的旋轉軸（14）的定心支承件（15），定心支承件具有縱向本體，縱向本體具有縱向通道（15a），縱向本體支承旋轉軸（14）且被旋轉軸穿過，旋轉軸（14）通過在高位置中由第一軸向端止擋件（22）、以及在所述低位置中由第二軸向端止擋件（26）軸向地保持在測量室（13）中而樞轉，定心支承件（15）在縱向通道（15a）中具有用於旋轉軸（14）的至少兩個圓柱形縱向支撐定心壁。
【專利說明】流體渦輪流量計
【技術領域】
[0001]本發明涉及流體渦輪流量(或流速)計量器的領域，特別地，涉及旨在測量水的消耗的液體渦輪流量計。
[0002]更具體地,本發明特別適合於單射流的流體潤輪流量計(flow meter)或多射流的流體渦輪流量計。
【背景技術】
[0003]流體渦輪流量計具有:包括測量室的殼體，入口噴嘴和出口噴嘴通入該測量室中；渦輪，具有葉片，並且在測量室中在通過入口噴嘴進入的且作用於葉片上的流體流的作用下以旋轉的方式被驅動。
[0004]流體渦輪流量計還具有容納計數器的殼體，計數器用於對渦輪的轉數進行計數，在乾式計數器(dry counter)的情況下，渦輪與計數器通過磁性傳動裝置連接，並且在浸沒式計數器(flooded counter)的情況下,潤輪與計數器通過機械傳動裝置連接；以及覆蓋計數器的透明蓋。
[0005]當流體流速超過閾值時，渦輪的旋轉軸在兩個軸向端止擋件之間豎直地位移。渦輪的旋轉軸在用於流速低於該閾值的第一軸向端止擋件上以及在用於流速高於該閾值的第二軸向端止擋件上樞轉，這使得可以減少軸向端止擋件的磨損，並從而提高計量器在其整個壽命上的性能水平。
[0006]但是，使用這兩個軸向端止擋件不會使其可能降低對測量室中旋轉軸的定心支承件(centering bearing)的摩擦。
[0007]需要尋找一種技術解決方案，其使得特別是當渦輪以高速旋轉時，可減少渦輪旋轉軸對定心支承件的摩擦，同時確保其由軸向端止擋件保持。
【發明內容】
[0008]在此背景下，本發明的目的是提出一種流體渦輪流量計，該流體渦輪流量計避免了上述限制。
[0009]流體渦輪流量計量器包括測量室、渦輪本體，渦輪本體根據流體流速而在測量室中在高位置與低位置之間軸向地移動，並且渦輪本體具有旋轉軸、用於測量腔中的旋轉軸的定心支承件，定心支承件具有縱向本體，縱向本體具有縱向通道，縱向本體支承旋轉軸且被旋轉軸穿過，旋轉軸通過在高位置中由第一軸向端止擋件、以及在低位置中由第二軸向端止擋件軸向地保持在測量室中而樞轉。
[0010]根據本發明，在流體渦輪流量計中，定心支承件在縱向通道中具有用於旋轉軸的至少兩個圓柱形縱向支撐定心壁，旋轉軸被布置成在定心支承件中在高位置中與中央圓柱形縱向支撐定心壁接觸、並且在低位置中與另一圓柱形縱向支撐定心壁接觸，該另一圓柱形縱向支撐定心壁的橫截面不同於中央圓柱形縱向支撐定心壁。
[0011]在本發明的優選實施例中，定心支承件在縱向通道中具有用於處於低位置中的旋轉軸的兩個圓柱形縱向支撐定心壁。
[0012]定心支承件在縱向通道中具有用於處於低位置中的旋轉軸的兩個端部圓柱形支撐定心壁，該兩個端部圓柱形支撐定心壁位於定心支承件的頂端處和底端處，並且定心支承件在縱向通道中具有用於處於高位置中的旋轉軸的中央圓柱形縱向支撐定心壁，該中央圓柱形縱向支撐定心壁根據支承件的位於兩個端部圓柱形壁之間的長度來定位。
[0013]有利地，旋轉軸具有筆的形狀，旋轉軸具有第一主圓柱壁、第二頂部圓柱壁和第三底部圓柱壁，第一主圓柱壁、第二頂部圓柱壁和第三底部圓柱壁的橫截面被布置成分別在高位置中縱向地支承於中央圓柱壁上、以及在低位置中縱向地支承於頂端圓柱壁上和底端圓柱壁上。
[0014]頂端圓柱形支撐定心壁的橫截面大於中央圓柱形壁的橫截面,並且底端圓柱形支撐定心壁的橫截面小於中央圓柱形壁的橫截面。
[0015]定心支承件包括用於引導旋轉軸的錐形接觸表面，並且其中，旋轉軸具有與定心支承件的錐形引導接觸表面互補的錐形引導接觸表面。
[0016]渦輪本體具有葉片、定位且固定在渦輪本體中的軸套，旋轉軸被安裝成固定於軸套內，在高位置中，軸套通過頂部外表面縱向地支承於第一頂部軸向端止擋件上。
[0017]有利的是，定心支承件具有外表面和多個弓形手柄，外表面是錐形的且朝向其底部會聚，所述多個弓形手柄使得可將定心支承件支撐於測量室的豎直壁上，豎直壁在它們的端部處具有手指形狀。
[0018]定心支承件具有多個底端翼片，所述多個底端翼片旨在低位置中縱向地支承於第二底部軸向端止擋件上。
[0019]底端翼片在它們的內壁上包括抵接在第二底部軸向端止擋件上的臺肩。
[0020]旋轉軸被包覆成型於軸套中，並且旋轉軸具有縱向地支承於軸套的內壁上的軸環。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]本發明的其它特徵和優點將通過下面參考附圖給出的描述而變得清楚，下面的描述作為參考且絕不是用於限制，在附圖中:
[0022]圖1示出了現有技術的流體渦輪流量計內部的稍微透視的視圖；
[0023]圖2示出了渦輪的旋轉軸的根據本發明的定心支承件的橫截面圖，所述旋轉軸位於測量室中的低位置中；
[0024]圖3示出了位於高位置中的旋轉軸的根據本發明的定心支承件的橫截面圖；
[0025]圖4示出了根據本發明的定心支承件的些許外部視圖；
[0026]圖5示出了根據本發明的定心支承件的縱向橫截面圖；以及
[0027]圖6示出了根據本發明的渦輪的旋轉軸的側視圖，所述渦輪被配置在定心支承件中移動。
【具體實施方式】
[0028]下面描述中的術語「流體」是指可用於與下文描述的流體渦輪流量計一起使用的水或任何液體或氣體。[0029]圖1示出了現有技術的單射流流體渦輪流量計I，其具有液壓部2和計數器3，液體在液壓部內循環，計數器顯示計量數據。
[0030]更具體地說，它具有用於流體計量器的殼體la，該殼體例如由青銅或黃銅製成，通常為具有圓形截面的圓柱形狀，具有位於測量室6的任一側上的流體入口噴嘴4和流體出口噴嘴5，以用於測量在入口噴嘴4和出口噴嘴5中循環的流體的體積。
[0031]測量室6具有與殼體Ia同軸的圓柱形狀。
[0032]殼體Ia在圓柱形頂部中包括計數器3，該計數器與測量室6同軸，但具有更大的直徑。
[0033]在殼體Ia的底部中且在測量室6的中心處,裝配有階式支承件(step bearing)7,計量器的移動部8圍繞階式支承件樞轉。
[0034]計量器的移動部包括渦輪本體8，該渦輪本體構成流體計量器I的驅動元件，並且該渦輪本體附接於豎直軸9，渦輪8具有葉片，該葉片在測量室6中在來自於入口噴嘴4的且被引導到葉片上的流體的射流的作用下以旋轉的方式被驅動。
[0035]豎直軸9縱向地支承在定心支承件10上，並且根據測量室6中的流體流速的值而支承在頂部軸向端止擋件11上。
[0036]傳動裝置(在這裡是磁性的)使得可以連接渦輪和計數器3。
[0037]從現有技術中已知的且聯接於傳動裝置的齒輪機構使得可以在計數器3中對由渦輪8產生的轉數進行計數。
[0038]由渦輪8產生的轉數通過指針顯示，所述指針可以是機械的或電子的。
[0039]密封環用來將計數器3固定於測量室6的殼體Ia上。
[0040]根據本發明的定心支承件裝置替代了現有技術計量器中的階式支承件7、定心支承件10和頂部軸向端止擋件11。
[0041]此外，它適用於任何單射流流體渦輪流量計，或適用於任何多射流流體渦輪流量計。
[0042]貫穿本描述的整個其餘部分並且為了簡單起見，提到了測量室的縱向軸線A。術語「橫向」指代在垂直於縱向軸線A的平面中延伸的任何尺寸，並且術語「頂部」和「底部」、「高」和「低」描述了沿縱向軸線A設置的元件相對於彼此的各自的位置。
[0043]如在圖2和圖3中所示，流體渦輪流量計的根據本發明的移動部件包括縱向的渦輪本體12，該渦輪本體位於測量室13中並具有旋轉軸14，該旋轉軸在定心支承件15中樞轉且支承在該定心支承件上。
[0044]定心支承件15具有縱向本體，在支撐旋轉軸14的支承件的縱向通道15a中旋轉軸14穿過該本體。
[0045]渦輪本體12具有基本上圓柱形的縱向的主部12a和聯接於主部12a的葉片，但是葉片此處未在圖中示出。
[0046]在圖2和圖3中，定心支承件15的長度基本上等於渦輪本體12的主部12a的長度。
[0047]旋轉軸14固定於軸套16中。
[0048]軸套16包括圓柱形的頂頭部17和底部基座18，底部基座插入並固定支承在渦輪本體12中。[0049]軸套16的頂頭部17具有環形形狀的磁體19，這使得該磁體可以與另一磁體產生磁力傳動，所述另一磁體未示出且在計數器中定位成面對磁體19，這驅動了齒輪機構的移動。
[0050]頂頭部17定位在測量室13的頂腔20中且位於測量室13的主部上方，定心支承件15位於所述測量室中並且入口噴嘴和出口噴嘴通入測量室中。
[0051]頂頭部17具有凸出部21，該凸出部在高位置中軸向地支承在第一頂部軸向端止擋件22上，第一頂部軸向端止擋件在這裡是測量室13的頂腔20的頂壁。
[0052]軸套16的中空底部基座18具有三個頂部豎直壁23a，其中僅示出了一個豎直壁，並且所有三個豎直壁均聯接於底部豎直圓柱壁23b，底部豎直圓柱壁進而通過水平壁23c聯接於底部豎直圓柱壁24。
[0053]該底部豎直圓柱壁24通過圓柱形臺肩支承於渦輪12的主體12a的底部邊緣12b上，並且具有配重以平衡渦輪本體12的旋轉。
[0054]根據本發明，縱向通道15a具有根據流體的流速值的用於旋轉軸14的不同圓柱形縱向支撐定心壁。
[0055]在高位置中，旋轉軸14通過測量室13的頂部的第一軸向端止擋件22而被軸向地保持。
[0056]在低位置中，旋轉軸14軸向地支承於第二軸向端止擋件26上，該第二軸向端止擋件26支承在測量室13的底部上。
[0057]旋轉軸14在定心支承件15中在低位置中被縱向地支承於兩個端部定心圓柱壁15b、15c上、且在高位置中被縱向地支承於中央定心圓柱壁15d上，並且當進入入口噴嘴中的流體流速達到閾值流速時，旋轉軸在高位置與低位置之間位移。
[0058]更具體地,端部圓柱壁15b、15c被定位在定心支承件15的頂端處和底端處,並且中央圓柱壁15d根據定心支承件15的位於這兩個端部圓柱壁15b、15c之間的長度而定位。
[0059]在圖2和3中，通過說明但非限制性的方式，中央支撐定心圓柱壁15d的支撐長度大於端部定心支撐圓柱壁15b、15c的支撐長度。
[0060]例如，在非限制性的方式中，壁的長度可以比端部圓柱壁15b、15c的長度大2至20倍。
[0061]在未示出的變型實施例中，縱向通道15a包括在低位置中的用於第一流速低於閾值流速的單個支撐定心圓柱壁以及在高位置中的用於第二流速高於閾值流速且具有不同橫截面的單個支撐定心圓柱壁。
[0062]參照圖2、3和5,中央縱向支撐定心圓柱壁15d的橫截面小於頂端縱向支撐定心圓柱壁15b的橫截面,且大於底端縱向支撐定心圓柱形壁15c的橫截面。
[0063]定心支承件15的中央圓柱壁15d分別通過第一錐形表面15e和第二錐形表面15f而分別聯接於頂端圓柱壁15b和底端圓柱壁15c。
[0064]定心支承件15的頂端圓柱壁具有第三錐形表面15g。
[0065]第一錐形表面15e和第三錐形表面15g是接觸表面，使得可引導和支撐旋轉軸14，所述旋轉軸在定心支承件15中位移且被支撐於定心支承件中。
[0066]第二錐形表面15f允許旋轉軸14相對於定心支承件15的間隙。
[0067]定心支承件15具有外表面27和多個弓形手柄28，該外表面略呈朝向其底部會聚的錐形，弓形手柄使得可將定心支承件15支撐在測量室13的豎直壁29上，所述豎直壁在它們的頂端處具有突出的手指形狀29a，弓形手柄28被容納於所述手指形狀中，以便將定心支承件15固定於測量室13。
[0068]作為實例，定心支承件15具有三個弓形手柄28，其中在此處僅示出了兩個弓形手柄。
[0069]定心支承件15具有多個翼片30，所述翼片具有底端30a，該底端旨在通過直線式臺肩(rectilinear shoulder) 30b而被軸向地支承在測量室13的底部上以及第二底部軸向端止擋件26上。
[0070]第二軸向端止擋件26可具有抗磨損表面。
[0071]作為實例，定心支承件15具有帶有底端30a的三個翼片30，其中在此處僅示出了兩個翼片。
[0072]如圖6中所示，旋轉軸14具有筆的形狀，所述旋轉軸具有第一主圓柱壁14d、第二頂部圓柱壁14b和第三底部圓柱壁14c，第三底部圓柱壁具有尖峰14h形狀的端部，第一主圓柱壁、第二頂部圓柱壁和第三底部圓柱壁的橫截面被布置成縱向地支承於頂端圓柱壁15b和底端圓柱壁15c上以用於第一流速、以及被縱向地支承於中央圓柱形壁15d上以用於
第二流速。
[0073]旋轉軸14具有與定心支承件15的錐形引導和支撐接觸表面15e、15g互補的錐形引導和支撐接觸表面14e、14g。
[0074]旋轉軸14具有軸環14a，軸環軸向地支承於軸套16的內壁16a上且可以包覆成型(overmold)於軸套16的圓柱形頂部14i中。
[0075]根據本發明的定心支承件15的操作如下所述。
[0076]對於流速低於閾值流速，旋轉軸14通過其尖峰14h而軸向地支承於第二軸向端止擋件26上。
[0077]在低位置中，旋轉軸14通過其第二頂部圓柱壁14b而縱向地支承於定心支承件15的頂端支撐定心圓柱壁15b上,並且通過其第三底部圓柱壁14c而縱向地支承於定心支承件15的底端支撐定心圓柱壁15c。
[0078]當流速增加且超過流速閾值時，旋轉軸14在定心支承件15中沿縱向軸線A移動，並且在所示實例的情況下，向上移動，以便在較高的位置中通過其第一主圓柱壁14d縱向地支承於支承件15的中央支撐定心圓柱壁15d的右側上，流體流動的力將其按壓到該側，如在圖3中示出。
[0079]旋轉軸14的位移是通過第一和第三錐形表面15e、15g的引導來確保的。
[0080]此外，這些第一和第三錐形表面15e、15g也允許在高位置中面對旋轉軸14對兩個錐形表面14e、14g進行縱向支撐。
【權利要求】
1.一種流體渦輪流量計，包括測量室(13)、渦輪本體(12)，所述渦輪本體根據流體流速而在所述測量室(13)中在高位置與低位置之間軸向地移位， 所述渦輪本體(12)具有旋轉軸(14)、在所述測量腔(13)中用於所述旋轉軸(14)的定心支承件(15)，所述定心支承件具有縱向本體，所述縱向本體具有縱向通道(15a)，所述縱向本體支撐所述旋轉軸(14)且被所述旋轉軸穿過， 所述旋轉軸(14)通過在所述高位置中由第一軸向端止擋件(22)以及在所述低位置中由第二軸向端止擋件(26)軸向地保持在所述測量室(13)中而樞轉， 其中，所述定心支承件(15)在所述縱向通道(15a)中具有用於所述旋轉軸(14)的至少兩個圓柱形縱向支撐定心壁，所述旋轉軸(14)被布置成在所述定心支承件(15)中在所述高位置中與中央圓柱形縱向支撐定心壁(15d)接觸並且在所述低位置中與另一圓柱形縱向支撐定心壁(15b、15c)接觸，所述另一圓柱形縱向支撐定心壁的橫截面不同於所述中央圓柱形縱向支撐定心壁(15d)的橫截面。
2.根據權利要求1所述的流體渦輪流量計，其中，所述定心支承件(15)在所述縱向通道(15a)中具有用於處於所述低位置中的所述旋轉軸(14)的兩個圓柱形縱向支撐定心壁(15b、15c)。
3.根據權利要求2所述的流體渦輪流量計，其中，所述定心支承件(15)在所述縱向通道(15a)中具有用於處於所述低位置中的所述旋轉軸(14)的兩個端部圓柱形支撐定心壁(15b、15c),所述兩個端部圓柱形支撐定心壁位於所述定心支承件(15)的頂端處和底端處，並且所述定心支承件在所述縱向通道中具有用於處於所述高位置中的所述旋轉軸(14)的中央圓柱形 縱向支撐定心壁(15d),所述中央圓柱形縱向支撐定心壁根據所述支承件的位於所述兩個端部圓柱形壁(15b、15c)之間的長度來定位。
4.根據權利要求3所述的流體渦輪流量計，其中，所述旋轉軸(14)具有筆的形狀，所述旋轉軸具有第一主圓柱壁(14d)、第二頂部圓柱壁(14b)和第三底部圓柱壁(14c)，所述第一主圓柱壁、所述第二頂部圓柱壁和所述第三底部圓柱壁的橫截面被布置成分別在所述高位置中縱向地支承於所述中央圓柱壁(15d)上、以及在所述低位置中縱向地支承於所述頂端圓柱壁(15b)上和所述底端圓柱壁(15c)上。
5.根據權利要求4所述的流體渦輪流量計，其中，所述頂端圓柱形支撐定心壁(15b)的橫截面大於所述中央圓柱壁(15d)的橫截面，並且所述底端圓柱支撐定心壁(15c)的橫截面小於所述中央圓柱壁(15d)的橫截面。
6.根據權利要求4或5中的一項所述的流體渦輪流量計，其中，所述定心支承件(15)包括用於引導所述旋轉軸(14)的錐形接觸表面(15e、15f、15g)，並且所述旋轉軸(14)具有與所述定心支承件(15)的所述錐形引導接觸表面(15e、15g)互補的錐形引導接觸表面(14e、14g)。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的流體渦輪流量計，其中，所述定心支承件(15)具有外表面和多個弓形手柄(28)，所述外表面是朝向其底部會聚的錐形，所述多個弓形手柄將所述定心支承件(15)支撐於所述測量室(13)的豎直壁上，所述豎直壁在它們的端部處具有手指形狀。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的流體渦輪流量計，其中，所述定心支承件(15)具有多個底端翼片(30)，所述多個底端翼片旨在於所述低位置中縱向地支承於所述第二底部軸向端止擋件(26)上。
9.根據權利要求8所述的流體渦輪流量計，其中，所述底端翼片(30)在它們的內壁上包括抵接在所述第二底部軸向端止擋件(26)上的臺肩(30b)。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的流體渦輪流量計，其中，所述旋轉軸(14)被包覆成型於軸套(16)中，並且所述旋轉軸具有縱向地支承於所述軸套(16)的內壁上的軸環(14a)。
【文檔編號】G01F1/05GK103712656SQ201310465318
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月8日 優先權日:2012年10月9日
【發明者】布魯諾·登納 申請人:薩佩爾公司