防爆液體流量流速的檢測裝置的製作方法

2023-05-22 14:58:51

專利名稱：防爆液體流量流速的檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液體流量流速的檢測裝置，特別是涉及一種在防爆環境下檢 測流量或流速的無觸點的裝置。
背景技術：
在工業生產和日常生活中對特定流體的流量和流速進行測量非常普遍，但現有的 測量方法和技術相當繁雜，而且均存在著密封效果和測量精度不理想的問題。特別是在具 有防爆要求的場合上述缺陷更為突出，而且對現場信號發訊及控制裝置的要求更為嚴格， 使得此類裝置的生產成本十分昂貴，由於被測介質是一個流動體而且具有易燃、易爆的特 性，對檢測裝置傳動體的密封要求就顯得尤為重要，否則不僅直接影響被測介質的測量精 度，而且在空氣中產生一定濃度的可燃氣體，存在點燃的可能。雖然點燃與否取決於多種因 素，但最主要的因素是現場信號發訊及控制裝置的工作電源，因為高能量的放電火花將導 致點燃，而低能量的火花則不能，這種數量上的差異使結果有了質的區別，所以合理選擇裝 置的電路參數、提高裝置的密封效果是保證安全的基礎。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種結構簡單、運行穩定、本質安全、密 封效果好的用於防爆環境下的流量或流速的檢測裝置。為了解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是一種防爆液體流量流速 的檢測裝置，檢測裝置安裝在被測液體容器的外殼上；該檢測裝置包括，防護盒，在防護盒 內安裝有旋轉軸、旋轉碼盤、推力軸承、機械密封裝置和霍爾開關；在防護盒的底部，旋轉軸 的周面上依序安裝有機械密封裝置、推力軸承和旋轉碼盤；旋轉碼盤徑向端面上鑲嵌有信 號感應體；霍爾開關固定安裝在防護盒上與旋轉碼盤在同一個徑向端面。信號感應體為高磁性軟磁鐵，霍爾開關的感應距離為4mm士 10%。推力軸承為推力球軸承包括底圈、套圈和骨架，底圈與旋轉軸緊密配合，套圈與旋 轉軸滑動配合；機械密封裝置包括靜止環和旋轉環，靜止環和旋轉環之間接觸端面光潔； 靜止環與容器殼體(1)緊密貼合，旋轉環與旋轉軸緊密配合，旋轉環隨旋轉軸一起旋轉。在防護盒的前端部安裝鑲有橡膠密封圈的前端蓋。信號感應體為十八個。霍爾開關選用型號為CS3144，其工作電源選用+5v供電，工作電流為9mA。防護盒、前端蓋和旋轉碼盤為鋁質金屬材料。本實用新型的有益效果是由於在容器殼體與檢測裝置的旋轉軸連接部位安裝推 力球軸承和高強度機械密封，實現了良好的密封效果。旋轉碼盤安裝部位與霍爾開關形成 觸碰位置，可確保正常採集脈衝信號，完成被測介質流量或流速的檢測和控制。該檢測裝置 結構簡單、安裝方便、運行穩定。


[0012]圖1本實用新型檢測裝置剖面示意圖；[0013]圖2本實用新型旋轉碼盤和感應體的示意圖[0014]圖3本實用新型霍爾開關及運放原理示意圖。[0015]圖中[0016]1 容器外殼2 防護盒3 前端蓋[0017]4 橡膠密封圈5 旋轉軸7 旋轉碼盤[0018]8 感應體9 底圈10 套圈[0019]11 骨架12 靜止環13 旋轉環[0020]14 螺釘15 螺釘16 霍爾開關[0021]17 上鎖母18 下鎖母19 擋圈
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明圖1本實用新型檢測裝置剖面示意圖；圖2本實用新型旋轉碼盤和感應體的示意 圖。如圖1和圖2所示，本實用新型防爆液體流量流速的檢測裝置，檢測裝置安裝在被測液 體容器的外殼1上；該檢測裝置包括，防護盒2，在防護盒2的前端部安裝鑲有橡膠密封圈4 的前端蓋3，使裝置在防護盒內保證其整體效果，並防止外部的觸碰和幹擾。在防護盒內安 裝有旋轉軸5、旋轉碼盤7、推力軸承、機械密封裝置和霍爾開關16 ；被測介質測量容器與旋 轉軸5連接，當被測介質在測量容器內流動時，其流動力使旋轉軸5做旋轉運動，推力軸承 為推力球軸承包括底圈9、套圈10和骨架11 ；機械密封裝置包括靜止環12和旋轉環13，在 防護盒2的底部，旋轉軸5的周面上依次安裝有機械密封靜止環12和旋轉環13、推力球軸 承的底圈9和推力球軸承的套圈10及推力球軸承的骨架11。當旋轉軸5旋轉時機械密封 靜止環12保持靜止狀態並且與容器外殼1緊密貼合，保證了容器外殼1與裝置的旋轉軸5 連接部位的滲陋問題。機械密封旋轉環13與旋轉軸5緊密配合，隨旋轉軸5 —起旋轉以杜 絕旋轉軸5軸側滲陋問題，由於機械密封靜止環12和旋轉環13之間接觸端面光潔度極高 使其在旋轉過程中既保證了端面密封又消除端面之間的相對摩擦阻力。推力球軸承的底圈 9與旋轉軸5緊密配合，以保證機械密封靜止環12和旋轉環13的密封效果，由於推力球軸 承的套圈10與旋轉軸5為滑動配合，當旋轉軸5旋轉時其保持自由狀態並對旋轉軸5起到 支撐作用，推力球軸承的骨架11保證了底圈9和套圈10之間的運轉靈活。霍爾開關16利用其上鎖母17和下鎖母18將其固定在裝置防護盒上，其固定位置 與鑲有磁芯的旋轉碼盤在同一個徑向端面，其感應距離為4mm士 10%，為確保該信號發訊裝 置正常採集脈衝信號，通過旋轉碼盤固定螺釘15將旋轉碼盤7安裝在旋轉軸5上，旋轉碼 盤7徑向端面上鑲嵌有信號感應體，信號感應體為高磁性軟磁鐵，信號感應體為十八個。霍爾開關16選用型號為CS3144，其工作電源選用+5v供電，工作電流為9mA。下面就本實用新型的工作過程加以說明安裝在被測介質容器外殼上的該信號發訊裝置的旋轉軸隨著被測介質的流動而 一起旋轉。並且該旋轉軸帶動旋轉碼盤同步運轉，由於鑲嵌在旋轉碼盤徑向端面上的信號 感應體為高磁性軟磁鐵，並且N/S極交替安裝，，利用其N/S極的基本特性與安裝在裝置上
4的霍爾開關交替感應，使其產生正負脈衝，如圖3所示Cl (CS3144)是線性霍爾開關，具有 三個引腳，①腳Vcc、②腳GND為電源端，③腳Vout為輸出端，其工作電源選用+5v供電， 工作電流為9mA，裝置在初始狀態既無外加磁場時，ICl的③腳輸出電壓是電源電壓的一半 (VC/2)，當旋轉碼盤在外力作用下開始旋轉時，外加磁場(N/S極)接近霍爾開關，使ICl的 ③腳輸出電壓發生變化，其變化規律是從2. 5v上升或下降，上升或下降的電壓值與磁場極 性(N/S極)有關。當磁體北極接近霍爾開關時，其輸出電壓以VC/2為基準電壓而下降，當 磁體南極接近霍爾開關時，其輸出電壓以VCV2為基準電壓而上升。隨之這個正負交替的 脈衝信號通過傳輸電纜送入控制裝置。該裝置選用的運算放大器ad8532是一種雙運放， CMOS結構高阻抗輸入器件，採用+5v電源供電，輸出電流可達250mA。第一級運放IC2a和 外部電阻R1-R4組成放大器，其增益為20，電阻R3從R5、R6的分壓器中取出W電壓加 在IC2a的反相端②腳，這就有效避免了霍爾器件可能引起的輸出電壓漂移問題，同時也使 該級放大器在低頻磁場變化時正常工作。運放的IC2b以及外圍電阻R5-R8組成滯後比較 器，其滯後電壓由R7與R8的阻值決定，這就保證了比較器的快速工作特性。若調節第一級 運放IC2a的增益或運放IC2b的電壓滯後量，實現對整體電路靈敏度的有效調整，獲得快速 響應的效果。檢測裝置的防護盒、防護盒前端蓋、旋轉碼盤均採用鋁質金屬材料，這樣有效 解決現場隔磁問題，磁體以緊密配合的形式嵌入旋轉碼盤，以防止在旋轉過程中磁體掉落， 裝置的密封器件依次與旋轉軸裝配，最後將防護盒前端蓋與裝置防護盒固定，此外做好裝 置的接地保護，並確認準確無誤後裝置通電等待運行。 檢測裝置的旋轉軸以鍵連接的形式將被測介質的流動力傳遞給旋轉碼盤並使其 旋轉，由於鑲嵌在旋轉碼盤徑向端面上的十八個信號感應體為高磁性軟磁鐵，利用其N/S 極的基本特性與安裝在裝置上的霍爾開關交替感應，當外加磁場的南極(S)接近霍爾開關 時，作用到霍爾電路上的磁場方向為正並產生正脈衝，當外加磁場的北極(N)接近霍爾開 關時，作用到霍爾電路上的磁場方向為負並產生負脈衝，利用正負脈衝完成對控制電路的 導通或關斷的控制。由於被測介質容器與裝置的旋轉軸之間產生相對運動，被測介質很容 易沿旋轉軸產生軸向滲陋，所以在容器殼體與裝置的旋轉軸連接部位安裝推力球軸承和高 強度機械密封，利用機械密封的靜止環完成該裝置與容器殼體連接部位的密封功能，利用 機械密封旋轉環完成旋轉軸軸向密封功能，推力球軸承的底圈與套圈起到旋轉軸的支撐作 用，其中間骨架使旋轉軸運轉靈活，用螺釘將旋轉碼盤固定在旋轉軸上，安裝部位與霍爾開 關形成觸碰位置，並產生相應的脈衝信號輸入至控制裝置，實現對被測介質的流速或流量 的檢測和控制。
權利要求一種防爆液體流量流速的檢測裝置，檢測裝置安裝在被測液體容器的外殼(1)上；其特徵在於該檢測裝置包括，防護盒(2)，在防護盒內安裝有旋轉軸(5)、旋轉碼盤(7)、推力軸承、機械密封裝置和霍爾開關(16)；在防護盒(2)的底部，旋轉軸(5)的周面上依序安裝有機械密封裝置、推力軸承和旋轉碼盤(7)；旋轉碼盤(7)徑向端面上鑲嵌有信號感應體；霍爾開關(16)固定安裝在防護盒上與旋轉碼盤(7)在同一個徑向端面。
2.根據權利要求1的防爆液體流量流速的檢測裝置，其特徵在於信號感應體為高磁 性軟磁鐵，霍爾開關(16)的感應距離為4mm士 10%。
3.根據權利要求1的防爆液體流量流速的檢測裝置，其特徵在於推力軸承為推力球 軸承包括底圈(9)、套圈(10)和骨架(11)，底圈(9)與旋轉軸(5)緊密配合，套圈(10)與 旋轉軸(5)滑動配合；機械密封裝置包括靜止環(12)和旋轉環(13)，靜止環(12)和旋轉 環(13)之間接觸端面光潔；靜止環(12)與容器殼體(1)緊密貼合，旋轉環(13)與旋轉軸 (5)緊密配合，旋轉環(13)隨旋轉軸(5) —起旋轉。
4.根據權利要求1的防爆液體流量流速的檢測裝置，其特徵在於在防護盒(2)的前 端部安裝鑲有橡膠密封圈(4)的前端蓋(3)。
5.根據權利要求1或2的防爆液體流量流速的檢測裝置，其特徵在於信號感應體為 十八個。
6.根據權利要求1的防爆液體流量流速的檢測裝置，其特徵在於霍爾開關(16)選用 型號為CS3144，其工作電源選用+5v供電，工作電流為9mA。
7.根據權利要求4的防爆液體流量流速的檢測裝置，其特徵在於防護盒(2)、前端蓋 (3)和旋轉碼盤(7)為鋁質金屬材料。
專利摘要本實用新型公開了一種防爆液體流量流速的檢測裝置，檢測裝置安裝在被測液體容器的外殼上；該檢測裝置包括，防護盒，在防護盒內安裝有旋轉軸、旋轉碼盤、推力軸承、機械密封裝置和霍爾開關；在防護盒的底部，旋轉軸的周面上依序安裝有機械密封裝置、推力軸承和旋轉碼盤；旋轉碼盤徑向端面上鑲嵌有信號感應體；霍爾開關固定安裝在防護盒上與旋轉碼盤在同一個徑向端面。有益效果是由於在容器殼體與檢測裝置的旋轉軸連接部位安裝推力球軸承和高強度機械密封，實現了良好的密封效果。旋轉碼盤安裝部位與霍爾開關形成觸碰位置，可確保正常採集脈衝信號，完成被測介質流量或流速的檢測和控制。該檢測裝置結構簡單、安裝方便、運行穩定。
文檔編號G01P5/08GK201662409SQ20102015933
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月15日 優先權日2010年4月15日
發明者魯金明 申請人:天津海鷗表業集團有限公司