一種流體熱量表的製作方法

2023-10-28 12:18:07

專利名稱：一種流體熱量表的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於採暖或供熱系統流體熱量計量的熱量表。
背景技術：
為節約能源、保護環境，保證供暖事業可持續發展，我國室內冬季採暖將由一戶一閥，逐步向按戶供熱計量過渡。目前，已有的熱量計量技術有電子和機械兩大類，電子類計量精確但造價較高，機械類生產成本低但計量精度有待提高。根據目前我國國情，供暖系統建設和改造當首推機械類熱量計量儀器。
中國實用新型專利申請號89206329，其公開/公告號2083312提供了一種摩擦輪式流體熱量表，其特徵是由四部分機構組成a、測流體流量(質量)機構；b、測溫機構；c、機械轉換機構；d、計數顯示機構。該實用新型是將四部分機構合為一體，安裝在一個表體內，連接傳動過程是葉輪由流體驅動運轉，經葉輪軸、減速輪組傳遞給摩擦盤，再由摩擦盤驅動受雙金屬片控制的摩擦輪，通過與摩擦輪同軸安裝的齒輪組將摩擦輪的轉數記錄在計數顯示器中，計數顯示器可直接顯示出流體的散熱量值。
該實用新型的測溫機構中採用了雙金屬片作為熱敏元件，在兩束待測溫流體的溫差不大的情況下，因雙金屬片的相對變形量較小，該溫度檢測系統難以作出靈敏的反應，因而難以獲得較精確的熱量計量值。

發明內容
本實用新型的目的是要提供一種計量精度較高的機械類熱量表。
本實用新型的目的是這樣實現的熱量計量中關心的是兩束流體的溫差值而不是溫度；氣、液、固三態物體在相同的體積下，熱敏反應程度最大的是氣體。用氣體作為熱敏介質的流體溫差傳感器替代雙金屬片測溫機構，以獲得較高計量精度的新型熱量表。
本實用新型由安裝在同一表殼內的三個部分機構和一個流體溫差傳感器四部分合為一體構成的。三個部分機構分別是a、測流體流量機構由葉輪、傳動軸、減速輪組構成；b、機械轉換機構由摩擦盤、摩擦輪和固聯於摩擦輪的細長軸構成；c、計數顯示機構由滑移齒輪組和計數顯示器構成。連接傳動過程是葉輪由待測流體驅動運轉，經葉輪軸、減速輪組傳遞給摩擦盤，再由摩擦盤驅動受流體溫差傳感器制約或控制的摩擦輪，通過與摩擦輪同軸安裝的滑移齒輪組將摩擦輪的轉數記錄在計數顯示器中，計數顯示器可顯示出待測流體散熱量的標定值。
流體溫差傳感器，是實時檢測並傳遞兩束待測溫流體溫差值的裝置，由一對氣體溫度傳感器分別作用在同一細長軸的兩端構成。氣體溫度傳感器由導管以及與其密閉聯通的金屬盒、充/放氣閥、軟質彈性波紋管以及與波紋管的密封端外側固聯的定心墊片組成。細長軸的端部接觸並抵緊在氣體溫度傳感器的波紋管端部定心墊片的軸心上，使波紋管預置在彈性壓縮狀態，保證發生的變形在彈性極限內。兩個氣體溫度傳感器的導管與細長軸三者的軸線共線設置並水平安裝。氣體溫度傳感器在使用前，金屬盒內要充填等量、同種氣體(氫氣、氧氣、空氣)後密封。
細長軸受軸向合力為零時，處於靜止狀態。當兩金屬盒所在腔體的待測流體的溫度相同時，兩金屬盒內的氣體壓強相同，作用在兩個軟質彈性波紋管端部內側的壓力相等，細長軸受平衡的軸向力處於靜止狀態；當右側金屬盒所在腔體內流體的溫度升高時(左側腔體溫升、右側腔體溫降時原理相同)，金屬盒內的氣體因受熱膨脹，在近似等容變化狀況下，氣體的壓強將相應增大，作用在定心墊片內側的壓力增大，細長軸受的軸向合力向左，細長軸向左移動，直至串聯於細長軸上的兩個波紋管產生的反彈力增量與其平衡為止，此刻，細長軸再次處於靜止狀態。細長軸兩次靜止狀態產生的位移即是兩金屬盒所在腔體待測溫流體溫度差的標定值。
以下對流體溫差傳感器的檢測原理予以定量說明設在兩腔流體的溫度相同時，金屬盒及其聯通體內氣體的體積為V、壓強為P、金屬盒外圍流體溫度為T、氣體常數為G，根據理想氣體狀態方程有PV＝GT，當右腔體內流體溫升ΔT時，氣體按近似等容變化有ΔPV＝GΔT，設波紋管密封端內側的受壓面積為S，則作用在波紋管密封端內側的壓力增量為ΔF＝SΔP＝SGΔT/V。左、右兩個波紋管在使用前被預置在壓縮態且在彈性變形之內，設兩個波紋管串聯後總剛度係數為K，由於右腔流體溫升，操縱杆水平左移的位移量ΔL，則ΔL＝ΔF/K＝(SG/KV)ΔT，即操縱杆的軸向移動量(位移)與兩腔流體的溫差成正比。操縱杆的軸向位移量即是當前兩腔流體溫差的標定值，通過對操縱杆的軸向位移量的測定，達到對兩腔流體溫差測定的目的。
流體溫差傳感器使用的熱敏介質是氣體，與固體和液體相比，熱敏幅度大，反應靈敏，可以對較小的溫差變化作出反應，獲得較高的溫差測量精度。


圖1是根據本實用新型提出的流體熱量表的工作原理圖。
具體實施方式
結合圖1詳細說明本實用新型提出的一種流體熱量表的細節及工作情況。
本實用新型設置了三個部分機構和一個流體溫差傳感器四部分合為一體，安裝在同一表殼(5)內。三個部分機構是a、測流體流量機構葉輪(16)、傳動軸(15)、減速輪組(14)；b、機械轉換機構摩擦盤(1)、摩擦輪(2)、細長軸(3)；c、計數顯示機構滑移齒輪組(6)、計數顯示器(4)。流體溫差傳感器由細長軸(3)及一對氣體溫度傳感器構成。氣體溫度傳感器包括導管(10)以及與其密封聯通的金屬盒(9)、充/放氣閥(7)、軟質彈性波紋管(11)、與波紋管(11)密封端外側固聯的定心墊片(12)。細長軸(3)的端部接觸並抵緊定心墊片(12)，使軟質彈性波紋管(11)處於壓縮狀態並保證變形在彈性極限內。兩個導管(10)與細長軸(3)三者的軸線共線設置並水平安裝。使用前將等量、同種氣體通過充/放氣閥(7)填充到金屬盒(9)中並密封。在腔體(8)未通流前，調整充/放氣閥(7)使摩擦輪(2)對準摩擦盤(1)的迴轉中心。流體溫差傳感器的功用是實時檢測並傳遞兩個腔體(8)中待測溫流體的溫差值。當腔體(8)內兩束流體的溫度相同時，兩個金屬盒(9)內氣體的壓強相同，作用在細長軸(3)兩端的軸向壓力相等，使細長軸(3)軸力平衡而處於靜止狀態；當某一腔體(8)流體的溫度升高時(降低時原理相同)，該金屬盒(9)內的氣體因熱膨脹，盒內氣體的壓強增大，與金屬盒(9)聯通的波紋管(11)的密封端內側壓力增大，這個壓力增量通過定心墊片(12)作用在細長軸(3)的端部，使細長軸(3)產生定向移動，直至兩個串聯波紋管(11)產生的反向彈力增量與氣體壓力增量相等為止，細長軸(3)因軸力平衡而再次處於靜止狀態。細長軸(3)兩次靜止狀態產生對應的位移量直接傳遞給與其固聯的摩擦輪(2)，帶動摩擦輪(2)軸向定量移動，將當前兩束流體的溫差值傳送給機械轉換機構，摩擦輪(2)的轉速是當前待測流體的流量與溫差的積算，這個積算值通過與細長軸(3)軸向活動聯接的滑移齒輪組(6)傳送給計數器(4)，經過一時間累積，計數器(4)記錄的是這段時間內流體對外散熱量的標定值。
葉輪(16)所在的腔體與腔體(8)聯通，葉輪(16)在流體衝量作用下運轉，通過傳動軸(15)、減速輪組(14)、傳動軸(13)將當前流體的流量值傳送給機械轉換機構中的摩擦盤(1)，為積算熱量值準備數據。
權利要求一種流體熱量表，在表殼(5)內裝有三部分機構a、測流體流量機構葉輪(16)、傳動軸(15)、減速輪組(14)；b、機械轉換機構摩擦盤(1)、摩擦輪(2)、細長軸(3)；c、計數顯示機構滑移齒輪組(6)、計數顯示器(4)，其特徵在於在表殼(5)內還設置了包括細長軸(3)在內的一個流體溫差傳感器，細長軸(3)與摩擦輪(2)固定聯接並與滑移齒輪組(6)活動聯接，流體溫差傳感器包含一對氣體溫度傳感器，兩個氣體溫度傳感器的導管(10)與細長軸(3)三者的軸線共線設置並水平安裝。
專利摘要本實用新型是一種計量流體熱量的儀表，由測流量機構、機械轉換機構、計數顯示機構和一個流體溫差傳感器四部分組成。可以直接計量流體(液體、氣體)的熱量。表內各機構和流體溫差傳感器運行的驅動力由待測流體本身攜帶的動能和熱量所提供，無須另加任何能量。本實用新型具有不用電、結構簡單、造價低、易生產等特點，可廣泛用於工業、民用等採暖、供熱及製冷系統，能準確的計量熱能的消耗與獲取。
文檔編號G01K17/00GK2708287SQ200420030250
公開日2005年7月6日 申請日期2004年1月30日 優先權日2004年1月30日
發明者侯長來 申請人:侯長來