专利名称：容积式流体流量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体流量计，尤其适用于测量通过其的流体的排量的流体 流量计。
背景技术：
容积式流量计是本领域已知的，测量通过具有旋转活塞的腔室的流体 排量，在该腔室中活塞的旋转与通过腔室的流体的体积有关。这种流量计 通常使用操作性地结合到活塞以便于可视地检查流量计读数的计数器。所 述计数器通常包括一系列齿轮式传动连接的轮子，这些轮子在各自外表面 上具有标记以指示已经通过流量计的流体的体积。
与容积式流量计相关联的一个常见缺点是来自所计量的流体的碎片 随时间推移在腔室内部发生堆积。这种碎片可能会阻止活塞的运动，特别 是当碎片处在活塞的边缘时，并且可能通过磨损活塞与腔室之间的紧密配 合表面导致流体漏过它们而影响流量计的测量精度。例如，在水管理部门
(water authorities)使用这种流量计来测量由例如家庭所使用的水量的情 况下，上述对精度的影响是受到关注的。由于碎片随时间的推移发生堆积， 因此流量计不能精确地反映由家庭所使用的水的体积，从而水管理部门将 少收针对家庭用水的收费。在许多流量计在特定区域受到不利影响的情况 下，水管理部门会因此遭受到重大的收入损失。
现有技术的影响流量计读数精确性的其他相关问题包括当盖子与腔 室夹在一起时，以及当流量计受到来自流过其中的所测量流体的流体压力 的影响时，弯曲应力在盖子与腔室之间传递。这种弯曲应力可导致盖子成 弓形，从而在活塞与腔室的盖子之间发生泄漏
发明内容
本发明的至少一个优选实施例的目的是克服或改善现有技术的至少 一个不足，或者至少提供一种对其适合的可选方案。
根据本发明的第一个方面，提供一种流体流量计，包括具有流体入 口和流体出口的腔室；和可在所述腔室内部移置的转子，所述转子的旋转 与通过所述腔室的流体的体积相关联，其中所述腔室具有表面，该表面紧 接着转子的端面经过之处，所述腔室表面和/或转子端面具有至少一个凹部 以滞留至少一部分由被测量的流体运送的碎片。
滞留在凹部中的碎片不太可能妨碍转子的旋转，因此不太可能影响通 过流量计的流体体积的测量。此外，转子与腔室之间的磨损由于捕获的碎 片而减少，于是减少了泄漏。这可能具有增大流量计工作寿命的效果，因 为它在存在捕获碎片的情况下比现有技术更能容忍精确的操作。
优选地所述至少一个凹部是在所述腔室表面的底部。
优选地所述凹部这样形成，以使得流体不会经由凹部从腔室入口到腔 室出口横跨转子端面地流通。可选地，所述至少一个凹部在一个方向上的 宽度小于转子侧壁的横截面宽度。
优选地所述至少一个凹部是圆形的、或圆柱形的、或细长的。可选地 所述至少一个凹部是环形的并且与所述腔室的轴线同轴。
优选地所述流体流量计包括多个所述凹部。
优选地所述多个凹部邻近所述腔室的侧壁。
优选地所述转子是旋转活塞。
优选地所述流体流量计包括具有流体入口和流体出口的腔室；在所 述腔室内部可移置的转子，所述转子的旋转与通过所述腔室的流体体积相 关联；以及封闭所述腔室的端部的盖子，所述盖子在使用时受到腔室内部 的流体压力的影响，所述盖子在其外缘处接合到所述腔室的壁并且其外缘 附近是柔性的，以减少弯曲应力在所述盖子的所述外缘与其余部分之间的 传递。
根据本发明的另一个方面，提供一种流体流量计，包括具有流体入 口和流体出口的腔室；在所述腔室内部可移置的转子，所述转子的旋转与
通过所述腔室的流体体积相关联；以及封闭所述腔室的端部的盖子，所述 盖子在使用时受到所述腔室内部的流体压力的影响，所述盖子在其外缘接合到所述腔室的壁中，所述盖子在外缘附近是柔性的、以减少弯曲应力在 所述盖子的所述外缘与其余部分之间的传递。
有利地，盖子的构造降低了转子与腔室侧壁之间的潜在泄漏，也降低 了由腔室侧壁引起的转子的潜在收縮，因此能够更精确地测量流过其中的 流体。
优选地所述盖子在其外缘附近包括环形挠性部分、以实现所述柔性。 优选地所述挠性部分包括用于使所述盖子接合到所述腔室的夹紧部
分，和实现所述柔性的环形槽。
优选地所述盖子包括扁平的圆形部分和从其外缘垂下的圆柱形侧壁，
所述挠性部分在所述扁平部分上并使得所述扁平部分的中心部分能够受
到挠性部分的限制，以关于所述挠性部分外侧的所述扁平部分的外面部分移动。
现在参考附图仅通过举例来详细说明本发明的优选实施例，其中相同 的附图标记表示同样的部分，其中
图1至4是根据本发明的流量计的腔室的概略的平面图，其中盖子已
被除去，表示测量周期期间活塞在几个位置的状态； 图5和6是表示腔室的可选实施例的概略平面图； 图7是合并了本发明实施例的流量计的截面侧视图； 图8是沿线8 — 8剖开的图3所示的腔室的部分截面侧视图，合并了
本发明的可选的盖子实施例；以及
图9是图8所示盖子的一部分的局部视图。
具体实施例方式
参考图1至4和7，本发明的优选实施例包括具有圆柱形腔室12和圆 柱形活塞13的容积式水表10，该活塞安装成在该腔室12内部作偏心运动。 在活塞的这种偏心运动的路径中的连续阶段表示在图1至4各图中。这种 水表的基本特征和操作在本领域中是已知的，例如在我们的US-A-5567876
中，不过以下提供简要的说明以有助于本发明的理解。最初转向图1，圆柱形腔室12具有圆柱形侧壁14。半月牙形入口 16 设置在腔室12的基部18中，并向着活塞13的内部敞开。该活塞具有圆 柱形侧壁20和轴向销22，该销在腔室基部18中同轴的轴凸(boss) 24 与套环26之间形成的环形轨迹中移动。固定的分割板或闸板28邻近入口 16在套环26与腔室侧壁14之间径向延伸。出口 30在腔室侧壁14中设置 到分割闸门28的相对侧。活塞13优选地具有有孔板31，该板具有形成在 其中的槽32，该槽32也形成在活塞侧壁20中，使得活塞能够在其周向运 动中在闸门28的径向上滑动。有孔板31位于活塞侧壁20的中途上，垂 直于活塞轴线。它防止或减少工作过程中活塞侧壁20的变形。板31中的 孔33使得流体在由板31和活塞侧壁20限定的上下内部活塞容积之间流 通。
在活塞13的运动过程中，固定体积的水从入口 16冲至出口30，如以 下更详细地说明的那样。板31在图1中以切除的表示法表现出来以进一 步描绘轴向销22、轴凸24和套环26。在图2至4中，板表示成没有孔33 以使销22、轴凸24和套环26之间的关系明显。
在图1所示的位置中，流入的水导致活塞13开始其摆动，在分割闸 门28上滑动。同时，在活塞的剩余部分中的排出水通过出口 30排出。
在图2所示的位置中，活塞已经移动了其路径的大约四分之一；流入 水继续填充活塞13的内部并开始填充闸门28与密封线路的上游侧之间的 区域，所述密封线路在活塞13与腔室12之间。密封线路下游的水开始通 过出口 30排出。
图3表示一半路径的位置，其中活塞13的内部从两个端口切除。在 图4所示的四分之三路径位置中，水再次从活塞13的内部经由狭槽32排 出且活塞的内部向着入口 16敞开以开始另一个循环。
活塞的运动与腔室外部进行通信，以通过已知手段经由轴向销22计数。
如上关于现有技术所讨论的，流过流体流量计的水通常包含碎片，所 述碎片可以阻止活塞旋转或者通过在相应的活塞侧壁20、活塞端面34和 腔室侧壁14以及基部18之间磨擦地起作用来冲刷活塞侧壁20或腔室侧 壁14。如发明者已经明显地知道的那样，腔室侧壁14处的碎片可能会积累并落到基部18，加大了活塞端面34与基部18之间的摩擦。
为了防止该问题，如图1至4所示，在基部18上设置至少一个凹部 以滞留所测量的水运送的碎片，所述凹部是十一个盲孔36的形式。孔36 的宽度这样设置使得当活塞端面34邻近一个或多个凹部，比如图1至4 所示的孔36a时，没有水经由孔36a横跨活塞端面34从活塞外部通到活 塞内部。这是为了确保当孔36能够滞留碎片时它们不会提供从流量计入 口 16到出口 30的泄漏路径。
在图1至4所示的实施例中，孔36是一端不通的且为圆柱形形状。 可选地，孔可以是部分球形形状。尽管描述了十一个孔，但可以是更少或 更多的孔。在图l至4中所描绘的实施例中，孔36邻近腔室侧壁14地位 于基部18上。
可以理解的是， 一个或多个凹部不需要是圆形的，如以上所述的实施 例一样，但也可以是任何形状，只要所述形状不提供活塞端面34之下的 活塞内部与外部之间流体流通路径。例如，在图5中所示的实施例中，凹 部是以基部18外缘处的环形槽36'的形式。此外，可以在基部中围绕轴凸 24设置附加的同心槽(未示出)。图6表示另一个可选实施例，其中凹部 是月牙形槽36"的形式。
在可选实施例中，孔的位置不同于图l至4中所示的实施例。例如， 孔还可以位于活塞端面34中。当孔在活塞端面34中时，它们也可以这样 布置使得没有水能够经由孔从活塞外部横跨活塞端面34通到活塞内部。 还可以在靠近封闭腔室的盖子38附近的相对活塞端面中设置孔。孔36可 以仅设置在活塞端面中和/或盖子38中，紧接着相对的活塞端部表面经过 之处。此外，尽管孔36在图1至4中表示成邻近腔室侧壁地位于基部18 中，但它们也可以邻近套环26地位于基部18中，或者在腔室侧壁14与 套环26之间地位于基部18中。
图8表示解决现有技术的另一问题的特征。在该实施例中，封闭腔室 12的盖子38在其外缘40附近是柔性的，以减少弯曲应力从该盖子38的 外缘40传递到它的其余部分。当盖子38在第一和第二流量计外壳部分41 、 42之间夹紧到腔室12上时，这种应力被分给盖子的外缘40，如图7所示。 本实施例的这种柔性在盖子被夹紧到腔室12上时防止盖子38的中心部分43关于盖子外缘40发生相对向上的移动，从而减少了盖子38与活塞13
之间的泄漏。
通过邻近以及盖子的外缘40与中心部分43之间的挠性部分实现这种 柔性。在该实施例中，挠性部分采取圆形沟渠44的形式，该圆形沟渠将 外缘40连接到中心部分43，且适于以类似铰链的方式操作以实现柔性。 图9表示当外缘40从非夹紧位置A弯曲到夹紧位置B (出于图解说明的 目的夸大了)时，弯曲应力如何不传递到中心部分43。
盖子38还包括中心部分43上的加强肋46，以进一步减少或防止盖子 38的变形。
盖子38可与具有带凹部的底面的腔室协同使用，这种腔室如图1至6 中所示的那些，或者与没有这种凹部的传统腔室协同使用。
尽管已经参考其优选实施例说明了本发明，可以理解的是已经使用的 词语是用于说明性的而不是限定性的词语，且可以对本发明进行修改而不 会脱离本发明的范围。例如，本发明不限于水的测量，还可以用于测量其 他流体比如，例如，饮料或汽油，或者也可以用作气表。此外，如本领域 技术人员可以理解的那样，尽管已经参考单个活塞流体流量计说明了本发 明，但它还适于与双活塞流体流量计或叶轮型流量计一起使用。
本发明可以基本上如下描述。 一种流体流量计包括具有流体入口和流 体出口的腔室。转子可在所述腔室内部移置，所述转子的旋转与通过所述 腔室的流体的体积相关联。所述腔室具有表面，该表面紧接着转子的端面 经过之处，所述腔室表面和/或转子端面具有至少一个凹部、以滞留至少一 部分由被测量的流体运送的碎片。所述凹部优选地这样形成，以使得流体 不会从腔室入口到腔室出口横跨转子端面地流通。盖子封闭所述腔室的端 部，所述盖子在使用时受到所述腔室内部的流体压力的影响。所述盖子在 其外缘接合到所述腔室的壁中，且优选地在其外缘附近是柔性的以减少弯 曲应力在盖子的外缘与其余部分之间的传递。
权利要求
1.一种流体流量计，包括具有流体入口和流体出口的腔室；以及可在所述腔室内部移置的转子，所述转子的旋转与通过所述腔室的流体的体积相关联，其特征在于，所述腔室具有与转子的端面经过之处紧邻的表面，所述腔室表面和/或转子端面具有至少一个凹部，以滞留至少一部分由被测量的流体运送的碎片。
2. 根据权利要求1所述的流体流量计，其中至少一个凹部是在所述腔 室表面的底部。
3. 根据权利要求1或2所述的流体流量计，其中所述凹部这样形成 使得流体不会经由凹部从腔室入口横跨转子端面到腔室出口地流通。
4. 根据前面任何一项权利要求所述的流体流量计，其中所述至少一个 凹部在一个方向上的宽度小于转子侧壁的横截面宽度。
5. 根据前面任何一项权利要求所述的流体流量计，其中所述至少一个凹部是圆形的。
6. 根据前面任何一项权利要求所述的流体流量计，其中所述至少一个凹部是圆柱形的。
7. 根据权利要求1至4中任何一项所述的流体流量计，其中所述至少 一个凹部是细长的。
8. 根据权利要求1至4中任何一项所述的流体流量计，其中所述至少 一个凹部是环形的并且与所述腔室的轴线同轴。
9. 根据前面任何一项权利要求所述的流体流量计，其中所述至少一 个凹部邻近所述腔室的侧壁。
10. 根据前面任何一项权利要求所述的流体流量计，包括多个所述凹部。
11. 根据前面任何一项权利要求所述的流体流量计，其中所述转子是旋转活塞。
12. 根据前面任何一项权利要求所述的流体流量计，包括封闭所述腔室 的端部的盖子，所述盖子在使用时受到腔室内部的流体压力的作用，所述 盖子在其外缘处接合到所述腔室的侧壁，并且所述盖子的外缘附近是柔性 的，以减少弯曲应力在所述盖子的所述外缘与其余部分之间的传递。
13. —种流体流量计，包括 具有流体入口和流体出口的腔室；在所述腔室内部可移置的转子，所述转子的旋转与通过所述腔室的流 体体积相关联；以及封闭所述腔室的端部的盖子，所述盖子在使用时受到所述腔室内部的 流体压力的作用，所述盖子在其外缘处接合到所述腔室的壁，所述盖子在 其外缘附近是柔性的，以减少弯曲应力在所述盖子的所述外缘与其余部分 之间的传递。
14. 根据权利要求13所述的流体流量计，其中所述盖子在其外缘附近 包括环形挠性部分以实现所述柔性。
15. 根据权利要求14所述的流体流量计，其中所述挠性部分包括用于 所述盖子接合到所述腔室的夹紧部分。
16. 根据权利要求14或15所述的流体流量计，其中挠性部分包括实现所述柔性的槽。
17. 根据权利要求16所述的流体流量计，其中所述槽是在围绕所述盖 子的中心的环形。
18. 根据权利要求13或14所述的流体流量计，其中所述盖子包括扁平 的圆形部分和从其外缘垂下的基本上圆柱形的侧壁，所述挠性部分在所述 扁平部分上，并使得所述扁平部分的受到挠性部分限制的中心部分能够关 于所述挠性部分外侧的所述扁平部分的外面部分移动。
19. 一种流体流量计，基本上如这里参考附图所述。
20. —种用于流量计的盖子，所述盖子基本上如这里参考附图中的图 8和9所述。
全文摘要
一种流体流量计包括具有流体入口和流体出口的腔室。转子可在所述腔室内部移置，所述转子的旋转与通过所述腔室的流体的体积相关联。所述腔室具有表面，该表面紧接着转子的端面经过之处，所述腔室表面和/或转子端面具有至少一个凹部以滞留至少一部分由被测量的流体运送的碎片。所述凹部优选地这样形成，以使得流体不会经由凹部从腔室入口到腔室出口横跨转子端面地流通。盖子封闭所述腔室的端部，所述盖子在使用时受到所述腔室内部的流体压力的影响。所述盖子在其外缘接合到所述腔室的壁中，且优选地在其外缘附近是柔性的以减少弯曲应力在盖子的外缘与其余部分之间的传递。
文档编号G01F3/08GK101305269SQ200680037494
公开日2008年11月12日 申请日期2006年8月10日 优先权日2005年8月10日
发明者伊恩·杨, 伊恩·霍姆斯·希金, 艾弗·罗杰斯 申请人:埃尔斯特计量有限公司