专利名称：悬浮转子螺旋线霍尔流量计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种悬浮转子、转子内孔制有螺旋线一螺旋沟槽、转子发生磁 信号、用霍尔传感器把磁信号转变成电信号的液/气流量计。
背景技术：
流量计做为对流体在管道中流量的计量监测器具，早已运用到社会生产生活等各 个方面，但随着社会的发展科技的进步，不少特殊场合对流量计的要求也越来越多、越来越 苛刻越严格。现有的流量计常因体积较大、结构复杂、阻力明显，并且有的存在在其运动件 卡死后阻力更大影响流体流动的可靠性、有的存在不适合在防静电要求高的场合使用、有 的存在要求流体的电导率、有的存在不能双流向使用等某一方面的不足，仍不能胜任所有 新发生的有特殊要求的场合，甚至有不少设备、设施存在对其管道中的流体进行计量监测 的需求，但因没有合适的流量计而不得不放弃。例如，在多汽缸的大中型柴油机中，每个汽 缸中的活塞都有各自的连杆，每付连杆轴瓦都与相邻的一付主轴瓦共同对应一个为其供给 润滑油的支路油道，当这些轴瓦中的某付轴瓦发生早期失效后，例如轴瓦合金磨损较大、轴 瓦合金剥离等，由于轴瓦与曲轴颈的润滑间隙增大，此间隙的泄油量就会增大，早期失效轴 瓦对应的某个支路油道中的润滑油因阻力下降流量就会增大，如果能及时准确地发现这 一常见故障并进行应对处理，例如停止对此付轴瓦对应的汽缸的燃油供给使这一汽缸停止 工作即摘缸，就能在不影响其它汽缸工作而保持柴油机继续运转到一个工作周期的同时避 免此故障扩大为事故，在此发现轴瓦早期失效的最有效最简便的方法就是监测柴油机各支 路油道中的润滑油流量的变化。但是，因柴油机支路油道的空间位置、结构要求所限，以及 柴油机曲轴箱中振动很大、工况复杂、防静电要求很高，支路油道中的油流不可再附加阻力 不能再因有外来因素影响其流动的可靠性等技术要求和条件限制，现有的流量计已无法满 足需要ο
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种体积小、阻力小、结构简单、可靠性强、可以双流向 使用、便于分体设计因而用途更广的悬浮转子螺旋线霍尔流量计。本实用新型的技术方案为悬浮转子螺旋线霍尔流量计，其特征在于主要由转 子、定子、永磁体、霍尔传感器、信号处理和显示装置组成，转子是一个内圆柱面上制有螺旋 线的管状体，永磁体设置在转子的壁上，转子的内孔用以通过液/气体，转子为非导磁体， 转子外圆柱面与定子——该流量计外壳的内圆柱面间有一定的间隙，定子上设置有可以与 转子上的永磁体对应的霍尔传感器，定子中设置有两个动压止推滑动轴承，动压止推滑动 轴承其实就是带有楔形储液/气结构的垫圈，动压止推滑动轴承间的间距大于转子的长 度。本实用新型利用液/气体在转子中通过时会对转子中的螺旋线产生周向旋转力 和轴向推力的原理使转子旋转，且其转速与其中通过的液/气体的平均流速成正比，转子旋转时，因转子外圆柱面与定子内圆柱面间的一定的间隙中始终充满着液/气体，两个面 在转子旋转力的作用下就会产生动压液/气体润滑，也就是说这两个面仅有液/气体磨擦， 同时因转子端面与两个动压止推滑动轴承的楔形结构间也始终充满着液/气体，在转子旋 转力和推力的作用下，转子端面与动压止推滑动轴承间也会产生动压液/气体润滑，这样 转子在旋转时其实就是悬浮在定子内腔的液/气体上的，所以转子旋转时仅需要克服液/ 气体的摩擦力，而大部分液/气体的摩擦力是可以相对忽略不计的，还因用以通过液/气体 的转子的内孔是直通无变径的，所以本实用新型的阻力也是可以忽略不计的，转子旋转时， 转子上的永磁体与设置在定子上的霍尔传感器周期地对应，霍尔传感器就会根据转子的转 速产生周期性的电信号，处理这个信号进而显示数值和/或声光提示就实现了对本实用新 型中通过的液/气体流量流速的计量监测。本实用新型的转子旋转时是悬浮于定子中的、且液/气体通道是直通无变径的、 通道中也没有另设其它插接元件，所以阻力很小，即便因液/气体中的杂质造成转子卡死， 也不会影响液/气体原有的流动性、即在任何情况下不破坏液/气体流动的原有可靠性，且 一但转子卡死也会因信号中断而被及时发现，本实用新型的运动件为一个管状体，所以结 构特别简单，便于把体积压缩到很小，根据需要还可以以原有的一段管道体做为定子、直 接把转子装置在原有的管道中构成本实用新型，从而进一步压缩体积，因本实用新型的转 子为全对称结构，所以可以双流向使用，因本实用新型上设置的霍尔传感器的信号传输导 线可以延长几百米，而十分便于把本实用新型的定子和转子及传感器与信号处理和显示装 置做成分体的，进一步扩大了本实用新型的使用范围。
图1、图2、图3是本实用新型的三视图，其中主视图图1是剖视图，图2是图1的 左视图，图3是图1的俯视图；图4是图1中所示的转子的俯视图；图5、图6、图7是本实用新型另一种实施例中的转子的三视图，其中主视图图5是 剖视图，图6是图5的剖视图，图7是图5的俯视图。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4所示，转子1是一个内圆柱面上制有螺旋线2——螺旋沟槽 的管状体，转子壁上径向设置有永磁体3和11，在转子上设置两个以上永磁体是为了便于 提高转子的动平衡，转子外圆柱面6与定子5的内圆柱面7之间有一定的间隙，转子端面10 到13的长度小于定子中设置的两个动压止推滑动轴承9和14之间的距离、即转子的长度 小于定子内腔的长度，动压止推滑动轴承9和14被弹性挡圈8和15固定在定子中，定子上 设置有可以与转子上的永磁体对应的霍尔传感器4和12。当液/气体通过转子内孔时，会 对螺旋线的侧螺旋面产生作用力，这个作用力可以分解成使转子旋转的周向旋转力和推压 转子的轴向推力，转子旋转时，转子与定子间一定的径向间隙中以及动压止推滑动轴承的 楔形结构中始终充满着液/气体，在达到动压润滑的条件(相对面的合适的面积尺寸及形 位误差和粗糙度、始终充满洁净液/气体的一定的楔形间隙、一定范围的相对速度、合适的 运动件负荷等)后，转子与定子间就会产生动压润滑，这样转子旋转时其实就是悬浮在定子内腔中的液/气体上的，转子旋转时，转子上的永磁体周期地与设置在定子上的霍尔传 感器对应，也就周期地改变霍尔传感器感受到的磁场，由于霍尔效应，霍尔传感器就会根据 转子的转速产生周期性的电脉冲信号，通过信号处理和显示装置，处理这个信号进而显示 数值和/或声光提示，就实现了对本实用新型中通过的液/气体的流量和流速的计量及监 测。在图5、图6、图7所示的本实用新型的另一种实施例中的转子上，永磁体16周向设置 在转子1的壁上，一个整体环状的永磁体通过浇铸等工艺设置在转子上更利于提高转子的 动平衡，永磁体体积加大后也有利于增强磁信号，转子1内孔制有的螺旋线2与图1、图2所 示的螺旋线2相同。还可以把永磁体轴向设置在转子壁上。在需要把传感器设置在定子外 的场合，可以用加长的导磁体取代图1、图3中所示的定子上设置的霍尔传感器，再在导磁 体的外端设置霍尔传感器。为了使本实用新型不占用原有管道的空间位置或在特殊场合使 用，例如在大中型柴油机的支路油道中使用，还可以根据条件把原有的液/气体管道扩大 或不扩大，在原有的液/气体管道中设置动压止推滑动轴承和弹性挡圈，以一段原有的管 道体作为定子，直接把转子1装置在原有的管道中而实现对其中通过的液/气体的流量和 流速的计量及监测。 本实用新型与现有的流量计相比阻力小、体积小，结构简单、可靠性强、通道中无 插接件、通道直通无变径、可以双流向使用、便于分体设计、其转子可以装置在原有的管道 中实现计量监测，在一定程度上解决了特殊场合的需求，进一步扩大了流量计的使用范围。
权利要求悬浮转子螺旋线霍尔流量计，其特征在于主要由转子、定子、永磁体、霍尔传感器、信号处理和显示装置组成，转子是一个内圆柱面上制有螺旋线的管状体，永磁体设置在转子的壁上。
2.根据权利要求1所述的流量计，其特征在于定子上设置有霍尔传感器。
3.根据权利要求1所述的流量计，其特征在于可以以一段原有的管道体作为定子。
专利摘要本实用新型公开了一种悬浮转子螺旋线霍尔流量计，其主要由转子、定子、永磁体、霍尔传感器、信号处理和显示装置组成，转子是一个内圆柱面上制有螺旋线的管状体，永磁体设置在转子的壁上，转子的内孔用以通过液/气体，液/气体在转子中通过时会对转子中的螺旋线产生旋转力使转子旋转，转子旋转时，转子上的永磁体与设置在定子上的霍尔传感器周期地对应，霍尔传感器就会产生周期性的电信号。与现有的流量计相比阻力小、体积小，结构简单、可靠性强、通道中无插接件、通道直通无变径、可以双流向使用、便于分体设计、其转子可以装置在原有的管道中实现计量监测，在一定程度上解决了特殊场合的需求，进一步扩大了流量计的使用范围。
文档编号G01F1/56GK201688872SQ20092029696
公开日2010年12月29日 申请日期2009年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者樊拓耘 申请人:樊拓耘