一种三角转子流量计的制作方法

[0001]
本实用新型涉及计量设备或仪器领域，特别地涉及一种三角转子流量计。


背景技术：

[0002]
目前，市面上常用的机械式流量计有容积式流量计和速度式流量计两种。在实际应用当中，因为容积式流量计的计量与液体的压力和流速无关，所以容积式流量计比速度式流量计计量准确。但是，现有的容积式流量计要求配合较高，结构复杂，加工精度难度大，以及运动部件磨损较快，影响流量计的寿命和精度，并且对被测液体要求比较严格。因此，基于现有流量计的不足，本领域需要一款全新的流量计，从而满足实际的应用需要。


技术实现要素：

[0003]
针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种三角转子流量计，包括：壳体；第一端盖和第二端盖，分别设置于壳体的两侧；三角转子组件，其设置于壳体中并将壳体内的空间分为多个测量腔室，所述三角转子组件转动时改变多个测量腔室的容积；进液口，其设置于第一端盖或第二端盖上，并经配置以使得液体进入与其连通的测量腔室中；以及排液口，设置于第一端盖或第二端盖上；并其经配置以使得液体离开与其连通的测量腔室。
[0004]
如上所述的三角转子流量计，其中三角转子组件包括：三角转子；偏心轮，其设置于三角转子中；齿圈，其固定于三角转子上；以及齿轮，其与齿圈啮合，并固定于第一端盖或第二端盖上。
[0005]
如上所述的三角转子流量计，其中，壳体内壁包括第一凸部和第二凸部，其中，第一凸部和第二凸部将壳体的分为对称的两部分。
[0006]
如上所述的三角转子流量计，其中，三角转子外立面的轴向至少部分不与第一凸部和第二凸部的轴向接触。
[0007]
如上所述的三角转子流量计，其中，进液口和排液口的数量各为两个。
[0008]
如上所述的三角转子流量计，其中，第一端盖和/或第二端盖设有连通结构，其经配置以连接两个进液口和/或两个排液口。
[0009]
如上所述的三角转子流量计，其中，三角转子包括转子本体和密封结构。
[0010]
如上所述的三角转子流量计，其中密封结构包括第一密封结构和第二密封结构，其中，第一密封结构设置于转子本体与壳体内壁之间，第二密封结构设置于转子本体与第一端盖和/或第二端盖之间。
[0011]
如上所述的三角转子流量计，其中，第一密封结构与壳体内部接触一侧为锯齿状。
[0012]
如上所述的三角转子流量计，其中，三角转子进一步包括架板，其可拆卸的设置于三角转子的外立面上，并经配置以将密封结构连接到转子本体上。
[0013]
本申请三角转子流量计通过将进液口和排液口设置于端盖上，可以进一步增加三角转子流量计在实际当中的应用，便于流量计的安装。
附图说明
[0014]
下面，将结合附图对本实用新型的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
[0015]
图1a-图1c为根据本申请一个实施例的三角转子流量计的截面图；
[0016]
图2为根据本申请一个实施例的三角转子流量计的爆炸图；
[0017]
图3a-图3g为根据本申请一个实施例的三角转子流量计的转动示意图；以及
[0018]
图4a和图4b为根据本申请一个实施例的三角转子示意图。
具体实施方式
[0019]
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0020]
在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。
[0021]
本申请公开了一种新型的三角转子流量计，是一种全新的机械流量器，其通过流量计的端盖进液和/或排液，结构简洁，耐磨性好，便于安装和使用。在一些实施例中，流量计拥有两个进液口和两个排液口，可以使得流量计的两个测量腔室同时的进液或者排液，增加了流量计的工作效率。在一些实施例中，本申请流量计还包括更佳的密封结构，防止流量计内部液体泄漏，提高了流量计的测量精度。
[0022]
下面通过具体的实施方式来进一步说明本申请技术方案。本领域技术人员应当理解，以下描述仅仅是为了方便对本申请技术方案的理解，并不应当用来限制本申请的保护范围。
[0023]
图1a-图1c为根据本申请一个实施例的三角转子流量计的截面图。图2为根据本申请一个实施例的三角转子流量计的爆炸图。图3为根据本申请一个实施例的三角转子流量计的转动示意图。
[0024]
如图所示，三角转子流量计100(也可以称为“流量计”)包括壳体101、第一端盖102和第二端盖103以及三角转子组件。其中，壳体101内部中空，第一端盖102和第二端盖103分别设置于壳体101的两侧，并与壳体101形成密闭的腔室。三角转子组件设置于壳体101与第一端盖102和第二端盖103形成的空间中，并可以将该空间分成三个测量腔室(即第一测量腔室11，第二测量腔室12，第三测量腔室13)，三角转子组件在转动时可以改变各个测量腔室的容积。
[0025]
在一些实施例中，第一端盖102和第二端盖103中至少一个与壳体101可拆卸连接。例如：通过螺栓连接、卡接、螺纹连接(例如端盖边缘包括外螺纹，壳体内壁包括内螺纹，或者端盖边缘包括内螺纹，壳体外侧包括外螺纹)等。在一些实施例中，壳体101上还包括多个安装孔106，其设置于壳体101的边缘上，可以用于与端盖102或端盖103的安装，或者用于三
角转子流量计的安装。
[0026]
根据本申请一个实施例，三角转子组件包括三角转子112、偏心轮113、齿圈114以及齿轮115。三角转子112的中部中空，偏心轮113和齿圈114设置于三角转子112中；其中，齿圈114固定于三角转子112上，齿轮115固定于端盖103上，并与齿圈114啮合，齿圈114可以围绕齿轮115转动。当三角转子受到测量腔室内液体的压力时，设置在三角转子中心的偏心轮113会受到偏心力，绕偏心两端的轴心旋转，由于与三角转子112固定的齿圈114与固定在端盖上的齿轮115相啮合，三角转子112会绕其自身中心旋转，并同时绕偏心轮113的偏心旋转。在一些实施例中，齿圈114与齿轮115啮合的齿数比为3:2；偏心轮113旋转的角度与三角转子自转的角度比例关系为3:1。
[0027]
在一些实施例中，壳体101的内壁光滑，并且呈弧形，可以根据下述方程生成：
[0028]
x1＝e*cosα+b*cos(α/3)
[0029]
y1＝e*sinα+b*sin(α/3)
[0030]
其中：x1，y1是以齿轮115的中心为原点的直角坐标；α是三角转子112的公转角，即三角转子中心绕齿轮115中心的转动角；e为齿圈114与齿轮115的节圆半径差，即中心距；b为摆径，即三角转子中心至三角转子尖顶的距离。
[0031]
如图所示，生成的壳体101内壁上包括凸部104和105，其设置于壳体101的中部，将壳体101围护的空间分成左右两部分。在一些实例中，壳体101的左右两部分关于凸部104和105之间的连线是对称的，将壳体101围护的空间分成相等的两部分。
[0032]
根据本申请一个实施例，三角转子112的三个角与壳体101的内部接触，其角与角之间的外立面122为曲面。该曲面的形状可以由曲面的坐标方程定义。例如，三角转子的轮廓可由下述方程生成：
[0033][0034][0035]
其中，x2，y2是以齿圈114的中心为原点的直角坐标；e为齿圈114与齿轮115的节圆半径差，即中心距；b为摆径，即三角转子中心至三角转子尖顶的距离；c为参考变量，三角转子角与角之间外立面的曲面为子角与角之间外立面的曲面为
[0036]
在一些实施例中，三角转子112的各外立面经过修形(即向三角转子的中心削减外立面)，使得三角转子112的每个外立面的轴向(以图中偏心轮的轴为参考)与壳体上的凸部104和105的轴向并不接触。如此，凸部104和105仅仅与三角转子112的顶角接触，可以使得第一、第二和第三测量腔室的三角转子外立面转动到面对凸部104或105时，在任何位置都不被凸部104或105分隔成两个孤立的空间，有利于在转子组件转动过程中，每个测量腔室始终保持一个贯通的整体空间，防止出现困液现象。在一些实施例中，还可以在三角转子112的外立面上增加连通结构(例如：开槽、沟、凹陷等)，使得三角转子112的每个外立面的轴向至少部分与壳体上的凸部104和105的轴向不接触，使得第一、第二和第三测量腔室的三角转子外立面转动到面对凸部104或105时，在任何位置都不被凸部104或105分隔成两个
孤立的空间可以被连通，防止出现困液。
[0037]
在一些实施例中，偏心轮113包括第一轴116和第二轴117；其中，第一轴116与端盖102相连，第二轴117与端盖103相连，第一轴116与第二轴117分别连接于偏心块118的偏心两侧，并且可以通过销钉与偏心块118固定连接在一起。在一些实施例中，第一轴和第二轴可以是一根轴。
[0038]
在一些实施例中，第一轴116与端盖102之间设置有密封圈119，其用于密封第一轴116和端盖102，防止液体由二者之间泄露到端盖外部，影响测量的精度。在一些实施例中，偏心块118与三角转子112之间设置有密封圈120，其用于密封偏心块118和三角转子112，防止进液口与排液口直接连通，影响测量准确性。相应的，偏心块118对应的位置包括限位槽，其用于容纳密封圈120，防止其位置发生移动。根据本申请一个实施例，限位槽还可以有其他位置。例如：设置于三角转子上，或者一部分设置于三角转子上，一部分设置于偏心块上。
[0039]
根据本申请一个实施例，齿轮115包括多个孔121，其可以通过螺栓将齿轮115固定于端盖102上。如本领域技术人员所理解，通过螺栓固定仅仅只是本领域中一种实施方式，本领域中其他实施方式均可以应用于本申请技术方案。根据本申请一个实施例，孔121为长圆孔，有利于三角转子流量计装配时对齿轮115的位置进行调整。
[0040]
在一些实施例中，壳体101与端盖102和/或端盖103之间包括密封圈107。密封圈107用于密封壳体101和端盖102和/或端盖103，防止液体由壳体与端盖之间泄露。相应的，壳体101在相应位置包括限位槽108，其用于容纳密封圈107，防止在安装过程中，密封圈的位置发生变动，影响流量计的密封效果，进而影响测量的准确度。在其他一些实施例中，限位槽108还可以位于端盖上；或者，一部分位于壳体上，一部分位于端盖上。当然，流量计还可以没有限位槽108。
[0041]
在一些实施例中，三角转子流量计100包括一个或多个进液口109和一个或多个排液口110。进液口109用于使得液体进入三角转子流量计与其连通的任一测量腔室中。相应地，排液口110用于使得液体离开三角转子流量计与其连通的任一测量腔室。根据本申请一个实施例，进液口109和排液口110可以设置于端盖102和/或端盖103上。优选地，进液口109和排液口110分别设置于端盖102和端盖103上，以有利于三角转子流量计的安装应用。
[0042]
在一个具体的实施例中，流量计100的进液口109和排液口110的数量各为两个。这样，三角转子组件在转动过程中两个测量腔室同时的进液或排液，提高三角转子流量计的工作效率。具体地，两个进液口和两个排液口分别关于三角转子组件的中心对称。第一、第二和第三测量腔室每转一周各进行两次的进液和排液，所以三角转子组件每转一周共进行六次进液和排液。
[0043]
在一些实施例中，端盖102和/或端盖103上还可以包括连通结构(例如凹槽111)，其设置于端盖的中部并靠近三角转子组件一侧，用于将所有的进液口和/或所有排液口连通，以便于减少流量计与液体输送管道的连接，便于流量计的安装和应用。如图所示，凹槽111的外边缘并不超出三角转子组件的运动轮廓，即凹槽111在任何时间或角度并不与测量腔室相通，防止进液口与排液口直接连通，影响流量计的测量精度。在其他一些实施例，将进液口和/或排液口连通的连通结构也可以是孔、连接管等。
[0044]
下面参考图3a-图3g，图中示出三角转子组件转动半圈的示意图，图中点划线示出了三角转子组件的各个位置，虚线为端盖上凹槽的边缘。如图可知，凹槽111并没有超出三
角转子转动的轨迹。进液口109和排液口110分别设置在两个端盖上，由不同的形状表示。图中示出三角转子组件的旋转方向为逆时针转动。根据本申请另一个实施例，当进液口和排液口的位置互换，三角转子的旋转方向为顺时针，有利于增加流量计的应用，不需要考虑进液口和排液口的位置，便于安装。
[0045]
如本领域技术人员所理解，参考图3a中，以上边的第一测量腔室为例，当第一测量腔室体积最小时(如箭头1所指向的)，在三角转子组件外轮廓线附近，设置为进液口的起始点，排液口的终止点。随着三角转子组件的转动，其中测量腔室的空间由小变大，测量腔室与进液口相通，液体可以由进液口进入到测量腔室中(参考图3b和图3c)。随着测量腔室的体积达到最大(如图3d中箭头2所指向的)，在三角转子组件外轮廓线附近，设置为进液口的终止点，排液口的起始点，三角转子组件会将进液口与测量腔室封闭，禁止液体继续进入到测量腔室中。随着三角转子组件继续转动，测量腔室与排液口相通，测量腔室的体积会逐渐变小，测量腔室中的液体由排液口流出测量腔室(参考图3e和图3f)。当测量腔室的体积达到最小时(如图3g中箭头3所指向的)，三角转子组件会将排液口与测量腔室封闭，禁止液体流出测量腔室。由此，在三角转子流量计转过第一测量腔室的时间内流过第一测量腔室的液体的体积即为第一腔室最大体积和最小体积的差值。如此累积地，通过测量旋转角度既可以计算测量腔室内排液的体积量。
[0046]
在三角转子流量计的应用试验中，本申请的三角转子流量计的计量精度难以达到0.5％以上的精度。在一些实施例中，本申请三角转子流量计进一步针对测量腔室中的液体容易由三角转子与壳体内壁之间的缝隙或者三角转子与端盖之间的缝隙脱离测量腔室问题进行了改进，减少三角转子流量计的内漏，进一步提高了三角转子流量计的计量精度。
[0047]
图4a和图4b为根据本申请一个实施例的三角转子的结构示意图。如图所示，三角转子112包括转子本体401以及围护在转子本体401周围的密封结构。其中，密封结构包括第一密封结构402和第二密封结构403，其中，第一密封结构402设置于转子本体与壳体之间，用于转子本体与壳体内壁之间的密封，隔绝相邻的两个测量腔室。第二密封结构403设置于转子本体与端盖之间，用于转子本体与端盖之间的密封，可以将测量腔室与进液口、排液口或凹槽隔绝。根据本申请一个实施例，本申请密封结构为柔性弹性密封结构(例如：橡胶条、硅胶条等)，有利于转子本体与壳体内壁，以及端盖之间的获得良好的密封性，可以降低转子本体、壳体内壁以及端盖本身的制造精度要求，降低制造难度，减小制造成本。
[0048]
在一些实施例中，第一密封结构402与壳体内壁接触一侧为锯齿状，其有利于缓冲三角转子运动过程中作用力，并可以紧密贴合壳体内壁不受三角转子转动影响。根据本申请一个实施例，第二密封结构403尽可能的靠近转子本体的边缘，以防止端盖上的凹槽在三角转子转过过程中越过第二密封结构，使得进液口或者排液口与测量腔室相通，影响测量的精度。在一些实施例中，第一密封结构和第二密封结构之间紧密连接，防止二者之间存在缝隙，使得液体泄漏，从而影响三角转子流量计的测量精度。
[0049]
在一些实施例中，三角转子112还可以包括架板404，其设置于三角转子的外立面上，可以用于连接密封结构。优选地，第一密封结构和第二密封结构设置于架板404的边沿。架板404可以通过螺钉连接到转子本体401上，便于制造以及后期的维护。根据本申请一个实施例，第一密封结构和第二密封结构可以粘和到架板的边缘，有利于后期的维护、更换。如本领域技术人员所理解，粘和仅仅只是本领域中一种实施方式，本领域中其他实施方式
均可以应用于本申请技术方案。
[0050]
上述实施例仅供说明本实用新型之用，而并非是对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本实用新型公开的范畴。