專利名稱：一種彈簧式氣體浮子流量計(jì)的制作方法
專利說明一種彈簧式氣體浮子流量計(jì) 本發(fā)明屬于氣動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域，涉及一種彈簧式氣體浮子流量計(jì)。

背景技術(shù)：
氣體流量測量是氣動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。氣體流量是氣動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵參數(shù)，是分析和研究氣動(dòng)能耗的基礎(chǔ)，氣體流量計(jì)在許多工業(yè)和民用場合使用廣泛。
國內(nèi)現(xiàn)有浮子流量計(jì)利用浮子兩邊的靜壓壓力差及其自身重力之間的平衡來測量氣體的流量，這對(duì)其安裝方式有嚴(yán)格要求——該流量計(jì)必須豎直安裝，限制了該流量計(jì)的使用。另外，電子式流量計(jì)價(jià)格昂貴、對(duì)氣體質(zhì)量要求高、壽命短，不利于工業(yè)現(xiàn)場的推廣。針對(duì)這一情況，本發(fā)明提出的彈簧式氣體浮子流量計(jì)受重力的影響極小以致可以忽略不計(jì)，使得其安裝方式自由方便，價(jià)格低廉，壽命長，有利于工業(yè)現(xiàn)場的推廣。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種安裝自由、使用方便、體積小、壽命長、造價(jià)低廉的彈簧式氣體浮子流量計(jì)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 流量測量原理 根據(jù)設(shè)計(jì)需要，首先確定本流量計(jì)的最大量程為Qmax，最大行程長度為xmax，浮子直徑Df，最大通流間隙為Δrmax，管道內(nèi)徑為D。
浮子受力分析 1.彈簧彈力Fk＝kx k——彈簧彈性系數(shù)； x——浮子位移。
2.迎面阻力 ρ流經(jīng)流量計(jì)氣體的密度； v流經(jīng)流量計(jì)氣體的速度； 浮子投影在軸垂直截面上的面積； ξ迎面阻力系數(shù)。
3.靜壓壓力Fs＝ΔpS0＝(p1-p2)Sf p1浮子上流的氣體壓力； p2浮子下流的氣體壓力； 浮子受力平衡，則 Fk＝Fs+Fd 因?yàn)镕s的值較大，F(xiàn)d<<Fs，F(xiàn)d可以忽略，則 Fk＝Fs kh＝(p1-p2)Sf 浮子與外殼內(nèi)壁間隙的面積SΔ＝π·Δr(2Df+Δr) 設(shè)計(jì)Δrmax<<Df且 質(zhì)量流量為 Kt為一常數(shù)，所以流經(jīng)流量計(jì)氣體的質(zhì)量流量與浮子位移呈線性關(guān)系。



圖1是本發(fā)明流量計(jì)的結(jié)構(gòu)簡圖。其中 1——外殼；2——前卡環(huán)；3——前擋圈；4——彈簧； 5——導(dǎo)桿；6——浮子；7——后擋圈；8——后卡環(huán)。

具體實(shí)施例方式 下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
浮子采用輕質(zhì)材料，使重力對(duì)測量結(jié)果的影響可以忽略不計(jì)，其兩邊的靜壓力以及彈簧的彈力共同作用下，驅(qū)動(dòng)浮子運(yùn)動(dòng)，流量計(jì)外殼軸截面內(nèi)輪廓線的曲率使得浮子與流量計(jì)外殼的間隙隨著浮子位移的變化按設(shè)計(jì)的規(guī)律變化，來補(bǔ)償浮子的位移與氣體的流量的非線性誤差使其成線性關(guān)系，從而根據(jù)浮子的位置標(biāo)定通過流量計(jì)氣體的流量值。彈簧式浮子流量計(jì)包括外殼1、前卡環(huán)2、前擋圈3、彈簧4、導(dǎo)桿5、浮子6、后擋圈7、后卡環(huán)8。(參見圖1)。
1.高精度彈簧，其特征在于 彈簧具有彈性系數(shù)，在原點(diǎn)時(shí)，彈簧呈不受力的自由狀態(tài)；當(dāng)有氣體流過時(shí)，彈簧受浮子拉伸，其伸展長度與氣體的流量值成正比。
2.前外殼軸截面內(nèi)輪廓，其特征在于 前外殼軸截面內(nèi)輪廓線具有特定的曲率，使得浮子的位移與浮子與外殼之間的間隙具有一定的關(guān)系，從而保證浮子的位移與流量呈線性關(guān)系。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是與傳統(tǒng)的浮子流量計(jì)相比，本發(fā)明勿需豎直安裝，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，安裝方式對(duì)精度的影響可以忽略不記；另外，本發(fā)明與電子式流量計(jì)相比造價(jià)低廉，壽命長，有利于工業(yè)節(jié)能現(xiàn)場的推廣。
權(quán)利要求
1、一種流量與浮子位移呈線性關(guān)系的氣體流量測量方法，其特征在于浮子兩邊的靜壓壓力差及彈簧的彈力的共同作用下驅(qū)動(dòng)浮子運(yùn)動(dòng)，由于流量計(jì)外殼軸截面內(nèi)輪廓線的曲率使得浮子與流量計(jì)外殼的間隙按一定的規(guī)律變化，從而使得浮子的位移與氣體的流量呈線性關(guān)系。
2、一種安裝方向不影響測量結(jié)果的流量計(jì)，其特征在于利用浮子兩邊的靜壓壓力差以及彈簧的彈力來測量氣體流量，測量結(jié)果主要與彈簧的彈性系數(shù)及流量計(jì)外殼軸向內(nèi)輪廓線的曲率有關(guān)系，浮子采用輕質(zhì)材料，重力的影響可以忽略不計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明屬于氣動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了一種彈簧式氣體浮子流量計(jì)。本發(fā)明內(nèi)容主要涉及通過氣體流經(jīng)浮子時(shí)產(chǎn)生的壓差而作用在浮子上的流體力與彈簧直接作用在浮子上的彈力達(dá)到平衡時(shí)的浮子位置來測量管中的氣體流量的方法。本發(fā)明提出的流量計(jì)與傳統(tǒng)的利用浮子重力與流體壓力達(dá)到平衡的浮子流量計(jì)不同，本流量計(jì)中浮子采用輕質(zhì)材料，重力基本可以忽略不計(jì)，主要利用彈力來與流體壓差力達(dá)到平衡，從而使得本流量計(jì)對(duì)安裝方向沒有要求，在任何安裝方向都能正常工作。本流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、壽命長、可任意方向安裝，有利于在氣動(dòng)節(jié)能領(lǐng)域的廣泛使用。
文檔編號(hào)G01F1/05GK101476908SQ20081023988
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者蔡茂林 申請(qǐng)人:蔡茂林