專利名稱：螺翼式水流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水流量計(jì)，特別是涉及一種螺翼式水流量計(jì)。
背景技術(shù)：
水計(jì)量裝置是一種計(jì)量用戶使用的水?dāng)?shù)量的計(jì)量器，特別是大口徑水表，主要用 于自來水供水行業(yè)及各類用水單位對(duì)流經(jīng)大口徑管網(wǎng)系統(tǒng)自來水累計(jì)流量的計(jì)量，對(duì)于 供、用水單位監(jiān)測水系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)、防止水損、合理調(diào)配使用水資源進(jìn)行成本核算等方面起到重 要的作用。發(fā)展至今大口徑水計(jì)量裝置已經(jīng)有很多種類，比如基于電磁原理的電磁流量計(jì)， 基于超聲波原理的超聲波流量計(jì)，以及大口徑螺翼水表。電磁流量計(jì)的測量通道為光滑直管，不會(huì)阻塞，適用于測量固定顆粒的液固二相 流體，如紙漿、泥漿、污水等，并且不產(chǎn)生流量檢測所造成的壓力損失，能測的流量范圍大并 且可應(yīng)用于腐蝕性流體，但是其不能測量電導(dǎo)率很低的液體，比如石油制品、氣體、蒸汽和 含有較大氣泡的液體，并且不能用于高溫度的場合，制造價(jià)格也很高。超聲波流量計(jì)可做非接觸式測量，無流動(dòng)阻撓測量，無壓力損失，可測量非導(dǎo)電性 液體，但是超聲波流量計(jì)也存在有一些缺點(diǎn)，比如應(yīng)用傳播時(shí)間法的超聲波流量計(jì)只能用 于測量清潔液體和氣體，應(yīng)用多普勒法的超聲波流量計(jì)只能用于測量含有一定懸浮顆粒和 氣泡的液體并且精度不高，而且超聲波流量計(jì)造價(jià)也較高。大口徑螺翼式流量計(jì)利用水流沖擊葉輪旋轉(zhuǎn)，在一定的流量范圍內(nèi)葉輪轉(zhuǎn)數(shù)與水 流量成正比的原理來測量水流的體積，其優(yōu)點(diǎn)是安裝使用方便，螺翼可拆式水表維修時(shí)只 需要更換機(jī)芯，流通能力大，壓力損失小，結(jié)構(gòu)緊湊，使用壽命長，其缺點(diǎn)是計(jì)量精度較低， 抗擾動(dòng)能力也較低。如中國專利CN2442236Y所公開的“水平螺翼可拆式水表”，該水表包括 殼體、計(jì)數(shù)器、螺翼式機(jī)芯，機(jī)芯內(nèi)的葉輪將水流量相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度通過斜齒輪傳動(dòng)到計(jì) 數(shù)器，從而顯示水的流量，機(jī)芯還包括有調(diào)節(jié)水流的調(diào)節(jié)器。但是這樣的螺翼可拆式水表其 葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)容易受到外界水壓力和安裝精度的影響，因此該水表的抗干擾能力較低，精度 也較低，在計(jì)量等級(jí)上無法跟其他大口徑水表相比。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種計(jì)量精度較高 的螺翼式水流量計(jì)，特別是涉及一種計(jì)量精度較高的水平螺翼式水流量計(jì)。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種螺翼式水流量計(jì)，包括具有 水平水流通道的殼體、安裝于殼體上方的計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)、安裝于殼體內(nèi)的螺翼式機(jī)芯，其特征在 于所述螺翼式機(jī)芯包括支架以及位于支架內(nèi)、沿水流方向依次安裝的導(dǎo)流器和葉輪，并且 在水流平衡作用下所述葉輪在所述支架與所述導(dǎo)流器之間懸空旋轉(zhuǎn)。利用該結(jié)構(gòu)的流量 計(jì)，可以減少葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)所受到的摩擦力，更加提高了該流量計(jì)的測量精度。優(yōu)選地，所述導(dǎo)流器前方中心軸處具有一獨(dú)立圓球，所述圓球后側(cè)的導(dǎo)流器上形 成一圓孔，所述導(dǎo)流器從圓孔開始向著葉輪形成有一逐漸增大的空腔，并且所述圓球的中心軸處具有一軸連接至葉輪，所述葉輪的前方為一圓頭，所述葉輪的后方連接至所述支架中心軸上的安裝軸。為了使導(dǎo)流器能夠更加平穩(wěn)地導(dǎo)流進(jìn)入殼體的水流，所述導(dǎo)流器還具有一外側(cè)環(huán) 形面，所述導(dǎo)流器上具有在導(dǎo)流器在中心軸和外側(cè)環(huán)形面之間呈散射狀并且均勻分布的多 片長整流筋和多片短整流筋，所述長整流筋與短整流筋的平面與水流平面平行，所述長整 流筋和短整流筋的個(gè)數(shù)相同并且一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)對(duì)應(yīng)的長整流筋與短整流筋之間具有夾 角，所述長整流筋中的部分連接導(dǎo)流器前方的圓球。優(yōu)選地，長整流筋與短整流筋之間的夾角為8度，所述長整流筋與短整流筋各為6 片。為了使葉輪能夠具有更強(qiáng)的強(qiáng)度，所述葉輪的外側(cè)具有葉片，環(huán)繞該葉輪的圓頭 具有一加強(qiáng)筋，所述加強(qiáng)筋將所述葉片分割成靠近圓頭側(cè)短于外側(cè)的形狀。并且所述葉輪后部具有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將葉輪的轉(zhuǎn)速傳遞至殼體上的計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為與所述葉輪連接的蝸桿以及與該蝸桿相配合的斜齒輪， 以及一與該斜齒輪相配合的另一蝸桿，所述另一蝸桿連接至計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)。并且為了能夠更好地密封支架與殼體，使水流僅從支架內(nèi)部經(jīng)過，所述支架與殼 體相連接的側(cè)面上具有密封槽供密封條裝入。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于不但提高了水表的計(jì)量水平和計(jì)量精度，并 且保留了傳統(tǒng)可拆式螺翼水表的特點(diǎn)，不但安裝、使用、維修方便，成本也較低，更利于企業(yè) 生產(chǎn)和加工。并且改善了導(dǎo)流器的結(jié)構(gòu)，使導(dǎo)流器能夠更加平穩(wěn)地導(dǎo)流水流。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的螺翼式水流量計(jì)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的螺翼式水流量計(jì)的剖視圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的螺翼式水流量計(jì)的立體剖視圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例的螺翼式水流量計(jì)機(jī)芯的水流方向上的截面圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例的螺翼式水流量計(jì)機(jī)芯的與圖4相垂直方向上的截面圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例的殼體的剖視圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施例的支架的立體示意圖。圖8為本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)流器的立體示意圖。圖9為本發(fā)明實(shí)施例的葉輪的立體示意圖。圖中具體標(biāo)號(hào)如下1-殼體，2-計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)，3-螺翼式機(jī)芯，4-支架，5-葉輪，6_導(dǎo)流器，7_傳動(dòng)機(jī)構(gòu)， 11-入水口，12-出水口，13-通孔，41-軸，42-整流片，43-密封槽，51-圓頭，52-葉片，53-加 強(qiáng)筋，54-安裝孔，55-蝸桿，61-圓球，62-圓孔，63-短整流筋，64-長整流筋，65-安裝軸， 66-環(huán)形面，71-斜齒輪，72-蝸桿
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。本發(fā)明的螺翼式水流量計(jì)，如圖1-3所示，主要包括殼體1，計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)2，以及螺翼式機(jī)芯3，該殼體1為一圓筒形，其內(nèi)具有水平通道，入水口 11和出水口 12分別位于該水 平通道的左右兩側(cè)，殼體1的具體結(jié)構(gòu)可參見圖6、圖2和圖3，其上端具有通孔13可以安 裝計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)2，殼體1內(nèi)中間還安裝有螺翼式機(jī)芯3。以下描述中，以入水口 11的方向?yàn)榍?方，以出水口 12的方向?yàn)楹蠓?，即以水流的流?dòng)方向來規(guī)定描述各個(gè)部件的前后順序。所述的機(jī)芯3包括支架4、葉輪5導(dǎo)流器6以及與葉輪5相連的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7，所述 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7連接葉輪6與計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)2，將葉輪5的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)至計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)2進(jìn)行流量的計(jì)算并 且由計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)2進(jìn)行轉(zhuǎn)換顯示。支架4安裝入殼體1的相對(duì)應(yīng)的位置后，從進(jìn)水口 11方向 至出水口 12方向依次安裝入導(dǎo)流器6和葉輪5，所述支架4、葉輪5以及導(dǎo)流器6的中心軸 與殼體1中水流通道的中心軸一致。支架4的結(jié)構(gòu)如圖7所示，其整體大致呈一圓筒形，側(cè)面具有通孔，中間具有可以 容置導(dǎo)流器6和葉輪5的中空空間，其后部，接近出水口 12的位置設(shè)有一些整流片42，該整 流片42在支架4的中心軸與外表面之間呈散射狀均勻分布，支架4還具有一與支架4的中 心軸一致的軸41，該軸41用于連接支架4前方的葉輪5。支架4的兩側(cè)與殼體1連接的面 上還具有對(duì)稱的密封槽43用于嵌入密封條，使支架4與殼體1之間進(jìn)行更好地密封使水可 以完全從支架4內(nèi)部的機(jī)芯中通過、完全地作用于機(jī)芯中的葉輪5上，增加該流量計(jì)的測量 精度。葉輪5的立體結(jié)構(gòu)可如圖9所示，中間為一半圓球狀的圓頭51，圓頭51的側(cè)面具 有圍繞該圓頭均勻分布并且旋轉(zhuǎn)向外側(cè)延伸的葉片52，圓頭51圍繞其周圍還具有一圈加 強(qiáng)筋53，該加強(qiáng)筋53將葉片52分割成外側(cè)長、內(nèi)側(cè)靠近圓頭51的位置短的形狀，不但加強(qiáng) 了葉片52的強(qiáng)度，防止葉片52在水流過急時(shí)產(chǎn)生損壞，同時(shí)將葉片52分割成外側(cè)長內(nèi)側(cè) 短是為了具有更好的力矩使水流帶動(dòng)葉輪5的旋轉(zhuǎn)。葉輪5的圓頭51中心還具有一與葉 輪5中心軸一致的安裝孔54，葉輪5的后方也具有與葉輪5中心軸位置一致的孔(圖9中 未示出)供殼體4上的軸41插入。葉輪5采用高強(qiáng)度低密度的工程塑料，并且葉片52和 加強(qiáng)筋53的設(shè)計(jì)也使葉輪5的強(qiáng)度大大增加，增加流量計(jì)的使用壽命。葉輪5的前方還裝有導(dǎo)流器6，該導(dǎo)流器6如圖8所示，導(dǎo)流器6大致為一圓環(huán)狀 部件，其外側(cè)具有兩個(gè)內(nèi)、外環(huán)形面68、66，導(dǎo)流器5的前側(cè)中心具有一獨(dú)立圓球61，并且圓 球61的后方形成有一圓孔62，從圓孔62開始形成逐漸增大的空腔，如圖2剖視圖所示。該 逐漸擴(kuò)大的空腔用于容置葉輪5前側(cè)的圓頭51，該導(dǎo)流器6從圓球61的中心軸處伸出有一 安裝軸65插入葉輪5前方的安裝孔54內(nèi)。因此，導(dǎo)流器6、葉輪5以及支架4保持中心軸 一致地安裝連接在一起。同時(shí)該葉輪5與導(dǎo)流器6上的安裝軸65以及支架4上的軸41均 不是固定安裝，葉輪5上的后方的孔和前方的安裝孔54與軸41以及安裝軸65之間均具有 間隙使葉輪5能夠在安裝軸65和軸41之間前后上下移動(dòng)，并且該軸41以及安裝軸65即 是葉輪5的旋轉(zhuǎn)中心軸。導(dǎo)流器6還具有與水流方向平行并且在導(dǎo)流器6的中心軸和外側(cè)環(huán)形面66之間 呈散射狀均勻分布的整流筋。該整流筋分為較短的整流筋63和較長的整流筋64，并且短 整流筋63和長整流筋64均沿導(dǎo)流器6的圓環(huán)均勻分布，短整流筋63與長整流筋64的個(gè) 數(shù)相同并且一一對(duì)應(yīng)，每片整流筋的平面平行于水流平面，并且每個(gè)短整流筋63與長整流 筋64之間均具有夾角為8度。如圖8所示，所述的長整流筋64和短整流筋63均為6片， 長整流筋64從導(dǎo)流器6的中心軸延伸至外側(cè)環(huán)形面的內(nèi)環(huán)形面68，短整流筋63從導(dǎo)流器6空腔的外表面延伸至外環(huán)形面66，并且長整流筋64中的其中均勻分布的三片連接固定導(dǎo)流器6前方的圓球61。通過這樣設(shè)置的整流筋64能夠更好地整流，使水流平穩(wěn)地導(dǎo)至葉輪 5。并且導(dǎo)流器6的上下兩端分別具有向外展開并與水流方向垂直的端面67，該端面67上 具有螺紋孔，用于與支架4進(jìn)行安裝固定。水流從入水口 11的方向流入殼體1內(nèi)先經(jīng)過圓球61后經(jīng)過圓球61后方的圓孔 62，該圓孔62后側(cè)逐漸增大形成一空腔，因此水沖擊圓球61后經(jīng)過導(dǎo)流器6的圓孔62，在 圓孔62處形成噴嘴，水在靠近導(dǎo)流器6的空腔壁處的流速為零，空腔中間流速最高，葉輪5 的前方為一圓頭51，因此就產(chǎn)生一種雷諾現(xiàn)象，圓頭51就好像被水流懷抱而吸住，使圓頭 51能夠因?yàn)樗胶庑?yīng)穩(wěn)定在中心的軸心線上，只是會(huì)隨著水流的大小在導(dǎo)流器6的安裝 軸65與支架4的軸41之間前后移動(dòng)。因?yàn)槿~輪5與連接導(dǎo)流器6的安裝軸65和支架4 上的軸41之間均具有空隙，因此葉輪5在水流的作用下穩(wěn)定在其中心軸上、并且其上的安 裝孔54和孔與前側(cè)導(dǎo)流器6上的安裝軸65、后側(cè)的軸41之間不會(huì)直接接觸，葉輪5的前 后兩端軸向徑向上均沒有接觸產(chǎn)生的摩擦力，葉輪5可以完全在水流的作用下無摩擦地旋 轉(zhuǎn)，隨著水流量的大小，葉輪5旋轉(zhuǎn)速度越快，流量小其旋轉(zhuǎn)速度慢，因此提高了該流量計(jì) 的測量精度，也加長了該類型水流量計(jì)的使用壽命。導(dǎo)流器6外側(cè)具有兩圈不同的整流筋， 使整流后的水流更加平穩(wěn)地作用在葉輪5的葉片51上。并且導(dǎo)流器6的前方采用圓球61 而不采用其他形式的部件是因?yàn)閳A球6能夠?qū)λ鬟M(jìn)行更好地聚攏整流作用，更加有利于 圓孔62處形成雷諾效應(yīng)。當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該了解到，只要采用水流平衡的原理， 能使葉輪5在導(dǎo)流器6與支架4之間能夠無摩擦地隨著水流懸空旋轉(zhuǎn)，就相應(yīng)的可以提高 該螺翼水表的計(jì)量精度，并不一定要采用上述結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流器與支架，上述的實(shí)施例只是本 發(fā)明的優(yōu)選方案，只要符合上述原理的實(shí)施方案均應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。該水表的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7，如圖4、5所示，包括葉輪5后部裝有的蝸桿55，以及與該蝸 桿55相配合的斜齒輪71，與該斜齒輪71相配合的另一蝸桿72。該蝸桿55與斜齒輪71相 配合將葉輪5的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)給蝸桿72，蝸桿72連接至計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)2將該轉(zhuǎn)速傳至計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)2從 而轉(zhuǎn)換成數(shù)字顯示。一般的國內(nèi)大口徑水平螺翼可拆式水表的計(jì)量精度一般在R50(參照 GB/T778-2007)，而磁流量計(jì)一般都在R250以上，使用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的螺翼式可拆式水表的 計(jì)量范圍可達(dá)到R400以上。因此采用該結(jié)構(gòu)的螺翼式水流量計(jì)，不但結(jié)構(gòu)簡單、整流效果 好，并且測量精度也相當(dāng)高，達(dá)到了磁流量計(jì)的水平，并且保留了螺翼式水表的傳統(tǒng)特點(diǎn)， 不但安裝、使用、維修方便，成本也較低，更利于企業(yè)生產(chǎn)和加工。盡管以上詳細(xì)地描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)該清楚地理解，對(duì)于本領(lǐng)域 的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任 何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種螺翼式水流量計(jì)，包括具有水平水流通道的殼體(1)、安裝于殼體(1)上方的計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)(2)、安裝于殼體(1)內(nèi)的螺翼式機(jī)芯(3)，其特征在于所述螺翼式機(jī)芯(3)包括支架(4)以及位于支架(4)內(nèi)、沿水流方向依次安裝的導(dǎo)流器(6)和葉輪(5)，并且在水流平衡作用下所述葉輪(5)在所述支架(4)與所述導(dǎo)流器(6)之間懸空旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的螺翼式水流量計(jì)，其特征在于所述導(dǎo)流器(6)前方中心軸處 具有一獨(dú)立圓球(61)，所述圓球(61)后側(cè)的導(dǎo)流器(6)上形成一圓孔(62)，所述導(dǎo)流器 (6)從圓孔(62)開始向著葉輪(5)形成有一逐漸增大的空腔，并且所述圓球(61)的中心軸 處具有一軸(41)連接至葉輪(5)，所述葉輪(5)的前方為一圓頭(51)，所述葉輪(5)的后 方連接至所述支架(4)中心軸上的安裝軸(65)。
3.如權(quán)利要求2所述的螺翼式水流量計(jì)，其特征在于所述導(dǎo)流器(6)還具有一外側(cè) 環(huán)形面(66)，所述導(dǎo)流器(6)上具有在導(dǎo)流器(6)在中心軸和外側(cè)環(huán)形面(66)之間呈散射 狀并且均勻分布的多片長整流筋(64)和多片短整流筋(63)，所述長整流筋(64)與短整流 筋(63)的平面與水流平面平行，所述長整流筋(64)和短整流筋(63)的個(gè)數(shù)相同并且一一 對(duì)應(yīng)，每個(gè)對(duì)應(yīng)的長整流筋(64)與短整流筋(63)之間具有夾角，所述長整流筋(64)中的 部分連接導(dǎo)流器(6)前方的圓球(61)。
4.如權(quán)利要求3所述的螺翼式水流量計(jì)，其特征在于所述夾角為8度，所述長整流筋 (64)與短整流筋(63)各為6片。
5.如權(quán)利要求2所述的螺翼式水流量計(jì)，其特征在于所述葉輪(5)的外側(cè)具有葉片 (52)，環(huán)繞該葉輪(5)的圓頭(51)具有一加強(qiáng)筋(53)，所述加強(qiáng)筋(53)將所述葉片(52) 分割成靠近圓頭(51)側(cè)短于外側(cè)的形狀。
6.如權(quán)利要求1所述的螺翼式水流量計(jì)，其特征在于所述葉輪(5)后部具有傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)(7)將葉輪(5)的轉(zhuǎn)速傳遞至殼體⑴上的計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)(2)。
7.如權(quán)利要求6所述的螺翼式水流量計(jì)，其特征在于所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)為與葉輪(5) 連接的蝸桿(55)以及與該蝸桿(55)相配合的斜齒輪(71)，以及一與該斜齒輪(71)相配合 的另一蝸桿(72)，所述另一蝸桿(72)連接至計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)(2)。
8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的螺翼式水流量計(jì)，其特征在于所述支架(4)與殼體 (1)相連接的側(cè)面上具有密封槽(43)供密封條裝入。
專利摘要一種螺翼式水流量計(jì)，包括具有水平水流通道的殼體、安裝于殼體上方的計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)、安裝于殼體內(nèi)的螺翼式機(jī)芯，其特征在于所述螺翼式機(jī)芯包括支架以及位于支架內(nèi)、沿水流方向依次安裝的導(dǎo)流器和葉輪，并且在水流平衡作用下所述葉輪在支架與導(dǎo)流器之間可懸空旋轉(zhuǎn)。利用這樣的結(jié)構(gòu)的流量計(jì)，可以減少葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)所受到的摩擦力，更加提高了該流量計(jì)的測量精度，并且保留了螺翼式水表的傳統(tǒng)特點(diǎn)，不但安裝、使用、維修方便，成本也較低，更利于企業(yè)生產(chǎn)和加工。
文檔編號(hào)G01F1/10GK201653456SQ20102017383
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者林志良, 汪雄, 錢光 申請(qǐng)人:寧波東海儀表水道有限公司