專利名稱：微小流量計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種改進的流量計，它能測量微小流量。
微小流量的測量是流量測量領域的一個難題。從水利電力出版社在1990年3月出版劉欣榮編著的《流量計》一書中可見解決的辦法有三種一是采用高靈敏度的流量計，二是根據(jù)流量計在小流量范圍特性曲線進行補償，三是在流量計內部通道上加裝噴嘴，增加流體流速。以上方法均存在一些缺陷加噴嘴的流量計，壓力損失大，流量較大時流量計壽命顯著縮短。補償?shù)姆桨福瑴y量精度較低。高靈敏度流量計價格昂貴，維護要求高；量程較小的靈敏流量計，不能測量較大流量。流量計的靈敏度由于受自身阻尼力或電氣性能的制約，提高它困難而且有限，以流量計去適應微小流量測量的特殊要求，不能徹底解決微小流量的測量問題。
本發(fā)明的目的提供一種改進的流量計，它能以現(xiàn)有的低靈敏度流量計在不降低其測量的流量上限條件下實現(xiàn)無流量下限的測量。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的改進的流量計由流量測量裝置和流量調節(jié)裝置兩部分組成，其中流量測量裝置是根據(jù)被測流體選用的一種能測脈動流量或經(jīng)過改進后能測脈動流量的現(xiàn)有流量計；流量調節(jié)裝置是一個流體截斷閥，它通過對不同流量的通斷，把管路中流量測量裝置不能測量的微小流量調整到它能測量的流量范圍內。流量調節(jié)裝置可以作為分離部件串聯(lián)在流量測量裝置的前或后，也可以與它連成一體。
流量調節(jié)裝置的調節(jié)方式是當管路中流體流量處于流量測量裝置測量的流量范圍時，截斷閥開通；當此流量小于流量測量裝置測量的流量下限時，截斷閥關閉。截斷閥關閉后，隨著截斷閥出口端流體的流走，截斷閥進、出口兩端的壓力差會逐漸增大，當此壓力差增加到能使截斷閥接通后在管路中形成的沖擊流量符合流量測量裝置測量的流量范圍時，截斷閥又迅速接通。
由于截斷閥密封的重要性，本發(fā)明設計了兩種在啟閉件關閉時幫助它密封的輔助載荷。
①啟閉件與閥座間的按扣式凸凹彈性咬合楔緊力附圖三和四。此結構類似于服裝用的連接按扣，啟閉件與閥座相當于兩個連結件?？煞蛛x的凸頭4和凹座2分別與啟閉件1或閥座5固定，凸頭表面是一個前大后小的倒楔形，凹座內腔口截面設有彈性環(huán)或卡3，當凸頭和凹座咬合后，通過彈性環(huán)或卡作用在凸頭倒楔面上的彈性軸向分力將凸凹兩部分相互拉緊。
②啟閉件與閥座間的靜壓吸附力。它是通過減少啟閉件與閥座在密封面上形成的封閉腔內的流體，使腔內流壓力小于腔外，從而通過作用在封閉腔上的內外流體靜壓差將啟閉件與閥座相互壓緊。封閉腔形成方式有兩種一是在啟閉件或閥座密封面上加工凹槽，二是在啟閉件或閥座所連結的彈性密封圈的密封面上形成凹槽。減少封閉腔內的流體，對前者可用抽吸裝置通過與封閉腔相通的通道從外將它抽走；對后者可用啟閉件關閉的慣性力使其彈性變形，將它擠壓排出，再通過彈性密封圈的彈性復原使腔內壓力減少。
截斷閥的結構，按驅動方式分為手動截斷閥，動力截斷閥和自動截斷閥。
手動截斷閥和動力截斷閥，它們包括閘閥，截止閥，旋塞閥，球閥，蝶閥和隔膜閥等類型。由于上述閥門的操縱需要控制信號，所以它們都裝有測量閥進、出口兩端流體壓力差的差壓計。閥的關閉，是根據(jù)流量測量裝置或差壓計發(fā)出的顯示或控制信號而進行的。閥的開通，是根據(jù)差壓計發(fā)出的顯示或控制信號而進行。一般手動截斷閥用于對微小流量出現(xiàn)次數(shù)較少的流體測量，動力截斷閥用于管路較大的流體測量。
自動截斷閥的操縱是受作用在啟閉件兩端面上的流體壓力差和外加載荷的共同作用而自動開、關和密封。當流體壓力差大于外加載荷時，則它克服外加載荷使啟閉件開啟；當流體壓力差小于外加載荷時，則外加載荷克服它使啟閉件關閉和密封；當流體壓力差等于外加載荷時，啟閉件保持原狀態(tài)。自動截斷閥受到的外加載荷有多種形式，它包括①啟閉件自身的重量，②啟閉件自身的彈性力，即彈性啟閉件對在截斷和開通中已有的彈性變形產(chǎn)生反變形力附圖二和六，③啟閉件受到的外加力，包括重力、彈性力、氣壓力、液壓力、磁力和這些力的組合力，以上力可作用啟閉件上，也可作用在與旋啟式啟閉件相固定的銷軸上，或作用在與啟閉件相連的閥桿上。
自動截斷閥的結構，包括截止式、蝶式、套筒式和隔膜式，其中①截止式其閥體包括直通式、角式、直流式與屋脊式四種形式，啟閉件運動包括通過閥桿作升降運動，繞閥座通道外的轉軸作旋轉運動和作彈性搖擺運動三種形式。其中除啟閉件的彈性搖擺運動和屋脊閥體只能彼此配對，構成屋脊彈性搖擺式自動截止閥附圖六外，其余閥體和其余啟閉件運動形式可以自由組合。
②蝶式類似蝶閥，不同在于蝶板旋轉軸水平安裝，并位于閥體通道中心線的偏上方，使轉軸下部蝶板面積大于上部。
③套筒式閥體內設襯套，襯套內設閥芯，襯套與閥體間有空腔，它通襯套壁上的徑向孔同閥出口端的流體相通，這樣能徑向收張的襯套在閥進，出口兩端流體壓力差和外加載荷作用下，與閥芯配合通、斷流體。
綜上所述，通過流量調節(jié)裝置，以流體來適應流量計能夠實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明在不降低流量計測量的流量上限前提下擴大了量程，適于測量大小變化的流量和特小流量。由于流量調節(jié)裝置可以利用流體能量不同外部能源，所以能夠用于如水表等強制性使用的流量計的改進。由于流量調節(jié)裝置降低了對流量計的靈敏度要求，所以能提高流量計的壽命和降低流量測量裝置的加工成本。
以下結合
本發(fā)明的一種具體實施例。
實施例選用最常見的速度式旋翼水表。附圖一是實施例原理示意圖，圖中1是截斷閥，2是分離的流量調節(jié)裝置，即套筒式自動截斷閥，它串聯(lián)在旋翼水表4的上游方，3與5是水表前、后直流段。由于水表安裝有直流段要求，所以套筒式截斷閥宜做到成分離式，這樣也利于改進在用水表，將套筒式截斷閥安裝在水表的上游方，能減少自來水來方壓力波動的影響，減少水表正誤差。由于套筒式截斷閥的調節(jié)作用，降低對水表靈敏度的要求，所以可擴大水表的噴水孔，增大翼輪軸的尖銳角，降低對水表靈敏度的要求，所以可擴大水表的噴水孔，增大翼輪軸的尖銳角，降低水表的加工要求，使水表減少計量時的水壓損失，減少水表的加工成本，提高使用壽命，另外測量精度在翼輪轉動慣量減少和機械阻抗增加的情況下也進一步提高。
附圖二是附圖一中2的結構示意圖。其中1是閥體，2是彈性襯套，3是剛性閥芯，4是襯套與閥間的空腔，5是襯套上的徑向孔，它連結空腔5和閥的出口端，6是閥蓋，彈性襯套在自身彈性力和閥進、出口兩端壓力差的共同作用下與閥芯相配合以通斷流體。此閥開閉無噪聲，密封可靠，安裝要求低，能防止人為的損壞。
附圖三是按扣式凸凹彈性咬合裝置的使用示意圖，2是閥座通道，4是彈性密封圈，5是該裝置的位置，它均布在啟閉件3和閥座1密封面的外側，具體結構如附圖四。
附圖四中，1和5分別是啟閉件和閥座，2是與啟閉件1固定的凹座，4是與閥座5相固定的凸頭，3是安裝在凹座2中的彈性開口環(huán)，在閥閉合時，它緊壓在凸頭4的倒楔面上，其軸向分力通過凹座2和凸頭4將啟閉件和閥座相互拉緊。
附圖五是彈性靜壓吸附裝置，1是閥座，2是啟閉件，4是彈性密封圈，它一頭與閥座4是緊密連結。另一頭有凹槽3，此凹槽3與啟閉件2相連構成封閉腔，啟閉件關閉時，彈性封圈4受慣性力作用而彈性變形，將凹槽3中的部分流體擠壓排出，彈性密封圈4彈性復原后，封閉腔內中的流體壓力小于腔外流體壓力，則閥座1和啟閉件2通過彈性密封圈相互吸緊。
附圖六是彈性搖擺式自動截止閥，1是閥體，2是閥蓋，3是固定彈性啟閉件4的固定件，5是屋脊狀凸起，彈性啟閉件4彈性變后壓在它的一側，在流體進、出口壓力差作用下通斷流體，6是流體反向流動時，啟閉件4越過凸起5并與它的另一側面配合時的位置。
權利要求1.一種流量計，它包括流量測量裝置，它是根據(jù)被測流體選用的一種能測量脈動流量或經(jīng)過改進后能測脈動流量的現(xiàn)有流量計，本實用新型的特征在于它還包括流量調節(jié)裝置，它是一個流體截斷閥，通過對不同流量的通斷，把管路中流量測量裝置不能測量的微小流量調整到它能測量的流量范圍內，流量調節(jié)裝置可以作為分離部件串聯(lián)在流量測量裝置的前或后，也可以與它連成一體。
2.根據(jù)權利要求1中所述的流體調節(jié)裝置，其特征在于當截斷閥閉合時，啟閉件還可受到幫助密封的輔助載荷作用，它包括(1)啟閉件與閥座間的按扣式凸凹彈性咬合楔緊力，即通過凹座內的彈性件作用在凸頭倒楔面上的軸向分力將啟閉件和閥座相互拉緊，(2)啟閉件與閥座間的靜壓吸附力，即通過啟閉件閉合后與閥座形成的低壓封閉腔，使它們在封閉腔內、外流體壓力差作用下而相互吸緊。
3.根據(jù)權利要求1中所述的流體調節(jié)裝置，其特征在于它包括手動截斷閥，動力截斷閥和自動截斷閥。
4.根據(jù)權利要求3中所述的流體調節(jié)裝置，其特征在于它包括截止式、蝶式、套筒式和隔膜式等類型，其中(1)截止式其閥體包括直通式、角式、直流式和屋脊式四種形式，啟閉件運動包括升降式、旋轉式和彈性搖擺式三種形式，其中除啟閉件的彈性搖擺運動和屋脊閥體只能彼此配對，構成屋脊彈性搖擺式自動截止閥外，其余閥體結構與其余啟閉件運動形式可以自由組合，(2)蝶式類似于蝶閥，不同在于蝶板的旋轉軸是水平安裝，并位于閥體通道中心線的偏上方，使轉軸下部蝶板面積大于上部，(3)套筒式閥體內設彈性襯套，襯套內設閥芯，襯套與閥體間有空腔，它通過襯套壁上的徑向孔同閥出口端的流體相通，彈性襯套在閥進、出口兩端的流體壓力差作用下，與閥芯配合來通斷流體，(4)隔膜式上述結構，除蝶式自動截斷閥外，都可以沿啟閉件、閥桿或旋轉軸銷等零件的外部廓形增加隔膜，構成隔膜式。
專利摘要一種改進的流量計，它能測微小流量。其特征在于它增加了一個截斷閥，通過它對流體不同流量的通斷，把流量計不能測量的微小流量調整到它測量的流量范圍內，使低靈敏度的流量計在不降低其測量的流量上限前提下實現(xiàn)無流量下限的測量。本流量計適于測量大小變化的流量和特小流量。由于截斷閥降低了對流量計靈敏度的要求，所以可提高流量計的使用壽命和降低測量部分的加工成本。
文檔編號G01F1/05GK2135770SQ9220198
公開日1993年6月9日 申請日期1992年1月23日 優(yōu)先權日1992年1月23日
發(fā)明者黃世華 申請人:黃世華