專利名稱：渦輪流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦輪流量計(jì)，其具有一葉輪，該葉輪安裝在管狀元件中的位于上游的輪轂和位于下游的輪轂之間，并可轉(zhuǎn)動(dòng)，每一輪轂由若干個(gè)肋牢固地固定在管狀元件中，至少在位于上游的輪轂上設(shè)置用于補(bǔ)償由制造公差而引起的測(cè)量誤差的調(diào)節(jié)裝置。
由于制造公差，標(biāo)準(zhǔn)的渦輪流量計(jì)存在較小的測(cè)量誤差，這就需要通過合適的測(cè)量手段來調(diào)節(jié)這種誤差，即縮小該誤差。
根據(jù)目前的技術(shù)發(fā)展水平，公知的做法是，將固定在位于葉輪上游的輪轂上的若干個(gè)肋中的一個(gè)做成調(diào)節(jié)葉片，為此目的，將該一個(gè)所述的肋設(shè)置成可繞一徑向軸線旋轉(zhuǎn)的形式。在它的關(guān)閉位置，該調(diào)節(jié)葉片處于被測(cè)量流體的流動(dòng)方向上。如果調(diào)節(jié)葉片旋轉(zhuǎn)進(jìn)入流動(dòng)中，流動(dòng)方向就會(huì)改變。以這種方式影響的流動(dòng)也被葉輪采納，也就是說，根據(jù)調(diào)節(jié)葉片的向外擺動(dòng)方向使葉輪的轉(zhuǎn)速增加或減少。借助于這種效應(yīng)控制，可以補(bǔ)償由制造中所帶來的指示器的誤差。
在反向流動(dòng)情況下，上述的調(diào)節(jié)葉片移到處于下游的位置，結(jié)果對(duì)于葉輪的轉(zhuǎn)速無任何影響。為了也能夠調(diào)節(jié)這種情況下的流動(dòng)方向，又以類似的方式在葉輪的另一側(cè)裝第二個(gè)輔助的調(diào)節(jié)葉片。由此，在兩個(gè)流動(dòng)方向上補(bǔ)償渦輪流量計(jì)的測(cè)量誤差。
利用這種公知的結(jié)構(gòu)，當(dāng)調(diào)節(jié)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)除了能夠產(chǎn)生所期望的流動(dòng)方向改變之外，還會(huì)帶來相對(duì)葉輪不希望的非對(duì)稱性的流動(dòng)。這會(huì)在一定方向上，在流動(dòng)的橫向產(chǎn)生額外的力作用在葉輪和軸承上，結(jié)果，軸承容易在這樣方向上加速一側(cè)磨損。除此之外，利用這種結(jié)構(gòu)，渦輪流量計(jì)能夠調(diào)節(jié)的量就依賴于流體的流速。特別是，當(dāng)流速減少時(shí)，調(diào)節(jié)效果會(huì)不斷地降低，直至該效果完全消失。
因此，本發(fā)明的目的是克服在調(diào)節(jié)由于制造過程而引起的渦輪流量計(jì)測(cè)量誤差中所出現(xiàn)的上述缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的通過一個(gè)調(diào)節(jié)元件來獲得，該調(diào)節(jié)元件直接設(shè)置在位于上游的輪轂后面，并可繞葉輪軸旋轉(zhuǎn)，且具有若干個(gè)翅片，在該調(diào)節(jié)元件的非操作位置，這些翅片處于保護(hù)輪轂的若干個(gè)肋后面的紊流區(qū)，而在該調(diào)節(jié)元件的旋轉(zhuǎn)位置，這些翅片伸入圓周均勻分布的流動(dòng)區(qū)。
在非操作位置調(diào)節(jié)元件，對(duì)葉輪的轉(zhuǎn)速?zèng)]有影響，從某種意義上說，它的翅片形成了輪轂肋的延長(zhǎng)，使流動(dòng)不受干擾。為了調(diào)節(jié)測(cè)量誤差，繞葉輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)節(jié)元件，使其翅片從蓋住輪轂肋的位置移出，并伸入流動(dòng)中。這樣，對(duì)著葉輪葉片的流動(dòng)方向，使葉輪受到影響。由此，根據(jù)調(diào)節(jié)元件轉(zhuǎn)到一側(cè)或另一側(cè)，就會(huì)分別使葉輪的轉(zhuǎn)速增加或減少。在調(diào)節(jié)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，從流體機(jī)械的觀點(diǎn)看，翅片和肋配合，使兩者繼續(xù)形成單一的機(jī)構(gòu)。肋和翅片的這種相互作用，就如機(jī)翼和其內(nèi)部的升降舵的配合一樣。
在流動(dòng)受影響的位置雖有橫向力作用在葉輪上，但是，由于翅片繞流動(dòng)壓的圓周均布，其橫向力相互抵消，結(jié)果是，沒有產(chǎn)生有損于軸承的橫向力。在最簡(jiǎn)單的情況下，例如，徑向相對(duì)地設(shè)置兩個(gè)輪轂肋和與其配合的調(diào)節(jié)元件的兩個(gè)翅片就足夠了。但很明顯，肋和與其相互作用的翅片的數(shù)目越多，它們的調(diào)節(jié)效果就更大。這里不是絕對(duì)需要多少個(gè)肋就一定要配置相同數(shù)目的翅片。當(dāng)然所設(shè)置的翅片數(shù)目可以少于肋的數(shù)目，其標(biāo)準(zhǔn)僅是，翅片應(yīng)繞圓周均布，并當(dāng)調(diào)節(jié)元件處在非操作位置時(shí)，這些翅片處在與其配合的肋后面的紊流區(qū)。在此，也不需要翅片與肋一定準(zhǔn)確地相重合。翅片也可以如，短或窄于肋。
本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是，事實(shí)證明，穩(wěn)定的調(diào)節(jié)效果可以在整個(gè)流速測(cè)量范圍內(nèi)獲得；也就是說，避免了現(xiàn)有技術(shù)低流速情況下的缺點(diǎn)。進(jìn)一步，所獲得的調(diào)節(jié)效果是公知調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)所獲的調(diào)節(jié)效果的許多倍，也即，可以補(bǔ)償較大的測(cè)量誤差。
為了在反向流動(dòng)時(shí)也能進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以在位于下游的輪轂上設(shè)置相同結(jié)構(gòu)和相同功能的調(diào)節(jié)元件。
在本發(fā)明的進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)中，調(diào)節(jié)元件設(shè)計(jì)成一環(huán)，由中心輪緣、若干個(gè)翅片和外輪緣組成。調(diào)節(jié)環(huán)如同前述的調(diào)節(jié)葉片一樣，借助于將外部所提供的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)傳遞到壓力測(cè)量區(qū)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的通道通過儀表殼體或殼體的頂法蘭分別與測(cè)量區(qū)密封。
外輪緣的外部做成齒條形，與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)置的蝸桿齒輪嚙合為了形成齒條與蝸桿蝸輪的相互作用，在管狀元件的該位置處設(shè)有開口。
在本發(fā)明進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)形式中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由兩個(gè)可滑動(dòng)的可伸縮式部件組成，在不妨礙部件之間伸縮式的縱向移動(dòng)的前提下，可將一部件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給另一個(gè)部件。一個(gè)彈簧安裝在兩個(gè)部件之間，用力沿縱向?qū)蓚€(gè)部件分開。
以這種方式所形成的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)借助于彈簧和內(nèi)部壓力對(duì)其縱向可動(dòng)性產(chǎn)生影響，并由此用力壓緊位于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)入測(cè)量區(qū)位置處的一個(gè)密封，這樣，在此時(shí)，就可將調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)傳遞給調(diào)節(jié)環(huán)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)象望遠(yuǎn)鏡一樣，也可通過在其上面的提高密封的方法，在克服內(nèi)部壓力和彈簧外力的情況下將其壓在一起，因此允許空氣從儀表中泄漏出去。
由于這種結(jié)構(gòu)，使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)除了具有調(diào)節(jié)功能之外，還可以便利地用于對(duì)測(cè)量?jī)x表排氣，由此，在沒有工具的情況下，可以借助于一簡(jiǎn)單的裝置、例如圓珠筆向下推壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，便可實(shí)現(xiàn)排氣功能。
當(dāng)然，用于調(diào)節(jié)該調(diào)節(jié)環(huán)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)也可做成不同的形式。例如，將一個(gè)安裝成不能轉(zhuǎn)動(dòng)的螺母設(shè)置在外輪緣上，將一螺桿設(shè)置在流量計(jì)殼體的密封孔中，使兩者嚙合。然后，通過將螺桿擰入或擰出螺母對(duì)調(diào)節(jié)環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在此，在螺母和螺桿之間螺紋中的活動(dòng)，足可獲得調(diào)節(jié)環(huán)翅片水平方向的輕輕擺動(dòng)，使其從輪轂肋后面的紊流區(qū)移出來，這樣，以所希望的形式對(duì)流動(dòng)產(chǎn)生影響。從制造觀點(diǎn)看，這種用于調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)環(huán)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，但它卻失去了前述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的排氣功能。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，調(diào)節(jié)裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在測(cè)量?jī)x表的頂部，在這樣的位置，由于能形成儀表的緊湊結(jié)構(gòu)，因此，有效空間主要由儀表機(jī)構(gòu)占據(jù)。由于這種原因，調(diào)節(jié)裝置的驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在儀表機(jī)構(gòu)的下面，并且只有當(dāng)儀表機(jī)構(gòu)被移動(dòng)之后，該調(diào)節(jié)裝置是可以接近的。
形成這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，調(diào)節(jié)裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以做成防干擾式樣，而不需要特殊的導(dǎo)向密封，只是儀表機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向密封。其缺點(diǎn)是，僅在拆除或卸下儀表機(jī)構(gòu)之后才有可能接近。
在本發(fā)明的再一種結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝置，它可以從儀表機(jī)構(gòu)的側(cè)向轉(zhuǎn)動(dòng)出來。這裝置可設(shè)置成如，一有鉸點(diǎn)的杠桿，在該鉸點(diǎn)處，將該杠桿連接在調(diào)節(jié)裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，不用時(shí)，將該杠桿折疊放入儀表機(jī)構(gòu)的閑置空間，操作時(shí)，將其打開從儀表機(jī)構(gòu)伸出來。在此，也可利用一對(duì)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)出來的齒輪。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，在到目前為止的情況下，為了操作調(diào)節(jié)裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，而不需要將儀表機(jī)構(gòu)折除。利用這種結(jié)構(gòu)，對(duì)于調(diào)節(jié)裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)需要設(shè)置額外的導(dǎo)向密封，測(cè)量?jī)x表機(jī)構(gòu)可以被使用。
下文通過一個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)地描述，與該實(shí)施例相結(jié)合的附圖是

圖1.1～1.3示出了調(diào)節(jié)環(huán)處于各種位置和流動(dòng)方向的調(diào)節(jié)效果的示意圖；其中圖1.1示出了調(diào)節(jié)環(huán)處在使葉輪轉(zhuǎn)速增加的正位置的示意圖；圖1.2示出了調(diào)節(jié)環(huán)處于使葉輪轉(zhuǎn)速不受影響的非操作位置的示意圖；圖1.3示出了調(diào)節(jié)環(huán)處于使葉輪轉(zhuǎn)速降低的負(fù)位置的示意圖；圖2是渦輪流量計(jì)的縱截面圖，該渦輪流量計(jì)具有設(shè)置在處于上游輪轂上的一個(gè)調(diào)節(jié)環(huán)和處于下游輪轂上的一個(gè)調(diào)節(jié)環(huán)；圖3是處于上游的并安裝在管狀元件之中的輪轂在流動(dòng)方向上的示意圖，圖中未示出儀表的其它元件；圖4是適用于根據(jù)圖3所設(shè)計(jì)的輪轂的調(diào)節(jié)環(huán)的結(jié)構(gòu)圖；圖5是調(diào)節(jié)環(huán)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的詳細(xì)視圖；圖6是與儀表殼體形成整體的、具有本發(fā)明的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的測(cè)量裝置在流動(dòng)方向的視圖。
如圖2所示，渦輪流量計(jì)可以做成傳統(tǒng)的形式。葉輪3安裝在處于上游的輪轂1和處于下游的輪轂2之間，以使其可轉(zhuǎn)動(dòng)并可沿軸向移動(dòng)。輪轂1、2分別由肋4牢固地固定在限定流動(dòng)面積的管狀元件5上，由此，將上述輪轂形成帶有這些元件的一個(gè)部件。
從圖3和6，可以清楚地看出肋4的位置結(jié)構(gòu)。從圖中可看出，肋4沿流動(dòng)面積的圓周均布著，每個(gè)肋以相同的傾角與輪轂的表面相交。肋4與輪轂1的曲表面相配合形成傾斜的位置，這樣可以使進(jìn)入的流體流動(dòng)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。位于下游的輪轂2的肋4以類似的方式形成。
調(diào)節(jié)環(huán)6直接設(shè)置在輪轂1的后面，其由中心輪緣7和外輪緣8組成，在兩個(gè)輪緣之間，有一組轉(zhuǎn)動(dòng)的翅片9。中心輪緣7通過卡口裝置與輪轂1固定連接，這種固定方式確保調(diào)節(jié)環(huán)6夾持在輪轂1上，同時(shí)，保證了該調(diào)節(jié)環(huán)以需要對(duì)流動(dòng)產(chǎn)生影響的小范圍繞葉輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)節(jié)環(huán)6的外輪緣8放在管狀元件5的槽中。
比較圖3和4可以看出，調(diào)節(jié)環(huán)6的翅片9與肋4的位置配合，以使在調(diào)節(jié)環(huán)6的非操作位置，翅片9正好處在肋4的后面。這種非操作位置通過圖1.2示出。在這種情況下，流動(dòng)不受影響，而是沿直線箭頭所表示的方向流動(dòng)。葉輪3上方的箭頭表示類似于圖1.1和圖1.3的葉輪3的旋轉(zhuǎn)方向。
如果為了補(bǔ)償測(cè)量誤差，就需要增加葉輪3的轉(zhuǎn)速，這時(shí)，從流動(dòng)方向看，使轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)6朝右繞葉輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣，如圖1.1所示，就使翅葉9從肋4后面的紊流區(qū)伸出。這樣，使流動(dòng)方向朝右偏移，即朝葉輪3的旋轉(zhuǎn)方向流動(dòng)，由此便增加了葉輪3的轉(zhuǎn)速。
如果需要減少葉輪3的轉(zhuǎn)速，必須朝左轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)6。該位置在圖1.3及圖6示出。使流動(dòng)朝著與葉輪3旋轉(zhuǎn)方向相反的流動(dòng)方向偏轉(zhuǎn)，由此便可減少葉輪3的轉(zhuǎn)速。
這種方案的優(yōu)點(diǎn)是，通常單獨(dú)的調(diào)整運(yùn)動(dòng)，就可均勻地將整個(gè)流動(dòng)面積攔截，因此，在調(diào)速位置誤差時(shí)，保證了無橫向力作用在葉輪軸承上。
圖5示出了將調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)供給調(diào)節(jié)環(huán)6的外部傳遞。從圖中可看出，在調(diào)節(jié)環(huán)6的一部分外輪緣8上，形成齒條10。在形成類似齒條10的區(qū)域中，在管狀元件5的壁上有一開口，導(dǎo)向器11安裝在該開口上。調(diào)節(jié)環(huán)6的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由兩部件12、13組成，這兩個(gè)部件12、13裝在導(dǎo)向器11中。兩個(gè)部件12、13連接并互鎖在一起，象望遠(yuǎn)鏡一樣，彼此可沿縱向相對(duì)移動(dòng)，并且彼此可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從一個(gè)部分傳遞給另一個(gè)部分。在部件12、13之間放置一螺旋彈簧14，該彈簧14用力推動(dòng)部件13，將密封15壓在頂部法蘭16上。部件13穿過頂部法蘭16的端部有一槽口，該槽口可供一起子使用。
在部件12的底端，有一蝸桿17與調(diào)節(jié)環(huán)6外輪緣8上所形成的類似齒條的部分10相嚙合。用起子轉(zhuǎn)動(dòng)上部部分13，就會(huì)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給下部部分12，由此傳遞到調(diào)節(jié)環(huán)6。與此同時(shí)，用這樣結(jié)構(gòu)所形成的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，還可對(duì)測(cè)量?jī)x表排氣。為此，只要向下推壓、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的部件分，帶動(dòng)密封15離開，這樣便在壓力區(qū)域和外部環(huán)境之間形成連通。
在反向流動(dòng)的情況下，在葉輪3的另一側(cè)設(shè)置另一個(gè)調(diào)節(jié)環(huán)18，這種結(jié)構(gòu)在圖2中示出。
調(diào)節(jié)環(huán)18的結(jié)構(gòu)和操作與位于上游的調(diào)節(jié)環(huán)6相同，因此，沒有必要再對(duì)此作進(jìn)一步的描述。
權(quán)利要求
1.一種渦輪流量計(jì)，包括一葉輪(3)，葉輪(3)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在管狀元件5中的處于上游的輪轂(1)和處于下游的輪轂(2)之間，由此，通過若干個(gè)肋(4)將輪轂(1，2)分別牢固地固定在管狀元件(15)中，至少在處于上游的輪轂(1)上設(shè)置有用于補(bǔ)償由制造公差而引起的測(cè)量誤差的調(diào)節(jié)裝置，其特征是，帶有若干個(gè)翅片(9)的調(diào)節(jié)元件(6)可以繞葉輪軸旋轉(zhuǎn)，并且直接設(shè)置在位于上游的輪轂(1)后面，由此，在所述元件(6)的非操作位置，所述翅片(9)處于肋(4)后面的紊流區(qū)，在所述元件(6)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，所述的翅片(9)伸入流動(dòng)區(qū)均勻地圓周分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪流量計(jì)，其特征是，在反向流動(dòng)的情況下，在處于下游的輪轂(2)上也設(shè)有這樣一個(gè)調(diào)節(jié)元件(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪流量計(jì)，其特征是，調(diào)節(jié)元件(6，8)做成環(huán)狀，并由中心輪緣(7)、外輪緣(8)和翅片(9)組成，外輪緣(8)安裝在管狀元件(5)的壁上，而中心輪緣(7)安裝在輪轂(1，2)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪流量計(jì)，還包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于將外部所提供的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)通過處于壓力測(cè)量區(qū)的密封傳遞給調(diào)節(jié)元件，其特征是在調(diào)節(jié)元件(6)的外輪緣(8)的一部分外部形成齒條(10)，該齒條(10)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)置的蝸桿(17)嚙合，在該位置處，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)穿入管狀元件(5)的壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪流量計(jì)，其特征是，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)部件(12、13)和一彈簧，所述的兩個(gè)部件(12、13)，象一個(gè)望遠(yuǎn)鏡一樣可彼此相對(duì)移動(dòng)，同是防止其彼此相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，由此，使一個(gè)部件(12)與調(diào)節(jié)環(huán)(6)相嚙合，另外部件(13)經(jīng)密封(15)通到外側(cè)部，所述的彈簧裝在兩個(gè)部件(12，13)之間，以使穿入外部的部件(13)壓緊密封(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的渦輪流量計(jì)，其特征是，為了使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，具有從儀表機(jī)構(gòu)橫向轉(zhuǎn)動(dòng)出來的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種渦輪流量計(jì)，具有一安裝在管狀元件中的處于上游輪轂和處于下游輪轂之間的能旋轉(zhuǎn)的葉輪，每個(gè)輪轂由若干個(gè)肋牢固地固定在管狀元件中，至少在處于上游的輪轂上設(shè)置有用于補(bǔ)償由制造公差而引起的測(cè)量誤差的調(diào)節(jié)裝置，本發(fā)明的目的是提高調(diào)節(jié)效果，避免不對(duì)稱的流動(dòng)作用在葉輪上。本發(fā)明的這一任務(wù)通過調(diào)節(jié)元件6來實(shí)現(xiàn)，該調(diào)節(jié)元件6直接設(shè)置在位于上游的輪轂1的后面，并可繞葉輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而且?guī)в腥舾蓚€(gè)翅片9，當(dāng)其處于非操作位置時(shí)，翅片9處在肋4后面的紊流區(qū)，當(dāng)其處于轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，該翅片伸入圓周均布的流動(dòng)區(qū)。
文檔編號(hào)G01F1/05GK1127352SQ95115030
公開日1996年7月24日 申請(qǐng)日期1995年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月19日
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