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一种气体腰轮流量计及气体流量计量方法

文献发布时间:2023-06-19 09:43:16


一种气体腰轮流量计及气体流量计量方法

技术领域

本申请涉及流量计技术领域,尤其涉及一种气体腰轮流量计及气体流量计量方法。

背景技术

气体腰轮(罗茨)流量计是用于对管道中气体介质流量进行连续或间歇测量的计量仪表,它具有精度高、可靠性好、寿命长、安装使用方便等特点,是容积式流量计的典型。随着燃气输气管道的兴建与普及,腰轮流量计由于其精度高、重复型好等优点,广泛应用于工商业贸易计量和标准校核领域。

现有的气体腰轮流量计基本都为单组腰轮和壳体组合形式,该结构流量计在现场使用的时候,正常运行时排除的瞬时流量随着腰轮的旋转角度不同呈现正弦波动即存在脉动从而使流量计重复性不佳,不足以满足高精度要求场合应用。

发明内容

有鉴于此,本申请实施例提供一种气体腰轮流量计及气体流量计量方法,能够减轻排出的瞬时流量所产生的脉动现象。

第一方面,本申请实施例一种气体腰轮流量计,包括:两个以上的计量腔,在各计量腔中分别设有一腰轮组,两个以上的腰轮组并行设置;两个以上的腰轮组,在各自所在的计量腔中所处于的相对计量位置不同。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述两个以上的计量腔位于同一腔体内;在所述腔体上,与各计量腔相对应的位置处分别设有进气口。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述腔体内具有与至少两个计量腔的排气口相连通的公用排气通道,所述公用排气通道沿所述腔体的长度方向延伸,并与所述腔体一端的出气口相连通。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,两个以上腰轮组之间设有组间联动机构。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,各腰轮组包括第一转子和与第一转子相配合的第二转子,所述组间联动机构与两个以上腰轮组的第一转子或第二转子相联接。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述组间联动机构设在所述腔体外部,并与两个以上腰轮组的第一转子或第二转子的端部相联接。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,各腰轮组的第一转子的第一端连接有第一齿轮,各腰轮组的第二转子的第一端连接有第二齿轮,所述第一齿轮和第二齿轮大小相同且相互啮合;

所述组间联动机构,与两个以上腰轮组的第一转子所连接的第一齿轮相啮合,或与两个以上腰轮组的第二转子所连接的第二齿轮相啮合。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述组间联动机构为齿轮联动机构或同步带。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述齿轮联动机构包括一组间联动齿轮,所述组间联动齿轮可转动地设在所述腔体外部,并与两个以上腰轮组的第一转子所连接的第一齿轮相啮合,或与两个以上腰轮组的第二转子所连接的第二齿轮相啮合;

或者,

所述齿轮联动机构包括一主联动齿轮,所述主联动齿轮可转动地设在所述腔体外部,在所述主联动齿轮与两个以上腰轮组的第一转子所连接的第一齿轮之间,设有中间齿轮,所述中间齿轮与所述主联动齿轮和所述第一齿轮相啮合;或在所述主联动齿轮与两个以上腰轮组的第二转子所连接的第二齿轮之间,设有中间齿轮,所述中间齿轮与所述主联动齿轮和所述第二齿轮相啮合;

或者,

所述齿轮联动机构包括一齿圈,所述齿圈设在所述腔体外部,并与两个以上腰轮组的第一转子所连接的第一齿轮相啮合,或与两个以上腰轮组的第二转子所连接的第二齿轮相啮合。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,各腰轮组包括第一转子和与第一转子相配合的第二转子;

在各腰轮组中,沿顺时针或逆时针方向,在从第1腰轮组的第一转子,至第n腰轮组的第一转子的n个第一转子中,相邻腰轮组的第一转子之间的夹角,呈预定角度梯度递增;其中,各腰轮组的第一转子为各腰轮组的两个转子中,沿顺时针或逆时针方向,处于相同安装顺位的一个转子;

所述预定角度梯度根据如下公式确定得出:

k=90°/n±5°;

其中k为预定角度梯度;

n为腰轮组数。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述两个以上的计量腔为两个、三个或四个计量腔。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,相邻的两个计量腔之间的隔壁,相对于该相邻的两个计量腔之间的对称中心面为对称结构;所述对称中心面穿过所述腔体的中心轴线;

或者,

相邻的两个计量腔之间的隔壁,相对于该相邻的两个计量腔之间的对称中心面为非对称结构。所述对称中心面穿过所述腔体的中心轴线。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述的气体腰轮流量计,还包括壳体,计量模组可拆装地设在所述壳体内;所述计量模组包括所述内部具有计量腔的腔体、以及各计量腔中的腰轮组;

所述壳体上,具有用于与外部气流输送管道相连通的第一进气口和第一出气口;

在所述壳体内具有连通所述第一进气口和所述各计量腔的进气口的第一导流通道,以及连通所述腔体的出气口和所述第一出气口的第二导流通道。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述壳体包括壳本体,所述壳本体具有用于取放所述计量模组的开口,在所述开口处盖设有盖体;所述计量模组设在所述壳本体内;所述第一进气口和第一出气口设在所述壳本体上。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述壳本体包括管道连接部和计量模组容纳部;

所述管道连接部内设有气流缓冲腔和气流排出腔,所述气流缓冲腔和气流排出腔相隔离;所述第一进气口和所述第一出气口设在所述管道连接部上;所述气流缓冲腔分别与所述第一进气口和各计量腔的进气口相连通,所述气流排出腔分别与所述腔体的出气口和所述第一出气口相连通;

所述计量模组容纳部内具有计量模组容纳腔,所述计量模组设在所述计量模组容纳腔中。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述气流排出腔为沿所述壳体的中心轴延伸的筒状结构,所述气流缓冲腔为绕所述气流排出腔环绕的不完整环形体结构。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,各计量腔的进气口设在所述腔体的侧壁上,各计量腔的进气口的入口与所述计量模组容纳腔的内壁之间具有预定间隙;所述气流缓冲腔与所述预定间隙相连通,所述气流缓冲腔与所述计量模组容纳腔形成所述第一导流通道。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述腔体的出气口处连接有过渡连接管,所述过渡连接管自所述腔体的出气口处延伸至所述气流排出腔内,所述过渡连接管和所述气流排出腔形成所述第二导流通道。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,在所述壳体内,于所述气流缓冲腔的出口与各计量腔的进气口之间设有流体过滤件。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述计量模组容纳腔分别与所述气流缓冲腔和气流排出腔相连通;

在所述计量模组容纳腔与所述气流缓冲腔相连通的位置处具有台阶,所述流体过滤件支撑在所述台阶上,所述计量模组支撑在所述流体过滤件上。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述流体过滤件包括呈环形的支架,在所述支架的侧壁上开设有过滤孔,在所述支架上与所述过滤孔相对应的位置处设有过滤网;其中,所述支架支撑在所述台阶上。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,在所述过渡连接管的侧壁上设有可导通所述第一导流通道和所述第二导流通道的旁路开口,在所述旁路开口处设有压差开关件。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述压差开关件包括固定连接件和弹性动作件,所述固定连接件设在所述过渡连接管上,所述弹性动作件设在所述固定连接件上,并在处于自由状态时将所述旁路开口封闭。

第二方面,本申请实施例提供一种气体流量计量方法,应用于气体腰轮流量计,所述气体腰轮流量计包括两个以上的计量腔,在各计量腔中分别设有一腰轮组,两个以上的腰轮组并行设置;所述气体流量计量方法,包括:

气流进入两个以上的计量腔;

两个以上腰轮组进行转动计量;

两个以上的计量腔按照一定时序错峰排出气流。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,两个以上腰轮组进行转动计量,包括:至少两个计量腔中的腰轮组联动转动,进行计量。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,各腰轮组包括第一转子和与第一转子相配合的第二转子,至少两个计量腔中的腰轮组的第一转子或第二转子之间通过组间联动机构相联接;其中,

所述至少两个计量腔中的腰轮组联动转动,包括:

所述至少两个计量腔中的腰轮组的第一转子或第二转子通过所述组间联动机构联动转动。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述至少两个计量腔中的腰轮组的第一转子连接有第一齿轮,第二转子连接有第二齿轮,所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合;

其中,所述至少两个计量腔中的腰轮组的第一转子或第二转子通过组间联动机构联动转动,包括:

所述至少两个计量腔中的腰轮组的第一转子通过所述第一齿轮与一齿轮联动机构或一同步带的啮合,进行联动转动;

或者,

所述至少两个计量腔中的腰轮组的第二转子通过所述第二齿轮与一齿轮联动机构或一同步带的啮合,进行联动转动。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,所述两个以上的计量腔按照一定时序错峰排出,包括:

经过各计量腔计量后的气流,经过各计量腔各自的排气口排出并汇入公用排气通道后,通过公用排气通道排出;

或者,

经过第一部分计量腔计量后的气流,经过所述第一部分计量腔各自的排气口排出并汇入第一公用排气通道后,通过第一公用排气通道排出;经过第二部分计量腔计量后的气流,经过所述第二部分计量腔各自的排气口排出并汇入第二公用排气通道后,通过第二公用排气通道排出;

或者,

所述两个以上的计量腔的数量为N个,N为大于1,小于等于8的自然数;其中,所述经过各计量腔计量后的气流,从排气口排出,包括:

经过N-1个计量腔计量后的气流,经过所述N-1个计量腔各自的排气口排出并汇入公用排气通道后,通过所述公用排气通道排出;经过1个计量腔计量后的气流,经过所述1个计量腔自身的排气口相连通的独立排气通道排出。

根据本申请实施例的一种具体实施方式,各腰轮组包括第一转子和与第一转子相配合的第二转子;

在各腰轮组中,沿顺时针或逆时针方向,在从第1腰轮组的第一转子,至第n腰轮组的第一转子的n个第一转子中,相邻腰轮组的第一转子相对于各自所在计量腔的进气口的夹角,呈预定角度梯度递增;其中,各腰轮组的第一转子为各腰轮组的两个转子中,沿顺时针或逆时针方向,处于相同安装顺位的一个转子;

所述预定角度梯度根据如下公式确定得出:

k=90°/n±5°;

其中k为预定角度梯度;

n为腰轮组数。

本申请实施例中,两个以上的计量腔中分别设有一腰轮组,可通过多个计量腔中同时计量,可增加单位时间内通过流量计的气体体积,提高流量计的吞吐量。两个以上计量腔中的腰轮组,在各自所在的计量腔中所处于的相对计量位置不同,使得各计量腔可错峰排出气流,即各计量腔排出的气体流量的波峰或波谷可相互错开,这样,各计量腔排出的气流汇合后从流量计排出的气流的脉动较为平缓,可有效减轻流量计所排出的气体流量的脉动现象,从而使流量计的重复性较好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一实施例气体腰轮流量计爆炸结构示意图;

图2为本发明一实施例气体腰轮流量计剖面结构示意图;

图3为本发明一实施例气体腰轮流量计内部结构布置示意图;

图4为图3中气体腰轮流量计腔体结构示意图;

图5为本发明一实施例中腰轮组布置结构示意图;

图6为本发明一实施例中联动结构布置结构示意图;

图7为本发明另一实施例中联动结构布置结构示意图;

图8及图9为本发明又一实施例中联动结构布置结构示意图;

图10为本发明再一实施例中联动结构布置结构示意图;

图11a为本发明另一实施例中腰轮组布置结构示意图;

图11b为本发明又一实施例中腰轮组布置结构示意图;

图12为本发明再一实施例中腰轮组布置结构示意图;

图13为本发明另一实施例带有壳体的气体腰轮流量计结构示意图;

图14为本发明一实施例带有壳体的气体腰轮流量计剖面结构示意图;

图15为本发明一实施例气体流量计量方法流程示意图;

图16a及图16b为本发明实施例气体流量计量方法中气流流向示意图;

图17为本发明另一实施例气体流量计量方法中气流流向示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。应当明确,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。

本发明实施例提供一种气体腰轮流量计,包括:两个以上的计量腔,在各计量腔中分别设有一腰轮组,两个以上腰轮组并行设置;两个以上计量腔中的腰轮组,在各自所在的计量腔中所处于的相对计量位置不同。

其中,两个以上的计量腔可为两个、三个或四个或更多数量的计量腔。

本实施例中,可通过多个计量腔中同时计量,可增加单位时间内通过流量计的气体体积,提高流量计的吞吐量。两个以上计量腔中的腰轮组,在各自所在的计量腔中所处于的相对计量位置不同,在提供流量计的吞吐量的同时,可减轻流量计所排出的气体流量的脉动现象,从而使流量计的重复性较好。本发明实施例可用于对燃气等气体进行计量。

参看图1至图3所示,本发明实施例提供一种气体腰轮流量计,包括三个计量腔10,在各计量腔10中分别设有一腰轮组20,三个计量腔10中的腰轮组20并行设置;三个计量腔10中的腰轮组20,在各自所在的计量腔中所处于的相对计量位置不同。图1中的三个计量腔分别为10a,10b,10c。

每个计量腔10中的腰轮组20可包括第一转子201和与第一转子201相配合的第二转子202。三个腰轮组20并行设置时,其中一个腰轮组中的第一转子201和第二转子202的转动中心线所在平面,与其他腰轮组中的第一转子201和第二转子202的转动中心线所在平面,不在同一平面上。第一转子201的转动中心线为第一转子201的转轴中心线,第二转子202的转动中心线为第二转子202的转轴中心线。

其中,三个计量腔10中的腰轮组20,在各自所在的计量腔中所处于的相对计量位置,可以是三个腰轮组20中处于相同安装顺位的一转子(比如第一转子)在各自所在的计量腔中所处于的相对位置。

三个计量腔10中的腰轮组20,在各自所在的计量腔中所处于的相对计量位置不同。比如三个计量腔10中的腰轮组20,可相对于各自所在计量腔10的进气口呈不同角度设置,在一个例子中,三个计量腔10中的腰轮组20,可相对于各自所在计量腔10的进气口呈不同角度设置具体是指三个计量腔10中的腰轮组20,相对于各自所在计量腔10的进气口的进气方向呈不同角度设置。一计量腔10中的腰轮组20,相对于该计量腔10的进气口的进气方向呈不同角度设置,可以是该腰轮组20中的任一转子的最大纵截面相对于该计量腔10的进气口的进气方向呈不同角度设置,一转子的最大纵截面为穿过该转子的转子中心轴的最大纵截面。

在其他实施例中,三个计量腔10中的腰轮组20,可相对于各自所在计量腔10的进气口的进气端或出气端所在平面呈不同角度设置。一计量腔10中的腰轮组20,相对于该计量腔10的进气口的进气端或出气端所在平面呈不同角度设置,可以是该腰轮组20中的任一转子的最大纵截面相对于该计量腔10的进气口的进气端或出气端所在平面呈不同角度设置。

气体从各计量腔10的进气口进入各计量腔10,计量腔10外部和内部存在的气压差推动腰轮组20转动,气体经过计量腔10后自各计量腔10的排气侧(也可称为排气端或排气口等)流出各计量腔10。通过对各腰轮组20中转子转动圈数的计数(比如可通过设在转子端部的传感器对转子转动圈数进行计数),结合转子转动一周通过计量腔10的气体流量大小,可对流经流量计的气体进行计量。

本实施例中,腔体内具有三个计量腔10,在各计量腔10中分别设有一腰轮组20,通过三个计量腔10计量,可增加单位时间内通过流量计的气体体积,提高流量计的吞吐量。

单个计量腔10排出的气体流量存在脉动的情况,本实施例中相邻设置有三个计量腔10,且三个计量腔10中的腰轮组20,在各自所在的计量腔中所处于的相对计量位置不同,使得各计量腔可错峰排出气流,即各计量腔排出的气体流量的波峰或波谷可相互错开,这样,各计量腔排出的气流汇合后从流量计排出的气流的脉动较为平缓,可有效减轻流量计所排出的气体流量的脉动现象,从而使流量计的重复性较好。流量计的重复性是指不同时间段流量计计量的气体流量的差异性大小,差异性越小,则流量计的重复性越好。

两个以上计量腔10中的腰轮组20并行设置,亦即两个以上计量腔10并行设置,可使各计量腔10的布置相对紧凑,从而使流量计的体积相对较小,也便于将各计量腔10排出的气流快速汇合,各计量腔10排出的气流只需通过较短的流动路径即可进行汇合,能够较早或更快地消除或减轻流量计所排出的气体流量的脉动现象。

参看图3至图4,为便于装配,在一个例子中,两个以上的计量腔10可位于同一腔体30内,或者说在同一腔体30内具有两个以上的计量腔10;在腔体30上,与各计量腔10相对应的位置处分别设有进气口301。

参看图2及图3,在所述腔体30上设有一出气口302,该出气口302与各计量腔10的排气口相连通。在另一个例子中,腔体30上的出气口可有多个,每个计量腔10对应一个出气口。除了同一腔体30内具有两个以上的计量腔10之外,在其他实施例中,在腔体30外还可设置单独的一个或多个计量腔,单独设置的一个或多个计量腔可与同一腔体30内的两个以上的计量腔配合使用。

腔体30也可称为型腔。在一个例子中,腔体内具有与至少两个计量腔的排气口相连通的公用排气通道,公用排气通道沿所述腔体的长度方向延伸,并与所述腔体一端的出气口相连通。

参看图4,腔体30可呈中空的柱状,即腔体30中部具有空心结构303,计量腔10及腰轮组20沿腔体30的长度方向延伸设置,这样可增大计量腔10的容积。其中,三个计量腔10围绕腔体30的中心轴设置,腔体30中部的空心结构303与各计量腔10的排气侧相连通,使得腔体30中部的空心结构303成为各计量腔10的公用排气通道,该公用排气通道与流量计的出气口302相连通,即所述出气口302与所述腔体30中部的空心结构303相连通。公用排气通道位于腔体30中部,与各计量腔10的气流排出口相连通,各计量腔10排出的气流能够以尽可能短的流动路径即可进行汇合,或者,气流自各计量腔10排出后即可进行汇合,能够较早或更快地消除或减轻流量计所排出的气体流量的脉动现象。

参看图1及图3,腔体30可包括两端具有开口的腔本体304,在腔本体304的第一端设有第一端板305,第二端设有第二端板306;进气口设在腔本体304上,出气口302开设在第二端板306上;腔体30中的每个计量腔10可包括由壁体围成的第一计量室304a和第二计量室304b,所述第一计量室304a和第二计量室304b相对设置。在一个例子中,所述第一计量室304a和第二计量室304b的横截面可分别呈半圆形。

每个计量腔10中的腰轮组20可包括第一转子201和与第一转子201相配合的第二转子202。第一转子201和第二转子202为横截面呈8字型的长形结构。

第一转子201的转动半径可与第一计量室304a的横截面所形成的半圆的半径相同;第二转子202的转动半径可与第二计量室304b的横截面所形成的半圆的半径相同;其中,第二转子202与第一转子201大小相同。

各腰轮组20的第一转子201和第二转子202的第一端可转动地设在第一端板305上,第二端可转动地设在第二端板306上。第一转子201和第二转子202与第一端板305和第二端板306的转动连接的位置处可设有轴承。

在一个例子中,第二端板306外侧设有端盖307,端盖307与第二端板306相连接;在端盖307上设有通孔,所述出气口302处连接有过渡连接管308,所述过渡连接管308自所述端盖307上的通孔中伸出。在端盖307与第二端板306之间具有容置空间,该容置空间可储存用于对第一转子201和第二转子202的第二端提供润滑作用的润滑油,此外该端盖307与过渡连接管308相配合,也可防止自出气口302排出的气体对第一转子201和第二转子202的第二端与第二端板306之间的转动连接结构(如轴承等)产生不利影响。

为提高计量的准确性,在第一转子201和第二转子202之间可设有联动机构,以使第一转子201和第二转子202的转动相联动,第一转子201和第二转子202之间的联动机构可称为组内联动机构。组内联动机构可以是齿轮联动机构或同步带联动机构等。

参看图5,三个计量腔10中的腰轮组20,相对于各自所在计量腔10的进气口呈不同角度设置。在各腰轮组20中,沿顺时针方向,在从第1腰轮组20的第一转子201a,至第3腰轮组20的第一转子201c的3个第一转子(201a、201b、201c)中,相邻腰轮组20的第一转子相对于各自所在计量腔10的进气口的夹角,呈30°±5°的角度梯度递增;其中,各腰轮组20的第一转子为各腰轮组20的两个转子中,沿顺时针方向,处于第一安装顺位的一个转子。图5中,第一转子201a、第一转子201b、第一转子201c为按顺时针方向处于第一安装顺位的一个转子。

相邻腰轮组20的第一转子201相对于各自所在计量腔10的进气口的夹角,具体是指穿过第一转子201转动中心轴的最大纵剖面,相对于该第一转子201所在计量腔10的进气口的进气方向的夹角。

参看图5,在一个例子中,所述相邻腰轮组20的第一转子201相对于各自所在计量腔10的进气口的夹角呈30°的角度梯度递增。

为了确保在计量过程中三个计量腔10中的腰轮组20,具有相对稳定的相对位置,进一步减轻流量计所排出的气体流量的脉动现象,参看图6至图10,在一个例子中,三个计量腔10中的腰轮组20之间设有组间联动机构40,使得三个计量腔10中的腰轮组20的转动具有联动性,在任一时间段内,各计量腔10排出的气体流量叠加后的总的气体排出量可保持相对稳定。

参看图6,在一个例子中,组间联动机构40与各腰轮组20的第一转子201相联接。

组间联动机构40可设在腔体30外部,并与两个以上腰轮组的第一转子201的端部相联接。在一个例子中,各腰轮组的第一转子201的第一端连接有第一齿轮2011,各腰轮组的第二转子202的第一端连接有第二齿轮2012,所述第一齿轮2011和第二齿轮2012大小相同且相互啮合;所述组间联动机构,与两个以上腰轮组的第一转子201所连接的第一齿轮2011相啮合。

例如,参看图1,组间联动机构40设在第一端板305外侧,并与各腰轮组20的第一转子201的端部相联接;其中,第一端板305外侧为第一端板305背向腰轮组20的一侧。

各腰轮组20的第一转子201和第二转子202的两端分别具有转轴;各腰轮组20的第一转子201的第一端的转轴,穿过第一端板305上的通孔后连接有第一齿轮2011,各腰轮组20的第二转子202的第一端的转轴,穿过第一端板305上的通孔后连接有第二齿轮2012,第一齿轮2011和第二齿轮2012大小相同且相互啮合,第一齿轮2011和第二齿轮2012组成组内联动机构;组间联动机构40,与各腰轮组20的第一转子201所连接的第一齿轮2011相啮合。

组间联动机构40可为齿轮联动机构。参看图6,具体地,组间联动机构40包括一主联动齿轮401a,在主联动齿轮401a与各腰轮组20的第一转子201所连接的第一齿轮2011之间,设有中间齿轮402a,中间齿轮402a与主联动齿轮401a和第一齿轮2011相啮合。

本实施例不限于此,在其他实施例中,在主联动齿轮401a与各腰轮组20的第二转子202所连接的第二齿轮2012之间,设有中间齿轮402a,中间齿轮402a与主联动齿轮401a和第二齿轮2012相啮合。

本实施例中,主联动齿轮401a可转动地设在第一端板305外侧的中心位置处,通过中间齿轮402a与各腰轮组20的第一转子201所连接的第一齿轮2011相啮合,不与各腰轮组20的第二转子202所连接的第二齿轮2012相啮合。在这种情况下,第一转子201和第二转子202的转动中心到主联动齿轮401a的转动中心的距离可以相同,使得相邻的两个计量腔10之间的隔壁,相对于该相邻的两个计量腔10之间的对称中心面为对称结构;对称中心面穿过腔体30的中心轴线。

参看图7,作为中间齿轮402a的一种替换设置方式,中间齿轮402a可被与各腰轮组20的第二转子202同轴联动设置中间齿轮402b替换,中间齿轮402b与各腰轮组20的第为转子202构成一双联齿轮。

本实施例中,出气口302开设在第二端板306上,在其他实施例中,出气口302也可开设在第一端板305上。

本实施例中,组间联动机构40设在第一端板305外侧,在其他实施例中,组间联动机构40也可设在第二端板306外侧,第二端板306外侧为第二端板306背向腰轮组20的一侧。本实施例中,组间联动机构40与各腰轮组20的第一转子201的端部相联接,在其他实施例中,组间联动机构40也可与各腰轮组20的第二转子202的端部相联接。

图8及图9为本发明另一实施例气体腰轮流量计的组间联动机构示意图,参看图8及图9,本实施例的机构与图1所示实施例的结构基本相同,不同之处在于,本实施例中,齿轮联动机构包括一组间联动齿轮401b,组间联动齿轮401b可转动地设在第一端板305外侧,并与各腰轮组20的第一转子201所连接的第一齿轮2011相啮合。组间联动齿轮401b不与各腰轮组20的第二转子202所连接的第二齿轮2012相啮合。

本实施例中,组间联动齿轮401b可转动地设在第一端板305外侧的中心位置处,直接与各腰轮组20的第一转子201所连接的第一齿轮2011相啮合,不与各腰轮组20的第二转子202所连接的第二齿轮2012相啮合。在这种情况下,第一转子201和第二转子202的转动中心到组间联动齿轮401b的转动中心的距离不同,使得相邻的两个计量腔10之间的隔壁,相对于该相邻的两个计量腔10之间的对称中心面也可为非对称结构。对称中心面穿过腔体30的中心轴线。

图10为本发明另一实施例气体腰轮流量计的组间联动机构示意图,参看图10,本实施例的机构与图1所示实施例的结构基本相同,不同之处在于,本实施例中,组间联动机构40包括一齿圈401c,齿圈401c设在第一端板305外侧,并与各腰轮组20的第一转子201所连接的第一齿轮2011相啮合。

本实施例不限于此,在其他实施例中,齿圈401c也可与各腰轮组20的第二转子202所连接的第二齿轮2012相啮合。

在另一实施例中,也可用同步带替换所述齿圈401c。

图11a为本发明另一实施例气体腰轮流量计结构示意图,图11b为本发明又一实施例气体腰轮流量计结构示意图,参看图11a及图11b,本实施例的机构与图1所示实施例的结构基本相同,不同之处在于,本实施例中,腔体30内具有四个计量腔10,每个计量腔10中分别设有一腰轮组20,四个计量腔10中的四个腰轮组20并行设置;与腔体30内具有三个计量腔10的实施例类似,本实施例中,在各腰轮组20中,沿顺时针方向,在从第1腰轮组20的第一转子201,至第4腰轮组20的第一转子201的4个第一转子201中,相邻腰轮组20的第一转子201相对于各自所在计量腔10的进气口的夹角,呈22.5°±5°的角度梯度递增;其中,各腰轮组20的第一转子201为各腰轮组20的两个转子中,沿顺时针方向,处于第一安装顺位的一个转子。

图11a中,第一转子和第二转子的转动中心到组间联动齿轮的转动中心的距离相同,使得相邻的两个计量腔之间的隔壁,相对于该相邻的两个计量腔之间的对称中心面也可为对称结构。对称中心面穿过腔体的中心轴线。

图11b中,第一转子和第二转子的转动中心到组间联动齿轮的转动中心的距离相同,使得相邻的两个计量腔之间的隔壁,相对于该相邻的两个计量腔之间的对称中心面也可为对称结构。对称中心面穿过腔体的中心轴线。

上述实施例中,腔体30内具有三个或四个计量腔10。本发明实施例不限于此,腔体30内也可具有其他数量的计量腔10,比如两个(如图12所示)、五个、六个等。腔体30内具有多个计量腔10时,各腰轮组20均包括第一转子201和与第一转子201相配合的第二转子202;各腰轮组20的转子的设置角度可按如下方式确定:

在各腰轮组20中,沿顺时针或逆时针方向,在从第1腰轮组20的第一转子201,至第n腰轮组20的第一转子201的n个第一转子201中,相邻腰轮组20的第一转子201相对于各自所在计量腔10的进气口(具体可为进气口的进气方向)的夹角,呈预定角度梯度递增;其中,各腰轮组20的第一转子201为各腰轮组20的两个转子中,沿顺时针或逆时针方向,处于相同安装顺位的一个转子;

预定角度梯度根据如下公式确定得出:

k=90°/n±5°;

其中k为预定角度梯度;

n为腰轮组数。n可为大于等于2,小于等于8的自然数。

图13为本发明另一实施例气体腰轮流量计的结构示意图,图14为本发明另一实施例气体腰轮流量计的剖面结构示意图,参看图13及图14,本实施例的机构与图1所示实施例的结构基本相同,不同之处在于,所述气体腰轮流量计还包括壳体50,计量模组可拆装地设在壳体50内。其中,计量模组包括所述内部具有三个计量腔10的腔体30、以及各计量腔10中的腰轮组20。

所述壳体50上,具有用于与外部气流输送管道相连通的壳体进气口501(以下称为第一进气口)和壳体出气口502(以下称为第一出气口);在所述壳体50内具有连通第一进气口和各计量腔10的进气口(以下称为第二进气口)的第一导流通道,以及连通所述腔体30上的出气口302(以下称为第二出气口)和所述第一出气口的第二导流通道。

本实施例中,计量模组可拆装地设在壳体50内,当计量模组出现故障时,可将计量模组从壳体50上拆卸下来进行快速维修或替换,便于降低由腰轮流量计中的计量模组故障导致的、对下游用户的正常生产、生活的影响。

在一个例子中,所述壳体50包括壳本体503,所述壳本体503具有用于取放计量模组的开口,在所述开口处盖设有盖体504;其中,所述壳本体503包括管道连接部5031和计量模组容纳部5032;所述管道连接部5031内设有气流缓冲腔50311和气流排出腔50312,所述气流缓冲腔50311和气流排出腔50312相隔离;所述第一进气口和所述第一出气口设在所述管道连接部5031上,用于与外部气体输送管道相连接;所述气流缓冲腔50311分别与所述第一进气口和所述第二进气口相连通,所述气流排出腔50312分别与所述第二出气口和所述第一出气口相连通;所述计量模组容纳部5032内具有计量模组容纳腔,所述计量模组设在所述计量模组容纳腔中。

气流缓冲腔50311可对流入的气体起到缓冲作用。当流体中含有杂质如焊渣等较大颗粒的杂质时,流体进入气流缓冲腔50311后,由于杂质受重力影响,流体中的一部分杂质可在气流缓冲腔50311中先行沉淀。

在一个例子中,所述气流排出腔50312为沿所述壳体50的中心轴延伸的筒状结构,所述气流缓冲腔50311为绕所述气流排出腔50312环绕的不完整环形体结构,其具有较大的缓冲空间。

所述盖体504和所述计量模组的第一端板305之间形成联动机构容纳腔a,所述组间联动机构40位于所述联动机构容纳腔a中,可减少计量气体对组间联动机构40产生的腐蚀等不利影响。

在一个例子中,所述第二进气口设在所述腔体30的侧壁上,所述第二进气口的入口与所述计量模组容纳腔的内壁之间具有预定间隙b;所述气流缓冲腔50311与所述预定间隙b相连通,所述气流缓冲腔50311与所述计量模组容纳腔形成所述第一导流通道。

所述第二进气口的入口与所述计量模组容纳腔的内壁之间具有的预定间隙b,可对气流进一步起到缓冲作用,在气流从气流缓冲腔50311进入计量模组容纳腔后,通过所述预定间隙b可使气流更加平稳地进入各计量腔10。

在一个例子中,在所述壳体50内,于所述气流缓冲腔50311的出口与所述第二进气口之间设有流体过滤件60,可过滤流体中的杂质,防止气流中的杂质进入计量腔10以影响甚至卡死腰轮组20中的转子的转动。

所述计量模组容纳腔分别与所述气流缓冲腔50311和气流排出腔50312相连通;在所述计量模组容纳腔与所述气流缓冲腔50311相连通的位置处具有台阶,所述流体过滤件60支撑在所述台阶上,所述计量模组支撑在所述流体过滤件60上。

在一个例子中,所述流体过滤件60包括呈环形的支架,在所述支架的侧壁上开设有过滤孔,在所述支架上与所述过滤孔相对应的位置处设有过滤网;其中,所述支架支撑在所述台阶上。支架流的一端可与计量模组的底部密封连接,另一端与所述台阶的台阶面密封连接。

在一个例子中,所述腔体30的出气口处连接有过渡连接管308,所述过渡连接管308自所述腔体30的出气口处延伸至所述气流排出腔50312内,所述过渡连接管308和所述气流排出腔50312形成所述第二导流通道。所述过渡连接管308自所述支架的中心部位穿过。

外部气流从第一进气口进入气流缓冲腔50311后,经过所述流体过滤件60进入计量模组容纳腔中的所述预定间隙b中,在述预定间隙b处通过第二进气口进入各计量腔10,通过各计量腔10后汇集到腔体30中部的空心结构303所形成的公用排气通道中,通过与公用排气通道相连通的第二出气口进入过渡连接管308中,由过渡连接管308导流至气流排出腔50312中,然后通过与气流排出腔50312连通的第一出气口排出至外部气体传输通道。

当由于某种原因,计量模组中的腰轮组20的转子会被卡死,导致计量模组不能正常工作,对下游用户的正常生产、生活产生影响,为避免这种情况发生,在一个例子中,在所述过渡连接管308的侧壁上设有可导通所述第一导流通道和所述第二导流通道的旁路开口,在所述旁路开口处设有压差开关件70。

在腰轮组20的转子卡死时,气体从第一进气口流入气流缓冲腔50311后,气流缓冲腔50311内与气流排出腔50312内的压差增大,当达到一定阈值时,压差开关件70动作,使气流缓冲腔50311和气流排出腔50312相连通,可实现对下游用户临时供气。

在一个例子中,所述压差开关件70包括固定连接件和弹性动作件,所述固定连接件设在所述过渡连接管308上,所述弹性动作件设在所述固定连接件上,并在处于自由状态时将所述旁路开口封闭。

固定连接件可为用于固定弹性动作件的部件,具体结构形式不限。

弹性动作件可包括由弹性材料制作的部件。弹性动作件在预定压力差作用下可产生位移。

弹性动作件的实现形式多种多样,为了便于使本实施例的流量计结构更加简单,在一些例子中,弹性动作件包括:挡片部和弹性连接部,弹性连接部的一端与挡片部相连,另一端与固定连接件相连;挡片部盖设在过渡连接管308上所开设的旁路出口处,挡片部的大小大于旁路出口处的孔径大小。

挡片部可由任一不能够渗透过流体的材料制成,挡片部的形状可为任意形状,厚度可根据实际使用时所需承载的压力而设计,挡片部的大小大于旁路出口处的孔径大小,这样,便于使旁路封闭。

弹性连接部可为由弹性材料制成的,在外力作用下能够产生变形。

本申请实施例还提供一种气体流量计量方法,应用于气体腰轮流量计,所述气体腰轮流量计包括两个以上的计量腔,在各计量腔中分别设有一腰轮组,两个以上的腰轮组并行设置;所述气体流量计量方法,包括步骤:

S100、气流进入两个以上的计量腔;

每个计量腔中的腰轮组可包括第一转子和与第一转子相配合的第二转子。三个腰轮组并行设置时,其中一个腰轮组中的第一转子和第二转子的转动中心轴所在平面,与其他腰轮组中的第一转子和第二转子的转动中心轴所在平面,不在同一平面上。

S102、两个以上腰轮组进行转动计量。

S104、两个以上的计量腔按照一定时序错峰排出气流。

两个以上的计量腔按照一定时序错峰排出气流,可以是指在计量过程中,两个以上的计量腔所排出最大峰值的气体流量的时间点不同,比如一个计量腔排出最大峰值的气体流量的时间点,相对于另一个计量腔排出最大峰值的气体流量的时间点,存在一定的滞后性。

本申请实施例中,两个以上的计量腔按照一定时序错峰排出气流,这样可使各计量腔排出的气体流量的波峰或波谷可相互错开,这样,各计量腔排出的气流汇合后从流量计排出的气流的脉动较为平缓,可有效减轻流量计所排出的气体流量的脉动现象,从而使流量计的重复性较好。

为了确保在计量过程中各计量腔中的腰轮组,具有相对稳定的相对位置,进一步减轻流量计所排出的气体流量的脉动现象,在一个例子,所述两个以上腰轮组进行转动计量(步骤S102),可包括:至少两个计量腔中的腰轮组联动转动,进行计量。

各计量腔中的腰轮组联动转动,在任一时间段内,各计量腔排出的气体流量叠加后的总的气体排出量可保持相对稳定。

在一个例子中,各腰轮组包括第一转子和与第一转子相配合的第二转子,至少两个计量腔中的腰轮组的第一转子或第二转子之间通过组间联动机构相联接;其中,所述至少两个计量腔中的腰轮组联动转动,可包括:所述至少两个计量腔中的腰轮组的第一转子或第二转子通过所述组间联动机构联动转动。

在一个例子中,所述至少两个计量腔中的腰轮组的第一转子连接有第一齿轮,第二转子连接有第二齿轮,所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合;

其中,所述至少两个计量腔中的腰轮组的第一转子或第二转子通过组间联动机构联动转动,包括:所述至少两个计量腔中的腰轮组的第一转子通过所述第一齿轮与一齿轮联动机构或一同步带的啮合,进行联动转动;

本实施例不限于此,在其他实施例中,所述至少两个计量腔中的腰轮组的第一转子或第二转子通过组间联动机构联动转动,包括:所述至少两个计量腔中的腰轮组的第二转子通过所述第二齿轮与一齿轮联动机构或一同步带的啮合,进行联动转动。

参看图5所示。在一个例子中,所述两个以上的计量腔按照一定时序错峰排出(步骤S104),包括:经过各计量腔计量后的气流,经过各计量腔各自的排气口排出并汇入公用排气通道后,通过公用排气通道排出。

参看图16a及图16b,在另一个例子中,所述两个以上的计量腔按照一定时序错峰排出(步骤S104),包括:经过第一部分计量腔计量后的气流,经过所述第一部分计量腔各自的排气口排出并汇入第一公用排气通道后,通过第一公用排气通道排出;经过第二部分计量腔计量后的气流,经过所述第二部分计量腔各自的排气口排出并汇入第二公用排气通道后,通过第二公用排气通道排出。

参看图17,在又一个例子中,所述两个以上的计量腔按照一定时序错峰排出(步骤S104),包括:经过N-1个计量腔计量后的气流,经过所述N-1个计量腔各自的排气口排出并汇入公用排气通道后,通过所述公用排气通道排出;经过1个计量腔计量后的气流,经过所述1个计量腔自身的排气口相连通的独立排气通道排出。其中,N为计量腔的数量,N为大于1,小于等于8的自然数。

在一个例子中,各腰轮组包括第一转子和与第一转子相配合的第二转子;在各腰轮组中,沿顺时针或逆时针方向,在从第1腰轮组的第一转子,至第n腰轮组的第一转子的n个第一转子中,相邻腰轮组的第一转子相对于各自所在计量腔的进气口的夹角,呈预定角度梯度递增;其中,各腰轮组的第一转子为各腰轮组的两个转子中,沿顺时针或逆时针方向,处于相同安装顺位的一个转子;所述预定角度梯度根据如下公式确定得出:

k=90°/n±5°;

其中k为预定角度梯度;

n为腰轮组数。

本实施例气体流量计量方法,可应用于前述气体腰轮流量计中,其有益效果和前述气体腰轮流量计中的有益效果基本相同,在此不再赘述。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

相关技术
  • 由阀控气体腰轮流量计构成的阀控气体腰轮流量计量箱
  • 一种气体腰轮流量计及气体流量计量方法
技术分类

06120112278329