本發(fā)明涉及流量計領(lǐng)域，尤其涉及一種雙通道渦輪流量計。

背景技術(shù)：

渦輪流量計具有安裝于測量室中的渦輪，該渦輪受流體沖擊會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)；渦輪旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速在大多數(shù)情況時與流經(jīng)測量室的流體流速成正比關(guān)系。通過測量渦輪的轉(zhuǎn)速，也就能測量測量室的出流量。由于渦輪軸必然安裝于支承軸承上，當(dāng)流體流速過低，其沖擊力不足以克服軸承摩擦力，渦輪可能不轉(zhuǎn)或者其旋轉(zhuǎn)并不遵循流速-轉(zhuǎn)數(shù)之間的正比關(guān)系，而這會對引起測量室出流量的測量誤差。同時，當(dāng)流體流速過快，渦輪的轉(zhuǎn)速也必然過快，而這又會加速軸承的磨損，甚至導(dǎo)致流量計的損壞?；谏鲜鲈颍瑐鹘y(tǒng)的渦輪流量計只能適用于一個相對狹窄的流速區(qū)間，其應(yīng)用范圍受到較大的限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)渦輪流量計只能適用于一個相對狹窄的流速區(qū)間的問題，提出了一種流速適用面廣、測量精度高的雙通道渦輪流量計。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提出了一種渦輪流量計，包括內(nèi)部有流體通道的殼體；該流體通道中固定設(shè)置有腔體，該腔體內(nèi)部形成有渦輪測量通道；腔體與殼體之間形成有靶式位移測量通道；渦輪流量計還包括與腔體連接的支承軸；該支承軸軸向上開設(shè)有通孔，該通孔與渦輪測量通道連通；

渦輪流量計還包括套設(shè)在支承軸上的彈簧和可滑動地套設(shè)在支承軸上并通過彈簧與腔體連接的靶片；該靶片用于承受流體沖力而滑動，從而打開靶式位移測量通道的入口；

渦輪流量計還包括可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在渦輪測量通道中的葉輪，用于探測葉輪轉(zhuǎn)速的光電測量裝置，用于測量靶片位移的位移傳感器以及分別與光電測量裝置和位移傳感器電性連接、用于根據(jù)靶片位移計算獲得靶式位移測量通道的入口開口面積，并根據(jù)靶式位移測量通道的入口開口面積和葉輪轉(zhuǎn)速來計算流經(jīng)流體通道的流體流量的運算裝置。

本發(fā)明上述的渦輪流量計中，殼體的內(nèi)壁上還裝設(shè)有用于將靶片限制于支承軸上，并使彈簧一直處于壓縮狀態(tài)的定位環(huán)。

本發(fā)明上述的渦輪流量計中，殼體內(nèi)壁的在靠近靶片的位置上縮徑，以使靶式位移測量通道的入口朝向與支承軸垂直。

本發(fā)明上述的渦輪流量計中，靶片包括可滑動地套設(shè)在支撐軸上的承力部以及與承力部固定連接、用于打開或閉合靶式位移測量通道入口的密封部。

本發(fā)明上述的渦輪流量計中，位移傳感器設(shè)置在殼體的在靶式位移測量通道的入口處的內(nèi)壁上或腔體上。

本發(fā)明上述的渦輪流量計中，所述運算裝置安裝在殼體的外壁上，所述渦輪流量計還包括安裝在殼體外壁上并與運算裝置電性連接，用于顯示流過流體通道的流體流量的顯示裝置。

本發(fā)明上述的渦輪流量計中，腔體通過支架與殼體內(nèi)壁連接，或直接安裝在殼體的內(nèi)壁上。

本發(fā)明的雙通道渦輪流量計通過采用靶式位移測量通道，限制了渦輪測量通道中的流體流速，減小了渦輪測量通道中葉輪的磨損，同時還擴展了測量流經(jīng)流體通道中流體速度的范圍，測量精度高，實用性強。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1示出了本發(fā)明實施例的雙通道渦輪流量計的示意圖；

圖2示出了圖1所示的雙通道渦輪流量計的一狀態(tài)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：傳統(tǒng)渦輪流量計只能適用于一個相對狹窄的流速區(qū)間；當(dāng)流體流速過低，其沖擊力不足以克服軸承摩擦力，渦輪可能不轉(zhuǎn)或者其旋轉(zhuǎn)并不遵循流速-轉(zhuǎn)數(shù)之間的正比關(guān)系，而這會對引起測量室出流量的測量誤差。同時，當(dāng)流體流速過快，渦輪的轉(zhuǎn)速也必然過快，而這又會加速軸承的磨損，甚至導(dǎo)致流量計的損壞。本發(fā)明提出的解決該技術(shù)問題的技術(shù)思路是：在渦輪流量計中，構(gòu)造渦輪測量通道和靶式位移測量通道，其中，當(dāng)流經(jīng)渦輪流量計的流體流速較小時，靶式位移測量通道的開口閉合，流體只從渦輪測量通道通過，流體流量可根據(jù)傳統(tǒng)渦輪流量計的流量測量原理得到；當(dāng)流經(jīng)渦輪流量計的流體流速達到一定閾值時，靶式位移測量通道的開口張開；這樣，流經(jīng)渦輪流量計的流體流量就通過流經(jīng)兩通道的流體流量之和得到。在這里，靶式位移測量通道可以有效分擔(dān)渦輪測量通道的流量，從而減小渦輪測量通道中葉輪的磨損。

為了使本發(fā)明的技術(shù)目的、技術(shù)方案以及技術(shù)效果更為清楚，以便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解和實施本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。

參照圖1和圖2，圖1示出了本發(fā)明實施例的雙通道渦輪流量計的示意圖；圖2示出了圖1所示的雙通道渦輪流量計的一狀態(tài)示意圖。

如圖1所示，渦輪流量計包括殼體8，該殼體8內(nèi)形成有流體通道，流體通過該流體通道而流過該渦輪流量計。

流體通道中固定設(shè)置有腔體5，腔體5內(nèi)部形成有渦輪測量通道10；渦輪測量通道10中設(shè)置有葉輪7；該葉輪7通過轉(zhuǎn)軸(圖中未示出)安裝在渦輪測量通道10中，葉輪7在流經(jīng)渦輪測量通道10的流體的沖力作用下進行旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，在本實施例中，渦輪測量通道10具有環(huán)形通道段，從而使流經(jīng)該渦輪測量通道10的流體被整流成旋轉(zhuǎn)流場。

進一步地，腔體5可以通過支架(圖中未示出)與殼體8內(nèi)壁連接，也可以直接安裝(如焊接)在殼體8的內(nèi)壁上；腔體5的截面面積小于流體通道的截面面積，從而使腔體5與殼體8之間形成有靶式位移測量通道11；根據(jù)腔體5外表面形狀以及腔體5與殼體8的連接方式，靶式位移測量通道11可以 有一條或多條；

進一步地，渦輪流量計還包括與腔體5連接的支承軸1；該支承軸1軸向上開設(shè)有通孔，該通孔與渦輪測量通道10連通；優(yōu)選地，在本實施例中，支承軸1為中空圓柱軸體，并且，支承軸1的入口截面與流體通道的入口截面平行，從而減小流入支承軸1中的流體的流動阻力。可以理解，支撐軸1的形狀并不限于圓柱形，還可以呈多邊形、異形等。

渦輪流量計還包括套設(shè)在支承軸1上的彈簧4和可滑動地套設(shè)在支承軸1上的靶片2；靶片2通過彈簧4與腔體5連接，用于承受流體沖力而滑動，從而打開靶式位移測量通道11的入口；在本實施例中，殼體8內(nèi)壁的在靠近靶片2的位置上縮徑，以使靶式位移測量通道11的入口朝向與支承軸1垂直。靶片2包括可滑動地套設(shè)在支撐軸1上的承力部以及與承力部固定連接、用于打開或閉合靶式位移測量通道11的入口的密封部。這里，當(dāng)靶片2滑動，以使密封部與殼體8相接觸時，靶式位移測量通道11的入口便被密封部閉合。進一步地，承力部具有斜面，從而使靶片2更容易被流體推動；該斜面可以是錐斜面或者平斜面。

進一步地，在本實施例中，殼體8的內(nèi)壁上還裝設(shè)有用于將靶片2限制于支承軸1上，并使彈簧4一直處于壓縮狀態(tài)的定位環(huán)3。這樣，在當(dāng)靶片2在彈簧4的作用下抵持于定位環(huán)3上時，彈簧4仍然保持壓縮狀態(tài)，可以保證靶式位移測量通道11的入口完全密封。在一些實施例中，彈簧4的兩端分別與腔體5和靶片2固定連接，同時，渦輪流量計也不具有定位環(huán)3；此時，只要靶片2的密封部足夠大，則在當(dāng)彈簧4處于放松狀態(tài)時，靶片2的密封部仍然可以將靶式位移測量通道11的入口完全密封。

在本實施例中，腔體5與殼體8之間形成有兩條靶式位移測量通道11；這里，腔體5外表面形狀以及腔體5與殼體8的連接方式可以根據(jù)實際測量需要進行改變；當(dāng)需要使靶式位移測量通道11的入口被打開的更有效率，可以設(shè)計多條靶式位移測量通道11，以與腔體5和靶片2配合。

進一步地，渦輪流量計還包括用于探測葉輪7轉(zhuǎn)速的光電測量裝置(圖中未示出)，用于測量靶片2位移的位移傳感器6以及分別與光電測量裝置和位 移傳感器6電性連接、用于根據(jù)靶片2位移計算獲得靶式位移測量通道11的入口開口面積，并根據(jù)靶式位移測量通道11的入口開口面積和葉輪7轉(zhuǎn)速來計算流經(jīng)流體通道的流體流量的運算裝置9。在這里，位移傳感器6設(shè)置在殼體8的在靶式位移測量通道11的入口處的內(nèi)壁或腔體5上；運算裝置9為具有運算功能的單片機或常規(guī)的ic芯片，為現(xiàn)有技術(shù)，這里就不具體贅述。在本實施例中，運算裝置9安裝在殼體8的外壁上，渦輪流量計還包括安裝在殼體8外壁上并與運算裝置9電性連接，用于顯示流過流體通道的流體流量的顯示裝置，該顯示裝置可以是數(shù)顯裝置，也可以是機械顯示裝置。

本實施例的渦輪流量計具有兩種工作狀態(tài)：

1)如圖1所示，由于流入流體通道中的流體流速很小，流體作用于靶片2上的壓力小于彈簧4作用于靶片2上的初始彈力；此時，靶式位移測量通道11的入口被靶片2封閉。此時，流過流體通道的流體流量為流過渦輪測量通道10的流體流量。

2)如圖2所示，當(dāng)流入流體通道中的流體流速大于一閾值時，流體作用于靶片2上的壓力大于彈簧4作用于靶片2上的初始彈力；這樣，靶片2向著腔體5移動，從而打開靶式位移測量通道11的入口。流過流體通道的流體流量為分別流過渦輪測量通道10和位移測量通道11的流體流量之和。在本實施例中，靶式位移測量通道11的入口呈矩形，這樣，靶式位移測量通道11入口的開口面積與靶片2的位移呈線性關(guān)系。而流過靶式位移測量通道11的流體流速與流過渦輪測量通道10的流體流速嚴格相關(guān)，這樣，根據(jù)流過渦輪測量通道10的流體流速可以算出流過靶式位移測量通道11的流體流速；再根據(jù)流過靶式位移測量通道11的流體流速和靶式位移測量通道11入口的開口面積可以計算得到流過靶式位移測量通道11的流體流量。

本發(fā)明的雙通道渦輪流量計通過采用靶式位移測量通道，限制了渦輪測量通道中的流體流速，減小了渦輪測量通道中葉輪的磨損，同時還擴展了測量流經(jīng)流體通道中流體速度的范圍，測量精度高，實用性強。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。