一種高精度旋翼式流量傳感器葉輪制造技術

一種高精度旋翼式流量傳感器葉輪，它由葉輪體、葉輪軸和傳感器構成；所述葉輪體上有葉片；所述葉輪軸位于葉輪體中心；所述傳感器安裝在葉輪體內；其特征在于所述葉輪體上有一垂直于葉輪體軸線的圓盤。優越性：由于本實用新型專利技術葉輪體上設計有垂直于葉輪軸線的圓盤，使得葉輪瞬時轉速更為真實地對應于流經計量室的流體瞬時流速，改善了流量計的流量特性，提高了流量計量精度、重復性、再現性和穩定性，消除和減小因流體速度場和壓力場擾動和突變引起計量精度誤差；本實用新型專利技術的流量特性曲線得到了較大的改善，從分界流量qt到額定流量qn的絕對誤差帶由原來的≤±3％，減小至≤±2％；最小流量qmin到分界流量qt的絕對誤差帶由原來的≤±5％，減小至≤±3％。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及ー種高精度旋翼式流量傳感器葉輪，特別適合于集中供熱計量收費和樓宇中央空調的冷熱量計量收費的熱量表和冷熱量表。(ニ)技術背景隨我國國民經濟的高速發展，對資源的需求越來越大，經歷全球經濟和金融危機后，能源以及節能成為全球性的重大問題，節能也成為國家的基本國策。如我國水資源的人均占有量只有2710立方米，約為世界人均占有量的1/4，居世界第88位。國外ー些國家エ業用水早已采取循環用水措施，水的重復利用率高達70% 90%左右，而中國多數城市還停留在20% 50%的水平上。由于エ藝技術落后，エ業用水定額也遠遠高于國外先進水平。中國占世界石油儲量的1.5%，產量占世界總量的4.5%，但消費量卻占世界總量的8.2%。2000年以來，為了保證我國國民經濟的可持續發展，節約能源早已提到議事日程上來，國家加大了節能力度，出臺了相應的法律法規，計量收費供水和供熱勢在必行。從2010年集中供熱計量收費已經全面實施，各地也出臺了相應的法律法規和實施細則，因此，本技術在當前形勢下有著極其廣闊的應用前景。我國供熱、供水計量收費儀表——流量傳感器(流量計)中，機械式流量傳感器(下簡稱流量計)多為旋翼式流量計。就一般情況而言，口徑彡DN50的流量計使用直翼的旋翼式流量計，口徑>DN50使用螺翼式流量計(其旋翼為空間曲面)。隨著我國科學技術水平的不斷提高，和綜合國力的不斷增強，新型流量計的應用也不斷増加，如超聲流量計，某些場合也有引導使用超聲流量計的輿論和指令。按照我國國情，供熱水質問題，不僅使機械式流量計失效，同樣也使超聲流量計失效，不是有否機械運動部件的問題，而是水質使機械流量計產生運動故障，同樣也使超聲流量計出現發射和接收故障。另，從歐洲近百年的集中供熱收費計量的經驗證明，雖然有超聲流量計，但機械式流量計在歐洲的市場保有量和使用量的兩大指標均占80%以上。我國水計量和熱計量儀表行業超聲流量計的制造成本高于機械式流量計，雖然由于電子技術的進步，使超聲技術應用更加便捷，但超聲流量計受エ作介質溫度變化的影響較大，同時國產換能器與歐洲換能器存在較大的技術差距，其穩定性和可靠性還有待于提高。因此機械式流量傳感器(流量計)的技術創新和推廣應用才是符合我國國情最好途徑。眾所周知供熱、供水計量收費儀表的流量計，其葉輪軸與其支撐的軸承(或軸套)設計上存在一定的軸向間隙和徑向間隙，因為沒有合理的間隙，由于供水、供熱介質(自來水和供熱水)中的雜質容易進入間隙之中，造成計量不準和流量計失效(如葉輪因雜質卡住不轉動)；由于上述間隙的存在，葉輪工作時，軸線的位移、躥動和擺動是被包容在一個圓柱區域內，而且是隨機的，因此直接影響和降低了流量計的計量精度，影響計量數值的重復性和再現性；計量儀表行業通常的做法是通修正儀表系數(即每通過流量計I升的水介質，葉輪轉過的圈數)使之達到計量準確度的要求。由于葉輪工作時產生位移、躥動和擺動是隨機的，因此無法修正這種隨機的影響，產生了計量準確度超差、計量數值的隨機性和不確定度等量計缺陷。(三)
技術實現思路
本技術的目的在于設計ー種高精度旋翼式流量傳感器葉輪，它能夠解決現有技術的不足，有效的提高了流量傳感器的計量精度和穩定性。本技術的技術方案ー種高精度旋翼式流量傳感器葉輪，它由葉輪體、葉輪軸和傳感器構成；所述葉輪體上有葉片；所述葉輪軸位于葉輪體中心；所述傳感器安裝在葉輪體內；其特征在于所述葉輪體上有一垂直于葉輪體軸線的圓盤。所述葉輪體、圓盤及葉片為整體注塑；或者，圓盤過盈配合壓裝或鑲嵌在葉輪體上。所述葉片為直旋翼，即輪廓包絡母線平行于葉輪軸軸線形成的幾何形體；或為螺 翼，其葉片翼形為空間曲面。所述葉輪軸和傳感器為在注塑時鑲嵌或注塑后用過盈配合壓裝。所述傳感器為磁體或感應板；所述磁體為磁環；所述感應板為特殊金屬或非金屬扇形板。所述葉輪體由高溫PP即聚丙烯或其他工程塑料合金組成，特殊場合也可以是金屬合金材料；所述葉輪軸由硬質合金或其他合金材料組成；所述傳感器由磁環、感應板或其他材料組成。所述ー種高精度旋翼式流量傳感器葉輪安裝在流量計葉輪殼和葉輪蓋中間的計量室里，葉輪軸通過葉輪蓋和葉輪殼的軸承/軸套定位；所述葉輪軸與葉輪蓋和葉輪殼的軸承/軸套有軸向間隙和徑向間隙。所述流量計包括進水口、進水口濾網、密封圈、流量計蓋、葉輪蓋、葉輪殼、定位圏、出水ロ密封圈、出水口及流量計殼體；各部件間均為常規連接。本技術的工作過程(I)流體從流量計殼體的進水口進入后，在流體的推動下，葉輪旋轉，其轉動的瞬時轉速為流體通過內計量室瞬時流速的函數；(2)在流體壓力、流速和溫度作用下，計量室產生與之相對應的壓カ場、速度場和密度場，其變化吋，葉輪旋轉矢量也產生與之對應的變化，在葉輪轉動時，也產生擺動和平移；(3)由于葉輪軸與葉輪蓋和葉輪殼的軸承/軸套有軸向間隙和徑向間隙，所以葉輪軸線在軸承/軸套約束的圓柱體內產生位移、躥動和擺動；(4)由于葉輪體上設計有垂直于葉輪軸線的圓盤，其作用是約束葉輪軸線位移、躥動和擺動，并減小其幅度，提高了穩定性、可靠性和計量精度，葉輪的轉動信號由傳感器傳出，完成計量工作。本技術的工作原理流體從流量計殼體進水口進入，在流體的推動下，葉輪旋轉。在流體壓力、流速和溫度作用下，計量室產生與之相對應的壓カ場、速度場和密度場，當上述物理場變化時，葉輪旋轉矢量也產生與之對應的變化，其變化在葉輪旋轉運動上，也疊加了擺動和平移；從幾何上看葉輪軸線除了沿其設計位置轉動外，還在軸承/軸套所約束的圓柱體內沿軸向和徑向平移或兩者疊加的擺動；葉輪的平移和擺動直接影響葉輪的轉動，造成計量精度下降，嚴重影響計量數值的重復性和再現性，并且加大了數值的不確定度。由于本技術葉輪體上設計有垂直于葉輪軸線的圓盤，當作用在葉片上的流體使葉輪軸線位移、躥動和擺動時，作用在圓盤上下的壓カ場、速度場和密度場要阻止這種變化，要保持固有的相對平衡，由于圓盤的存在，大幅度減小了葉輪軸線位移、躥動和擺動的幅度，即使在系統內部產生壓力和速度突變擾動的影響下，也能消除和減小速度式旋翼流量計因壓力和速度突變擾動引起的計量誤差，使表征流量計的流量特性函數減少震蕩和奇點；普通旋翼式速度流量計葉輪工作時，其軸線是在一個圓柱空間內隨機平移和擺動，擺動是由徑向平移和軸向平移的合成，本技術葉輪組件的軸線工作時基本沒有軸向平移，僅有由于葉輪軸和軸套間隙配合引起的徑向隨機平移，且其配合間隙在設計上和エ藝上是可控的，因此徑向平移量極小(< O. IOmm)，故本技術的計量精度遠高于普通旋翼式速度流量計。本技術由于葉輪體有一垂直于葉輪體軸線的圓盤，當葉輪發生位移、躥動或擺動吋，圓盤上下壓カ要發生變化，同時流體介質也要阻止這種變化趨勢，故本技術葉輪的即使產生位移、躥動和擺動，其幅度遠小于普通葉輪，葉輪的軸向或徑向偏移和擺動其包容葉輪軸線的圓柱體的直徑和長度也遠小于普通葉輪。由于上述原因，使用本技術葉輪的流量計，計量精度明顯提高，計量儀表的重復性和再現性也得到明顯提高和改善。本技術的優越性1、由于本技術葉輪體上設計有垂直于葉輪軸線的圓盤，使得葉輪瞬時轉速更為真實地對應于流經計量室的流體瞬時流速，改善了流量計的流量特性，提高了流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高精度旋翼式流量傳感器葉輪，它由葉輪體、葉輪軸和傳感器構成；所述葉輪體上有葉片；所述葉輪軸位于葉輪體中心；所述傳感器安裝在葉輪體內；其特征在于所述葉輪體上有一垂直于葉輪體軸線的圓盤。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳沛，
申請(專利權)人：陳沛，
類型：實用新型
國別省市：