具有膜和旋轉分配驅動裝置的氣量計的制作方法

專利名稱：具有膜和旋轉分配驅動裝置的氣量計的制作方法
技術領域：
本發明涉及可變形膜式氣量計領域，所述氣量計包括多個測量室和一分配元件 或滑閥，所述分配元件或滑閥可轉動地安裝在分配盒或蓋的上表面上，在所述分配盒或 蓋中形成有開口，每個開口與測量室相連通，所述分配元件在其旋轉/轉動時能使氣體 交替地進入和離開所述測量室。
背景技術：
所述分配元件借助傳動裝置驅動而與膜的運動同步地轉動，所述傳動裝置包括 多個桿和一稱為曲柄的部件。在所述膜的交替平移運動期間，所述桿將這些平移運動轉 換成施加至曲柄的旋轉運動。隨后，所述曲柄將其旋轉運動一方面傳遞至分配元件且另 一方面傳遞至一系列齒輪，所述齒輪系列本身驅動整個的體積/量指示器。
具體地，參看文獻EP 0128838來理解具有旋轉分配驅動裝置的這種膜式氣量計 的工作原理。
在已知的各種解決方案中，分配元件或滑閥位于分配蓋上，并且僅通過滑閥的 重量以及滑閥的內部與外部之間的氣體壓力差來提供滑閥與蓋之間的密封。
要注意到的是，這類計量儀面臨欺騙問題。一種普遍使用的欺騙技術涉及將氣 量計從網絡斷開并且使其入口和出口反向地重新接入。所述氣量計能夠因此而倒著計 數，因為內部的機械裝置從技術上講能夠沿其他方向運轉。
能夠使用多種裝置來避免這種欺騙嘗試。
第一種已知解決方案涉及將計量儀密封連接到氣體入口管和/或出口管處。能 夠以多種方法來實現密封，例如在接合部上使用塑料套管、使用在計量儀上的其中具有 孔的突耳與兩個連接接合部之一之間延伸的鉛封線(lead-sealed wire)、或者在兩個連接 接合部的孔之間延伸的鉛封線。這種解決方案的缺點在于，在安裝計量儀時需要附加的 操作。另外，封接件持續暴露，因此要承受該封接件自身的作假性。而且，不是所有的 存在的管子都必然具有可被封接的接合部。
第二已知解決方案涉及將單向系統集成在內部計量機械裝置中。所有通常依賴 于所述機械裝置的“單向”部件使用的各種原理都是可行的當所述機械裝置沿正常的 旋轉方向運轉時，對于每次轉動，所述“單向”部件運動或變形以允許運動系統的其他 部分通過該“單向”部件。如果反方向的氣流使所述“單向”部件的運動反向，則這個 單向部件鎖定/鎖止運動系統且因此鎖定整個機械裝置。然而，這種單向系統在其鎖定 計量機械裝置時沒有完全阻斷氣流。為了將分配滑閥自由地應用到分配盒或蓋上以使得 在限制摩擦力的同時獲得接觸式密封，分配滑閥必須無負荷(除了必須引導該分配滑閥 轉動或平移之外)。因此，在底部處所述分配滑閥僅通過其重量和較小的壓力差保持垂直 抵靠在蓋上，該滑閥的上部暴露于入口壓力下且下部基本暴露于出口壓力下。在頂部處 設有支座以便在所述計量儀向上轉至垂直時防止所述滑閥的脫離。然而，這些支座通常 間隔一到若干毫米的間隙。因此，如果氣體沿著相對于正常的方向相反的方向注入所述計量儀，則所述機械裝置沿反向方向運轉，并通過裝置(單向系統)鎖定所述機械裝置以 便防止反向的轉動。然而，與正常的狀態相比較滑閥的任一側上的壓強被反向并且滑閥 升起，使得所述滑閥與上支座接觸，所述滑閥在其下表面與分配盒/蓋之間留出空隙。 這個空隙對于一些應用是足以能夠使氣流流通的。
第三已知解決方案涉及使用止回閥類型的反流系統。所述系統集成在計量儀罩 內的入口或出口處，并且所述系統可以呈多種形式，例如柔性橡膠片狀閥、在保持架中 滑動的球或壓在座部上的并在氣流被反向時阻塞氣體通道的剛性片狀物。因此，當因為 氣流的方向被反向而閉合所述反流系統時，所述反流系統與單向裝置相比較能實現明顯 更好的密封。然而，這些反流系統的缺點主要在于附加的反流系統本身的成本、正常工 作方向中反流系統產生的壓頭損失、有時候反流系統的有限的耐久性，這是因為所述座 部被沾污、可移動部分的引導表面被沾污或被約束、或橡膠片狀閥硬化。這些種類的損 耗導致卡死、密封失效和/或增大的壓頭損失。
所述反流系統的另一缺點在于這種裝置(所述反流系統)通常位于計量儀罩的入 口或出口處。因此，通過相應的連接器的孔，這些系統是可接近的且因此被暴露而處于 可作假的情形下。發明內容
本發明的目的是提出一種解決方案，該解決方案防止滑閥在非正常方向上的旋 轉且同時確保如果機構鎖定則完全阻斷氣流。
為此，本發明涉及一種膜式氣量計，該膜式氣量計包括多個測量室和可旋轉地 安裝在分配蓋的上表面上的一分配元件或滑閥，在所述分配蓋中形成有多個開口，每個 開口均與測量室相連通，分配元件在其旋轉運動期間能使氣體交替地進入和離開測量室。
本發明的氣量計還包括至少一個單向元件，所述單向元件通過緊固區域與布置 在分配元件上方的固定支撐結構相緊固，每個單向元件與用于鎖定分配元件的裝置配合 操作，以允許分配元件在一個稱為工作方向的方向上旋轉并且在該分配元件反向旋轉時 固定該分配元件，每個單向元件還適于在分配元件反向旋轉時支承所述分配元件，以防 止由氣體壓強作用而造成分配元件的升起。
為了使單向元件與鎖定裝置更好地配合操作，鎖定裝置優選布置在分配元件的 周邊處。
為了有利于鎖定沿所述反向方向(轉動)的分配元件并且將單向元件支承在沿所 述反向方向(轉動)的分配元件上，所述單向元件有利地是長形的形狀，并且所述單向元 件的長度大于所述緊固區域與分配元件之間的垂直距離。
所述單向元件優選由剛性材料制成，優選抗彎曲和抗吸附力，尤其是可以使用 剛性塑料材料、例如聚甲醛(POM，polyoxymSthyBne)。
單向元件和鎖定裝置能夠通過摩擦而相配合。
在這種情況下，鎖定裝置可包括粗糙區域，例如在分配元件的上表面上。
鎖定裝置同樣地可包括齒、凹槽或肋。因此，鎖定裝置能夠通過摩擦與單向裝 置和/或包括齒、凹槽或肋的單向裝置相配合。
有利地，單向元件以在有限范圍內轉動的方式可樞轉地連接到支撐結構上。在 支撐結構內的單向元件的受限轉動有助于鎖定沿所述反向方向(轉動)的分配元件并且有 助于將單向元件壓在沿所述反向方向(轉動)的分配元件上。
轉動的角度優選限定小于或等于60度，并且更優選地是小于或等于30度。所 述角度優選關于垂直線對稱。
支撐結構可包括支座，該支座朝著分配元件的方向延伸并且適于在分配元件反 向旋轉時限制單向元件的轉動。這種支座防止了分配元件的突然升起。
支撐結構同樣地可包括另一支座，該支座朝著分配元件的方向延伸并且適于在 分配元件沿工作方向旋轉時限制單向元件的旋轉。這種支座用于使單向裝置與分配元件 相接觸。


通過閱讀根據非限制性的實施例并且參考附圖給出的下面描述，本發明的其他 優點和特征將變得清晰，其中，
圖1是根據本發明的第一實施方式的氣量計的一部分的視圖，
圖2是根據該第一實施方式的變型方案的氣量計的視圖，
圖3是根據本發明的第二實施方式的氣量計的一部分的視圖，
圖4是根據該第二實施方式的第一變型方案的氣量計的視圖，以及
圖5是根據該第二實施方式的第二變型方案的氣量計的視圖。
具體實施方式
如圖1中所示，氣量計1是可變形膜式氣量計，該氣量計1包括多個測量室。氣 量計1包括以圍繞假想的旋轉軸線旋轉的方式安裝在分配蓋的上表面上的分配元件2，在 所述分配蓋中形成有多個開口，每個開口與測量室相連通，分配元件2在其圍繞所述旋 轉軸線旋轉時能使氣體交替地進入并離開測量室。分配元件2具有上表面9。為了簡單 起見，沒有示出膜、測量室和分配蓋。
分配元件2借助傳動裝置驅動而與膜的運動同步地旋轉，所述傳動裝置包括桿 3、4和曲柄5。當所述膜反復平移運動的時候，桿3、4將所述平移運動轉換成施加在曲 柄5上的旋轉運動。隨后，曲柄5將其旋轉運動一方面傳遞至分配元件2且另一方面傳 遞至中間輪6，中間輪6本身驅動未示出的整個體積/量指示器。該曲柄5由具有上部件 10的支撐結構7來支撐。
圖1至5中的箭頭指出分配元件2的工作旋轉方向。
至少一個聚甲醛(POM)的單向元件8在支撐結構7的上部件10中通過緊固區域 可樞轉地連接到該支撐結構7上。通過開有槽/縫的中空筒體11來提供該樞轉連接，筒 體11構成所述緊固區域(或緊固元件)。單向元件8具有上部12，該上部12插入筒體 11內并且該上部12的形狀與筒體11的內部形狀相匹配。借助兩個支座13、14來限制該 樞轉連接中的旋轉，支座13、14界定筒體11中的槽。兩個支座13、14優選將旋轉角度 界定成小于或等于30度，更精確地說，界定成在單向元件8的緊固區域11與分配元件2 的上表面9之間的垂直線的任一側上小于或等于15度。與筒體11相緊固的指部15插入單向元件8的上端部12處的開口中，以防止單向元件8在筒體11中滑動。
單向元件8與分配元件2的上表面9配合操作。在圖1示出的實施方式中，單 向元件8與表面9通過摩擦而配合。單向元件8可以是呈下部比上部寬的長形元件形式 的凸輪。在垂直平面中的所述凸輪8的長度大于位于支撐結構9的上部10內的緊固區域 11與分配元件2之間的垂直距離。相應地，如果分配元件2的旋轉方向發生反向，則每 個單向元件8支靠在分配元件2上，所述單向元件8同時防止分配元件2沿反方向的旋轉 以及由氣體壓力作用引起的分配元件的垂直升起。
通過將表面9粗糙化能夠加強單向元件8與分配元件2的上表面9之間的配合操 作，例如通過使用具有粗糙表面狀態的模具來模制分配元件2。
為了確保有效保持分配元件2，氣量計1包括至少一個單向元件8，優選2至4 個單向元件8。所述單向元件8優選布置成關于分配元件2的軸線對稱且有規則，以便應 用均勻的力并且防止當氣體壓力反向時的分配元件2的部分升起。
在圖2中示出的變型方案中，其中與圖1的那些元件相同的元件具有同樣的附圖 標記，聚甲醛的單向元件8呈具有圓形下端部、基本矩形縱截面的長形元件的形式。如 上面描述地，單向元件8以有限轉動的方式可樞轉地連接到支撐結構7上。另外，單向 元件8的長度大于單向元件8的緊固區域11與分配元件2的上表面9之間的垂直距離。
分配元件2的周邊具有粗糙的表面9。如果分配元件2的旋轉方向發生反向，則 每個單向元件8支靠在分配元件2上，所述單向元件2同時防止分配元件2沿著反方向的 旋轉以及防止分配元件2的垂直升起。
也可以設想單向元件8的圓形下端部設有條紋，以用于沿所述反方向鎖定分配 元件2。在這種情況下，分配元件2可具有不粗糙的上表面9。
在圖3中所示的第二實施方式中，其中與圖1的那些元件相同的元件具有同樣的 附圖標記，單向元件8是棘爪，所述棘爪的長度大于單向元件8的緊固區域11與分配元 件2之間的垂直距離。單向元件8與呈齒16形式的鎖定裝置配合操作。齒16例如以關 于分配元件2的軸線對稱且規則的方式布置在分配元件2的周邊上。因此，可使用在徑 向上對置的兩個齒16。也可使用多于2個的齒16。齒16具有三角形截面，該三角形截 面具有基本垂直的側面17和傾斜的側面18。單向元件8有利地具有帶斜面的下部，該帶 斜面的下部具有基本垂直的邊和基本水平的邊。
將齒16的形狀設置成，當分配元件2沿正常旋轉方向運轉時單向元件8升起且 樞轉，此時沒有力且不會鎖定。
將所述齒的形狀設置成，如果旋轉方向被反向，則不松開單向元件8，因此鎖定 了分配元件2。尤其是，單向元件8的垂直邊抵靠在每個齒16的垂直側面17上，以防止 繼續轉動。同時，單向元件8的水平邊抵靠在分配元件2的上表面9上，這防止了分配 元件2的升起。
為了將單向元件8加固地支承在分配元件2上，可有利地在單向元件8的下部增 加材料。
在該實施方式的如圖4中所示的第一變型方案中，其中與圖1的那些元件相同的 元件具有同樣的附圖標記，單向元件8的下部具有傾斜邊，該傾斜邊與齒16的傾斜側面 18的形狀相匹配。另外，單向元件8的長度大于緊固區域11與分配元件2之間的垂直距1 O
因此，當分配元件2沿所述反方向旋轉的時候，通過使單向元件8支撐在齒16 上而將分配元件2鎖定。同時，這種支撐方式防止了分配元件2的升起。
如圖5中所示，在第二變型方案中，支座13在朝分配元件2的方向上延伸，支 座13用于在與工作方向相反的方向上限制分配元件2的轉動。這個支座13的存在也限 制了單向元件8沿所述反向方向的旋轉，這防止了分配元件2的突然升起。
也可以設想具有用于在工作方向上限制分配元件2轉動的支座14，該支座14在 朝分配元件2的方向上延伸。在由齒16升起分配元件2之后，這種支座14使單向元件 8與分配元件2恢復接觸。
因此，本發明的氣量計1設有反欺騙系統，所述反欺騙系統集成在氣量計1內并 因此不容易接近。所述系統制造特別簡單、經濟實惠且沒有造成任何附加的壓頭損失。 所述系統防止了分配元件2在不希望的方向上的轉動，同時在氣體壓力方向反向時防止 分配元件2的升起，這使得系統是密封的。另外，所述系統被特別地粗糙化，因為密封 表面的幾何結構自然地防止所述密封表面不被沾污。
權利要求
1.一種具有旋轉分配驅動裝置的膜式氣量計(1)，所述氣量計(1)包括分配元件(2) 和多個測量室，所述分配元件( 可旋轉地安裝在分配蓋的上表面上，在所述分配蓋中 形成有多個開口，各個開口與測量室相連通，所述分配元件( 在其旋轉運動期間能夠 使氣體交替地進入和離開所述測量室，其特征在于，所述計量儀(1)還包括至少一個單 向元件(8)，所述單向元件⑶通過緊固區域(11)緊固到固定支撐結構(7)上，所述固 定支撐結構(7)設置在所述分配元件( 的上方，各個單向元件(8)與用于鎖定分配元件 (2)的裝置(9、16)配合操作，以允許所述分配元件( 在一個稱為工作方向的方向上旋 轉、并且在所述分配元件( 反向轉動時將該分配元件( 固定，各個單向元件(8)還適 于在所述分配元件O)反向轉動時支承該分配元件0)，以防止由氣體壓力的作用造成該 分配元件( 升起。
2.根據權利要求1所述的氣量計(1)，其特征在于，所述鎖定裝置(9、16)設置在所 述分配元件O)的周邊處。
3.根據權利要求1或2所述的氣量計(1)，其特征在于，所述單向元件(8)具有長形 的形狀，并且所述單向元件(8)的長度大于所述緊固區域(11)與分配元件( 之間的垂直距離。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的氣量計(1)，其特征在于，所述單向元件(8) 和鎖定裝置(9)通過摩擦而配合。
5.根據權利要求4所述的氣量計(1)，其特征在于，所述鎖定裝置(9)包括粗糙區域⑶。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的氣量計(1)，其特征在于，所述鎖定裝置(9、 16)包括齒(16)、凹槽或肋。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的氣量計(1)，其特征在于，所述單向元件(8) 以受限轉動的方式可樞轉地連接到所述支撐結構(7)上。
8.根據權利要求7所述的氣量計(1)，其特征在于，轉動的角度被限定成小于或等于 30度。
9.根據權利要求7或8所述的氣量計(1)，其特征在于，所述支撐結構(7)包括支座 (13)，所述支座(13)朝著分配元件O)的方向延伸并適于在所述分配元件(2)反向轉動 時限制所述單向元件(8)的轉動。
10.根據權利要求7至9中任一項所述的氣量計(1)，其特征在于，所述支撐結構(7) 包括支座(14)，所述支座(14)朝著分配元件O)的方向延伸并適于在所述分配元件(2) 沿所述工作方向轉動時限制所述單向元件(8)的轉動。
全文摘要
本發明涉及一種具有膜和旋轉分配驅動裝置的氣量計(1)，氣量計(1)包括多個測量室和一分配元件(2)，分配元件(2)可旋轉地安裝在分配蓋的上表面上，在分配蓋中形成有多個開口，每個開口與測量室相連通，分配元件(2)在其旋轉運動期間能夠使氣體交替地進入和離開測量室，所述氣量計(1)還包括至少一個單向元件(8)，單向元件(8)通過緊固區域(11)與設在分配元件(2)上方的固定支撐結構(7)相緊固，每個單向元件(8)與分配元件(2)的鎖定裝置(9、16)相互作用，以便使分配元件(2)能夠在所謂的工作方向上旋轉，并且在分配元件(2)反向旋轉時鎖定該分配元件(2)，當分配元件(2)反向旋轉時每個單向元件(8)還能夠支承在分配元件(2)上，以便防止由氣體壓力而造成的分配元件(2)的任何升起。
文檔編號G01F3/22GK102027336SQ200980117224
公開日2011年4月20日 申請日期2009年5月4日 優先權日2008年5月13日
發明者F·莫里斯-維拉爾, J·蒂斯朗, J-L·尚普尼 申請人:阿克塔銳斯兩合公司