專利名稱：遠傳與直讀式氣體渦輪流量計的制作方法
技術領域：
遠傳與直讀式氣體渦輪流量計，它屬于一種流量計量裝置，可用于各種氣體輸送中的流量計量。
在石油、化工以及日常生活中，都需要對所輸送氣體進行計量，如天然氣輸送等。而現在最好的計量方法是使用渦輪流量計進行計量，利用管道中氣體流動時帶動渦輪轉動進行計量。由于渦輪必須放在氣體流道中，怎樣對渦輪進行隔離，是渦輪流量計量要解決的一個重要問題。現在的解決方法，多是采用使用磁性材料制造渦輪(或是與渦輪相連的轉輪)，用非磁性材料制造相對應處的殼體，然后在殼體外安裝磁傳感器。這種方法雖然解決了渦輪的隔離問題，但是它一方面不能夠直接讀數，要使用專門的數顯設備，不利于現場工作。另一方面，由于渦輪的轉速較高，磁體高速旋轉產生的阻力也大。并容易使探頭丟失數據。也有個別的渦輪流量計，它使用由渦輪帶動減速裝置，然后減速裝置驅動一套機械計數表。把整套裝置全部密封在耐壓殼體內，在計數表顯出位置處設置相應的顯示窗，使用透明材料做這部分殼體。這雖然解決了直讀問題，但它也存在下面兩個問題。第一，由于普通透明材料的強度都不高，耐壓性不好，不能在高壓下使用，在抄表時，透明材料的損壞容易產生人身安全事故。第二，它沒有使用傳感器的遠傳功能，不適用于現代化控制設備。
本實用新型的目的是發明一種遠傳與直讀式氣體渦輪流量計，它有使用電訊號輸出的遠傳和直接在表體上顯示的直讀兩種功能。它可適用于高壓氣體流量的計量。使用低速脈沖計數，計數準確。
本實用新型的結構如附
圖1所示，它有整流錐1、整流錐1后的渦輪2和與渦輪2相連的減速裝置3，減速裝置3后連接有傳動軸5，承壓殼體4包容了整流錐1、渦輪2、減速裝置3和傳動軸5，有機械計數表6，其特征在于在傳動軸5的頂端接有內磁體7，有一與承壓殼體4相連的耐壓罩8罩于內磁體7之上，耐壓罩與承壓殼體4連接，使被計量管道內高壓與外界隔離，耐壓罩8由順磁或是抗磁性材料制造，在耐壓罩8外套有被支承于軸承之上可以相對轉動的外磁體9，內磁體7和耐壓罩8之間以及耐壓罩8與外磁體9之間都有一定的間隙，外磁體9與機械計數表6相連，并在外磁體9的轉動軸上裝有光電傳感器10。
附圖1為本實用新型的結構原理圖。
附圖2為本實用新型在機械計數表6之前加有減速11的一個實施例。
本實用新型的工作原理如下把本實用新型串接于被計量流量的輸氣管路中。被計量氣體流經整流錐1后，變為均勻順流，推動渦輪2旋轉。渦輪2的轉速與氣流流速成正比，通過計量渦輪2的轉數，能得到流過的氣體流量。由于渦輪轉速較高，在渦輪后接有減速器3。減速器3的作用一方面是降低轉速，另一方面也為改變旋轉軸的空間位置，便于輸出。與減速裝置3相連的傳動軸5把減速后的渦輪2旋轉運動傳遞給它頂端的內磁體7，使內磁體7也相應轉動。在內磁體7外罩有耐壓罩8。耐壓罩8與承壓殼體4相連，由于承壓殼體4包容了整流錐1、渦輪2、減速裝置3和傳動軸5，其前后兩端分別與被計量輸氣管道相連。因而使整流錐1、渦輪2、減速裝置3、傳動軸4和內磁體7與外界隔離，內部為高壓力區、外部為常壓區。在耐壓罩8外套有支承于軸承之上，并可以相對轉動的外磁體9。內、外磁體7和9與耐壓罩8都有一定的間隙，耐壓罩8不妨礙它們的轉動。同時，耐壓罩8使用順磁或抗磁材料制造，如不銹鋼、鋁合金、以及非金屬材料等，它對磁場無屏蔽作用。當內磁體7在渦輪2經過減速裝置3與傳動軸5的作用下旋轉時，它的磁場旋轉也使得外磁體9同步旋轉。因而內磁體7和外磁體9組成了一個無接觸的磁連軸節。外磁體9與一個機械計數表6相連，并在外磁體9的轉動軸上裝有光電角度傳感器10。機械計數表6通過對外磁體9轉數計數，就可以得到渦輪2轉數，從而得到氣體流量值。機械計數表6通過顯示盤直接顯示計數值，因此實現在本實用新型近旁直讀。光電角度傳感器10通過把外磁體9的轉動角度值變換為電脈沖，可以傳送到遠方控制中心，通過其它數控裝置對脈沖計數，得到計量值。因此本實用新型也具有計量值遠傳功能。
本實用新型通過渦輪把被計量氣體流速轉換為渦輪轉速，對渦輪轉速計數就得到流量值。渦輪的轉動通過減速裝置減速后，使用傳動軸把轉動傳遞給內磁體，用非鐵磁材料制造的耐壓罩罩于內磁體外，并與承壓殼體相連。當承壓殼體與被計量輸氣管道串聯后，承壓殼體和耐壓罩形成一個密封體，包容了渦輪等測量部件。使用外磁體套于耐壓罩外，與罩內的內磁體形成一個無接觸的磁性連軸節、把內磁體的轉動傳遞到密封體之外。外磁體帶動機械計數表和光電角度傳感器轉動，通過機械計數表進行直讀，而通過光電角度傳感器可以把計量值傳送到遠端測控中心。由于使用承壓殼體和耐壓罩把氣體壓力作用隔開，機械計數表和光電角度傳感器都處于常壓下。耐壓罩可以使用如不銹鋼、鋁合金等高強度非鐵磁材料制造，因此有較高的機械強度，適用于高壓氣體流量計量。由于本實用新型的光電角度傳感器是連在減速裝置后的低速輸出端，因而可以用低速脈沖計數，可有較高的計數精度。
本實用新型可以有如附圖2所示的結構。在外磁體9與機械計數表6和光電角度傳感器10之間加接一個減速器11。通過減速器11的減速，可以使本實用新型有更大的量程。
在本實用新型中，整流錐1、渦輪2的設計與普通渦輪流量計一樣，應有較高的精度。承壓殼體4和耐壓罩8應按耐壓規范設計。
在本實用新型中，減速裝置3和可有減速器11，都應有比較大的減速比，可以采用蝸輪蝸桿減速傳動。減速裝置3和可有的減速器11都可以采用多級減速，以擴大減速比。在本實用新型中，內磁體6和外磁體8組成的無接觸磁連軸器，其磁體的磁極可以是軸向的，也可以是徑向的。在軸向磁極的形式中，內磁體6和外磁體8可以是整體的，也可以是在圓周上等分布置2塊、3塊、4塊或更多塊磁體，一般以2－4塊最好，磁體在圓周上順序交替布置。在徑向磁極的形式中，可以使用雙極形式、四極形式、六極形式或是更多極形式。一般以雙極和四極為最好。在徑向磁極形式中，內磁體6和外磁體8的基體可以使用鐵磁材料制造，如硅鋼、鈹莫合金等。
在本實用新型中，機械計數表可以選用現成的齒輪指針式，也可以采用棘齒步進轉輪式，表的位數可以根據要求的讀數精度，計量量程和抄表時間來定，可以3位、4位、5位或是更多位。
本實用新型中的光電式角度傳感器10可以使用現成的產品，但不要求高的精度和小的角度分度值，其一周10個脈沖或是更低。光電角度傳感器10也可以自行設計，采用一個其上有數個透光孔的轉盤，在轉盤兩端有一對發光二極管和光電二極管，通過透光變化，計錄轉盤的轉動角度。
權利要求1.遠傳與直讀式氣體渦輪流量計，它有整流錐(1)、整流錐(1)后的渦輪(2)和與渦輪(2)相連的減速裝置(3)，減速裝置(3)后連接有傳動軸(5)，承壓殼體(4)包容了整流錐(1)、渦輪(2)、減速裝置(3)和傳動軸(5)，有機械計數表(6)，其特征在于在傳動軸(5)的頂端接有內磁體(7)，有一與承壓殼體(4)相連的耐壓罩(8)罩于內磁體(7)之上，耐壓罩(8)與承壓殼體(4)連接，使被計量管道內高壓與外界隔離，耐壓罩(8)由順磁或是抗磁性材料制造，在耐壓罩(8)外套有被支承于軸承之上可以相對轉動的外磁體(9)，內磁體(7)和耐壓罩(8)之間以及耐壓罩(8)與外磁體(9)之間都有一定的間隙，外磁體(9)與機械計數表(6)相連，并在外磁體(9)的轉動軸上裝有光電傳感器(10)。
2.如權利要求1所述的遠傳與直讀式氣體渦輪流量計，其特征在于在外磁體9與機械計數表6和光電角度傳感器10之間加接一個減速器11。
專利摘要遠傳與直讀式氣體渦輪流量計，它有渦輪，承壓殼體等，其特征在于在傳動軸的頂端接有內磁體，有一與承壓殼體相連的耐壓罩罩于內磁體之上，耐壓罩與承壓殼體連接，在耐壓罩外套有可以相對轉動的外磁體，它與機械計數表相連，裝有光電傳感器。它有使用電訊號輸出的遠傳和直接在表體上顯示的直讀兩種功能。它可適用于高壓氣體流量的計量。使用低速脈沖計數，計數準確。
文檔編號G01F1/34GK2186396SQ93246268
公開日1994年12月28日 申請日期1993年12月30日 優先權日1993年12月30日
發明者李義君 申請人:北京市公用事業科學研究所