專利名稱：前導(dǎo)流裝置及帶有該前導(dǎo)流裝置的渦輪氣體流量測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體測(cè)量裝置，特別是涉及一種渦輪式的氣體流量測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
渦輪流量計(jì)是一種速度式流量計(jì)，其主要結(jié)構(gòu)包括外殼、前導(dǎo)流裝置、葉輪、支架、脈沖信號(hào)發(fā)生器、脈沖接收器和積算儀。管道中被測(cè)流體經(jīng)過(guò)前導(dǎo)流裝置被加速，通過(guò)葉輪時(shí)，在氣流的推動(dòng)下，葉輪旋轉(zhuǎn)，與葉輪同軸的脈沖信號(hào)發(fā)生器同時(shí)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生脈沖。由于葉輪轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，脈沖信號(hào)發(fā)生器也將產(chǎn)生一個(gè)與管道流速成正比的脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)接收器接收脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖，經(jīng)過(guò)積算儀通過(guò)特定的程序運(yùn)算，最終得到我們所需參數(shù)，并在顯示儀表上顯示出來(lái)，顯示參數(shù)包括瞬時(shí)流量和累積流量，最終達(dá)到計(jì)量的目的。渦輪流量計(jì)既可用于液體測(cè)量，也可用于氣體流量測(cè)量，但是，對(duì)于兩種類型的流體來(lái)說(shuō)，由于流體的密度和動(dòng)粘度不同，使得兩種渦輪流量計(jì)存在著一些本質(zhì)的不同。特別是對(duì)于被測(cè)流體為氣體來(lái)說(shuō)，由于它是可壓縮流體，其密度隨溫度和壓力變化而產(chǎn)生的變化很大，并且氣體的密度一般較低，為了獲得足夠推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能，只有減小氣體流通截面積才能提高氣體的流通速度，從而能夠使被測(cè)氣體能夠產(chǎn)生足夠的動(dòng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。而減小氣體流通截面積，同時(shí)獲得穩(wěn)定的流體流動(dòng)狀態(tài)，就需要一個(gè)前導(dǎo)流裝置。
同領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)中，前導(dǎo)流裝置的型式多種多樣，使用最多的是錐形和半球加直管段形。這兩種類型分別存在著一些缺點(diǎn)，而兩這共同的缺點(diǎn)是對(duì)流場(chǎng)中流體流動(dòng)性質(zhì)的破壞，從而導(dǎo)致了容易產(chǎn)生分離渦。
同時(shí)，作為渦輪流量計(jì)敏感組件的葉輪，其結(jié)構(gòu)影響了旋轉(zhuǎn)程度，而旋轉(zhuǎn)程度又能直接反映出通過(guò)該渦輪流量計(jì)流體的量的多少，所以葉輪的設(shè)計(jì)直接影響到流量計(jì)性能的好壞和測(cè)量精度，現(xiàn)有技術(shù)中，渦輪流量計(jì)中的葉輪，其結(jié)構(gòu)特征造成了葉柵重迭度小，造成了被測(cè)氣體一定程度上的泄漏，影響測(cè)量結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，而提供一種前導(dǎo)流裝置及帶有該前導(dǎo)流裝置的渦輪氣體流量測(cè)量裝置，通過(guò)該流量測(cè)量裝置中設(shè)置流線型前導(dǎo)流裝置實(shí)現(xiàn)降低壓力的目的，同時(shí)，本發(fā)明還可通過(guò)設(shè)置具有密集分布的倒梯形葉片的葉輪，以達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量氣體流量的目的。
本發(fā)明提出一種前導(dǎo)流裝置，包括導(dǎo)流主體9和導(dǎo)流凸緣11，所述導(dǎo)流主體9上均勻、對(duì)稱地設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)流肋10，其特征在于，所述導(dǎo)流主體9同軸設(shè)置一流線形導(dǎo)流凸緣11；所述導(dǎo)流主體9為圓形，其外圓尺寸和外殼1相配合。
本發(fā)明還提出一種帶有該前導(dǎo)流裝置的渦輪氣體流量測(cè)量裝置，包括外殼1、前導(dǎo)流裝置2、葉輪3、固定套4組成和支架總成5，其中前導(dǎo)流裝置2通過(guò)固定套4固定在固定套4和支架總成5之間，葉輪3穿在支架總成5所包括的軸上，其特征在于，所述導(dǎo)流主體9同軸設(shè)置一流線形導(dǎo)流凸緣11。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可明顯抑制分離渦的產(chǎn)生、并使主流速度分布合理，可在保證流動(dòng)穩(wěn)定性條件下顯著降低壓力損失，加強(qiáng)了前導(dǎo)流功能；同時(shí)，葉片的增加所帶來(lái)的重疊度提高使得流量裝置的測(cè)量靈敏度提高，以及起始流量降低；葉片與外殼內(nèi)壁的間隙減小，最低限度地減小了環(huán)形通道表面上由氣流摩擦和渦流引起的損失。
下面將結(jié)合實(shí)施例及參照附圖對(duì)該發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的渦輪式氣體流量裝置的剖面圖；圖2A是本發(fā)明的前導(dǎo)流裝置的主視圖；圖2B是本發(fā)明的前導(dǎo)流裝置的A-A向剖面3A為本發(fā)明的葉輪的主視圖；圖3B為本發(fā)明的葉輪的B-B向剖面圖。
圖3C為本發(fā)明的葉輪的葉片結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的渦輪式氣體流量裝置的剖面圖，該裝置主要由外殼1、前導(dǎo)流裝置2、葉輪3、固定套4和支架總成5組成，其中前導(dǎo)流裝置2通過(guò)固定套4固定于固定套4和支架總成5之間，；葉輪3穿在支架總成5所包括的軸上，并用固定銷和限位套進(jìn)行固定。
圖2A是本發(fā)明的前導(dǎo)流裝置的主視圖，圖2B是本發(fā)明的前導(dǎo)流裝置的A-A向剖面圖，前導(dǎo)流裝置的導(dǎo)流主體9為圓形，其外圓尺寸和外殼1相配合，該導(dǎo)流主體9上均勻、對(duì)稱地設(shè)置有多個(gè)凸出的導(dǎo)流肋10，且與該導(dǎo)流主體9為一體；貫穿于導(dǎo)流主體9之中的導(dǎo)流凸緣11呈流線形，且與導(dǎo)流主體9同軸。
作為本發(fā)明的另一關(guān)鍵部件葉輪，其具有以下特點(diǎn)葉片重迭度增大，葉片形狀呈倒梯形以及葉片與外殼筒壁的間隙減小。其中，葉片數(shù)目增多，目的在于增加葉片重迭度，應(yīng)為較高的重迭度可提高流量計(jì)的靈敏性，和降低起始流量。但是單純的重迭度增加會(huì)給測(cè)量帶來(lái)兩個(gè)缺陷1)增加的葉片會(huì)使葉輪根部密度增加，從而使阻力損失增大；2)增加的葉片會(huì)同時(shí)帶來(lái)葉片重量增大的問(wèn)題，給葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的啟動(dòng)帶來(lái)影響。本發(fā)明在增加葉片數(shù)量的同時(shí)，適當(dāng)?shù)販p小了葉片根部寬度，使葉片形狀為倒梯形，既可保證葉片頂部和根部的重迭度相同，另一方面又降低了死角區(qū)渦流的產(chǎn)生，減小了壓力損失。
圖3A為本發(fā)明的葉輪的主視圖，圖3B為本發(fā)明的葉輪的B-B向剖面圖，其中葉輪3上密集地設(shè)置有多個(gè)葉片31。
圖3C為本發(fā)明的葉輪的葉片示意圖，葉片31的整體形狀呈倒梯形，葉片31靠近葉輪中心32一邊為短邊，遠(yuǎn)離葉輪中心32一邊為長(zhǎng)邊。葉片與外殼內(nèi)壁的間隙盡量小，考慮到加工藝，本發(fā)明將原間隙減小了0.2毫米，減小后的間隙小于或者等于0.5毫米。以便最低限度減小該環(huán)狀通道表面上由氣流摩擦和渦流引起的損失。
檢驗(yàn)結(jié)果表明，采用本發(fā)明可達(dá)到壓力損失小于100毫米水柱；起步流量小于所規(guī)定額定流量的2％，基本誤差在最大流量和0.2倍的最大流量之間小于±1％，重復(fù)性誤差小于基本誤差的1/3，以上各項(xiàng)指針均達(dá)到國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品先進(jìn)水平并高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。
權(quán)利要求
1.一種前導(dǎo)流裝置，包括導(dǎo)流導(dǎo)流主體(9)和導(dǎo)流凸緣(11)，所述前導(dǎo)流裝置(2)的導(dǎo)流主體(9)上均勻、對(duì)稱地設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)流肋(10)，其特征在于，所述導(dǎo)流主體(9)同軸設(shè)置一流線形導(dǎo)流凸緣(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的前導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流主體9為圓形，其外圓尺寸和外殼(1)的尺寸相配合。
3.一種帶有該前導(dǎo)流裝置的渦輪氣體流量測(cè)量裝置，包括外殼(1)、前導(dǎo)流裝置(2)、葉輪(3)、固定套(4)和支架總成(5)組成，其中前導(dǎo)流裝置(2)通過(guò)固定套(4)固定在固定套(4)和支架總成(5)之間，葉輪(3)穿在支架總成(5)所包括的軸上，所述前導(dǎo)流裝置(2)包括導(dǎo)流主體(9)和導(dǎo)流凸緣(11)，其特征在于，所述導(dǎo)流主體(9)上均勻、對(duì)稱地設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)流肋(10)，其特征在于，所述導(dǎo)流主體(9)同軸設(shè)置一流線形導(dǎo)流凸緣(11)。
4.如權(quán)利要求3所述的帶有該前導(dǎo)流裝置的渦輪氣體流量測(cè)量裝置，其特征在于，所述葉輪(3)上密集設(shè)置有多個(gè)葉片(31)，所述葉片(31)呈倒梯形。
5.如權(quán)利要求4所述的帶有該前導(dǎo)流裝置的渦輪氣體流量測(cè)量裝置，其特征在于，所述葉片靠近葉輪中心(32)一邊為短邊，遠(yuǎn)離葉輪中心(32)一邊為長(zhǎng)邊。
6.如權(quán)利要求4所述的帶有該前導(dǎo)流裝置的渦輪氣體流量測(cè)量裝置，其特征在于，所述葉片(31)與外殼(1)內(nèi)壁的間隙小于或等于0.5毫米。
全文摘要
一種前導(dǎo)流裝置及帶有該前導(dǎo)流裝置的渦輪氣體流量測(cè)量裝置，包括外殼、前導(dǎo)流裝置、葉輪、固定套和支架總成組成，其中前導(dǎo)流裝置通過(guò)固定套固定在固定套和支架總成之間，葉輪穿在支架總成所包括的軸上，所述前導(dǎo)流裝置包括導(dǎo)流主體和導(dǎo)流凸緣，其特征在于，所述導(dǎo)流主體上均勻、對(duì)稱地設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)流肋，其特征在于，所述導(dǎo)流主體同軸設(shè)置一流線形導(dǎo)流凸緣。與現(xiàn)有技術(shù)相比，可明顯抑制分離渦的產(chǎn)生、降低壓力損失；測(cè)量靈敏度提高，最低限度地減小了環(huán)形通道表面上由氣流摩擦和渦流引起的損失。
文檔編號(hào)G01F1/32GK1595070SQ200410019969
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月12日
發(fā)明者李康, 劉正先, 孟慶國(guó), 姜楠, 寧潛有, 張志安, 梁永超 申請(qǐng)人:天津市第五機(jī)床廠