本發(fā)明涉及用于流體流量測定的流量計技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種渦輪流量計。

背景技術(shù)：

渦輪流量計作為一種速度式流量計，具有介質(zhì)適應(yīng)能力強，測量精度高，重復(fù)性好等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域和科研實驗、國防科技等部門。

但是在氣體測量方面，高性能的小口徑渦輪流量計的核心技術(shù)還是掌握在少數(shù)國外廠商手中。核電站一般使用國外公司的氣體渦輪流量計及溫度壓力補償器，用于測量氣體系統(tǒng)內(nèi)的氮氣/壓縮空氣等氣體介質(zhì)的瞬時流量和累積流量，國內(nèi)對氣體渦輪流量計的研制生產(chǎn)都還有一定差距，特別是在核電站設(shè)備國產(chǎn)化的過程中，現(xiàn)有技術(shù)中國產(chǎn)的氣體渦輪流量計還很難滿足核電領(lǐng)域?qū)α髁坑嫓y量精度的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種渦輪流量計，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中國產(chǎn)的氣體渦輪流量計測量精度性能較差的技術(shù)問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供的一種渦輪流量計通過以下技術(shù)要點來解決問題：一種渦輪流量計，包括殼體、固定于殼體上的信號檢測器、安裝于殼體上介質(zhì)流通通道內(nèi)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置有磁鋼，所述殼體的介質(zhì)流通通道內(nèi)還設(shè)置有導(dǎo)流組件，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸及固定于轉(zhuǎn)軸上的葉輪，所述葉輪有多個，且葉輪沿著轉(zhuǎn)軸的軸線方向排布；

所述導(dǎo)流組件的數(shù)量比葉輪的數(shù)量多一個，相鄰的兩個導(dǎo)流組件之間的間隙中均設(shè)置有一個葉輪。

以上殼體用于與輸送介質(zhì)的管道連接，以上導(dǎo)流組件用于改變流經(jīng)殼體上介質(zhì)流通通道的流體的流動形態(tài)，主要是強制流體沿轉(zhuǎn)子的軸向?qū)θ~輪施加作用力而迫使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，安裝于其上的磁鋼隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，此過程中，設(shè)置的信號檢測器用于感應(yīng)磁場變化，即通過磁電感應(yīng)，輸出流量數(shù)據(jù)。

本結(jié)構(gòu)中，通過設(shè)定為葉輪有多個，且導(dǎo)流組件的數(shù)量比葉輪多一個，相鄰的兩個導(dǎo)流組件之間的間隙中均設(shè)置有一個葉輪的設(shè)計，可使得流體在流動過程中，完成多級動作，每一級動作中均包括導(dǎo)流和對轉(zhuǎn)子進行驅(qū)動，這樣，以上多級動作，不僅可使得流體的流速在介質(zhì)流通通道的徑向上更為均勻，也使得介質(zhì)流通通道截面上的各點上流體的流動方向趨于一致，而轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動由多級動作綜合后決定，這樣，通過轉(zhuǎn)子和葉輪的綜合作用，可保證轉(zhuǎn)子在小流量情況下亦具有足夠的驅(qū)動力迫使其轉(zhuǎn)動，同時受力也更為穩(wěn)定，從而可達到提高渦輪流量計測量精度的技術(shù)效果。

采用氣體為介質(zhì)，對渦輪流量計樣機通過了性能試驗、擾動和過載試驗以及耐久性試驗，試驗結(jié)果表明：本方案提供的無論流量計結(jié)構(gòu)，無擾動狀態(tài)最大示值誤差為0.24%，低擾動狀態(tài)最大示值誤差為0.90%，高擾動狀態(tài)最大示值誤差為1.27%；在超出流量測量上限60m³/h 10%流量下的過載試驗考驗了流量計性能的影響程度，試驗前后樣機頻率沒有明顯變化，樣機過載能力符合設(shè)計要求；經(jīng)過1000小時的耐久性試驗，渦輪流量計樣機最大示值誤差為1.26%，本結(jié)構(gòu)形式的渦輪流量計的測量精度明顯優(yōu)于現(xiàn)有的渦輪流量計。

更進一步的技術(shù)方案為：

作為導(dǎo)流組件的具體實現(xiàn)形式，所述導(dǎo)流組件包括環(huán)體及固定于環(huán)體上的多片導(dǎo)流片，所述環(huán)體呈圓環(huán)狀，導(dǎo)流片的一端固定于環(huán)體上，導(dǎo)流片的另一端位于環(huán)體的中心孔中；

導(dǎo)流片的長度方向平行于環(huán)體的軸線方向；

各環(huán)體的軸線均與轉(zhuǎn)軸的軸線共線；

導(dǎo)流片環(huán)形均布于環(huán)體上。

具體的，在制作導(dǎo)流組件時，可在環(huán)體上設(shè)置數(shù)量與導(dǎo)流片數(shù)量相等的槽，將導(dǎo)流片逐一卡設(shè)于所述槽中后，再通過焊接或其他連接形式，實現(xiàn)導(dǎo)流片與環(huán)體的固定。故本結(jié)構(gòu)提供的導(dǎo)流組件，還具有結(jié)構(gòu)便于制造、便于控制裝配精度的優(yōu)勢。

作為一種即可減小導(dǎo)流組件對流體流動生成的阻力大小，又可較好的均勻介質(zhì)流通通道徑向上流體流速、限定介質(zhì)流通通道截面各點介質(zhì)流動方向的實現(xiàn)方案，相鄰兩個導(dǎo)流組件上的導(dǎo)流片數(shù)量不等，且所有導(dǎo)流組件中，處于介質(zhì)流通通道入口端的導(dǎo)流組件上的導(dǎo)流片的數(shù)量最少。具體的，如導(dǎo)流組件為5個時，由介質(zhì)流通通道的入口端至末端，可設(shè)置為各導(dǎo)流組件上的導(dǎo)流片數(shù)量依次為4、8、12、16、12。

作為導(dǎo)流組件相互之間及導(dǎo)流組件在殼體上安裝的具體實現(xiàn)形式，所述殼體上介質(zhì)流通通道的兩端均設(shè)置有內(nèi)螺紋，還包括兩個安裝環(huán)，所述安裝環(huán)為其上設(shè)置有外螺紋的筒狀結(jié)構(gòu)，兩個安裝環(huán)分別螺紋連接于介質(zhì)流通通道的不同側(cè)；

相鄰的兩個導(dǎo)流組件之間均設(shè)置有一根連接銷，兩個相鄰的導(dǎo)流組件的兩個相鄰端中，連接銷固定于任意一個相鄰端上，另一個相鄰端上設(shè)置有用于連接銷的自由端插入的銷孔，所述銷孔為盲孔，且銷孔的深度小于連接銷的長度，所述連接銷的長度與銷孔深度的差值大于葉輪的寬度；

多個導(dǎo)流組件通過兩個安裝環(huán)提供的壓應(yīng)力而固定于介質(zhì)流通通道中。

以上安裝環(huán)在深入殼體的過程中，分別對處于兩端的導(dǎo)流組件提供壓應(yīng)力，相鄰導(dǎo)流組件之間的連接銷用于兩個對應(yīng)導(dǎo)流組件之間的定位，同時由于需要對葉輪提供安裝空間，故只能將連接銷設(shè)置于葉輪的外側(cè)，這樣，即可通過以上連接銷，避免導(dǎo)流組件之間相對轉(zhuǎn)動。

為實現(xiàn)通過連接銷，實現(xiàn)對應(yīng)的兩個導(dǎo)流組件更為精確的相對位置固定，所述連接銷為自由端直徑小于連接端直徑的錐體。

作為一種通過導(dǎo)流組件，實現(xiàn)轉(zhuǎn)子在本渦輪流量計上固定的實現(xiàn)方案，所述轉(zhuǎn)軸的前端和后端分別設(shè)置有前支撐軸和后支撐軸，處于介質(zhì)流通通道入口端的導(dǎo)流組件和處于介質(zhì)流通通道出口端的導(dǎo)流組件上均設(shè)置有軸承座，還包括兩個軸承，前支撐軸通過其中一個軸承與處于介質(zhì)流通通道入口端的導(dǎo)流組件相連，后支撐軸通過另一個軸承與處于介質(zhì)流通通道出口端的導(dǎo)流組件相連。

為使得轉(zhuǎn)子與導(dǎo)流組件的配合更為緊湊，以下兩個位置中至少有一個位置上設(shè)置有處于壓縮狀態(tài)的彈簧：所述前支撐軸與處于介質(zhì)流通通道入口端的導(dǎo)流組件之間的位置、所述后支撐軸與處于介質(zhì)流通通道出口端的導(dǎo)流組件之間的位置；

所述彈簧的軸線方向平行于轉(zhuǎn)軸的軸線方向。本結(jié)構(gòu)中，可通過彈簧的彈性形變使得轉(zhuǎn)子與彈簧形成的組合體的長度適應(yīng)于對應(yīng)的兩個導(dǎo)流組件之間的間距。如以上彈簧為一根的情況下，同時將彈簧設(shè)置于流體流通通道的后端，在以上軸承為微型滾珠軸承時，在介質(zhì)流通通道出口端的導(dǎo)流組件上設(shè)置一個后端直徑小于前端直徑的兩段式臺階孔，臺階孔的變徑段作為彈簧后端的支撐面，后支撐軸的自由端位于臺階孔的前端內(nèi)，對應(yīng)軸承套設(shè)于后支撐軸上，且該軸承也位于臺階孔的前端內(nèi)，彈簧的另一端與軸承外圈的端面接觸的形式。

為使得轉(zhuǎn)軸更輕，利于提升本渦流流量計的靈敏度，所述轉(zhuǎn)軸為空心軸。

為使得轉(zhuǎn)子較輕且具有良好的使用壽命，所述轉(zhuǎn)子的材質(zhì)為硬質(zhì)鋁合金。

為實現(xiàn)將信號檢測器固定于殼體上固定位置，且通過接線盒對信號檢測器提供保護，還包括設(shè)置于殼體上的安裝孔及固定于殼體上的接線盒，所述信號檢測器的一端固定于所述安裝孔中，所述接線盒與殼體的表面圍成一個密封空間，所述信號探測器位于所述密封空間內(nèi)。

進一步的，為利于轉(zhuǎn)子的動平衡性，達到提高本渦輪流量計測量結(jié)果穩(wěn)定性的技術(shù)效果，葉輪上均設(shè)置16片葉片，且每個葉輪上的16個葉片呈環(huán)狀均布；進一步的，作為一種可減小轉(zhuǎn)子對流體阻力，同時使得轉(zhuǎn)子具有足夠靈敏度的方案，以上的葉片均為平直的薄板狀，且每個葉片與轉(zhuǎn)軸軸線的夾角均為11.62°。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本結(jié)構(gòu)中，通過設(shè)定為葉輪有多個，且導(dǎo)流組件的數(shù)量比葉輪多一個，相鄰的兩個導(dǎo)流組件之間的間隙中均設(shè)置有一個葉輪的設(shè)計，可使得流體在流動過程中，完成多級動作，每一級動作中均包括導(dǎo)流和對轉(zhuǎn)子進行驅(qū)動，這樣，以上多級動作，不僅可使得流體的流速在介質(zhì)流通通道的徑向上更為均勻，也使得介質(zhì)流通通道截面上的各點上流體的流動方向趨于一致，而轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動由多級動作綜合后決定，這樣，通過轉(zhuǎn)子和葉輪的綜合作用，可保證轉(zhuǎn)子在小流量情況下亦具有足夠的驅(qū)動力迫使其轉(zhuǎn)動，同時受力也更為穩(wěn)定，從而可達到提高渦輪流量計測量精度的技術(shù)效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種渦輪流量計一個具體實施例的結(jié)構(gòu)爆炸圖；

圖2為本發(fā)明所述的一種渦輪流量計一個具體實施例中，導(dǎo)流組件的主視圖；

圖3為本發(fā)明所述的一種渦輪流量計一個具體實施例中，導(dǎo)流組件的側(cè)視圖；

圖4為本發(fā)明所述的一種渦輪流量計一個具體實施例中，轉(zhuǎn)子與導(dǎo)流組件的連接關(guān)系示意圖；

圖5為本發(fā)明所述的一種渦輪流量計一個具體實施例中，轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5沿所示A-A方向的剖視圖；

圖7為本發(fā)明所述的一種渦輪流量計一個具體實施例中，轉(zhuǎn)子的局部放大圖。

圖中標記分別為：1、安裝環(huán)，2、導(dǎo)流組件，3、彈簧，4、軸承，5、轉(zhuǎn)子，6、轉(zhuǎn)軸，7、殼體，8、信號檢測器，9、接線盒，10、環(huán)體，11、導(dǎo)流片，12、連接銷，13、安裝孔，14、前支撐軸，15、磁鋼，16、葉輪，17、后支撐軸。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但是本發(fā)明不僅限于以下實施例：

實施例1：

如圖1至圖7所示，一種渦輪流量計，包括殼體7、固定于殼體7上的信號檢測器8、安裝于殼體7上介質(zhì)流通通道內(nèi)的轉(zhuǎn)子5，所述轉(zhuǎn)子5上設(shè)置有磁鋼15，所述殼體7的介質(zhì)流通通道內(nèi)還設(shè)置有導(dǎo)流組件2，所述轉(zhuǎn)子5包括轉(zhuǎn)軸6及固定于轉(zhuǎn)軸6上的葉輪16，所述葉輪16有多個，且葉輪16沿著轉(zhuǎn)軸6的軸線方向排布；

所述導(dǎo)流組件2的數(shù)量比葉輪16的數(shù)量多一個，相鄰的兩個導(dǎo)流組件2之間的間隙中均設(shè)置有一個葉輪16。

以上殼體7用于與輸送介質(zhì)的管道連接，以上導(dǎo)流組件2用于改變流經(jīng)殼體7上介質(zhì)流通通道的流體的流動形態(tài)，主要是強制流體沿轉(zhuǎn)子5的軸向?qū)θ~輪16施加作用力而迫使轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)動時，安裝于其上的磁鋼15隨轉(zhuǎn)子5轉(zhuǎn)動，此過程中，設(shè)置的信號檢測器8用于感應(yīng)磁場變化，即通過磁電感應(yīng)，輸出流量數(shù)據(jù)。

本結(jié)構(gòu)中，通過設(shè)定為葉輪16有多個，且導(dǎo)流組件2的數(shù)量比葉輪16多一個，相鄰的兩個導(dǎo)流組件2之間的間隙中均設(shè)置有一個葉輪16的設(shè)計，可使得流體在流動過程中，完成多級動作，每一級動作中均包括導(dǎo)流和對轉(zhuǎn)子5進行驅(qū)動，這樣，以上多級動作，不僅可使得流體的流速在介質(zhì)流通通道的徑向上更為均勻，也使得介質(zhì)流通通道截面上的各點上流體的流動方向趨于一致，而轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)動由多級動作綜合后決定，這樣，通過轉(zhuǎn)子5和葉輪16的綜合作用，可保證轉(zhuǎn)子5在小流量情況下亦具有足夠的驅(qū)動力迫使其轉(zhuǎn)動，同時受力也更為穩(wěn)定，從而可達到提高渦輪流量計測量精度的技術(shù)效果。

采用氣體為介質(zhì)，對渦輪流量計樣機通過了性能試驗、擾動和過載試驗以及耐久性試驗，試驗結(jié)果表明：本方案提供的無論流量計結(jié)構(gòu)，無擾動狀態(tài)最大示值誤差為0.24%，低擾動狀態(tài)最大示值誤差為0.90%，高擾動狀態(tài)最大示值誤差為1.27%；在超出流量測量上限60m³/h 10%流量下的過載試驗考驗了流量計性能的影響程度，試驗前后樣機頻率沒有明顯變化，樣機過載能力符合設(shè)計要求；經(jīng)過1000小時的耐久性試驗，渦輪流量計樣機最大示值誤差為1.26%，本結(jié)構(gòu)形式的渦輪流量計的測量精度明顯優(yōu)于現(xiàn)有的渦輪流量計。

實施例2：

本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上作進一步限定，如圖1至圖7所示，作為導(dǎo)流組件2的具體實現(xiàn)形式，所述導(dǎo)流組件2包括環(huán)體10及固定于環(huán)體10上的多片導(dǎo)流片11，所述環(huán)體10呈圓環(huán)狀，導(dǎo)流片11的一端固定于環(huán)體10上，導(dǎo)流片11的另一端位于環(huán)體10的中心孔中；

導(dǎo)流片11的長度方向平行于環(huán)體10的軸線方向；

各環(huán)體10的軸線均與轉(zhuǎn)軸6的軸線共線；

導(dǎo)流片11環(huán)形均布于環(huán)體10上。

具體的，在制作導(dǎo)流組件2時，可在環(huán)體10上設(shè)置數(shù)量與導(dǎo)流片11數(shù)量相等的槽，將導(dǎo)流片11逐一卡設(shè)于所述槽中后，再通過焊接或其他連接形式，實現(xiàn)導(dǎo)流片11與環(huán)體10的固定。故本結(jié)構(gòu)提供的導(dǎo)流組件2，還具有結(jié)構(gòu)便于制造、便于控制裝配精度的優(yōu)勢。

作為一種即可減小導(dǎo)流組件2對流體流動生成的阻力大小，又可較好的均勻介質(zhì)流通通道徑向上流體流速、限定介質(zhì)流通通道截面各點介質(zhì)流動方向的實現(xiàn)方案，相鄰兩個導(dǎo)流組件2上的導(dǎo)流片11數(shù)量不等，且所有導(dǎo)流組件2中，處于介質(zhì)流通通道入口端的導(dǎo)流組件2上的導(dǎo)流片11的數(shù)量最少。具體的，如導(dǎo)流組件2為5個時，由介質(zhì)流通通道的入口端至末端，可設(shè)置為各導(dǎo)流組件2上的導(dǎo)流片11數(shù)量依次為4、8、12、16、12。

作為導(dǎo)流組件2相互之間及導(dǎo)流組件2在殼體7上安裝的具體實現(xiàn)形式，所述殼體7上介質(zhì)流通通道的兩端均設(shè)置有內(nèi)螺紋，還包括兩個安裝環(huán)1，所述安裝環(huán)1為其上設(shè)置有外螺紋的筒狀結(jié)構(gòu)，兩個安裝環(huán)1分別螺紋連接于介質(zhì)流通通道的不同側(cè)；

相鄰的兩個導(dǎo)流組件2之間均設(shè)置有一根連接銷12，兩個相鄰的導(dǎo)流組件2的兩個相鄰端中，連接銷12固定于任意一個相鄰端上，另一個相鄰端上設(shè)置有用于連接銷12的自由端插入的銷孔，所述銷孔為盲孔，且銷孔的深度小于連接銷12的長度，所述連接銷12的長度與銷孔深度的差值大于葉輪16的寬度；

多個導(dǎo)流組件2通過兩個安裝環(huán)1提供的壓應(yīng)力而固定于介質(zhì)流通通道中。

以上安裝環(huán)1在深入殼體7的過程中，分別對處于兩端的導(dǎo)流組件2提供壓應(yīng)力，相鄰導(dǎo)流組件2之間的連接銷12用于兩個對應(yīng)導(dǎo)流組件2之間的定位，同時由于需要對葉輪16提供安裝空間，故只能將連接銷12設(shè)置于葉輪16的外側(cè)，這樣，即可通過以上連接銷12，避免導(dǎo)流組件2之間相對轉(zhuǎn)動。

為實現(xiàn)通過連接銷12，實現(xiàn)對應(yīng)的兩個導(dǎo)流組件2更為精確的相對位置固定，所述連接銷12為自由端直徑小于連接端直徑的錐體。

作為一種通過導(dǎo)流組件2，實現(xiàn)轉(zhuǎn)子5在本渦輪流量計上固定的實現(xiàn)方案，所述轉(zhuǎn)軸6的前端和后端分別設(shè)置有前支撐軸14和后支撐軸17，處于介質(zhì)流通通道入口端的導(dǎo)流組件2和處于介質(zhì)流通通道出口端的導(dǎo)流組件2上均設(shè)置有軸承4座，還包括兩個軸承4，前支撐軸14通過其中一個軸承4與處于介質(zhì)流通通道入口端的導(dǎo)流組件2相連，后支撐軸17通過另一個軸承4與處于介質(zhì)流通通道出口端的導(dǎo)流組件2相連。

為使得轉(zhuǎn)子5與導(dǎo)流組件2的配合更為緊湊，以下兩個位置中至少有一個位置上設(shè)置有處于壓縮狀態(tài)的彈簧3：所述前支撐軸14與處于介質(zhì)流通通道入口端的導(dǎo)流組件2之間的位置、所述后支撐軸17與處于介質(zhì)流通通道出口端的導(dǎo)流組件2之間的位置；

所述彈簧3的軸線方向平行于轉(zhuǎn)軸6的軸線方向。本結(jié)構(gòu)中，可通過彈簧3的彈性形變使得轉(zhuǎn)子5與彈簧3形成的組合體的長度適應(yīng)于對應(yīng)的兩個導(dǎo)流組件2之間的間距。如以上彈簧3為一根的情況下，同時將彈簧3設(shè)置于流體流通通道的后端，在以上軸承4為微型滾珠軸承時，在介質(zhì)流通通道出口端的導(dǎo)流組件2上設(shè)置一個后端直徑小于前端直徑的兩段式臺階孔，臺階孔的變徑段作為彈簧3后端的支撐面，后支撐軸17的自由端位于臺階孔的前端內(nèi)，對應(yīng)軸承4套設(shè)于后支撐軸17上，且該軸承4也位于臺階孔的前端內(nèi)，彈簧3的另一端與軸承4外圈的端面接觸的形式。

為使得轉(zhuǎn)軸6更輕，利于提升本渦流流量計的靈敏度，所述轉(zhuǎn)軸6為空心軸。

為使得轉(zhuǎn)子5較輕且具有良好的使用壽命，所述轉(zhuǎn)子5的材質(zhì)為硬質(zhì)鋁合金。

實施例3：

本實施例在以上任意一個實施例提供的任意一個技術(shù)方案的基礎(chǔ)上對本案作進一步限定：為實現(xiàn)將信號檢測器8固定于殼體7上固定位置，且通過接線盒9對信號檢測器8提供保護，還包括設(shè)置于殼體7上的安裝孔13及固定于殼體7上的接線盒9，所述信號檢測器8的一端固定于所述安裝孔13中，所述接線盒9與殼體7的表面圍成一個密封空間，所述信號探測器位于所述密封空間內(nèi)。

進一步的，為利于轉(zhuǎn)子5的動平衡性，達到提高本渦輪流量計測量結(jié)果穩(wěn)定性的技術(shù)效果，葉輪16上均設(shè)置16片葉片，且每個葉輪16上的16個葉片呈環(huán)狀均布；進一步的，作為一種可減小轉(zhuǎn)子5對流體阻力，同時使得轉(zhuǎn)子5具有足夠靈敏度的方案，以上的葉片均為平直的薄板狀，且每個葉片與轉(zhuǎn)軸6軸線的夾角均為11.62°。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施方式只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案下得出的其他實施方式，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。