[发明专利]涡轮流量计

说明书

本发明涉及一种涡轮流量计，其具有一叶轮，该叶轮安装在管状元件中的位于上游的轮毂和位于下游的轮毂之间，并可转动，每一轮毂由若干个肋牢固地固定在管状元件中，至少在位于上游的轮毂上设置用于补偿由制造公差而引起的测量误差的调节装置。

由于制造公差，标准的涡轮流量计存在较小的测量误差，这就需要通过合适的测量手段来调节这种误差，即缩小该误差。

根据目前的技术发展水平，公知的做法是，将固定在位于叶轮上游的轮毂上的若干个肋中的一个做成调节叶片，为此目的，将该一个所述的肋设置成可绕一径向轴线旋转的形式。在它的关闭位置，该调节叶片处于被测量流体的流动方向上。如果调节叶片旋转进入流动中，流动方向就会改变。以这种方式影响的流动也被叶轮采纳，也就是说，根据调节叶片的向外摆动方向使叶轮的转速增加或减少。借助于这种效应控制，可以补偿由制造中所带来的指示器的误差。

在反向流动情况下，上述的调节叶片移到处于下游的位置，结果对于叶轮的转速无任何影响。为了也能够调节这种情况下的流动方向，又以类似的方式在叶轮的另一侧装第二个辅助的调节叶片。由此，在两个流动方向上补偿涡轮流量计的测量误差。

利用这种公知的结构，当调节叶片转动时除了能够产生所期望的流动方向改变之外，还会带来相对叶轮不希望的非对称性的流动。这会在一定方向上，在流动的横向产生额外的力作用在叶轮和轴承上，结果，轴承容易在这样方向上加速一侧磨损。除此之外，利用这种结构，涡轮流量计能够调节的量就依赖于流体的流速。特别是，当流速减少时，调节效果会不断地降低，直至该效果完全消失。

因此，本发明的目的是克服在调节由于制造过程而引起的涡轮流量计测量误差中所出现的上述缺点。

根据本发明，一种涡轮流量计，包括一叶轮，叶轮可转动安装在管状元件中的处于上游的轮毂和处于下游的轮毂之间，由此，通过若干个肋将轮毂分别牢固地固定在管状元件中，至少在处于上游的轮毂上设置有用于补偿由制造公差而引起的测量误差的调节装置，其特征是，设置有调节元件，调节元件作成环状，带有若干伸出的翅片并可绕叶轮轴线旋转，并且直接设置在位于上游轮毂后面，由此，在所述元件的非操作位置，所述翅片处于肋后面的紊流区，在所述元件的转动位置，所述的翅片伸入流动区均匀地圆周分布。

在非操作位置调节元件，对叶轮的转速没有影响，从某种意义上说，它的翅片形成了轮毂肋的延长，使流动不受干扰。为了调节测量误差，绕叶轮轴转动的调节元件，使其翅片从盖住轮毂肋的位置移出，并伸入流动中。这样，对着叶轮叶片的流动方向，使叶轮受到影响。由此，根据调节元件转到一侧或另一侧，就会分别使叶轮的转速增加或减少。在调节元件的转动位置，从流体机械的观点看，翅片和肋配合，使两者继续形成单一的机构。肋和翅片的这种相互作用，就如机翼和其内部的升降舵的配合一样。

在流动受影响的位置虽有横向力作用在叶轮上，但是，由于翅片绕流动压的圆周均布，其横向力相互抵消，结果是，没有产生有损于轴承的横向力。在最简单的情况下，例如，径向相对地设置两个轮毂肋和与其配合的调节元件的两个翅片就足够了。但很明显，肋和与其相互作用的翅片的数目越多，它们的调节效果就更大。这里不是绝对需要多少个肋就一定要配置相同数目的翅片。当然所设置的翅片数目可以少于肋的数目，其标准仅是，翅片应绕圆周均布，并当调节元件处在非操作位置时，这些翅片处在与其配合的肋后面的紊流区。在此，也不需要翅片与肋一定准确地相重合。翅片也可以如，短或窄于肋。

本发明进一步的优点是，事实证明，稳定的调节效果可以在整个流速测量范围内获得；也就是说，避免了现有技术低流速情况下的缺点。进一步，所获得的调节效果是公知调节结构所获的调节效果的许多倍，也即，可以补偿较大的测量误差。

为了在反向流动时也能进行调节，可以在位于下游的轮毂上设置相同结构和相同功能的调节元件。

在本发明的进一步的结构中，调节元件设计成一环，由中心轮缘、若干个翅片和外轮缘组成。调节环如同前述的调节叶片一样，借助于将外部所提供的调节运动传递到压力测量区的一个驱动机构进行调节。驱动机构的通道通过仪表壳体或壳体的顶法兰分别与测量区密封。

外轮缘的外部做成齿条形，与驱动机构上设置的蜗杆齿轮啮合。为了形成齿条与蜗杆蜗轮的相互作用，在管状元件的该位置处设有开口。

在本发明进一步的结构形式中，驱动机构由两个可滑动的可伸缩式部件组成，在不妨碍部件之间伸缩式的纵向移动的前提下，可将一部件的旋转运动传递给另一个部件。一个弹簧安装在两个部件之间，用力沿纵向将两个部件分开。