[發明專利]一種活動導軌型流量計

在審

• 申請號: 201811599460.5
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN111366206A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 丁川;朱宇輝;阮健;童成偉;吳圣
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01F11/22
• 分類號: G01F11/22;G01F15/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;吳紅斐

1.一種活動導軌型流量計，其特征在于：包括左殼體(3)和右殼體(13)，所述左殼體(3)和所述右殼體(13)之間通過中間殼體(8)密封連通，且所述左殼體(3)、所述右殼體(13)和所述中間殼體(8)的中心軸相重合；所述左殼體(3)的左端設有左端蓋(1)，所述右殼體(13)的右端設有右端蓋(14)，且所述左端蓋(1)上設有進液口，所述右端蓋(14)上設有出液口；定義所述左殼體(3)所在的一端為左端，所述右殼體(13)所在的一端為右端，軸向是所述的中心軸方向或平行于所述的中心軸的方向，軸對稱是指以所述的中心軸對稱，徑向是指所述中間殼體(8)橫截面的直徑所在的方向，周向是圍繞所述的中心軸的方向；

所述左殼體(3)內設有左計量單元，所述右殼體(13)內設有右計量單元，且所述左殼體(3)通過所述左計量單元進液和排液，所述右殼體(13)通過所述右計量單元進液和排液；

所述左計量單元包括同軸設置在所述左殼體(3)內的左缸體(4)，所述右計量單元包括同軸設置在所述右殼體(13)內的右缸體(10)；所述左缸體(4)內同軸設有左活塞(5)，所述右缸體(10)內同軸設右活塞(11)，且所述左活塞(5)和所述右活塞(11)之間通過允許所述左活塞(5)和所述右活塞(11)保持同步轉動又可相對獨立地軸向移動的撥叉滑竿裝置相連，且所述撥叉滑竿裝置設置在所述中間殼體(8)的內腔內；

所述左活塞(5)的左右兩端密封貫穿所述左缸體(4)，所述左活塞(5)的中間設有第一臺肩，且所述第一臺肩將所述左缸體(4)的內腔分隔出密閉的第一左腔室(C)和密閉的第一右腔室(I)；所述第一臺肩上設有兩條軸對稱的第一左軸向槽(a)和兩條軸對稱的第一右軸向槽(b)，且所述第一左軸向槽(a)和所述第一右軸向槽(b)在所述左活塞(5)的橫截面的圓周上等間距交替設置，其中：所述第一左軸向槽(a)與所述第一左腔室(C)連通，所述第一右軸向槽(b)與所述第一右腔室(I)連通；

所述右活塞(11)的左右兩端密封貫穿所述右缸體(10)，所述右活塞(11)的中間設有第二臺肩，且所述第二臺肩將所述右缸體(10)的內腔分隔出密閉的第二左腔室(L)和密閉的第二右腔室(R)；所述第二臺肩上設有兩條軸對稱的第二左軸向槽(c)和兩條軸對稱的第二右軸向槽(d)，且所述第二左軸向槽(c)和所述第二右軸向槽(d)在所述右活塞(16)的橫截面的圓周上等間距交替設置，其中：所述第二左軸向槽(c)與第二左腔室(L)連通，所述第二右軸向槽(d)與所述第二右腔室(R)連通；

所述左計量單元還包括分別位于所述左計量單元左右兩端的一對滾輪運動組件，所述右計量單元還包括分別位于所述右計量單元左右兩端的另一對滾輪運動組件；且所述滾輪運動組件均包括相配合的滾輪(15、16、19、20)和導軌(2、6、9、12)；

所述左缸體(4)的左右兩端分別設置有兩個軸對稱的空心滾輪軸(17、18)，所述右缸體(10)的左右兩端也分別設置有兩個軸對稱的空心滾輪軸(21、22)，其中：所述左計量單元的空心滾輪軸(17、18)的內端分別固定在所述左缸體(4)的外壁上，所述左計量單元的空心滾輪軸(17、18)的外端沿所述徑向延伸至與所述左殼體(3)的內壁固定相連；所述右計量單元的空心滾輪軸(21、22)的內端固定在所述右缸體(10)的外壁上，所述右計量單元的空心滾輪軸(21、22)的外端沿徑向延伸至與所述右殼體(13)的內壁固定相連；所述左計量單元的滾輪(15、16)和所述右計量單元的滾輪(19、20)一一可轉動地套設在所述空心滾輪軸(17、18、21、22)上；

所述左計量單元的導軌(2、6)分別同軸固定在所述左活塞(5)位于所述左缸體(4)外的左右兩端上，所述右計量單元的導軌(9、12)分別同軸固定在所述右活塞(11)位于所述右缸體(10)外的左右兩端上；

所述左計量單元的導軌(2、6)和所述右計量單元的導軌(9、12)的滾動面均呈軸向的環狀曲面，所述曲面帶有軸向的起伏，所述的導軌(2、6、9、12)在所述中心軸方向的投影呈圓環狀，且所述的曲面有2個最高點(T1)和2個最低點(T2)，所述的最高點(T1)和最低點(T2)分別位于所述的圓環的相互垂直的兩條直徑上，所述的曲面分別依照所述的兩條直徑對稱；所述滾輪(15、16、19、20)在對應的所述導軌(2、6、9、12)的滾動面上滾動，并推動左活塞(5)和右活塞(11)沿軸向移動；所述的導軌(2、6、9、12)的內環側高于外環側，所述的滾輪(15、16、19、20)是錐滾輪，且所述滾輪(15、16、19、20)的滾動面與所述導軌(2、6、9、12)的滾動面相適配；

所述左殼體(3)的壁面上設有兩個左軸向通孔(B)和兩個左軸向盲孔(H)，且所述左軸向通孔(B)和所述左軸向盲孔(H)在所述左殼體(3)的橫截面上的投影沿所述左殼體(3)的圓周等間距交替分布；所述左軸向通孔(B)上開有左第一窗口(D)，所述左軸向盲孔(H)上開有左第二窗口(G)；所述右殼體(13)的壁面上設有兩個右軸向通孔(S)和兩個右軸向盲孔(M)，且所述右軸向通孔(S)和所述右軸向盲孔(M)在所述右殼體(13)的橫截面上的投影沿所述右殼體(13)的圓周等間距交替分布；所述右軸向通孔(S)上開有右第一窗口(O)，所述右軸向盲孔(M)上開有右第二窗口(P)；

所述中間殼體(8)上設有一對分別用于連通所述左軸向盲孔(H)和所述右軸向通孔(S)的第一軸向連接通孔(K)，所述中間殼體(8)上還設有一對分別用于連通所述左軸向通孔(B)和右軸向盲孔(M)的第二軸向連接通孔(J)；

所述左缸體(4)上開設有用于與所述第一左軸向槽(a)或所述第一右軸向槽(b)相連通的兩個軸對稱的左第三窗口(E)，所述左缸體(4)上還開設有用于與所述第一左軸向槽(a)或所述第一右軸向槽(b)相連通的兩個軸對稱的左第四窗口(F)；且所述左第三窗口(E)和所述左第四窗口(F)在所述左缸體(4)的橫截面上的投影沿所述左缸體(4)的圓周等間距交替分布；所述右缸體(10)上開設有用于與所述第二左軸向槽(c)或所述第二右軸向槽(d)相連通的兩個軸對稱的右第三窗口(N)，所述右缸體(4)上還開設有用于與所述第二左軸向槽(c)或所述第二右軸向槽(d)相連通的兩個軸對稱的右第四窗口(Q)；且所述右第三窗口(N)和所述右第四窗口(Q)在所述右缸體(10)的橫截面上的投影沿所述右缸體(10)的圓周等間距交替分布；所述空心滾輪軸(17、18、21、22)沿所述徑向貫通，所述左計量單元左端的空心滾輪軸(17)的內端與所述左第三窗口(E)相連通，所述左計量單元左端的空心滾輪軸(17)的外端與所述左第一窗口(D)相連通；所述左計量單元右端的空心滾輪軸(18)的內端與所述左第四窗口(F)相連通，所述左計量單元右端的空心滾輪軸(18)的外端與所述左第二窗口(G)相連通；

所述右計量單元左端的空心滾輪軸(21)的內端與所述右第三窗口(N)相連通，所述右計量單元左端的空心滾輪軸(21)的外端與所述右第一窗口(O)相連通；所述右計量單元右端的空心滾輪軸(22)的內端與所述右第四窗口(Q)相連通，所述右計量單元右端的空心滾輪軸(22)的外端與所述右第二窗口(P)相連通；

所述進液口、所述左軸向通孔(B)、所述左第一窗口(D)、位于左計量單元左端的所述空心滾輪軸(17)、左第三窗口(E)依次連通，構成所述左計量單元的進液通道；所述左第四窗口(F)、位于左計量單元右端的所述空心滾輪軸(18)、所述左第二窗口(G)、所述左軸向盲孔(H)、所述第一軸向連接通孔(K)、所述右軸向通孔(S)和所述出液口依次連通，構成所述左計量單元的出液通道；

所述進液口、所述左軸向通孔(B)、所述第二軸向連接通孔(J)、所述右軸向盲孔(M)、所述右第二窗口(P)、位于右計量單元右端的所述空心滾輪軸(22)、所述右第四窗口(Q)依次連通，構成所述右計量單元的進液通道；所述右第三窗口(N)、位于右計量單元左端的所述空心滾輪軸(21)、所述右第一窗口(O)、所述右軸向通孔(S)和所述出液口依次連通，構成所述右計量單元的出液通道；

位于所述左活塞(5)兩端的導軌(2、6)的曲面起伏的波形，相互同相；位于所述右活塞(11)兩端的導軌(9、12)的曲面起伏的波形，相互同相；

所述左計量單元和所述右計量單元沿周向錯開45°設置，即：所述左活塞(5)和所述右活塞(11)沿周向錯開45°設置，所述左活塞(5)和所述右活塞(11)上對應導軌的曲面波形的相位相差45°；

所述撥叉滑竿裝置包括撥叉(25)和滑竿(26)，所述撥叉(25)固定在所述右活塞(11)左端的導軌(9)上，所述滑竿(26)固定設置在所述左活塞(5)右端的導軌(6)上；所述撥叉(25)的兩側均設有沿軸向向右開口的叉口，所述滑竿(26)徑向設置，所述撥叉(25)的叉口卡套在所述滑竿(26)上，所述滑竿(26)可沿所述撥叉(25)的叉口滑動，且所述撥叉(25)和所述滑竿(26)既可同步沿所述軸向移動又可沿所述周向轉動；

所述中間殼體(8)的外壁上設有霍爾元件(24)，所述中間殼體(8)內設有與所述的霍爾元件(24)相感應的磁鋼(7)，中央處理器接收所述霍爾元件(24)發出的脈沖電信號并根據所述脈沖電信號計算流量；

所述第一左軸向槽(a)、所述第一右軸向槽(b)、所述第二左軸向槽(c)、所述第二右軸向槽(d)、所述左第一窗口(D)、所述左第二窗口(G)、所述左第三窗口(E)、所述左第四窗口(F)、所述右第一窗口(O)、所述右第二窗口(P)、所述右第三窗口(N)、所述右第四窗口(Q)的位置具有如下對應關系：

第一狀態下：

在所述右計量單元中，被測液體推動所述右活塞(11)沿所述軸向向右移動，且所述右活塞(11)在右活塞(11)上的滾輪運動組件的迫使下沿所述周向轉動；所述第二左軸向槽(c)對準所述右第四窗口(Q)，所述第二右軸向槽(d)對準所述右第三窗口(N)；所述第二左腔室(L)通過相連通的所述右計量單元的進液通道和所述第二左向槽(c)進液，所述第二右腔室(R)通過相連通的所述第二右向槽(d)和所述右計量單元的出液通道排液；

在所述左計量單元中，所述左活塞(5)在所述右活塞(11)的帶動下沿所述周向轉動，且所述左活塞(5)在所述左活塞(5)上的滾輪運動組件的迫使下沿所述軸向向左運動；所述第一左軸向槽(a)與所述左第三窗口(E)、所述左第四窗口(F)均不連通，所述第一右軸向槽(b)與所述左第三窗口(E)、所述左第四窗口F也均不連通；所述第一左腔室(C)既不進液也不排液，所述第一右腔室(I)既不進液也不排液；

第二狀態下：

在所述左計量單元中，被測液體推動所述左活塞(5)沿所述軸向向左移動，且所述左活塞(5)在左活塞(5)上的滾輪運動組件的迫使下沿所述周向轉動；所述第一左軸向槽(a)對準所述左第四窗口(F)，所述第一右軸向槽(b)對準所述左第三窗口(E)；所述第一右腔室(I)通過相連通的所述左計量單元的進液通道和所述第一右向槽(b)進液，所述第一左腔室(C)通過相連通的所述第一左向槽a和所述左計量單元的出液通道排液；

在所述右計量單元中，所述右活塞(11)在所述左活塞(5)的帶動下沿所述周向轉動，且所述右活塞(11)在右活塞(11)上的滾輪運動組件的迫使下沿所述軸向向左移動；所述第二左軸向槽(c)與所述右第三窗口(N)、所述右第四窗口(Q)均不連通，所述第二右軸向槽(d)與所述右第三窗口(N)、所述右第四窗口(Q)也均不連通；所述第二左腔室(L)既不進液也不排液，所述第二右腔室(R)既不進液也不排液；

第三狀態下：

在所述右計量單元中，被測液體推動所述右活塞(11)沿所述軸向向左移動，且所述右活塞(11)在右活塞(11)上的滾輪運動組件的迫使下沿所述周向運動；所述第二左軸向槽(c)對準所述右第三窗口(N)，所述第二右軸向槽(d)對準右第四窗口(Q)；所述第二右腔室(R)通過相連通的所述右計量單元的進液通道和所述第二右向槽(d)進液，所述第二左腔室(L)通過相連通的所述第二左向槽(c)和所述右計量單元的出液通道排液；

在所述左計量單元中，所述左活塞(5)在所述右活塞(11)的帶動下沿所述周向轉動，且所述左活塞(5)在左活塞(5)上的滾輪運動組件的迫使下沿所述軸向向右運動；所述第一左軸向槽(a)與所述左第三窗口(E)、所述左第四窗口(F)均不連通，所述第一右軸向槽(b)與所述左第三窗口(E)、所述左第四窗口(F)也均不連通；所述第一左腔室(C)既不進液也不排液，所述第一右腔室(I)既不進液也不排液；

第四狀態下：

在所述左計量單元中，被測液體推動所述左活塞(5)向右移動，且所述左活塞(5)在左活塞(5)上的滾輪運動組件的迫使下沿所述周向轉動；所述第一左軸向槽(a)對準所述左第三窗口(E)，所述第一右軸向槽(b)對準所述左第四窗口(F)；所述第一左腔室(C)通過相連通的所述左計量單元的進液通道和所述第一左向槽(a)進液，所述第一右腔室(I)通過相連通的所述第一右向槽(b)和所述左計量單元的出液通道排液；

在所述右計量單元中，所述右活塞(11)在所述左活塞(5)的帶動下沿周向轉動，且所述右活塞(11)在右活塞(11)上的滾輪運動組件的迫使下沿所述軸向向右運動；所述第二左軸向槽(c)與所述右第三窗口(N)、所述右第四窗口(Q)均不連通，所述第二右軸向槽(d)與所述右第三窗口(N)、所述右第四窗口(Q)也均不連通；所述第二左腔室(L)既不進液也不排液，所述第二右腔室(R)既不進液也不排液；

所述第一軸向連接通孔(K)的兩端與所述左軸向盲孔(H)和所述右軸向通孔(S)之間分別設有第一密封構件；所述第二軸向連接通孔(J)的兩端與所述左軸向通孔(B)和所述右軸向盲孔(M)之間分別設有第二密封構件；

所述空心滾輪軸(17、18、21、22)與所述左殼體(3)或所述右殼體(13)之間分別通過螺栓固定相連，且所述空心滾輪軸(17、18、21、22)與所述左殼體(3)或所述右殼體(13)之間分別還設有第三密封構件。