[发明专利]一种流量计用双叶轮组件及其装配方法

说明书

本发明属于仪器仪表领域，具体涉及一种流量计用双叶轮组件及其装配方法。该双叶轮组件包括同轴设置的两个完全相同的叶轮，两个叶轮在叶轮轴具有一个特定的叶片相位偏角以及特定的叶轮间距。双叶轮组件的零件包括：第一叶轮，第二叶轮，定位芯套，叶轮轴。其中，第二叶轮和第一叶轮除轴套内径之外其余规格完全相同，第二轴套的内径大于第一轴套的内径。定位芯套内含有一个圆柱形的轴安装腔；定位芯套的外周径沿一端至另一端按照台阶式变径方式分为三段；叶轮轴为一个光轴，叶轮轴的外径等于定位芯套中轴安装腔的内径。该双叶轮组件采用三次分步冲压的加工工艺完成装配。本发明解决了双叶轮组件加工难度大，生产成本高的问题。

技术领域

本发明属于仪器仪表领域，具体涉及一种流量计用双叶轮组件及其装配方法。

背景技术

涡轮流量计是一种速度式流量计，该流量计包括一个涡轮以及一个检测涡轮转速的探头。涡轮流量计可以用于气体介质和液体等流体的流量测量；且流量计的结构紧凑、可靠性高、成本相对较低，具有抗雷击、受温度等外界因素影响较小等优点。

但是，由于涡轮流量计需要依赖涡轮叶片旋转进而切割磁感应线来实现非接触式信号检测，因此电磁干扰问题容易影响流量计的检测精度。抗电磁干扰能力差是涡轮流量计的通病，虽然通过设置屏蔽罩等方式可以降低外界磁场对流量计测量精度产生的影响；但是对于从流量计源头传输的变换磁场产生的干扰，依然无法得到有效解决。

现有的涡轮流量计中均为单涡轮的流量计，本发明的拟通过设计一种具有双叶轮组件的新型涡轮流量计，克服传统涡轮流量计易受电磁干扰的问题。这种特殊的双叶轮组件中含有两个具有特定叶轮间距和特定叶片相位偏角的相同叶轮。通过常规的加工工艺难以加工出符合精度要求的双叶轮组件，例如采用数控车床加工时材料耗费大且加工工艺复杂，精度难以控制，单件产品的加工成本很高。

发明内容

为了解决双叶轮组件加工难度大，生产成本高，现有工艺的加工精度难以保障的问题，本发明提供一种流量计用双叶轮组件及其装配方法。

本发明采用以下技术方案实现：

一种流量计用双叶轮组件，该双叶轮组件包括同轴设置的两个完全相同的叶轮，两个叶轮在叶轮轴具有一个特定的叶片相位偏角以及特定的叶轮间距。该双叶轮组件采用装配式工艺完成产品组装。双叶轮组件的零件包括：第一叶轮，第二叶轮，定位芯套，叶轮轴。

其中，第一叶轮包括第一轴套以及旋转阵列排布在所述第一轴套上的叶片。第二叶轮包括第二轴套和叶片。第二叶轮和第一叶轮除轴套内径之外其余规格完全相同，第二轴套的内径大于第一轴套的内径。

定位芯套内含有一个圆柱形的轴安装腔；定位芯套的外周径沿一端至另一端按照台阶式变径方式分为三段；其中，第一段的外周径与所述第一轴套的内径相匹配。第二段的外周径与第二轴套的内径相匹配。第三段的外周径大于第二轴套的内径。定位芯套的第一段的长度大于第一轴套的厚度。定位芯套中第二段的长度等于第二轴套的厚度与预设的叶轮间距之和。

叶轮轴为一个光轴，叶轮轴的外径等于定位芯套中轴安装腔的内径。

作为本发明进一步地改进，定位芯套中第一段包括一个直筒部分以及位于直筒部分前端的一个外径渐缩的倒角结构部分；直筒部分的长度等于第一轴套的宽度；倒角结构部分的总体积等于定位芯套中第三段的体积。

作为本发明进一步地改进，第一叶轮、第二叶轮、定位芯套和叶轮轴采用经过热处理的440C不锈钢材料制备而成。

作为本发明进一步地改进，双叶轮组件中两个叶轮的叶轮间距d与叶轮外径R成负相关关系，且与每个叶轮的叶片数n成正相关关系。

作为本发明进一步地改进，针对具有特定数量叶片和特定外径的第一叶轮与第二叶轮，第一叶轮与第二叶轮的叶轮间距的确定方法如下：