CN111486908A - 一种带温差补偿的叶轮式燃气表 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体计量领域，公开了一种带温差补偿的叶轮式燃气表，包括角形出气口、气表壳、上封板、叶轮、测量室、下封板、温控装置、滑块以及螺栓和密封圈等组成，形成了一种带温差补偿的叶轮式燃气表，其特征在于，采用了旋翼叶轮式的测量机构，并带有温差补偿装置，目的是消除气体受环境温度影响体积发生变化出现的计量误差，确保计量性能的稳定。特点是：采用速度式测量原理，实现温差自动补偿，其结构简单、装配工艺好、成本低，计量性能稳定。

Description

一种带温差补偿的叶轮式燃气表

技术领域

本发明属于气体计量领域，尤其涉及到一种带温差补偿的叶轮式燃气表。

背景技术

目前我国居民的户用燃气表，基本上采用的是膜式燃气表。在此类燃气表中，采用的是体积计量原理，由于受环境温度影响气体的体积发生变化，导致燃气表的计量误差增大，也就是说，气温高时燃气表走快，气温低时燃气表走慢，因而导致膜式燃气表的计量性能不稳定。

另外，膜式燃气表测量机构的零部件多，封装工艺复杂，制造成本较高。而且膜式燃气表在低温环境下使用时，表内测量机构的膜片柔性变差，易老化破裂，因此，此类燃气表不适应在户外使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种带温差补偿的叶轮式燃气表，以解决传统的燃气表计量性能不稳定的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种带温差补偿的叶轮式燃气表，包括具有进气口和出气口的气表盒体，气表盒体内设有测量盒、隔层、叶轮、温差补偿机构以及设于叶轮上的传感元件；

所述隔层将测量盒分隔为测量室和下流道室，所述进气口、下流道室、测量室和出气口依次联通；

所述叶轮中部转动设置于测量室内，叶轮外周周向均布设有若干叶片，测量室的内壁周向均布有多个与出气口相通的斜出气口，隔层外缘周向均布有多个连通下流道室、测量室的斜导流孔，斜导流孔与斜出气口的旋向相反，叶片位于燃气自斜导流孔至斜出气口的行进路径上，斜导流孔与斜出气口均朝向叶片，还包括固定在测量盒出口处的上封板和固定在下流道室入口处的下封板，所述进气口设置于下封板上；

温差补偿机构包括设在隔层上且可将下流道室的燃气导出至测量室的误差调节孔、可滑动在误差调节孔内的滑块以及设在下流道室且可驱动滑块往复滑动的温控片，所述误差调节孔沿叶轮轴线对称分布，温度变化时温控片发生形变带动滑块滑动，使误差调节孔的开合面积发生变化。

优选的，所述误差调节孔沿叶轮轴线对称分布，所述滑块为上小下大的锥度滑块。

优选的，所述滑块远离误差调节孔一端卡固在温控片上。

优选的，所述温控片包括两层线膨胀系数不同的金属片，下流道室内设用于装设温控片的金属嵌件。

优选的，所述隔层中心装有耐磨转轴，耐磨转轴一端与叶轮中心转动连接。

优选的，所述叶轮中心与耐磨转轴之间设有轴套，所述传感元件设在叶轮上端。

优选的，所述上封板上端中间设有凸出的柱形圆台，传感元件一端可转动连接于柱形圆台内腔顶壁上，传感元件另一端固接于叶轮上端。

优选的，所述进气口处设有过滤网。

本发明原理及效果在于：

1、当燃气气体从下封板底部的进气口进入到测量盒的下流道室，沿多个斜导流孔分流后，切线冲击叶轮片使叶轮旋转，此时传感元件同步传动，然后沿多个斜出气口流出，经出气口流出气表壳，以此来完成对气体流量的计量。

2、当环境温度变化时，气体的体积也随之变化，由于温控片两种材料的热膨胀系数不同，所以当温度升高时，温控片受温度影响发生形变，向下弯曲，同时带动固定在温控片上的滑块向下滑动，误差调节孔的开合面积也随之发生变化，当滑块向下滑动时，此时误差调节孔开孔面积增大，从误差调节孔泄漏的气流为垂直运动，对叶片失去推动力，在流量不变的情况下，从测量室下端内壁周向的斜导流孔进入的气体推动力会减小，即燃气表计量为负误差。反之，当滑块向上滑动时，误差调节孔开孔面积减小，此时从误差调节孔泄漏的气体少，从测量室下端内壁周向的斜导流孔进入的气体推动力会增大，即燃气表的计量为正误差。因此，采用此方法来抵消因气体膨胀带来的计量误差，从而实现温差自动补偿调节。

3、众所周知，旋转的物体在旋转时需要保持动平衡才能平稳、持久，本发明中采用多个斜导流孔与斜出气口的均布的设置是为了保障旋转体的运动平衡，气体从多个均布的斜导流孔进入表内，由于气体的流程相等，在旋转体周向产生的冲击力也相等，同理，气体流出多个均布的斜出气流程也相等，使气体流出时在旋转体周向产生的负压也相等，这样才可保障旋转体在旋转时的动平衡。

4、由于温控片为两层线膨胀系数不同的金属片构成，而两种材料的线膨胀系数不同，它们之间的物理量变化不相等，这样温控片就会发生形变，从而达到驱动滑块的效果。

综上，本发明解决了现有技术中气温高时燃气表走快，气温低时燃气表走慢，因而导致膜式燃气表的计量性能不稳定的问题，消除了因温差影响带来的计量误差，并且制作成本低，使用效率高，不易老化变形，方便在各种环境下使用，适用性强。

附图说明

图1本发明实施例在环境温度较低的状态时的剖视图；

图2本发明实施例在环境温度较高的状态时的剖视图；

图3为发明实施例中测量盒的剖视图；

图4为发明实施例中测量盒的俯视图；

图5为发明实施例中测量盒的仰视图；

图6为发明实施例中叶轮的剖视图；

图7为发明实施例中叶轮的叶轮俯视图；

图8为发明实施例中叶轮的下封板俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：出气口1、气表盒体2、上封板3、叶轮4、叶片4a、轴套4b、传感元件4c、测量盒5、误差调节孔5a、测量室5b、斜出气口5c、环形流道5d、下流道室5e、斜导流孔5f、金属嵌件5g、气流出口5h、耐磨转轴5i、下封板6、滤网6a、温控片7、滑块8、螺栓9、密封圈10。

实施例基本如附图1和图2所示：

一种带温差补偿的叶轮式燃气表，包括具有进气口和出气口1的气表盒体2，出气口1为角形出气口，出气口1与测量盒5连接口端面设置有安装连接孔和定位凸台，并固定在测量盒5的连接口上，出气口1与气表盒体2用螺栓9整体连接，气表盒体2内设有测量盒5、隔层、叶轮4、温差补偿机构以及与叶轮4固定的传感元件4c；测量盒5为旋翼式测量盒，而旋翼的特征是气流流过叶片4a时，气流流过的方向与叶片4a的固定轴是垂直状态，结构简单，目的是保障叶轮4旋转平稳。

隔层将测量盒5分为测量室5b和下流道室5e，进气口、下流道室5e、测量室5b和出气口1依次联通；出气口1的一端面与测量盒5连接，气流出口5h一端与测量室5b的环形流道5d相通，另一端与出气口1相通，环形流道5d与测量室5b相通，测量盒5上、下两端面设置有安装定位的环形凸台，它的外圆柱一侧设置有连接口，连接口端面上布置有环形密封槽，在密封槽内放置密封圈10。还包括固定在下流道室5e入口处的下封板6，进气口设置于下封板6上，上封板3设置于气流出口5h与测量室5b的出口处，上封板3上端与气表盒体2连接，上封板3上端中间有凸出的柱形圆台，圆台内腔下端可植入传动用的传感元件，下端面还设置有安装连接孔和定位环槽，用来固定在测量盒5环形凸台上。

如图8所示，下封板6下端设置有过滤网6a，过滤网6a上端面设置有安装连接孔和定位环槽，并定位安装在测量盒5环形凸台上。

叶轮4中部转动设置于测量室5b内，叶轮4外周周向均布设有若干叶片4a，叶片4a位于燃气自斜导流孔5f至斜出气口5c的行进路径上，斜导流孔5f与斜出气口5c均朝向叶片4a，如图6所示，叶轮4轴内装有耐温耐磨的轴套4b，叶轮4上端装有传动传感元件4c，隔层外缘周向均布有多个连通下流道室5e、测量室5b的斜导流孔5f，斜导流孔5f与斜出气口5c的旋向相反；隔层中心装有耐磨转轴5i，耐磨转轴5i一端与叶轮4中心转动连接。

如图3所示，用于支撑测量室5b空间中的叶轮4旋转；测量室5b的内壁周向均布有6个斜出气口5c，如图4所示，斜导流孔5f数量为8个，如图5所示；斜导流孔5f与斜出气口5c的旋向相反。本设计结构的测量机构的斜导流孔5f为气源进口，斜出气口5c是出口。如果斜导流孔5f与斜出气口5c的旋向相同，气流流出斜出气口5c的时候需要转向后流出，这样气体流出时会增加气阻，不利于气体的测量，所以必须是旋向相反。

温差补偿机构包括设在隔层上且可将下流道室5b的燃气导出至测量室5e的误差调节孔5a、可滑动在误差调节孔5a内的滑块8以及设在下流道室5e且可驱动滑块8往复滑动的温控片，误差调节孔5a沿叶轮4轴线对称分布，滑块8为上小下大的锥度滑块，误差调节孔5a的数量可按需加工，滑块8数量与误差调节孔5a数量相匹配。

如图3所示，下流道室5e下端设用于装设温控片的金属嵌件5g，温控片为温控片7，温控片7为两层线膨胀系数不同的金属片，由于两种材料的线膨胀系数不同，它们之间的物理量变化不相等，这样温控片7就会发生形变。温控片7就是用线膨胀系数大和线膨胀系数的材料压制在一起形成(比如说铜和铁，铜的线膨胀系数大，铁的线膨胀系数小)通常用的材料如：铜、铝、银、不锈钢等，可以根据产品的需要来选择所使用的材料。

温度变化时温控片发生形变带动滑块8滑动，使误差调节孔5a的开合面积发生变化。误差调节孔5a数量为两个，均为的长方形。气流从测量盒5靠轴中心位置出去，由于气体流动的方向是自下而上，也就是说，垂直方向的流动气体不会冲击叶轮4的叶片4a，从这里出去的气体没有动能(没做功)，改变自下而上误差调节孔5a的开合面积，就可以达到调节测量误差的目的。既气体是自下而上流动，那么误差调节孔5a肯定是连通了下流道室5e和测量室5b。

如图1所示；当气流进入带温差补偿的燃气表内后，气体从下封板6底部的进气口6a进入到测量盒5的下流道室5e，经多个斜导流孔5f分流后切线冲击叶片4a使叶轮4旋转，此时传感元件4c同步传动，然后沿多个斜出气口5c和环形流道5d连接的角形出气口1流出气表壳，以此来完成对气体流量的计量。本发明工作时，由于温控片7是由两种热膨胀系数不同材料制成的双金属片，它的形状为条形。当温度发生变化时，温控片7就会发生形变，与之连接的滑块8在误差调节孔5a内往复向下滑动，此时，误差调节孔5a的开合面积也随之发生变化。当滑块8向下滑动时，此时误差调节孔5a开孔面积增大，从误差调节孔5a泄漏的气流为垂直运动，对叶4的叶片4a失去推动力，在流量不变的情况下，从测量室5b下端内壁周向的斜导流孔5f进入的气体推动力会减小，即燃气表计量为负误差。

如图2所示，反之，当滑块8向上滑动时，误差调节孔5a开孔面积减小，此时从误差调节孔5a泄漏的气体少，从测量室5b下端内壁周向的斜导流孔5f进入的气体推动力会增大，即燃气表的计量为正误差。因此，采用此方法来抵消因气体膨胀带来的计量误差，从而实现温差自动补偿调节。

本发明相较于现有技术中气温高时燃气表走快，气温低时燃气表走慢，因而导致膜式燃气表的计量性能不稳定的问题，消除了因温差影响带来的计量误差，并且制作成本低，使用效率高，不易老化变形，方便在各种环境下使用，适用性强。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种带温差补偿的叶轮式燃气表，包括具有进气口和出气口的气表盒体，气表盒体内设有测量盒、隔层、叶轮、温差补偿机构以及设于叶轮上的传感元件；

其特征在于，所述隔层将测量盒分隔为测量室和下流道室，所述进气口、下流道室、测量室和出气口依次联通；

所述叶轮中部转动设置于测量室内，叶轮外周周向均布设有若干叶片，测量室的内壁周向均布有多个与出气口相通的斜出气口，隔层外缘周向均布有多个连通下流道室、测量室的斜导流孔，斜导流孔与斜出气口的旋向相反，叶片位于燃气自斜导流孔至斜出气口的行进路径上，斜导流孔与斜出气口均朝向叶片；还包括固定在测量盒出口处的上封板和固定在下流道室入口处的下封板，所述进气口设置于下封板上；

温差补偿机构包括设在隔层上且可将下流道室的燃气导出至测量室的误差调节孔、可滑动在误差调节孔内的滑块以及设在下流道室且可驱动滑块往复滑动的温控片，温度变化时温控片发生形变带动滑块滑动，使误差调节孔的开合面积发生变化。

2.根据权利要求1所述的一种带温差补偿的叶轮式燃气表，其特征在于：所述误差调节孔沿叶轮轴线对称分布，所述滑块为上小下大的锥度滑块。

3.根据权利要求1或2所述的一种带温差补偿的叶轮式燃气表，其特征在于：所述滑块远离误差调节孔一端卡固在温控片上。

4.根据权利要求3所述的一种带温差补偿的叶轮式燃气表，其特征在于：所述温控片包括两层线膨胀系数不同的金属片，下流道室内设用于装设温控片的金属嵌件。

5.根据权利要求1、2或4任一项所述的一种带温差补偿的叶轮式燃气表，其特征在于：所述隔层中心装有耐磨转轴，耐磨转轴一端与叶轮中心转动连接。

6.根据权利要求5所述的一种带温差补偿的叶轮式燃气表，其特征在于：所述叶轮中心与耐磨转轴之间设有轴套，所述传感元件设在叶轮上端。

7.根据权利要求1、2或4任一项所述的一种带温差补偿的叶轮式燃气表，其特征在于：所述上封板上端中间设有凸出的柱形圆台，传感元件一端可转动连接于柱形圆台内腔顶壁上，传感元件另一端固接于叶轮上端。

8.根据权利要求7所述的一种带温差补偿的叶轮式燃气表，其特征在于：所述进气口处设有过滤网。

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