一种新型容积式流量计的设计

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1、一种新型容积式流量计的设计摘要：流量计是工业生产以及商业贸易和其它许多领域中十分重要的计量仪表。本项目旨在为工业生产中的流体流量计量、民用水计量以及其它领域的流体流量计量提供一种新型容积式流量计—异型腔旋转滑板流量计。它具有结构简单、精度高、可靠性好、便于数字化和自动化应用的优点。关键词：容积式流量计；异型腔；旋转滑板；防倒转；防卡死；磁脉冲信号0.引言本设计是我参加的第十期校级SRTP的项目，指导老师为航空航天学院的鲁阳老师，同组同学为蒋宗延和吴思雨。目前已经加工出一试制品，处于实验调试阶段。1.流量计使用现状及相

2、关技术1.1使用现状流量计是工业生产以及商业贸易和其它许多领域中十分重要的计量仪表，按照构造和工作原理的不同，目前实际使用的流量计大致可以分为容积式流量计、压差式流量计、浮子流量计、质量流量计、涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计等类型。分别使用时差法，多普勒法，电磁感应定律，科里奥利力原理，变面积原理等设计原理。1.2本设计方案使用的原型及其分析本设计使用容积式流量计为设计原型，一般被认为其是计量精度最高的流量计。除计量精度高以外，容积式流量计还具有适合于高粘度液体计量、流量范围度宽、管道安装条件不影响

3、计量精度等优点，但这类流量计同时又有构造复杂、体积大、可测介质限制性较强、容易产生噪声、可能出现脉动、可能发生反转、安全性差（容易卡死）等缺点，使其实际应用具有很大的局限性。2.本方案设计结构分析2.1结构示意：异型腔旋转滑板流量计，由腔体1、转子2、T型滑板组3、U型滑板组4、永磁铁5、下盖板13、上盖板14、弹簧组15以及螺钉、销钉等紧固件构成，如图1和图2所示。图1异型腔旋转滑板流量计的构造示意图图2装配体爆炸视图2.2结构分析⑴腔体1为带有一个异型柱面内腔及进口6和出口7的空心柱体，腔体的异型柱面内腔由一个半

4、圆柱面8、一个1/4圆柱面9、一个1/4椭圆柱面10及一个平面形状的过渡面11组合而成。腔体的两个端面可以分为下端面和上端面，二者相互平行，并且垂直于异型柱面内腔各柱面的轴线。异型柱面内腔的半圆柱面8、1/4圆柱面9和1/4椭圆柱10面彼此同轴，半圆柱面8的半径R1=1/4椭圆柱面10的长半轴R，1/4圆柱面9的半径R2=1/4椭圆柱面的短半轴r；1/4椭圆柱面10的长轴端点与半圆柱面相切，形成光滑过渡；1/4椭圆柱面10的短轴端点与1/4圆柱面9相切，形成光滑过渡；半圆柱面8与1/4圆柱面9由过渡面连接，形成阶梯过

5、渡；如图3所示。腔体的进口6开设在半圆柱面8上靠近1/4圆柱面9的半区内，出口开设在1/4椭圆柱面10的区域内，进口6与出口7一般设在共轴位置上。⑵转子2（如图3所示）的本体为圆柱形，其上加工有导向槽、永磁铁容孔和销钉定位孔；导向槽有两个，二者相互垂直，构成十字交叉导向槽，导向槽的导向面平行于转子的轴线；永磁铁容孔位于转子的一个端面上，用于固定永磁铁；转子的两个端面均有销钉定位孔，用于固定定心轴；转子的半径R3=1/4圆柱面的半径R2=1/4椭圆柱面的短轴r，转子的高度与腔体的高度相等。图3转子零件示意图⑶组合滑板有

6、两组（如图4所示），其中一组组合滑板由两块形状和尺寸相同的T形滑板3和一个弹性元件组合而成，T形滑板的顶部为圆弧面，如图5所示，两块T形滑板的底部相互正对，弹性元件位于二者之间，使两块T形滑板产生相互推力，如图8所示；另一组组合滑板由两块形状和尺寸相同的U槽形滑板4和两个弹性元件组合而成，槽形滑板的顶部为圆弧面，如图6所示，两块槽形滑板的槽腿相互正对，弹性元件位于槽腿之间，使两块槽形滑板产生相互推力，如图9所示；构成组合滑板的T形滑板和槽形滑板，其厚度与导向槽的宽度相同；两组组合滑板的高度均等于转子和腔体的高度；两组

7、组合滑板的长度相等，在自然状态下，组合滑板的长度略大于半圆柱面的半径R1与1/4圆柱面的半径之和R1+R2，在受压状态下，组合滑板的长度可以等于或略小于半圆柱面的半径R1与1/4圆柱面的半径之和R1+R2。两组组合滑板以滑动配合方式安装在转子的十字交叉导向槽内，每一组组合滑板都可以在自己的导向槽内沿垂直于转子轴线的方向滑动。图4组合滑板零件示意图⑷盖板共有两块，为圆形平板，可分为下盖板13和上盖板14，两块盖板各有一面为光滑平面，在光滑平面的中心位置加工有沉孔，作为轴承孔。2.3安装及配合关系异型腔旋转滑板流量计的安

8、装及配合关系是：两个定心轴16，17分别位于转子2的下端面和上端面上，并与转子同轴，永磁铁5固定在转子的一个端面上，两组组合滑板分别处在各自的导向槽内，安装好两组组合滑板以及定心轴16，17和永磁铁5的转子2构成转子组件，如图1和图2所示；下盖板3和上盖板4分别固定在腔体的下端面和上端面上，腔体与下盖板和上盖板构成密封腔，如图2所示；转子组件安