一种闭式电动换向器制造技术

本实用新型专利技术提供一种闭式电动换向器，包括底板、壳体、分流嘴、呈裤衩型结构的导流斗及与外部PLC控制器电性连接的电机，壳体成裤衩型、具有进口顶盖和两个出口流道，其穿过底板后通过其腰部的角件固定支撑在底板上；导流斗通过垂直连接于其前后侧面且贯穿壳体的转轴悬挂于壳体内，其中部竖直设有用于分开其两个出口的隔板，每个出口对应一个出口流道；分流嘴居中穿过进口顶盖、其出口伸入导流斗内且与隔板顶端有间隙；电机固定安装在壳体前侧的底板上、且通过联轴器与转轴相连接。通过PLC控制电机驱动导流斗转动，动作平稳且可靠，有效降低了换向器的换向噪声和振动，在流体通过内动外静的双裤衩型结构时，飞溅少，流量波动小，其不确定度也随之减小。

A closed electric commutator

【技术实现步骤摘要】
一种闭式电动换向器
本专利技术属于液体流量测量
，具体涉及一种控制平稳可靠、不确定度小、流体分布均匀、三光电定位且换向时间快的闭式电动换向器。
技术介绍
流量计量是测量技术的重要构成部分。流量测量技术在能源计量、贸易结算、过程控制、环境保护等方面发挥着十分重要的作用。近年来，随着国家可持续性发展战略的实施，节能减排、环境保护、资源利用等领域，对流量测量技术提出了更高的要求。探索能够适应不同工作条件的流量测量技术，提升流量测量精度，已成为科研工作者的一项重要任务。在流量测量过程中用到的计量器具，除满足使用要求，还需考虑很多其它因素，例如流量测量范围、场地大小、压损大小、抗扰动能力、耐腐蚀性、防爆、供货周期、价格等。为满足不同环境条件，适应不同介质的测量，各种类型的流量计也随之产生。据统计，流量计的种类多达100多种，同时每一种流量计都有其特定的使用场合。为了确保流量计的不确定度水平，在国家各级计量监督检测科学研究院及各流量计生产厂家，均建有能够适应不同介质、不同不确定度水平的流量标准装置。换向器是流量标准装置中的一个重要组成部分，是静态质量法、静态容积法流量标准装置的必备设备，其不确定度大小对装置整体合成不确定度有较大影响。它一般安装在工作量器(或容器)的上方，通过改变液体流动的方向，作为每次检定液体流量的导入与导出依据。目前，传统的换向器多为开式换向器，难以在具有挥发性的液体装置中应用，且主要以压缩气体为动力源控制其换向机构进行左右往复运动，带动液体流动方向改变，在检定时间内快速、充分、精准地将检测流体从管路向容器与蓄水箱间互换流通，直接影响流量测量结果的不确定度，从而直接影响到检定结果。由于作用于换向机构的气体压力是非恒定的压力，导致换向机构在动作上存在着加速度和滞后性，对流量计量的结果造成了影响；同时，为了得到更快的换向时间和更小的换向行程时间差，换向机构往往承受较大的作用力，对换向器整体造成较大的振动，更影响了计量不确定度和使用寿命。因此合理设计换向器结构，选择合适的控制方式以及准确的计时方法，对减小换向器不确定度至关重要。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种闭式电动换向器，具有控制平稳可靠、不确定度小、流体分布均匀、三光电定位且换向时间快等特点。为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供的一种闭式电动换向器，包括：底板，用于承载其它零部件；壳体，整体成裤衩型、具有进口顶盖和两个出口流道，其穿过所述底板后通过其腰部的角件固定支撑在所述底板上；分流嘴，其居中穿过所述进口顶盖，用于进液和均流；导流斗，通过垂直连接于其前后侧面且贯穿所述壳体的转轴悬挂于所述壳体内，用于改变液体的流向、实现液体在两个所述的出口流道内的互换流通；电机，其固定安装在所述壳体前侧的底板上、且通过联轴器与所述转轴相连接，用于驱动所述导流斗按照设定角度来回转动；其中，所述导流斗呈裤衩型结构，其中部竖直设有用于分开其两个出口的隔板，每个出口对应一个所述的出口流道；所述分流嘴出口伸入所述导流斗内、且与所述隔板顶端有间隙；所述电机与外部的PLC控制器电性连接。以电机作为传动来源，通过PLC控制器在控制程序内设定电机的转动角度，从而驱动导流斗在设定角度内转动，动作平稳且可靠，有效降低了换向器的换向噪声和振动，在流体通过内动外静的双裤衩型结构时，飞溅少，流量波动小，其不确定度也随之减小；经过液体流量标准装置检定规程中流量计法的测试，本换向器的不确定度优于0.05％。进一步地，所述导流斗前后侧面对称设有轴套，所述壳体前后侧面对称开设有与所述轴套对应的通孔，所述转轴与所述轴套固定连接后穿过所述通孔与固定于所述底板上的带座轴承转动连接。通过带座轴承与转轴形成导流斗的支撑结构，使得导流斗按照设定角度来回转动时不与壳体发生干涉，从而避免了导流斗在转动时向壳体传递振动，降低了其本身对流量不确定度的影响。进一步地，位于所述壳体后侧的转轴上固定连接有三个间隔设置的感应片，每个所述的感应片对应一个光电开关，所述光电开关安装在所述底板上且与所述PLC控制器电性连接。进一步地，所述感应片垂直于所述转轴且沿所述转轴径向错开布置。进一步地，三个所述的光电开关中的两个位于所述转轴的同一侧。进一步地，所述分流嘴出口设置成扁长形，其长宽比范围为9:1～14:1。在此范围内流体分布更加均匀，对流量的不确定度影响也最小。进一步地，所述分流嘴出口设置成扁长形，其长宽比为10:1。进一步地，所述电机为步进电机。由上述技术方案可知，本专利技术的大体工作原理是：液体在进入分流嘴完成均流之后，PLC控制器控制电机驱动导流斗偏转并由光电开关定位和限位，接着从导流斗的一侧出口经壳体的一个出口流道流入容器或者蓄水箱。由上可知，本换向器以电机作为传动来源，通过PLC控制电机驱动导流斗转动，换向时间快，动作平稳且可靠，流体分布均匀、流量波动小，不确定度也小，并利用三光电开关实现换向器的自动定位、复位和二次保护。通过上述技术方案及本专利技术工作原理的结合启示可知，可归纳出本专利技术较为重要的几点有益效果：1、以电机作为传动来源，通过PLC控制器在控制程序内设定电机的转动角度，从而驱动导流斗在设定角度内转动，动作平稳且可靠，有效降低了换向器的换向噪声和振动，在流体通过内动外静的双裤衩型结构时，飞溅少，流量波动小，其不确定度也随之减小；2、经过液体流量标准装置检定规程中流量计法的测试，本换向器的不确定度优于0.05％；3、通过带座轴承与转轴形成导流斗的支撑结构，使得导流斗按照设定角度来回转动时不与壳体发生干涉，从而避免了导流斗在转动时向壳体传递振动，降低了其本身对流量不确定度的影响；4、在电机驱动导流斗转动时，位于转轴两侧的光电开关能够分别限制导流斗左右转动的角度，避免其转动过度与壳体产生撞击，实现了换向器的自动定位和复位功能，且起到对整体换向器的二次保护作用，使其安全、稳定地长期运行；5、基于设置的三个光电开关，导流斗无论初始位置如何，其转动完成换向的动作不会对流量的不确定度产生影响，且转动快速，其转动时间低于4ms；6、流体经过出口长宽比在9:1至14:1之间的分流嘴后，其分布更加均匀，对流量的不确定度影响也最小。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的立体结构示意图；图2为本专利技术的主视结构示意图；图3为图2中的A-A向剖视结构示意图；图4为壳体(去掉进口顶盖和角件)的立体结构示意图；图5为分流嘴的主视图；图6为分流嘴的左视图；图7为导流斗的主视图；...

【技术保护点】
1.一种闭式电动换向器，其特征在于，包括：/n底板（1），用于承载零部件；/n壳体（2），整体成裤衩型、具有进口顶盖（21）和两个出口流道（22），其穿过所述底板（1）后通过其腰部的角件（23）固定支撑在所述底板（1）上；/n分流嘴（3），其居中穿过所述进口顶盖（21），用于进液和均流；/n导流斗（4），通过垂直连接于其前后侧面且贯穿所述壳体（2）的转轴（5）悬挂于所述壳体（2）内，用于改变液体的流向、实现液体在两个所述的出口流道（22）内的互换流通；/n电机（6），其固定安装在所述壳体（2）前侧的底板（1）上、且通过联轴器与所述转轴（5）相连接，用于驱动所述导流斗（4）按照设定角度来回转动；/n其中，所述导流斗（4）呈裤衩型结构，其中部竖直设有用于分开其两个出口的隔板（41），每个出口对应一个所述的出口流道（22）；所述分流嘴（3）出口伸入所述导流斗（4）内、且与所述隔板（41）顶端有间隙；所述电机（6）与外部的PLC控制器电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种闭式电动换向器，其特征在于，包括：
底板（1），用于承载零部件；
壳体（2），整体成裤衩型、具有进口顶盖（21）和两个出口流道（22），其穿过所述底板（1）后通过其腰部的角件（23）固定支撑在所述底板（1）上；
分流嘴（3），其居中穿过所述进口顶盖（21），用于进液和均流；
导流斗（4），通过垂直连接于其前后侧面且贯穿所述壳体（2）的转轴（5）悬挂于所述壳体（2）内，用于改变液体的流向、实现液体在两个所述的出口流道（22）内的互换流通；
电机（6），其固定安装在所述壳体（2）前侧的底板（1）上、且通过联轴器与所述转轴（5）相连接，用于驱动所述导流斗（4）按照设定角度来回转动；
其中，所述导流斗（4）呈裤衩型结构，其中部竖直设有用于分开其两个出口的隔板（41），每个出口对应一个所述的出口流道（22）；所述分流嘴（3）出口伸入所述导流斗（4）内、且与所述隔板（41）顶端有间隙；所述电机（6）与外部的PLC控制器电性连接。


2.根据权利要求1所述的闭式电动换向器，其特征在于，所述导流斗（4）前后侧面对称设有轴套（42），所述壳体（2）前后侧面对称开设有与所述轴套（42...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，张俊，罗正江，何晓莉，田隆，周李，
申请(专利权)人：成都赫泰智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51