本发明专利技术属于仪器仪表领域，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。本发明专利技术解决了双叶轮组件加工难度大，生产成本高的问题。生产成本高的问题。生产成本高的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种流量计用双叶轮组件及其装配方法
[0001]本专利技术属于仪器仪表领域，具体涉及一种流量计用双叶轮组件及其装配方法。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。
[0004]现有的涡轮流量计中均为单涡轮的流量计，本专利技术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。
技术实现思路
[0005]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，本专利技术提供一种流量计用双叶轮组件及其装配方法。
[0006]本专利技术采用以下技术方案实现：
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]作为本专利技术进一步地改进，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。
[0012]作为本专利技术进一步地改进，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。
[0013]作为本专利技术进一步地改进，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。
[0014]作为本专利技术进一步地改进，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：
[0015](1)拟合出在预设的标准流体环境下，两个叶轮间产生的流体弹性扰动效应η与叶轮间距d之间响应函数η(d)；
[0016](2)拟合出标准检测探头的探测条件下，两个叶轮间的反馈信号的干扰效应μ与叶轮间距d之间的响应函数μ(d)；
[0017](3)根据下式计算出流体扰动与信号干扰之间的平衡系数Φ：
[0018]Φ(d)＝α
·
η(d)+β
·
μ(d)
[0019]上式中，α表示流体弹性扰动效应对流量计检测精度的影响权重；β表示信号干扰效应对流量计检测精度的影响权重；
[0020](4)计算出的平衡系数最小值Φ
min
对应的叶轮间距d，该值d即为当前规格的双叶轮组件中最佳的叶轮间距。
[0021]作为本专利技术进一步地改进，双叶轮组件中，第一叶轮和第二叶轮的安装偏角θ满足：
[0022][0023]其中，a表示最小可探测叶轮转角，特别指在当前涡轮流量计中检测探头可探测到的最小叶轮转角；min{
·
}表示取最小值函数；n表示每个叶轮中的叶片数。
[0024]作为本专利技术进一步地改进，当涡轮流量计中的叶轮外径为40
‑
50mm，且单个叶轮的叶片数量为8时，双叶轮组件中，第一叶轮和第二叶轮的叶轮间距为5mm，且叶轮的叶片相位偏角为15
°
。
[0025]作为本专利技术进一步地改进，叶轮轴与定位芯套的轴安装腔过盈配合；定位芯套的第二段与第二轴套的内孔过盈配合；定位芯套的第一段与所述第一轴套的内孔过盈配合。
[0026]本专利技术还包括一种抗干扰流量计用双叶轮组件的装配方法，该方法用于装配前述的抗干扰流量计用双叶轮组件，该装配方法包括如下步骤：
[0027](1)将定位芯套、第二叶轮、第一叶轮、按照从上至下的顺序同轴摆放，执行第一次冲压动作；使得第一叶轮卡入到定位芯套中第一段和第二段的交界处，第二叶轮卡入到定位芯套中第二段和第三段的交界处。
[0028](2)将叶轮轴插入到上步骤的组合体中对应定位芯套中轴安装腔的位置，执行第二次冲压动作；使得叶轮轴贯穿所述定位芯套中的轴安装腔，且叶轮轴在定位芯套两端伸出的部分等长。
[0029](3)上步骤中的组合体放置在一个治具中，治具上下两端具有与叶轮轴相匹配的贯穿孔；叶轮轴从贯穿孔伸出，同时治具中对应定位芯套中倒角结构的部分含有与定位芯
套中第三段结构相同的挤压槽。
[0030](4)对上步骤的治具执行第三次冲压动作，使得倒角结构变形，形成与定位芯套中第三段相同的结构。
[0031]作为本专利技术进一步的改进，定位芯套在加工前先对倒角结构进行局部退火，降低倒角结构部分的硬度；然后待装配完成后，再根据理化特性的要求进行整体热处理和/或表面处理，进而得到所需的双叶轮组件的最终产品。
[0032]本专利技术提供的技术方案，具有如下有益效果：
[0033]本专利技术针对所需的特殊双叶轮组件采用分体式设计，将双叶轮组件设计为四种不同的易加工的零件，并通过装配式工艺完成最终产品的组装生生产。其通过非常巧妙的结构设计，降低了加工工艺的难度，使得生成成本有效降低，并保证了最终产品的精度要求。
[0034]该双叶轮组件的零部件结构严格安装最终产品的需求进行设计。保证产品装配过程的可操作性，本专利技术还为设计出的零件提供了一个可靠且易操作的装配方法，具有非常突出的实用价值。
附图说明
[0035]图1为本专利技术实施例1中提供的一种抗电磁干扰的涡轮流量计的结构示意图。
[0036]图2为本专利技术实施例1中涡轮流量计中不包含检测探头和信号转换器的剩余部分的结构示意图。
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种流量计用双叶轮组件，其特征在于：所述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；所述双叶轮组件采用装配式工艺完成产品组装；所述双叶轮组件的零件包括：第一叶轮，其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，其包括第二轴套和叶片；所述第二叶轮和第一叶轮除轴套内径之外其余规格完全相同，所述第二轴套的内径大于第一轴套的内径；定位芯套，其内含有一个圆柱形的轴安装腔；所述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；第二段的外周径与所述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；所述定位芯套的第一段的长度大于所述第一轴套的厚度；所述定位芯套中第二段的长度等于所述第二轴套的厚度与预设的叶轮间距之和；以及叶轮轴，其为一个光轴，所述叶轮轴的外径等于所述定位芯套中轴安装腔的内径。2.如权利要求1所述的流量计用双叶轮组件，其特征在于：所述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；所述直筒部分的长度等于所述第一轴套的宽度；所述倒角结构部分的总体积等于所述定位芯套中第三段的体积。3.如权利要求1所述的流量计用双叶轮组件，其特征在于：所述第一叶轮、第二叶轮、定位芯套和叶轮轴采用经过硬度强化热处理后的440C不锈钢材料制备而成。4.如权利要求1所述的流量计用双叶轮组件，其特征在于：所述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。5.如权利要求2所述的流量计用双叶轮组件，其特征在于：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：(1)拟合出在预设的标准流体环境下，两个叶轮间产生的流体弹性扰动效应η与叶轮间距d之间响应函数η(d)；(2)拟合出标准检测探头的探测条件下，两个叶轮间的反馈信号的干扰效应μ与叶轮间距d之间的响应函数μ(d)；(3)根据下式计算出流体扰动与信号干扰之间的平衡系数Φ：Φ(d)＝α
·
η(d)+β
·
μ(d)上式中，α表示流体弹性扰动效应对流量计检测精度的影响权重；β表示信号干扰效应对流...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐伶俐，夏丹丹，卜继兵，段宏亮，张月，张大庆，
申请(专利权)人：安徽省锐凌计量器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。