专利名称：高压流量自控仪轴向式叶轮结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及于高压流量自控仪的流量检测部分，特别涉及对叶轮结构改进。
背景技术：
目前，叶轮式高压流量自控仪，均是采用法向式(也称立式)叶轮结构。见附图I.。法向式叶轮结构的最大问题有如下
其一是其叶轮轴3随法向叶轮I而高速转动，而轴套2是固定在两边支座4上。工作时，高速转动的叶轮轴3与固定不动的轴套2将发生很大的摩擦，该摩擦B处为面摩擦，或近似于线的面摩擦，从而产生非线性的摩擦力，影响自控仪的计量精度和寿命。
其二是在流体有流量脉动和流量发生变化时(如阀门的开启和关闭)，会产生流量冲击力F，由于法向式结构的叶轮轴3与轴套2是间隙配合，其冲击力F将对叶轮轴3与轴套2的交界面A处产生一个剪切力，进而会产生剪切力矩，在该剪切力矩的长期作用下，叶轮轴3与轴套2的交界面A处会产生疲劳，进而会产生断裂，造成严重后果。其三叶轮I的受力面是与流体运动的方向(也即冲击力的方向)呈垂直角度，最大程度的承受流体运动的动力和冲击力，叶轮系统也在最高转速下进行工作运转；故其产生的工作摩擦、摩擦力、剪切力、剪切力矩等都会运行在最高限。
发明内容
鉴于上述已有技术存在的缺点，本发明提供一种全新的高压流量自控仪轴向式叶轮结构。一种高压流量自控仪轴向式叶轮结构，其特征在于，轮毂和若干叶片为一体构成轴向叶轮；叶片结构为采用轴向式45°角斜面；即转动叶片与流体沿管道轴向流动的运动方向成45°角；叶轮轴与轮毂紧配合联接；叶轮轴两端分别转动连接上游轴套和下游轴套。在所述下游支座中，设置有一个硬质合金球,硬质合金球的直径与所述叶轮轴的直径相同，与之相接触的叶轮轴尾端的形状为半球面或子弹头形。上游轴套和下游轴套分别固定连接在上游支撑座和下游支撑座内。本发明完全消除了轴套对轴向叶轮轴的剪切力矩。使其轴向叶轮轴不再因此发生断裂，轴向叶轮运转的重复性和线性将得到非常好的保证，其所承受的工作摩擦、摩擦力、剪切力、剪切力矩等都会相应的减�。佣垢哐棺钥匾羌屏康闹馗葱院拖咝砸驳玫胶芎玫目刂坪吞嵛�。
附图I是已有技术法向式(立式)叶轮结构示意图。附图2是本发明轴向叶轮结构示意图。附图3图2的左视图。
I法向叶轮、2轴套、3叶轮轴、4支座、5上游支撑座，6上游轴套，7轴向叶轮轴，8轴向叶轮，9叶轮轴尾端，10硬质合金球，11下游轴套，12下游支撑座，13轮毂，14叶片。
具体实施例方式
本发明通过以下实施例具体说明。见附图2、附图3.
一种高压流量自控仪轴向式叶轮结构，轮毂13和若干叶片14为一体构成轴向叶轮8 ;叶片结构为采用轴向式45°角斜面；即转动叶片14与流体沿管道轴向流动的运动方向成45°角。叶轮轴7与轮毂13紧配合联接；叶轮轴7两端分别转动连接上游轴套6和下游轴套11。所述叶片重叠度P = 4h/ (D+d) = O. 9 I. 25 ;
叶栅流通面积 Sn=Ji (D2-d2)/4 - N (D-d) δ/21/2 ；
叶片数Ν=3 6片；
叶片轴向长度h=l. 2 I. 4倍公称口径；
叶片高度越大，其产生的转动力矩就越大，转速就越快，小流量时就越好，但不利于大流量；但现在的高压自控仪就是其一小流量的重复性不太好，其二小流量信号太�。菀妆桓扇牛凰裕髁亢昧耍男阅芙蟠筇岣�。根据大量的实验，叶片高度H = D-d/2,一般在2. 6 3. 5之间，可根据高压自控仪的公称口径而定。轴向叶轮轴7的直径在公称口径的1/3. 5 1/6. 5之间，可根据高压自控仪的公称口径而定。D为叶轮外径，d为轮毂外径。如公称口径DN25，叶轮轴的直径一般在1/3. 5 1/4之间。单位体积水通过轴向叶轮时，其轴向叶轮转数ω=1/21/2 (SnXh)(假定P=I)
当流体沿轴向通过轴向45 ·角叶片时，其流体运动时产生的动力和冲击力F，在轴向
45 角之叶片14面上，将产生垂直于叶轮面地分力F1 (有用分力)，和平行于叶片面地分力F2 (无用分力)。F1=F2=21/2F
F1有将分为Fia和F1B。其中，Fia将成为使轴向45 ·角叶片进行轴向转动的动力；F1B将成为轴向方向上的有害力，它将产生摩擦力和摩擦冲击力。J. F1A=F1B=21/2F1=F/2
而原来法向式叶轮结构中的轴向有害力就是完全等于F。要想减小或根除法向式结构中叶轮轴的断裂故障，并减小摩擦，就要从根本上消除剪切力矩，即从根本上消除剪切力，并大大减小叶轮轴在转动时，与其他部件产生摩擦的
摩擦面。本发明引入一种轴向式45°角斜面叶轮结构。该轴向叶轮由轮毂13和若干叶片14组成并用同一材料整体加工。该结构的最大优点在于
其一，将叶轮轴7与轴向叶轮8采用紧配合联接，使其在结构上成为一体，从而完全消除了轴套对轴向叶轮轴7的剪切力矩。使其轴向叶轮轴7不再因此发生断裂，到达技术改进的目的。其二，同时，由于是采用轴向叶轮式结构，故其轴向叶轮轴7的的上游支撑座5、下游支撑座12是在轴向上，将原来法向式叶轮结构的叶轮轴3与轴套2的面摩擦，改变成轴向式叶轮结构的叶轮轴7的半球形尾端9与硬质合金球10的相向球面点U的摩擦。两球形体的相向球面摩擦，其接触面很�。朴诘忝婊佣蟠蠹跣×四Σ撩妫Σ亮Γ纳屏酥嵯蛞堵�8的运转的情况，使之更加平稳；另外，因为硬质合金球10在下游轴套11里是可以自由转动的，它与下游轴套11的摩擦是球与曲面的内切点摩擦V，其摩擦面、摩擦力也很小。尤其要指出的是，这里增加了一个二次转动即硬质合金球10的转动，相当大的冲击能量在硬质合金球10的转动中消耗了，轴向叶轮8运转的重复性和线性将得到非�：玫谋Ｖぃ佣垢哐棺钥匾羌屏康闹馗葱院拖咝砸驳玫胶芎玫目刂坪吞岣�。 其三，轴向叶轮之叶片14的受力面与轴向(也即流体运动的方向、也即冲击力的 方向)呈45°角度，其所承受的流体运动的动力和冲击力，只有法向叶轮结构的21/2分之一；故其所承受的工作摩擦、摩擦力、剪切力、剪切力矩等都会相应的减小。所以，其高压自控仪 计量的整体性能和工作寿命也将得到很好的控制和提高。
权利要求
1.一种高压流量自控仪轴向式叶轮结构，其特征在于，轮毂和若干叶片为一体构成轴向叶轮；叶片结构为采用轴向式45°角斜面；转动叶片与流体沿管道轴向流动的运动方向成45°角；叶轮轴与轮毂紧配合联接；叶轮轴两端分别转动连接上游轴套和下游轴套。
2.按照权利要求I所述的一种高压流量自控仪轴向式叶轮结构，其特征在于，所述叶片重叠度 P = 4h/ (D+d) = O. 9 I. 25 ; 叶栅流通面积 Sn= { π (D2-d2) /4} - N (D-d) δ /21/2 ；叶片数Ν=3 6片；叶片轴向长度h=l. 2 I. 4倍公称口径； 叶片高度 H= (D-d)/2 (2. 6 3. 5); 轴向叶轮轴7的直径在公称口径的1/3. 5 1/6. 5之间； D为叶轮外径，d为轮毂外径。
3.按照权利要求I或2所述的一种高压流量自控仪轴向式叶轮结构，其特征在于，在所述下游支座中，设置有一个硬质合金球，硬质合金球的直径与所述叶轮轴相同，与之相接触的叶轮轴尾端形状为半球面或子弹头形。
4.按照权利要求I或2所述的一种高压流量自控仪轴向式叶轮结构，其特征在于，上游轴套和下游轴套分别固定连接在上游支撑座和下游支撑座内。
5.按照权利要求3所述的一种高压流量自控仪轴向式叶轮结构，其特征在于，上游轴套和下游轴套分别固定连接在上游支撑座和下游支撑座内。
全文摘要
一种高压流量自控仪轴向式叶轮结构，轮毂和若干叶片为一体构成轴向叶轮；叶片结构为采用轴向式45°角斜面；即转动叶片与流体沿管道轴向流动的运动方向成45°角。转动叶片与流体沿管道轴向流动的运动方向成45·角；叶轮轴7与轮毂紧配合联接；叶轮轴两端分别转动连接上游轴套和下游轴套。本发明完全消除了轴套对轴向叶轮轴的剪切力矩。使其轴向叶轮轴不再因此发生断裂，轴向叶轮运转的重复性和线性将得到非常好的保证，其所承受的工作摩擦、摩擦力、剪切力、剪切力矩等都会相应的减�。佣垢哐棺钥匾羌屏康闹馗葱院拖咝砸驳玫胶芎玫目刂坪吞岣�。
文档编号G01F1/10GK102879040SQ20111019439
公开日2013年1月16日 申请日期2011年7月12日 优先权日2011年7月12日
发明者王江, 林浩 申请人:上海一诺仪表有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
