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：
本实用新型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，本实用新型提供一种全新的高压流量自控仪轴向式叶轮结构。—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。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。在下游支撑座中，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。本实用新型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是本实用新型轴向叶轮结构示意图。附图3是图2的左视图。[0014]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。
具体实施方式
本实用新型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) = 0. 9 I. 25 ;叶栅流通面积Sn=Ji (D2-d2)/4 - N (D-d) 6/21/2 ； 叶片数N=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摺８荽罅康氖笛椋镀叨菻 = 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《=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=21/2FF1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。且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。本实用新型引入一种轴向式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，其接触面很小，近似于点面积，从而大大减小了摩擦面，摩擦力，改善了轴向叶轮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所述的ー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=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H= (D-d)/ 2 ； 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所述的ー种高压流量自控仪轴向式叶轮结构，其特征在干，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。
4.按照权利要求3所述的ー种高压流量自控仪轴向式叶轮结构，其特征在于，在所述下游支撑座中，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。
专利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。本实用新型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G01F1/10GK202403739SQ20112024476
公开日2012年8月29日 申请日期2011年7月12日 优先权日2011年7月12日
发明者林浩, 王江 申请人:上海一诺仪表有限公司
专业数控铣床产品供应商
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