一种无机械传动系统的微型椭圆齿轮流量计及加工方法与流程

本发明涉及一种椭圆齿轮流量计及其加工方法，尤其涉及的是一种无机械传动系统的微型椭圆齿轮流量计及加工方法。

背景技术：

椭圆齿轮流量计(又称排量流量计，齿轮流量计)，属于容积式流量计一种，在流量仪表中是精度较高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量体积总量。

传统的不锈钢椭圆齿轮流量计多数使用多级圆柱齿轮系加密封联轴器的方式传递流量信息。此种流量传递方式多使用机械式计数器，结构复杂，可动部件多，加工难度大，不便于后期维修。在带动多级齿轮及联轴器转动后椭圆齿轮的运动阻力会增加，使流量计在流量较小和压力较低的情况下无法正常运转，从而使流量计的流量范围和精度等级无法进一步提高(精度为0.5级时流量范围为1：10，精度为0.2级时流量范围为1：5)，影响流量计的性能。

另外，传统的工业用流量计大多针对较大口径(大于dn10)管道的液体输送进行计量，在微小口径的管道液体计量方面一直没有精度较高且结构及重量都较小的容积式流量计。市场中大部分微流量的计量多采用液体涡轮流量计，其结构较为简单，但计量精度差，误差普遍在±1％～±1.5％。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种解决上述背景技术中现有的流量计普遍不适应微小口径且精度差的微型椭圆齿轮流量计及其加工方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本发明一种无机械传动系统的微型椭圆齿轮流量计，包括本体、前盖、第一椭圆齿轮、第一安装轴、第二椭圆齿轮、第二安装轴、两个及以上发信磁铁、传感器、后盖、电子式计数器；所述本体为内置容腔、一端开口的结构，其两侧面设有与容腔相通的管道，第一椭圆齿轮、第二椭圆齿轮置于本体的容腔内，并分别转动连接在第一安装轴、第二安装轴上，第一安装轴、第二安装轴固定在本体上，第一椭圆齿轮、第二椭圆齿轮能够响应于本体两侧面的管道的流体而转动，前盖连接在本体前端，后盖连接在本体后端，前盖上与本体连接的一端固定安装传感器，另一端嵌入电子式计数器，传感器连接电子式计数器，发信磁铁沿圆周均匀镶嵌在第一椭圆齿轮或第二椭圆齿轮的端面上，传感器与其中一个发信磁铁的位置对应，相邻发信磁铁与传感器对应的端磁极相反。

优选的，所述本体为正方体结构，内有腰型容腔，其两侧面的管道分别为液体入口和液体出口。

优选的，前盖为设有阶梯型凹槽的结构，凹槽内安装有电子式计数器，其中部安装有传感器。

优选的，还包括两个密封件，本体两端设有密封件槽，密封件置于密封件槽中，前盖通过螺栓密封连接在本体前端，后盖通过螺栓密封连接在本体后端。

优选的，还包括石墨盖板，套接在第一安装轴、第二安装轴上，夹在第一椭圆齿轮、第二椭圆齿轮与本体底部之间。

优选的，还包括两个轴套，分别套接在第一安装轴、第二安装轴。

优选的，所述轴套为石墨轴套。

优选的，所述发信磁铁为两个，间隔180度的安装在第一椭圆齿轮的端面上。

本发明还公开一种加工无机械传动系统的微型椭圆齿轮流量计的加工方法，具体步骤如下：

(1)分别加工前盖、后盖、本体、第一椭圆齿轮、第二椭圆齿轮、第一安装轴、第二安装轴；

(2)对各零件进行组装，将第一安装轴、第二安装轴固定在本体上，再将第一椭圆齿轮、第二椭圆齿轮分别套接在第一安装轴、第二安装轴上并置于本体的容腔内，将发信磁铁镶嵌到第一椭圆齿轮或第二椭圆齿轮端部，将前盖、后盖分别与固定在本体的前端与后端。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明其结构简单，尺寸小、重量轻、外形新颖，计量精度高，流量范围广，能对管道口径为dn6-dn10，流量范围为0.01～0.3m³/h的各种口径和流量进行计量，其计量精度可达0.2级(误差±0.2％)，可广泛应用于化工原料配比、食品灌装、移动式加油站等各种对计量精度有较高要求的行业，其很好的解决了微小流量计量精度不高这个行业难题。

附图说明

图1是本发明实施例一种无机械传动系统的微型椭圆齿轮流量计的结构示意图。

图中标号：本体1、密封件11、石墨盖板12、前盖2、第一椭圆齿轮3、第一安装轴31、第二椭圆齿轮4、第二安装轴41、发信磁铁32、传感器5、后盖6、电子式计数器7、轴套8。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例一种无机械传动系统的微型椭圆齿轮流量计，包括本体1、前盖2、第一椭圆齿轮3、第一安装轴31、第二椭圆齿轮4、第二安装轴41、两个及以上发信磁铁32、传感器5、后盖6、电子式计数器7；所述本体1为内置容腔、一端开口的结构，其两侧面设有与容腔相通的管道，第一椭圆齿轮3、第二椭圆齿轮4置于本体1的容腔内，第一椭圆齿轮3与第二椭圆齿轮4啮合，并分别转动连接在第一安装轴31、第二安装轴41上，第一安装轴31、第二安装轴41固定在本体1上，第一椭圆齿轮3、第二椭圆齿轮4能够响应于本体1两侧面的管道的流体而转动，前盖2能够拆卸的连接在本体1前端，后盖6连接在本体1后端，前盖2上与本体1连接的一端固定安装传感器5，另一端嵌入电子式计数器7，传感器5电性连接电子式计数器7，传感器5能够将接收到的信号发送给电子式计数器7，发信磁铁32沿圆周均匀镶嵌在第一椭圆齿轮3或第二椭圆齿轮4的端面上，本实施例中，发信磁铁32设置在第一椭圆齿轮3上，即处在上方的椭圆齿轮，传感器5与其中一个发信磁铁32的位置对应，本实施例中，传感器5与处于下方的发信磁铁32对应，相邻发信磁铁32与传感器5对应的端磁极相反。

本实施例中，所述本体1为正方体结构，内有腰型容腔，其两侧面的管道分别为液体入口和液体出口，其端面上设有与前盖2连接的螺纹孔。

前盖2为设有阶梯型凹槽的结构，凹槽内安装有电子式计数器7，其中部安装有传感器5，在其阶梯的端面上开设有螺栓孔，用于与本体1上的螺纹孔对应。

本实施例中，还包括两个密封件11，本体两端设有密封件槽，密封件11置于密封件槽中，前盖通过螺栓密封连接在本体前端，后盖通过螺栓密封连接在本体后端，密封件11可选用现有技术中的密封圈。

本实施例中，还包括石墨盖板12，套接在第一安装轴31、第二安装轴41上，夹在第一椭圆齿轮3、第二椭圆齿轮4与本体1底部之间，能够起到润滑作用。

本实施例中，还包括两个轴套8，分别套接在第一安装轴31、第二安装轴41，与第一安装轴31、第二安装轴41间隙配合，与第一椭圆齿轮3、第二椭圆齿轮4过盈配合，所述轴套8为石墨轴套。

本实施例中，所述发信磁铁32为两个，间隔180度的安装在第一椭圆齿轮3的端面上，椭圆齿轮每旋转一圈可产生两个流量信号，本实施例中的传感器5也可以采用霍尔传感器。

本发明的工作过程如下：

在第一椭圆齿轮3的端面两侧镶嵌有两个磁性相反的发信磁铁32，当管道中有液体流动时，会推动第一椭圆齿轮3及第二椭圆齿轮4转动，从而发信磁铁32依次经过前盖2中的传感器5下方，从而产生流量信号，本实施例仅有一对椭圆齿轮本身转动时的阻力，无齿轮系传动系统及联轴器转动时的阻力，从而使流量计在极小的流量和极低的压力条件下也能正常运转，这大大提高了流量计的流量范围和计量精度。

且本实施例的外形为方形，长宽高仅有60mm，60mm，65mm，重量0.5kg，使用微功耗电子式计数器，计数器直接安装于前盖2内部，计数器中集成信号传感器，可采用5号电池自供电模式，显示瞬时及累积流量，电池使用寿命可长达两年，流量计整体采用模块化设计，零件安装、更换方便。

本发明还公开一种加工无机械传动系统的微型椭圆齿轮流量计的加工方法，具体步骤如下：

(1)分别加工前盖2、后盖6、本体1、第一椭圆齿轮3、第二椭圆齿轮4、第一安装轴31、第二安装轴41；

前盖2、后盖6、本体1的加工：首先由三维cad软件进行三维建模，再利用cam技术，由三维软件自动生成模具加工程序，由cnc数控加工中心加工出熔模铸造模具(熔模铸造又称失蜡铸造，包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序；失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模，然后蜡模上涂以泥浆，这就是泥模；泥模晾干后，放入热水中将内部蜡模熔化；将熔化完蜡模的泥模取出再焙烧成陶模；一般制泥模时就留下了浇注口，再从浇注口灌入金属熔液，冷却后，所需的零件即制成，使用此方法铸造出的零件毛坯表面质量较好，尺寸精确)，再使用熔模铸造法铸造出毛坯。

铸造完成后，由cnc加工中心分别对前盖2、后盖6、本体1进行精加工。

前盖2的精加工：首先由加工中心用面铣刀对平面进行铣销，加工出密封面及基准平面；平面加工完成后进行二次装夹，用圆柱铣刀加工计数器安装槽、传感器定位孔及前盖螺栓孔；将零件表面毛刺去除后，加工完成。

本体1的精加工：首先由加工中心用面铣刀对平面进行铣销，加工出密封面及基准平面；平面加工完成后，用镗刀对椭圆齿轮安装孔底面及侧壁进行精加工；用中心钻对轴孔进行粗加工后再用镗刀精加工轴孔；用圆柱铣刀加工密封槽；用麻花钻加工螺纹孔；用丝锥加工出内螺纹。去除加工过程中的飞边、毛刺，加工完成。

后盖6的精加工：由加工中心用面铣刀对平面进行铣销，加工出密封面及基准平面；平面加工完成后进行二次装夹，用圆柱铣刀加工出连接孔。

第一椭圆齿轮3、第二椭圆齿轮4的加工：此零件先用熔模铸造法铸造出毛坯；由数控加工中心精镗出中心定位孔；通过对椭圆齿轮的计算，计算出椭圆齿轮轮齿的分布角度，再利用数控编程软件编制出加工程序后导入数控插齿机，由插齿机加工出轮齿；轮齿加工完成后，由数控车床对椭圆齿轮外圆及平面进行精加工；去除表面的毛刺后，加工完成。

第一安装轴31、第二安装轴41的加工：先将圆棒切割成长度与零件长度相同的棒料；由数控车床对圆棒进行粗加工外圆，留出磨销余量；由磨床对外圆进行磨销精加工。

(2)对各零件进行组装，将第一安装轴31、第二安装轴41固定在本体上，再将第一椭圆齿轮3、第二椭圆齿轮4分别套接在第一安装轴31、第二安装轴41上并置于本体1的容腔内，将发信磁铁32镶嵌到第一椭圆齿轮3或第二椭圆齿轮4端部，将前盖2、后盖6分别与固定在本体1的前端与后端。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。