[发明专利]一种无轴磁悬浮涡轮表体组件、表芯组合件及流量计

说明书

本发明涉及无轴磁悬浮涡轮表体组件，包括表体，表体设置有流道，流道内设置有表体永磁体；还包括可插入流道的套筒，套筒插入流道的端部设置有套筒永磁体；流道内位于套筒永磁体和表体永磁体之间还定位有涡轮，涡轮的中轴线与流道中轴线平行设置，且涡轮的叶片上均设置有内磁体，所述内磁体和外磁体磁极相反设置将涡轮悬浮在套筒永磁体和表体永磁体之间。本发明还公开了一种表芯组合件和无轴磁悬浮涡轮流量计。本发明利用磁悬浮结构代替现有涡轮的轴承支撑结构，涡轮去除了实体转动轴，使得表体内部空间增大，被测流体单位时间通过率高，压损小。

技术领域

本发明涉及流体测量设备，属于计量器械技术领域。具体涉及一种无轴磁悬浮涡轮表体组件；同时，本发明还基于该无轴磁悬浮涡轮表体组件，公开了一种表芯组合件和无轴磁悬浮涡轮流量计。

背景技术

流量计英文名称是flowmeter，全国科学技术名词审定委员会把它定义为：指示被测流量和（或）在选定的时间间隔内流体总量的仪表。简单来说就是用于测量管道或明渠中流体流量的一种仪表。流量计又分为有叶轮流量计、差压式流量计、转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计等。按介质分为液体流量计和气体流量计。

涡轮流量计是叶轮流量（流速）计的一种，优点是技术成熟、结构简单、重复性好、测量精度较高、工作范围宽等，广泛应用于石油、液化气、天然气等流体的测量。涡轮流量计的基本工作原理：当流体流入流量计时，在进口整流器的作用下流体得到整流并加速，由于涡轮叶片与流体流向成一定角度，此时涡轮产生转动力矩，在克服摩擦力矩和流体阻力矩后，涡轮开始旋转。在一定的流量范围内，涡轮旋转的角速度与流体体积流量成正比，通过传感器读取涡轮的角速度并转换成对应的电信号传输到仪表的控制显示组件，电信号经放大、滤波、整形后与温度、压力传感器信号一起送入流量计算微处理器进行运算处理，得出的流体体积流量和总流量显示在显示屏上。

涡轮旋转时，通过涡轮转速传感器产生与涡轮转速成正比频率f的电脉冲，也即与流量Q成正比。这个电脉冲信号经前置放大器放大后，送往微处理器，其中，被测流量Q与脉冲频率f之间的关系为：f=KQ，式中 K为比例常数，这样，微处理器即可通过脉冲数求得流体流过的瞬时流量，及某段时间内的累积流量。

虽然传统涡轮流量计优点众多、应用广泛，但其自身也存在一些固有缺陷，主要有：1、传统涡轮流量计通过轴承承载涡轮，涡轮轴承具有摩擦力，影响流量计测量精度，始动流量高，量程比小（1:20）;2、传统涡轮流量计通过轴承承载涡轮，涡轮轴承占用气体流通空间，造成较高的背压比，气体通过率低;3、当被测流体含固体杂质的情况下，轴承容易磨损老化;4、需要给轴承定期加注润滑油，增加了使用维护成本。

基于以上缺陷，现有技术中的涡轮流量计存在稳定性差、精确度低、量程比小、始动流量大、压损大、被测流体通过率低、维修成本高等诸多问题，致使我们迫切需要对现有技术的涡轮流量计进行改进创新。

发明内容

基于以上技术问题，本发明提供了一种无轴磁悬浮涡轮表体组件, 从而解决了现有技术中涡轮流量计稳定性差、量程比小、始动流量大、被测流体通过率低的技术问题。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种无轴磁悬浮涡轮表体组件，包括表体，表体设置有贯穿表体的流道，所述流道内设置有表体永磁体；还包括可插入流道的套筒，套筒插入流道的端部设置有套筒永磁体，套筒永磁体与表体永磁体配对形成外磁体；流道内位于套筒永磁体和表体永磁体之间还定位有涡轮，涡轮的中轴线与流道中轴线平行设置，且涡轮的叶片上均设置有内磁体，所述内磁体和外磁体磁极相反设置将涡轮悬浮在套筒永磁体和表体永磁体之间。

优选的，所述套筒永磁体和表体永磁体面向涡轮的一侧均为弧形结构，二者紧密贴合后配对并形成带半弧形凹槽的所述外磁体。

优选的，所述内磁体面向外磁体的一侧形成与半弧形凹槽相同弧度的弧面。