四型多齿轮流量变送器的流量特性研究

　　1　引　言

　　对于高压液压系统的流量测量问题,国内目前还没有成型的产品,只是在部分研究机构、院校的实验室内,通过间接测量流量的方法,可准确测量流量,但如果实验条件变了,如流体的粘度、温度、流速、脉动、压力、流态等条件变了,就很难准确地测量出该高压液压系统的流量了[1]。流量仪表是一种性能强烈依赖于使用条件的仪表。本项研究是利用国家自然科学基金资助项目———平衡式复合齿轮泵的工作原理,设计了一种测量高压液压系统流量的高压流量计,该流量计具有不受环境条件影响,准确测量液压系统高压流量的特点,对化工、煤矿、冶金等行业的液压系统的故障诊断和自动控制将起重要作用,该项研究填补了国内无容积式高压流量计的空白。本文主要讨论该流量计的流量特性。

　　2　工作原理及分类

　　2.1　四型多齿轮流量变送器的工作原理

　　其结构原理和径向多齿轮马达类似(如图1),相当于无负载的径向多齿轮马达,当流体进入流量计时,推动齿轮旋转,由于没有负荷,中心齿轮和径向齿轮将空转,将油液从齿轮的进油口带到齿轮的出油口,即:系统将流量信号转变为中心齿轮的转速信号,从而完成流量变送器的任务。

　　2.2　四型多齿轮流量变送器的特点

　　(1)流量变送器的进、出油口间的压力差非常小。

　　(2)中心齿轮所受的液压力是平衡的。

　　(3)由于中心齿轮是空负荷运转,故所受的啮合力非常小。

　　(4)其它径向齿轮,可以通过在进、出油口的对面开平衡槽的办法,使其所受的液压力基本平衡;同时,径向齿轮所受的啮合力也非常小。

　　由以上分析可知,该种流量变送器的力学特性非常好,因为流量计是串接在液压系统中的,故流量计本身的流量特性对被测系统有很大影响。众所周知,市面上的普通齿轮流量计(含椭圆齿轮流量计)的流量脉动非常大,一般都大于10%,有的甚至达到30% ~40%,如此大的流量脉动,使得它们往往只能被串接在系统的低压侧。而4型多齿轮流量变送器的流量脉动一般底于1%,完全可以串接在高压液压系统中用于测量流量。

　　2.3　齿轮流量变送器的分类

　　为了统一齿轮流量计的学术术语,我们称由一对椭圆齿轮构成的流量计为椭圆齿轮流量计,称由一对普通齿轮构成的流量计为普通齿轮流量计,称由四个径向齿轮和一个中心齿轮构成的流量计为四型多齿轮流量计,称由四个径向齿轮、一个中心齿轮和一个内齿轮构成的流量计为四型复合齿轮流量计(如图2所示),称由四对轴向齿轮并联构成的流量计为四联齿轮流量计。