一种智能自调式高精度大小水流量检测装置

摘要

本发明公布了一种智能自调式高精度大小水流量检测装置，安装腔内设置有外叶轮；外叶轮中心设置有套管轴；套管轴内设置有内叶轮；套管轴下端设置下齿轮环；套管轴上端设置有环形齿轮；环形齿轮与从动齿轮啮合；从动齿轮连接第二传动轴；内叶轮中心设置旋转轴；旋转轴顶端通过花键结构与第一传动轴连接；旋转轴下端设置有堵水盖；堵水盖下端设置有细轴；细轴上设置有细弹簧；细轴下端套接在升降筒内；升降筒外壁上设置有连接杆；连接杆与堵水环连接；堵水环上端面设置底齿轮环；升降筒设置在固定筒内；固定筒内设置有粗弹簧；固定筒上设置有卡槽。本发明可同时对大小流量进行监测，适用范围大，监测结果准确，运行稳定可靠。

权利要求

1.一种智能自调式高精度大小水流量检测装置，它包括安装腔（14），所述安装腔（14）顶端侧边设置有进水口（12），下端侧边设置有出水口（1），其特征在于，所述安装腔（14）内竖直设置有外叶轮（4）；所述外叶轮（4）中心设置有套管轴（3）；所述套管轴（3）内同轴设置有内叶轮（2）；所述套管轴（3）下端设置下齿轮环（9）；所述套管轴（3）上端外壁设置有环形齿轮（13）；所述环形齿轮（13）与从动齿轮（6）啮合；所述从动齿轮（6）连接第二传动轴（7）；

所述内叶轮（2）中心设置有旋转轴（26）；所述旋转轴（26）顶端通过花键结构与第一传动轴（25）连接；所述第一传动轴（25）、第二传动轴（7）分别与对应的霍尔传感器（32）感应连接；

所述旋转轴（26）下端设置有用于堵住套管轴（3）的堵水盖（17）；所述堵水盖（17）下端设置有细轴（23）；所述细轴（23）上设置有细弹簧（24）；所述细轴（23）下端套接在升降筒（21）内；

所述升降筒（21）外壁上均匀设置有连接杆（18）；所述外叶轮（4）底部设置有用于堵住外叶轮（4）的堵水环（16）；所述连接杆（18）与堵水环（16）连接；所述堵水环（16）上端面设置有与下齿轮环（9）配合的底齿轮环（37）；所述升降筒（21）设置在固定筒（20）内；所述固定筒（20）内设置有粗弹簧（19）；所述固定筒（20）外壁上设置有与连接杆（18）配合的卡槽（201）；

当水流量无法推动堵水环（16）下降时，内叶轮（2）旋转并输送信号；

当水流量推动堵水环（16）下降后，内叶轮（2）空转，外叶轮（4）旋转并输出信号。

2.根据权利要求1所述的一种智能自调式高精度大小水流量检测装置，其特征在于，所述套管轴（3）上端面设置有上齿轮环（8）；所述旋转轴（26）上端设置有与上齿轮环（8）配合的环形齿轮压盘（27）。

3.根据权利要求2所述的一种智能自调式高精度大小水流量检测装置，其特征在于，所述齿轮压盘（27）与旋转轴（26）之间通过均匀设置的固定杆（271）连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能自调式高精度大小水流量检测装置，其特征在于，所述旋转轴（26）端头呈环形均匀设置有长条形的花键齿（261）；所述第一传动轴（25）下端设置有用于套接旋转轴（26）的筒孔（251）；所述筒孔（251）底面设置有与花键齿（261）配合的花键副齿（252）。

5.根据权利要求1所述的一种智能自调式高精度大小水流量检测装置，其特征在于，所述外叶轮（4）由环形阵列设置在套管轴（3）上的螺旋叶片组成；所述内叶轮（2）由环形阵列设置在旋转轴（26）上的螺旋叶片组成。

6.根据权利要求1所述的一种智能自调式高精度大小水流量检测装置，其特征在于，所述堵水盖（17）为圆锥壳体形状；所述堵水盖（17）的圆锥凹陷面朝向套管轴（3）内侧。

7.根据权利要求1所述的一种智能自调式高精度大小水流量检测装置，其特征在于，所述第一传动轴（25）、第二传动轴（7）均穿过安装腔（14）顶壁后与对应的感应盘（29）连接；所述感应盘（29）设置在密封盒（28）内；所述密封盒（28）为圆盘形状；所述密封盒（28）侧壁为双层；所述霍尔传感器（32）设置在夹层中；所述霍尔传感器（32）通过电线与上端的电路系统（30）连接。

8.根据权利要求1所述的一种智能自调式高精度大小水流量检测装置，其特征在于，所述安装腔（14）两端设置有安装架（5）；所述套管轴（3）两端设置在安装架（5）上。

说明书

一种智能自调式高精度大小水流量检测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及到智能监测仪器技术领域，具体为一种智能自调式高精度大小水流量检测装置。

背景技术

[0002] 智能仪表仪器指用于离散制造和流程工业装备中，连续测量温度、压力、流量、物位等变量，或者测量物体位置、倾斜、旋转等物性参数以及物质成分的仪器和仪表。包括传感器及其系统、智能温度、压力、流量、物位测量仪器仪表、智能电表、智能水表、等监测装置。现在的水流量监测表都是采用传统的流量计或者流量水表，但是现有的流量计或流量水表都存在一个缺陷，当管道中的流量波动较大时，限于现有的流量计叶轮结构，导致无法准确的监测出流量，使得测量结果不准。目前为了解决该问题，都是在管道上设置旁通支管，在主管上设置大流量计和电动控制阀，在旁通支管上设置小流量计和电动控制阀，然后通过不同大小的流量计配合电磁阀控制电动控制阀来根据流量的大小开启主管或旁通支管实现流量的准确监测，这种方式不但管道设置复杂，成本高，同时由于电控设备零件增多，导致电路稳定性差，监测结果也不稳定，容易出现故障。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对以上问题，提供一种智能自调式高精度大小水流量检测装置，它可以同时对大小流量进行监测，适用范围大，监测结果准确，运行稳定可靠。

[0004] 为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种智能自调式高精度大小水流量检测装置，它包括安装腔，所述安装腔顶端侧边设置有进水口，下端侧边设置有出水口，所述安装腔内竖直设置有外叶轮；所述外叶轮中心设置有套管轴；所述套管轴内同轴设置有内叶轮；所述套管轴下端设置下齿轮环；所述套管轴上端外壁设置有环形齿轮；所述环形齿轮与从动齿轮啮合；所述从动齿轮连接第二传动轴；所述内叶轮中心设置有旋转轴；所述旋转轴顶端通过花键结构与第一传动轴连接；所述第一传动轴、第二传动轴分别与对应的霍尔传感器感应连接；所述旋转轴下端设置有用于堵住套管轴的堵水盖；所述堵水盖下端设置有细轴；所述细轴上设置有细弹簧；所述细轴下端套接在升降筒内；所述升降筒外壁上均匀设置有连接杆；所述外叶轮底部设置有用于堵住外叶轮的堵水环；所述连接杆与堵水环连接；所述堵水环上端面设置有与下齿轮环配合的底齿轮环；所述升降筒设置在固定筒内；所述固定筒内设置有粗弹簧；所述固定筒外壁上设置有与连接杆配合的卡槽。

[0005] 进一步的，所述套管轴上端面设置有上齿轮环；所述旋转轴上端设置有与上齿轮环配合的环形齿轮压盘。

[0006] 进一步的，所述齿轮压盘与旋转轴之间通过均匀设置的固定杆连接。

[0007] 进一步的，所述旋转轴端头呈环形均匀设置有长条形的花键齿；所述第一传动轴下端设置有用于套接旋转轴的筒孔；所述筒孔底面设置有与花键齿配合的花键副齿。

[0008] 进一步的，所述外叶轮由环形阵列设置在套管轴上的螺旋叶片组成；所述内叶轮由环形阵列设置在旋转轴上的螺旋叶片组成。

[0009] 进一步的，所述堵水盖为圆锥壳体形状；所述堵水盖的圆锥凹陷面朝向套管轴内侧。

[0010] 进一步的，所述第一传动轴、第二传动轴均穿过安装腔顶壁后与对应的感应盘连接；所述感应盘设置在密封盒内；所述密封盒为圆盘形状；所述密封盒侧壁为双层；所述霍尔传感器设置在夹层中；所述霍尔传感器通过电线与上端的电路系统连接。

[0011] 进一步的，所述安装腔两端设置有安装架；所述套管轴两端设置在安装架上。

[0012] 本发明的有益效果：

[0013] 1、本发明采用了同轴的内外叶轮实现独立的水流感应旋转，对于大小流量都可以监测，适用范围大，监测结果更加准确，运行稳定可靠，并且由于内外叶轮旋转的信号是通过独立电路感应机构产生的，没有混淆在一起，因此信号处理更加简单稳定，流量监测更加稳定可靠。

[0014] 2、本发明中的内外叶轮下端分别设置了堵水盖和堵水环，能根据不同流量大小自行打开和关闭，流量小时堵水环关闭，保证水流全部经过内叶轮，提高小流量的监测精度，流量大时，堵水环打开，保证大流量的监测准确性，流量过小时，堵水盖自动关闭，防止出现偷水现象。

[0015] 3、相对于传统的风扇叶片或直叶片，本发明中的内外叶轮均采用的螺旋叶片呈环形阵列设置，对水流反应更加灵敏，流量监测精度更高。

附图说明

[0016] 图1为本发明的详细内部结构示意图。

[0017] 图2为本发明中外叶轮与内叶轮的配合结构示意图。

[0018] 图3为内叶轮的结构示意图。

[0019] 图4为堵水环的底面仰视图。

[0020] 图5为堵水环的俯视结构示意图。

[0021] 图6为固定筒的俯视结构示意图。

[0022] 图7为齿轮压盘的仰视结构示意图。

[0023] 图8为旋转轴顶端的花键齿结构示意图。

[0024] 图9为第一传动轴下端的筒孔和花键副齿结构示意图。

[0025] 图10为感应盘的结构示意图。

[0026] 图中：1、出水口；2、内叶轮；3、套管轴；4、外叶轮；5、安装架；6、从动齿轮；7、第二传动轴；8、上齿轮环；9、下齿轮环；11、电箱；12、进水口；13、环形齿轮；14、安装腔；15、下安装架；16、堵水环；17、堵水盖；18、连接杆；19、粗弹簧；20、固定筒；21、升降筒；23、细轴；24、细弹簧；25、第一传动轴；26、旋转轴；27、齿轮压盘；28、密封盒；29、感应盘；30、电路系统；31、密封环；32、霍尔传感器；36、磁铁；37、底齿轮环；201、卡槽；271、固定杆；261、花键齿；251、筒孔；252、花键副齿。

具体实施方式

[0027] 为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

[0028] 如图1-图10所示，本发明的具体结构为：一种智能自调式高精度大小水流量检测装置，它包括安装腔14，所述安装腔14顶端侧边设置有进水口12，下端侧边设置有出水口1，所述安装腔14内竖直设置有外叶轮4；所述外叶轮4中心设置有套管轴3；所述套管轴3内同轴设置有内叶轮2；所述套管轴3下端设置下齿轮环9；所述套管轴3上端外壁设置有环形齿轮13；所述环形齿轮13与从动齿轮6啮合；所述从动齿轮6连接第二传动轴7；所述内叶轮2中心设置有旋转轴26；所述旋转轴26顶端通过花键结构与第一传动轴25连接；所述第一传动轴25、第二传动轴7分别与对应的霍尔传感器32感应连接；所述旋转轴26下端设置有用于堵住套管轴3的堵水盖17；所述堵水盖17下端设置有细轴23；所述细轴23上设置有细弹簧24；所述细轴23下端套接在升降筒21内；所述升降筒21外壁上均匀设置有连接杆18；所述外叶轮4底部设置有用于堵住外叶轮4的堵水环16；所述连接杆18与堵水环16连接；所述堵水环
16上端面设置有与下齿轮环9配合的底齿轮环37；所述升降筒21设置在固定筒20内；所述固定筒20内设置有粗弹簧19；所述固定筒20外壁上设置有与连接杆18配合的卡槽201。

[0029] 为了加快外叶轮4的启动速度，提高流量监测的精准性，所述套管轴3上端面设置有上齿轮环8；所述旋转轴26上端设置有与上齿轮环8配合的环形齿轮压盘27。

[0030] 优选的，所述齿轮压盘27与旋转轴26之间通过均匀设置的固定杆271连接。齿轮压盘27为环形，可以方便水流穿过齿轮压盘27后顺畅进入到套管轴3内，提高水流的通畅性。

[0031] 为了促使旋转轴26与第一传动轴25能顺畅自动的脱离和啮合，提高反应精准性和驱动稳定性，所述旋转轴26端头呈环形均匀设置有长条形的花键齿261；所述第一传动轴25下端设置有用于套接旋转轴26的筒孔251；所述筒孔251底面设置有与花键齿261配合的花键副齿252。

[0032] 为了提高叶轮对水流的反应速度，提高对流量的监测准确性，所述外叶轮4由环形阵列设置在套管轴3上的螺旋叶片组成；所述内叶轮2由环形阵列设置在旋转轴26上的螺旋叶片组成。

[0033] 为了提高内叶轮对水流冲击力的感应精度，所述堵水盖17为圆锥壳体形状；所述堵水盖17的圆锥凹陷面朝向套管轴3内侧。堵水盖17采用圆锥壳体后能进一步提高对水流冲击力的感应精度，提高对水流量的敏感度，便于进行外叶轮和内叶轮的转换。

[0034] 优选的，所述第一传动轴25、第二传动轴7均穿过安装腔14顶壁后与对应的感应盘29连接；所述感应盘29设置在密封盒28内；所述密封盒28为圆盘形状；所述密封盒28侧壁为双层；所述霍尔传感器32设置在夹层中；所述霍尔传感器32通过电线与上端的电路系统30连接。将密封盒28侧壁设置成双层结构，使得感应盘29与霍尔传感器32处于不同的密封层中，因此霍尔传感器32以及配合的电路可以完全与水隔离开，提高监测设备的防水性，稳定性。

[0035] 优选的，所述安装腔14两端设置有安装架5；所述套管轴3两端设置在安装架5上。

[0036] 本发明具体使用原理：

[0037] 水流经过总过程：水流从进水口12进入，经内叶轮2和外叶轮4监测后，从下端的出水口1流出来。

[0038] 小流量水流的监测原理：水流从进水口12进入后，进入外叶轮4的水流会被底部的堵水环16堵住，无法穿过；而进入套管轴3的水流经过内叶轮2时，会驱动内叶轮2旋转，内叶轮2带动顶端的第一传动轴25旋转，从而带动电箱11内的感应盘29旋转，感应盘上的磁铁36与霍尔传感器32发生感应将信号通过电线传入上端的电路系统30中。

[0039] 由于小流量水流冲击力小，因此无法推动堵水盖17；堵水环16顶面的底齿轮环37一直与套管轴3下端的下齿轮环9啮合，使得外叶轮4无法旋转。

[0040] 随着水流量的增大，流量推动堵水盖17持续下降，当水流量增大到促使堵水盖17下降到预定距离后，细弹簧24被压缩，细轴23向下推动升降筒21下降，粗弹簧19也被压缩，升降筒21带动堵水环16下降，底齿轮环37与下齿轮环9脱离啮合，且由于堵水环16下降，使得外叶轮4内的水流能向下流出，由此带动外叶轮4旋转，而由于旋转轴26的下降，使得旋转轴26顶端的花键结构松开，第一传动轴25与旋转轴26脱离开，内叶轮2空转，此时第一传动轴25停止旋转，电路系统30无法接收到内叶轮2的旋转信号；而外叶轮4的旋转会通过环形齿轮13驱动从动齿轮6旋转，从动齿轮6带动第二传动轴7旋转，第二传动轴7带动上端的另外一个感应盘29旋转，感应盘上的磁铁36与霍尔传感器32发生感应将信号通过电线传入上端的电路系统30中。

[0041] 由于本发明中的外叶轮4与内叶轮2会根据不同的水流量大小来自行调整启动，流量大时启动外叶轮4，内叶轮2虽然在旋转，但是空转；流量小时，外叶轮4停止旋转，内叶轮2启动，传输信号给电路系统30；由于采用了同轴的内外叶轮4实现大小流量的独立监测，因此监测更加稳定可靠，监测结果更加准确，并且由于电路系统是独立接收两个叶轮的信号的，因此信号处理更加简单稳定可靠。

[0042] 而且，在外叶轮4停止旋转状态下，外叶轮4下端是被堵水环16堵住的，因此此时水流都是必须经过内叶轮2后流出的，因此小流量水流的检测结果会非常准确可靠。

[0043] 为了进一步提高本发明装置的反应灵敏性，在旋转轴26上设置了齿轮压盘27，当水流量超过内叶轮2的监测范围后，当旋转轴26与第一传动轴25脱离啮合时，由于内叶轮2在快速空转，而外叶轮4刚由静止启动，无法达到满速，此时齿轮压盘27与套管轴3上端的上齿轮环8啮合，可以快速的增大外叶轮4的旋转速度，也即可以提高外叶轮4的加速时间，提高对大水流量的监测准确性。

[0044] 本发明还存在一个意外的优点为：可以防止用户进行偷水，当用户将水龙头开很小时，水流可以缓慢的滴出来，但是实际上水表没有运行，因此水被免费使用；而本发明的装置由于设置了堵水环16和堵水盖17，因此如果用户将水龙头开很小，希望水流成水滴缓慢流出时，由于水流流速不够，细弹簧24的压力大于水流的冲击力，堵水盖17无法被冲开的，也即水流在本装置被堵住，不会流出来的，因此无法实现偷水。

[0045] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

[0046] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。