大口徑螺翼水表的葉輪重力平衡裝置及其重力平衡方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水流量計(jì)量領(lǐng)域，尤其涉及一種大口徑螺翼水表的葉輪重力平衡裝置及其重力平衡方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大口徑水表由于大流量且流量變化范圍相對(duì)較小的優(yōu)勢(shì)，往往用于主干線管道，小區(qū)總表，工礦企業(yè)、寫字樓的關(guān)口表，它的下一級(jí)的用水情況相對(duì)復(fù)雜，不同時(shí)間水表的用水量相差很大，峰值用水量接近常用流量Q3流量，但最小用水量可能只有Q3流量的
0.5%，這樣對(duì)水表的配置造成了很大的麻煩，普通水表無法滿足寬使用流量的要求。由于大口徑管路的流量普遍難以預(yù)判，因此設(shè)計(jì)時(shí)如何合理配表是當(dāng)前供水企業(yè)非常頭疼的問題，經(jīng)常出現(xiàn)“大口徑小流量、小口徑大流量”現(xiàn)象。即大口徑的管道和水表經(jīng)常處于遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于最小流量乃至始動(dòng)流量的情況，對(duì)于小流量性能相對(duì)較差的水平螺翼式水表而言，計(jì)量誤差是相當(dāng)驚人的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種大口徑螺翼水表的葉輪重力平衡裝置及其重力平衡方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種大口徑螺翼水表的葉輪重力平衡方法，該方法是在葉輪的正反面上分別設(shè)置第一浮力組件和第二浮力組件，第一浮力組件和第二浮力組件由相同材料構(gòu)成，且體積相同；浮力組件的體積和密度滿足V1 P ^V2P2=(VpV2) P3;其中，V:為葉輪的體積，P I為葉輪的密度，V2為浮力組件的體積，P 2為浮力組件的密度，P 3為常溫(20°C )下水的密度。
[0005]進(jìn)一步地，所述第一浮力組件和第二浮力組件的制備方法為:
[0006]1.根據(jù)葉輪設(shè)計(jì)第一浮力組件和第二浮力組件的模具；并計(jì)算浮力組件的目標(biāo)體積和目標(biāo)密度；
[0007]2.根據(jù)目標(biāo)密度，將熔指在6g/10min以上的的PP材料與發(fā)泡劑一定比例混合，得到混合料；具體為:目標(biāo)密度為0.8?0.9g/mL，發(fā)泡劑的質(zhì)量為PP材料質(zhì)量的1.5% ;目標(biāo)密度為0.7?0.8g/mL，發(fā)泡劑的質(zhì)量為PP材料質(zhì)量的3% ;目標(biāo)密度為0.6?0.7g/mL，發(fā)泡劑的質(zhì)量為PP材料質(zhì)量的4.5% ;目標(biāo)密度為0.5?0.6g/mL，發(fā)泡劑的質(zhì)量為PP材料質(zhì)量的6% ；
[0008]3.將步驟2獲得的混合料通過注塑機(jī)注塑到模具中，獲得第一浮力組件和第二浮力組件。
[0009]進(jìn)一步地，所述注塑機(jī)第一階段的溫度為180?190度，第二階段的溫度為140?150度，第三階段的溫度為140?150度，射嘴溫度為200?220度；注塑壓強(qiáng)為2.8?3.0MPa0
[0010]一種大口徑螺翼水表的葉輪重力平衡裝置，所述裝置包括第一環(huán)形浮力組件，第二環(huán)形浮力組件，第一襯套，第二襯套、兩個(gè)磁鋼，第一環(huán)形剛玉，第二環(huán)形剛玉，圓弧剛玉，葉輪，平面剛玉，葉輪盒后部及葉輪盒前部；
[0011]所述葉輪具有兩端凸出的中心軸，第一環(huán)形浮力組件，第二環(huán)形浮力組件分別嵌套在中心軸的兩端；中心軸具有中心通孔，第一襯套和第二襯套分別從中心軸的兩端嵌入到中心軸的中心通孔內(nèi)；第一襯套和第二襯套均開有中心通孔，第一環(huán)形剛玉和圓弧剛玉依次嵌入安裝在第一襯套的中心通孔內(nèi)，平面剛玉和第二環(huán)形剛玉和依次嵌入到第二襯套的中心通孔內(nèi)；所述葉輪上開有兩個(gè)磁鋼安裝孔，兩個(gè)磁鋼分別安裝在磁鋼安裝孔內(nèi)，兩個(gè)磁鋼分別為S極磁鋼和N極磁鋼；
[0012]葉輪盒后部和葉輪盒前部組成葉輪盒，葉輪安裝在葉輪盒內(nèi)，葉輪盒后部及葉輪盒前部均具有中心頂針，葉輪盒后部的中心頂針插入到第一襯套的中心通孔內(nèi)，頂住第一環(huán)形剛玉；葉輪盒前部的中心頂針插入到第二襯套的中心通孔內(nèi)，頂住第二環(huán)形剛玉。
[0013]進(jìn)一步地，所述第一浮力組件和第二浮力組件均具有兩個(gè)第一插孔、兩根插腳和中心通孔，第一插孔和插腳相間布置；葉輪的中心軸四周具有四個(gè)第二插孔，第一浮力組件和第二浮力組件的中心通孔均與中心軸配合，第一浮力組件的插腳分別插入到兩個(gè)第二插孔內(nèi)，插腳的末端伸入到第二浮力組件的第一插孔內(nèi)；第二浮力組件的插腳分別插入到其余兩個(gè)第二插孔內(nèi)，插腳的末端伸入到第一浮力組件的第一插孔內(nèi)。
[0014]進(jìn)一步地，所述第一浮力組件和第二浮力組件，第一浮力組件和第二浮力組件由相同材料構(gòu)成，且體積相同；浮力組件的體積和密度滿足V1 P ASV2P2= (VA2V2) P3;其中，V1S葉輪的體積，P i為葉輪的密度，V2為浮力組件的體積，P 2為浮力組件的密度，P 3為常溫(20°C )下水的密度。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:通過對(duì)普通螺翼式水表的關(guān)鍵部件葉輪進(jìn)行精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，利用葉輪在水里會(huì)受到水的浮力和重力的共同作用的特點(diǎn)，通過計(jì)算水的浮力等于水排開液體的重量，將葉輪的綜合密度設(shè)計(jì)成接近水的密度，從而克服了葉輪工作時(shí)由于重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于浮力，使得葉輪和頂針軸之間會(huì)產(chǎn)生較大摩擦力的問題，可以減少這兩者之間的摩擦力，提高水表在小流量時(shí)的靈敏度。在水計(jì)量領(lǐng)域中具有重大實(shí)際意義。
【附圖說明】
[0016]圖1是一種大口徑螺翼水表的葉輪重力平衡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為第一浮力組件和第二浮力組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為葉輪上中心軸和第二插孔的位置示意圖；
[0020]圖5為根據(jù)圖4所示的葉輪設(shè)計(jì)得到的模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ] 圖6為圖5所示模具的俯視圖；
[0022]圖中，第一浮力組件I，第二浮力組件10，第一襯套2，第二襯套9、磁鋼3，第一環(huán)形剛玉4，第二環(huán)形剛玉8，圓弧剛玉5，葉輪6，平面剛玉7，葉輪盒后部11，葉輪盒前部12、中心圓柱13、側(cè)邊圓柱14、側(cè)邊圓孔15、第一插孔101、插腳102、中心通孔103、中心軸61、磁鋼安裝孔62、第二插孔63。
【具體實(shí)施方式】
[0023]利用葉輪在水里會(huì)受到水的浮力和重力的雙重作用的特點(diǎn)，利用水的浮力等于水排開液體的重量的思路，本發(fā)明在葉輪6的正反面上分別設(shè)置第一浮力組件I和第二浮力組件10，第一浮力組件I和第二浮力組件10由相同材料構(gòu)成，且體積相同；
[0024]假設(shè):葉輪6的體積為V1，葉輪6的密度為P I，浮力組件的體積為V2，浮力組件的密度為P2，常溫(20°C )下水的密度為P3。
[0025]根據(jù)阿基米德原理，F(xiàn)浮=G液排=P液gV排，就有V1 P !+2V2 P 2= (V ,+2N2) P 3
[0026]Vn ^可以通過3D軟件測(cè)試得到結(jié)果，如果葉輪選用聚甲醛材料，P ^ 1.36，常溫20度下水的密度P3S 0.997，這樣就可以計(jì)算得到浮力組件所需的密度P 2。
[0027]上述一種大口徑螺翼水表的重力平衡方法可以通過如圖1所示的裝置來實(shí)現(xiàn)。所述裝置包括第一環(huán)形浮力組件1，第二環(huán)形浮力組件10，第一襯套2，第二襯套9、兩個(gè)磁鋼3，第一環(huán)形剛玉4，第二環(huán)形剛玉8，圓弧剛玉5，葉輪6，平面剛玉7，葉輪盒后部11及葉輪盒前部12 ；
[0028]如圖2所示，所述葉輪6具有兩端凸出的中心軸61，第一環(huán)形浮力組件1，第二環(huán)形浮力組件10分別嵌套在中心軸的兩端沖心軸61具有中心通孔，第一襯套2和第二襯套9分別從中心軸61的兩端嵌入到中心軸61的中心通孔內(nèi)；第一襯套2和第二襯套9均開有中心通孔，第一環(huán)形剛玉4和圓弧剛玉5依次嵌入安裝在第一襯套2的中心通孔內(nèi)，平面剛玉7和第二環(huán)形剛玉8和依次嵌入到第二襯套9的中心通孔內(nèi)；第一襯套2和第二襯套9與葉輪6軸心采用上述間隙配合安裝，對(duì)葉輪6的中心軸61起到保護(hù)作用。
[0029]如圖2所示，在葉輪6上開設(shè)兩個(gè)磁鋼安裝孔62，兩個(gè)磁鋼3分別安裝在磁鋼安裝孔62內(nèi)，兩個(gè)磁鋼3分別為S極磁鋼和N極磁鋼；用以接收水流信號(hào)；
[0030]葉輪盒后部11和葉輪盒前部12組成葉輪盒，為方便信號(hào)桿的插入，一