燃气流量计中曲流式迷官隔尘结构的研究与应用.pdf

中国土木工程学会城市燃气分会应用专业委员会2009年年会论文集 燃气流量计中曲流式迷官隔尘结构的研究与应用 陈镜兔，徐志江，任静，朱洋峰，戴葛峰，章燕飞 (浙江春晖智能控制股份有限公司，浙江上虞312300) 摘要：本文对“迷宫式”隔尘结构进行了描述，并分析了其存在的问题，对存在的问题 提出了解决的方法，同时推出了一种新的隔尘结构一一“曲流式迷宫隔尘结构”。 关键词：曲流式；隔尘；结构 1引言 在机械传动机构的传动辅助机构(如轴承机构)中，对防尘均有较高的要求，故需要采用一定的 防尘结构以防止尘埃的进入。这种防尘结构，必须具备在能够有效阻止尘埃进入到被保护腔体的同时， 能保证运动部件的运动的灵敏性的特点，最常见的机械防尘结构为‘‘迷宫式’’隔尘结构Ⅲ。 2直流式迷官隔尘结构 “直流式迷宫隔尘结构”如图1所示。 图1 中国土木工程学会城市燃气分会应用专业委员会2009年年会论文集 支撑转轴转动的轴承安装于轴承座中，轴承盖固定在转轴上并可随转轴一起转动，共同组成轴承 安装腔。在运动部件(如轴承和转轴)高速旋转引起腔内气体压力波动时或同时又有环境气压的变化 时，轴承安装腔与外界之间就会产生～定的气流呼吸；在呼吸的过程中就会把外界的尘埃带入到轴承 安装腔。为了有效阻止外界环境中的尘埃的进入，通常把轴承座和轴承盖在相对应的方位上制成易于 加工的凹槽和凸环，互相契合，组成一个由若干轴向呼吸线路和若干径向呼吸线路组成的“迷宫”通 道。“迷宫”通道的宽度往往制造得很小而且均匀，以保证运动部件运动的灵活性的同时，随气流呼 吸流动中的尘埃能有效地附着在“迷宫”壁上，从而达到防尘的目的。 但是，在这种“直流式迷宫隔尘结构”中，由于单一通道的形状是线性的，呼吸气流在通道中的 运动也是直线性的，尘埃较难附着在“迷宫壁”上，因为附着在“迷宫壁”上的尘埃会重新被冲离， 因此，隔尘效率较低，与此同时，由于“迷宫通道”的宽度很小，附着在“迷宫壁”上的尘埃很容易 堵塞“通道”，使被保护构件的运动的灵活性受到影响。故这种隔尘结构的维护保养周期较短，不宜 使用在高精度、小转矩的机械传动领域，如计量领域的机械传动中。 为了解决“直流式迷宫隔尘结构”中存在的技术缺陷，我们经过多年的研究和实践，在“直流式 迷宫隔尘结构”的基础上，设计了一种新的隔尘结构～一曲流式迷宫隔尘结构。 3曲流式迷官隔尘结构 “曲流式迷宫隔尘结构”如图2所示，它的基础是“直流式迷宫隔尘结构”。 图2曲流式迷宫隔尘结构 通过在“直流式迷宫隔尘结构”的轴向呼吸线路外侧和径向呼吸线路的两侧设置若干纳垢而得， 在径向呼吸线路两侧的“径向纳垢槽”，其位置是相互错开的；纳垢槽的截面形状一般是矩形的，以 利于吸纳进入迷宫通道的尘埃。 中国土木工程学会城市燃气分会应用专业委员会2009年年会论文集 “曲流式迷宫隔尘结构”隔尘的基本原理是：当在迷宫通道中运动的呼吸气流通过纳垢槽时，由 于流通截面的骤变会使得气流由原来的直线运动变成曲线运动，运动的轨迹可看成由不同半径的圆弧 组成，因此可以把此时的呼吸气流看成局部的圆周运动乜1，随着气流运动的尘埃在离心力的作用下被 甩向纳垢槽的底部，进而被吸纳在纳垢槽底部的圭角处。 图3所示为呼吸气流经过轴向纳垢槽时的流动状态图。进入轴向纳垢槽的尘埃同时做两种圆周运 动，一方面尘埃A在空气的带动下围绕转轴作旋转运动n，在此旋转运动中尘埃A会得到一个切向速 度vl，同时尘埃A随呼吸气流作圆弧运动，在此圆弧运动中，尘埃A会随着不同的位置随机得到一 个相应的切向速度V2，只要Vl和V2的合速度V的方向落入轴向纳垢槽所包容的空间内，尘埃A就 会被轴向纳垢槽阻滞而停在纳垢槽内，达到隔尘除尘的目的。图4为尘埃A通过径向纳垢槽时的运动 状态图。此时尘埃A随着呼吸气流作圆弧运动，在不同的位置可随机得到一个切向速度V，只要V的 方向落入径向纳垢槽所包容的空间内，尘埃A就会被纳垢槽阻滞而停在纳垢槽内，从而达到隔尘的效 果。 呼吸路线 轴向纳垢擅 图3