用于燃料分配装置的带有两个活塞的容积式流量计

摘要

一种用于液体燃料分配装置的带有两个活塞的容积式流量计，其包括：连接到储存箱的进口和连接到分配器枪的出口(5)；两个活塞(9a，9b)，每个活塞具有大致水平的轴线并分别在平行圆柱体测量室(6a，6b)中进行往复运动，测量室(6a，6b)的每一个被再分成前隔室(A，B)和后隔室(C，D)；与检测元件协作的大致竖直的测量轴(12)；准入滑阀(4)，其设有开口(4a，4b)，以使测量室(6a，6b)的隔室(A，B，C，D)能够被置成与所述进口和出口相连通，所述容积式流量计的特征在于，每个所述测量室(6a，6b)的所述后隔室(C，D)的内壁设有至少一个肩部(2a，2b；2c，2d)，该至少一个肩部限定相关的活塞(9a，9b)的行程端部止挡件。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分配任何类型的液体燃料的装置的容积式流量计。

背景技术

法定计量学规范要求加油站燃料分配装置所设有的容积式流量计以千分之一的精度等级对输送到机动车油箱中的体积进行计算。

因此，为了满足该要求，这些流量计必须非常精确。

为此，目前市售的有各种不同类型的容积式流量计，特别是带有两个活塞的容积式流量计。

这种流量计通常包括：连接到储存箱的进口，连接到分配器枪的出口，以及两个活塞，其中每个活塞具有大致水平的轴线，在由进口和出口之间传递的燃料施加的压力的作用下，每个活塞在预定容积的平行的圆柱体测量室中进行往复运动。

这些测量室的每一个均由相关联的活塞再分成两个密封隔室，即第一隔室或前隔室以及第二隔室或后隔室。

应当指出，本说明书中出现的术语“前”和“后”是以传统方式使用，仅仅是为了提供更简单的说明。

连接件使两个活塞在其相应的测量室中的往复运动相关联。

传统的带有两个活塞的容积式流量计也设有大致竖直的测量轴，该测量轴与设计用于将两个活塞的往复运动转化成该轴的旋转运动的传动装置协作，并且该测量轴与检测元件相连，该检测元件能够将流过流量计的燃料的体积作为上述旋转的函数来测量。

固定到测量轴以与测量轴一起旋转的准入滑阀设有至少两个开口，即进入开口和排出开口，这使得测量室的隔室被顺序地置成与流量计的进口和出口相连通。

流量计具有一系列相关的通道孔和延伸穿过通道孔的通道管，以便使燃料通过流量计的进口引入、经过准入滑阀的开口进入测量室的其中一个隔室。

以这种方式引入的燃料由此在安装在测量室内的活塞上施加压力，以便使活塞朝着其他隔室的方向移动并将容纳在该隔室内的燃料朝着流量计的出口驱动。

同时，传递元件使测量轴旋转，这也驱动准入滑阀旋转。

为了使检测元件能以法定计量学规范要求的精度确定有效地分配给用户的燃料体积，有必要为流量计的所有组成元件配置垫圈，垫圈的类型是其能够排除任何可能的外部泄露危险，并且有必要也为活塞配置垫圈，该垫圈能够保证测量室的两个隔室在活塞往复运动过程中彼此完全隔离。

实际当中，在该水平的任何泄露会导致传递通过测量计的燃料体积的测量结果的严重失真。

为了能够将由检测元件检测的测量轴的旋转运动转化成所需高精度的传递的燃料体积，还必须以非常精确的方式知晓测量室的容积。

实际当中，由于构成流量计的各种组成元件的加工误差，对该容积的知晓程度并没有达到足够的精度，并且对于每个制造的流量计不得不在工厂中对其进行测试和调整。

为此，以两个活塞运转的容积式流量计的测量室的第一隔室或前隔室在其端部传统地配置有可调节的调节螺钉，该调节螺钉用作相关活塞的行程前端止挡件。

因此，每个流量计在其被制造的工厂中的检验台上经受检验并在其被布置使用前手动地进行校准。

为此，经过流量计的液体燃料的体积在检验台上被确定并且该体积被与计算机中记录的循环容积比较，该计算机连接到流量计并且专用于将通过检测测量轴的旋转的元件传递的电信号转换成分配的燃料体积的测量结果。

在这些流量计中，在活塞运动到与后隔室的底部抵接后，活塞的运动可简单地停止在测量室的后端。

但是，这种设计也不是没有问题，如果活塞朝着后隔室的底部的运动产生过压，这将导致活塞被沿着反方向推回并且阻止其完成往复运动的整个过程，这又导致分配的体积的测量结果的失真。

而且，活塞的后端与后隔室的底部接触会产生令人讨厌的噪音和系统的可能振动。

作为解决这些问题的一种方法，已经提出了在测量室的后隔室的底部中加工高度和直径为数毫米的中央圆柱形销。

用作相关联活塞的行程后端止挡件的这种销提供了一种有效方法，确保在所有情况下测量室的后隔室底部存在最小容积，由此防止产生过高的过压。

但是，经验表明，由于活塞在测量室中往复运动的过程中活塞相对于测量室轴线的不对准的危险，这种中央销不能为上述测量结果的精确问题提供完全令人满意的解决方案。

主要由于加工不精确而存在于活塞和测量室的内壁之间的游隙产生的这种不对准导致了如下情况：由安装在活塞上的垫圈施加到测量室内壁上的力在垫片的整个周边不均匀，而是在一侧比在直径相对的表面上更大。

结果，在所述表面上，在测量室的两个隔室之间会发生燃料泄漏，这可能导致所传递的燃料体积的测量结果的精度的相当大的损失。

而且，活塞相对于测量室轴线的不对准会导致配置在活塞上的垫圈的异常磨损并且由此产生永久燃料泄漏，这会加剧上述的精度损失。

在目前市售的带有两个活塞的容积式流量计的情形中，不可能重新对准活塞。

另外，在这些设计中，即使流量计的不同元件的尺寸和位置被设置成，在沿着另一方向运动之前，活塞与行程端部止挡件齐平，在实际当中也总是产生碰撞，从而导致振动并且最重要的是流量计的过早磨损，当然，这种碰撞也是由于加工和装配误差产生的。

发明内容

本发明的目的是通过以下方式解决上述问题：提供一种上述类型的燃料的容积式流量计，其结构可以防止在活塞行程的末端发生过高的过压并且使活塞相对于相关的测量室的轴线重新对准。

根据本发明的这种流量计的特征在于，测量室的隔室中的至少一个的内壁或后隔室的内壁设有在其端部上加工的至少一个肩部，该至少一个肩部限定相关的活塞的行程端部止挡件。

由于本发明的一个特别有利的特征，每个测量室的后隔室设有在直径上相对的两个相同的肩部。

这样的肩部优选地为环形段并且优选地具有平的前面。

在活塞于相关的测量室中的往复运动过程中，由于活塞在这些测量室中的不对准，活塞通常初始地与其中一个肩部的前面的仅仅一点形成后接触。

应当理解，根据本发明，所述肩部、连接件和活塞的尺寸被设置成，在后抵接位置中，活塞可以置于肩部的整个前面上。

之后，活塞沿着相同方向继续行进，直到到达最终位置，在该最终位置活塞与两个肩部的整个前面良好的接触，这导致活塞的自动对准，从而使活塞的轴线与相应的测量室的轴线重合。

在活塞往复运动的下一阶段的开始，因为活塞朝前运动，所以活塞回复到初始的正确位置，这在剩下的运动过程中限制了活塞的不对准以及由此造成的从测量室的两个隔室的内部泄露。

因此，设置在活塞上的垫圈的磨损更加均匀并且被减小，这使得在活塞的整个使用期间增加了流量计的精度。

而且，活塞与肩部的整个前面接触的事实减小了活塞和测量室的磨损，当然，假定这些前面的尺寸足以使活塞重新对准。

根据本发明的另一特征，设置在测量室的后隔室上的两个肩部是相同的并且在直径上相对，这两个肩部是带齿的形状并且仍然具有平的前面。

这种设计减小了制造肩部所需的材料的量，由此降低了容积式流量计的成本和重量。

在不脱离本发明的范围的条件下，设置在容积式流量计的测量室的后隔室上的肩部当然可以是与上述设计不同的设计；尤其是，这些隔室可设有大致围绕隔室的整个内周延伸的环形的单个肩部。

而且如上所述，由于流量计的各种组成元件的加工误差，每个测量室的循环容积并没有被精确地知晓，必须被检验和调整。

根据本发明的第一变型，这种调整以本身已知的方式手动地进行。

为此，每个测量室的前隔室在其端部设有结合可调节的调节螺钉的盖，调节螺钉用作相关的活塞的行程端部止挡件。

根据本发明的第一变型，每个测量室的循环容积可被手动地调节，该调节方式类似于目前市售的相同类型的容积式流量计使用的调节方式，通过调节每个调节螺钉的深度来限制活塞的行程。

根据本发明的第二变型，每个测量室的前隔室在其端部通过盖密封，在所述盖上还加工了至少一个肩部。

这种肩部在前盖装配在流量计上时限定相关活塞的行程前端止挡件。

在不脱离本发明的范围的条件下，加工在前盖上的肩部可以与加工在测量室的后隔室上的肩部相同或不同。

本发明的第二变型的优点在于，在活塞往复运动的每个阶段之后，即，不仅是在活塞朝后运动的结尾时而且在活塞朝前运动的结尾时，活塞都可以随着方向的每次改变而重新对准，而在本发明的第一变型的情形中，活塞轴向不对准，直到他们在朝后运动的结尾时运动成与设置在后隔室上的肩部抵接，并且在下一次后部抵接运动之前不会重新对准。

因此可以急剧地减小由于活塞的不对准而在测量室的两个隔室之间的内部泄漏，由此获得更高的精度。

而且，流量计的垫圈和组成元件的磨损也由此被减小。

但是，本发明的第二变型具有与如下事实相关的缺点，即每个测量室的循环容积的调节不能在工厂手动地进行，因为用作测量室的前隔室的止挡件的肩部与封闭这些隔室的前盖是一体地加工的，不能被调整。

根据本发明的另一特征旨在对该问题进行补救，每个测量室的循环容积可以电子方式校准。

因此，在工厂制造的每个流量计对于在检验台上限定的测量燃料体积进行校准，在该检验台，每个测量室的实际循环容积被以电子方式确定并记录在计算机中，该计算机连接到流量计并且专用于将通过检测测量轴的旋转的元件传递的电信号转化成所分配的燃料的测量结果。

而且，根据本发明的另一特征，还可以使用预记录的数据基于作为时间函数的特定误差修正校准曲线来校准每个测量室的循环容积。

更具体地说，对于测量的燃料的限定容积(通常小于100,000升)，将在工厂的检验台上测试每个流量计时记录的数据与连接到检验台的计算机的电子数据库中预先记录的参考数据进行比较。

在检验台上和/或加油站中相同类型的流量计的整个使用期限进行的测试过程中预先编译参考数据，通常在使用期限内检验测量超过100,000,000升并精确确定流量计的典型性能特征。

特别是，初始性能(流量计测量燃料的前100,000升的过程中)代表了流量计使用期限内测量结果的精确性的变化，这尤其取决于流量计的组成元件的磨损和内部泄漏。

对于在工厂检验台上检验的给定流量计，该流量计特有的校准曲线通过连接到检验台的计算机确定并被以电子方式记录在与被测试的流量计连接的计算机中。

该曲线能够校正测量室的实际循环容积并考虑被测试的流量计的与记录在数据库中的类似参考性能特征相关的初始性能特征，以便基于该参考数据对于一段时间的测量结果的精确性进行校正。

附图说明

以下参照非限制性的附图更详细地描述根据本发明的带有两个活塞的容积式流量计的特征，其中：

图1a示出了这种流量计的立体图；

图1b示出了该流量计的后视图；

图2示出了该流量计的分解图；

图3a是示出了根据本发明的第一变型的流量计的截面图；

图3b是与图3a的截面图类似的截面图，示出了根据本发明的第二变型的流量计；

图4是安装在这种流量计中的活塞的分解图；

图5a至5c是分别示出了三种类型的肩部的流量计主体的俯视图；

图6a至6d分别是示出了根据本发明的流量计的不同工作阶段的工作图。

具体实施方式

如图1a和2所示，容积式流量计1包括由下盖3和上盖(未显示)封闭的流量计主体2，该流量计主体2设有进口，该进口连接到燃料存储箱和液压元件，使液体燃料能被引入流量计主体2。

流量计主体2还具有出口5(在图1a中示意性地示出)，该出口5连接到分配器枪，使得燃料能够从流量计主体2排出，以便灌注机动车的油箱。

如图2、3a和3b所示，流量计主体2的内部限定具有大致水平轴线的两个平行的圆柱形测量室6a、6b，这两个测量室具有预定容积。

这两个测量室通过前盖8和后盖7在其每个端部处密封。

如图2所示，上盖、下盖3、后盖7和前盖8通过螺钉26固定到流量计主体2。

垫圈27为这些不同的元件提供了有保证的密封。

在由进口和出口5之间传递的燃料施加的压力的作用下，两个活塞9a、9b分别在测量室6a、6b内部进行往复运动。

如图6a至6d所示，这些活塞9a、9b分别将相关的测量室6a、6b再分成彼此密封的两个隔室，即前隔室A、B和后隔室C、D。

如图4所示，为了保证密封效果，活塞9a、9b分别基本包括活塞主体91，在该活塞主体91上安装第二垫圈94和通过锁定环93保持的第一垫圈92。

包括这些元件的组件通过保持环95保持在活塞主体91上并通过锁定环96锁定在活塞主体91上。

两个垫圈92和94设有相反方向的外凸缘，这些外凸缘在活塞9a、9b的往复运动过程中靠在测量室6a、6b的内壁上。

如图2和4所示，每个活塞9a、9b分别具有细长形状的开口97，传动杆101a、101b穿过开口97延伸。

具有大致竖直的轴的曲轴10a、10b被安装成分别在传动杆101a、101b上偏心地铰接，使得活塞9a、9b的往复移动驱动曲轴10a、10b旋转。

如图1b和2所示，具有预定数量的齿的小齿轮102a、102b分别固定地连接到曲轴10a、10b上，以便与之一起旋转。

中央小齿轮11也被设置成介于两个小齿轮102a、102b之间，以使两个活塞9a、9b在其相应的测量室6a、6b中的往复运动相关联。

曲轴10a、10b、小齿轮102a、102b和中央小齿轮11被安装在流量计主体2的外部并通过下盖3保护。

如图1a、1b和2所示，中央小齿轮11也被固定地连接到竖直的测量轴12的底端，以便与之一体地旋转，并且通过横杆13和销14保持在轴12上。

测量轴12从流量计主体2的顶部伸出，在该位置测量轴12与检测元件(但是这些检测元件未在图中示出)相连，这些检测元件能够将流过流量计1的燃料的体积作为轴12的旋转的函数以及作为活塞9a、9b在相应的测量室6a、6b中往复运动的函数来确定。

开口200允许测量轴12在流量计主体2的顶部处延伸穿过流量计主体2。

根据图2、3a、6a-6d所示的本发明的第一变型，前盖8安装在第一调节盖8a上，该第一调节盖8a密封测量室6a、6b的前隔室A、B并且设有分别安装在弹簧25a和25b上的两个相应的调节螺钉24a和24b。

调节螺钉24a和24b限定相关的活塞9a、9b在其朝前运动过程中的行程前端止挡件。

为此，并且如图3a所示，调节螺钉24a和24b的端部与分别安装在活塞9a、9b的内部的接触支撑件98a和98b接触，以便限制活塞9a、9b的行程。

手动调节该调节螺钉24a和24b使得能够在流量计被使用之前对测量室6a、6b的循环容积进行校准。

而且如图1a、2和6a-6d所示，准入滑阀4通过转环16的垫圈15和销17a、17b固定地连接到测量轴12，以便于测量轴12一起旋转。

密封环19和环状的密封环18确保组件的密封。

因此，曲轴10a、10b的中央小齿轮11的旋转以及活塞9a、9b的往复运动驱动准入滑阀4旋转。

如图6a-6d所示，准入滑阀4设有在直径上相对的两个细长开口，即与流量计1的进口连通的进入开口4a和与流量计1的出口5连通的排出开口4b。

开口4a和4b分别延伸经过四分之一圆周(0-90度和180-270度)，使得测量室6a、6b的隔室A、C和B、D被连续地置成与流量计1的进口和出口5连通。

一些列通道孔20a、21a、22a、23a和相关的通道管20b、21b、22b和23b(在图6a、6b中示意性示出)延伸穿过流量计主体2的内部以便允许连通，并由此允许燃料通过流量计1的入口引入并经过准入滑阀4的进入开口4a进入测量室6a、6b的其中一个隔室A、B、C、D，经过准入滑阀4的排出开口4b、通过出口5从隔室中排出。

下面参照图6a-6d说明活塞9a、9b在测量室6a、6b中的往复运动循环的不同阶段。

在图6a所示的第一阶段，活塞9b处于与相关的调节螺钉24b抵靠的前抵接位置，而活塞9a处于朝后位移的中间位置。

与测量室6b的隔室B、D相关联的通道孔22a、23a和通道管22b、23b被准入滑阀4封闭，而与测量室6a的隔室A、C相关联的通道孔20a、21a和通道管20b、21b被准入滑阀4打开。

更具体地说，与测量室的前隔室A相关的通道孔20a和通道管20b被设置成与滑阀4的进入开口4a对准，而与后隔室C相关的通道孔21a和通道管21b被设置成与滑阀4的排出开口4b对准。

在该位置，如箭头I和II示意性地示出的，通过进口进入流量计1的液体燃料经过准入滑阀4的进入开口4a、然后通过流量计主体2的通道管20b和通道孔20a，从而进入测量室6a的前隔室A，如箭头I所示。

在该燃料的压力作用下，活塞9a被沿着隔室C的方向朝后推动并且朝着通道孔21a、通道管21b、准入滑阀4的排出开口4b、然后朝着流量计的出口5驱动隔室中容纳的燃料，如箭头II所示。

活塞9a的移动同时驱动相关联的曲轴10a和小齿轮102a旋转以及由此驱动测量轴12的中央小齿轮11和准入滑阀4的顺时针旋转，直到流量计处于第二位置，如图6b所示。

在第二阶段过程中，活塞9a、9b均处于朝后位移的中间位置。

与测量室6a、6b的四个隔室A、B、C、D相关联的通道孔20a、21a、22a、23a以及通道管20b、21b、22b和23b被准入滑阀4打开；更具体地说，分别与测量室的前隔室A和B相关联的通道孔20a、22a和通道管20b、22b与滑阀4的进入开口4a对准，与测量室的后隔室C和D相关联的通道孔21a、23a和通道管21b、23b与排出开口4b对准。

在该位置，燃料如箭头I所示进入测量室6a、6b的前隔室A和B，并且沿着隔室C和D的方向朝后回推活塞9a、9b，以便朝着流量计的出口5驱动容纳在这些隔室中的燃料，如箭头II所示。

之后，两个活塞9a、9b的共轭位移驱动测量轴12和准入滑阀4沿着顺时针方向旋转，直到流量计处于第三位置，如图6c所示。

在该第三阶段过程中，活塞9a处于后抵接位置(这将在本说明书中的后边更详细地说明)，并且活塞9b处于其朝后的位移的中间位置。

与测量室6a的隔室A、C相关联的通道孔20a、21a和通道管20b、21b被准入滑阀4封闭，并且与测量室6b的隔室B、D相关联的通道孔22a、23a和通道管22b、23b被准入滑阀4封闭。

更具体地说，与测量室的前隔室B相关的通道孔22a和通道管22b被设置成与滑阀4的进入开口4a对准，而与后隔室D相关的通道孔23a和通道管23b被设置成与排出开口4b对准。

因此，燃料如箭头I所示进入隔室B，并且沿着隔室D的方向朝后回推活塞9b，以便朝着出口5驱动容纳在该隔室中的燃料，如箭头II所示。

同时，准入滑阀4继续沿着顺时针方向旋转，直到流量计处于第四位置，如图6d所示。

在该第四阶段过程中，活塞9b处于后抵接位置(这将在本说明书的后边更详细地说明)，而活塞9a处于其朝前的位移的中间位置。

与测量室6b的隔室B、D相关联的通道孔22a、23a和通道管22b、23b被准入滑阀4封闭，并且与测量室6a的隔室A、C相关联的通道孔20a、21a和通道管20b、21b被准入滑阀4打开。

更具体地说，与测量室的前隔室A相关的通道孔20a和通道管20b被设置成与滑阀4的排出开口4b对准，而与后隔室C相关的通道孔21a和通道管21b被设置成与进入开口4a对准。

因此，燃料如箭头I所示进入隔室C，并且沿着隔室A的方向朝前回推活塞9a，以便朝着流量计的出口5驱动容纳在该隔室中的燃料，如箭头II所示。

尽管未在图中示出，准入滑阀4继续沿着顺时针方向旋转，直到第五位置，其中在第五位置中，与测量室6a、6b的四个隔室A、B、C、D相关联的所有的通道孔20a、21a、22a、23a和所有的通道管20b、21b、22b和23b都打开，燃料进入后隔室C、D并且通过前隔室A、B被朝着流量计的出口5驱动，然后直到第六位置，在第六位置中，与测量室6a的隔室A、C相关联的通道孔20a、21a和通道管20b、21b都封闭，与测量室6b的隔室B、D相关联的通道孔22a、23a和通道管22b和23b通过准入滑阀4打开，燃料进入后隔室D并且通过前隔室B被朝着出口5驱动。

之后，准入滑阀4的旋转运动继续，直到流量计1回到如图6a所示的第一位置。

如图3a、5a和6a-6b所示，测量室6a、6b的后隔室C、D的内壁设有加工在其端部上的在直径上相对的两个相同的肩部2a、2b。

这些肩部2a、2b限定了与调节螺钉24a、24b相对的用于活塞9a、9b的平行的行程后端止挡件，使得活塞9a、9b能够随着每个行程运动而重新对准在相关联的测量室6a、6b的轴线上。

这些肩部2a、2b为环形段的形状，每个环形段延伸经过大约四分之一圆周并具有平的前面。

在图5b所示的另一种实施方式中，测量室6a、6b的后隔室C、D设有肩部2c、2d，肩部2c、2d与图5a所示的肩部2a、2b完全相同，前面也是平的，只是带有齿。

根据图5c所示的另一种实施方式，测量室6a、6b的后隔室C、D设有围绕隔室的整个内周延伸的环形的单个肩部2e。

在图3b所示的本发明的第二变型的情形中，测量室6a、6b的前隔室A、B未设有调节螺钉24a、24b，而是在隔室端部通过结合肩部28a、28b的盖28密封。

这些肩部28a、28b可以与设置在测量室6a、6b的后隔室C、D上的相应肩部2a、2b；2c、2d；2e相同或不同，并且限定在隔室中的用于活塞9a、9b的行程前端止挡件。

本发明提出的流量计的第二变型的实施方式使活塞9a、9b在他们往复运动的每个阶段都能重新对准到相应测量室6a、6b的轴线上。