CN1035891A - 电磁流量计的电极装置 - Google Patents

Abstract

本装置包括陶瓷测量管、插入电极、压紧部件以及内外衬垫。该电极有一个暴露在测量管内侧的液体接触端和一个从测量管内侧插入电极插孔的电极轴。压紧部件装在电极轴上。压紧部件在靠近插入电极与测量管外表面的连接侧有一个凹槽。外部衬垫装在由压紧部件的凹槽，测量管的外表面及凹槽内的插入电极限定的空间内，尽量压紧测量管的外表面。内部衬垫连接电极液体接触端的一个表面。当内外衬垫夹紧时，测量管内外管面上的受力点相互对准。

Description

本发明涉及一种测量管由陶瓷材料制成的电磁流量计，具体涉及其电极装置的改进。

常规的电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律，把通过测量管的导电流体的流速转换成电信号。现有的常规电磁流量计有多种结构，例如，这类电磁流量计中常用的测量管是由内表面装有绝缘衬层的不锈钢管制成。近年来，出现了一种用矾土（Al₂O₃）充当绝缘材料制成的陶瓷测量管，并且由于这种管耐腐蚀、耐磨损以及在高温下不变形的优点得到广泛应用。

使用这种陶瓷测量管的一个常规的电磁流量计采用插入式电极装置，该电极装在测量管内，使液体接触端暴露在测量管内。具有暴露在测量管内的大直径液体接触端的电极从测量管内侧插入由测量管壁构成的相应的电极插孔中。伸出测量管外的电极轴部分用适当的压紧部件，如弹簧等固定在测量管外侧。

然而，常规电极装置中按上述布置的插入电极是固定在陶瓷测量管上的，由于电极是从测量管内侧插入，并且在电极轴的远端部分用压紧部件、弹簧类似物夹紧并固定的，测量管壁部分承载过重，使测量管受到不应有的损伤。

本发明为防止这一缺点做了广泛细致的研究。本发明人发现测量管的损伤是作用在测量管壁部分上的弯曲力及张力负载造成的，而这些力及负载是在插入电极在测量管外侧被夹紧并固定时，由电极液体接触端作用在测量管内侧的力与上述压紧部件或类似物作用在测量管外侧的力之间的位置不同而造成的。

采用陶瓷材料的测量管部件具有耐压力负载的机械特性，但不能抵抗张力负载。例如，矾土或类似物的耐压负载强度为200kgf/mm²，其抗弯强度（约为张力强度的1.7倍）为300kgf/mm²。因此，如果按上述电极结构夹紧并固定电极，并且相对于测量管内外的受力点相互偏移时，就在测量管上形成张力负载，造成测量管的损伤。因此非常需要有一种电极装置能解决上述问题。特别是在电极的安装部分，必须完全阻止液体的泄漏或类似问题，并且液体接触端与压紧部件必须牢固地连接。因此，需要一种能降低上述张力负载的结构。为了防止在测量管上形成张力负载，测量管内侧的每个电极液体接触端上的受力点必须与测量管外侧安装在相应电极轴部分上的压紧部件或类似物的受力点对准。然而，为使受力点互相吻合，有关零件的安装需要很高的精度。在实践中需要有一种简单的结构措施来解决上述问题。

此外，在测量管的每个电极安装位置上必须装有密封材料，例如衬垫，以确保完全密封。

本发明的一个主要目的是为电磁流量计提供一种电极装置，使陶瓷测量管不易损伤。

本发明的另一个目的是为电磁流量计提供一种电极装置，确保每个电极安装位置上的完全密封。

为了实现本发明的上述目的，为电磁流量计提供了一种电极装置，它包括一个管壁上设有一个电极插孔的陶瓷测量管，一个插入电极，它具有一个暴露在陶瓷测量管内侧的大直径液体接触面和一个从测量管内侧插入电极插孔的电极轴，一个固定在伸出陶瓷测量管外的电极轴上，并通过陶瓷测量管壁与电极液体接触端相对置的压紧部件，该压紧部件具有靠近插入电极的、並设置在与陶瓷测量管外表面相接触上的一个凹槽，该凹槽由一个直径朝测量管方向增大的锥形面所限定，一个与电极液体接触端的一个表面相接触的衬垫，並且该衬垫与陶瓷测量管内壁表面相接触以及一个装在由压紧部件的凹槽、陶瓷测量管的外表面以及凹槽中的插入电极限定的空间内的外部衬垫，以便与陶瓷测量管外表面尽量压紧，由于内外衬垫是夹紧的，陶瓷测量管内外表面上的受力点是充分对准的。

按照本发明，在大直径液体接触端内表面上装有内部衬垫的电极轴部分从测量管内侧插入相应的电极插孔。该电极轴部分各自穿过装在锥形凹槽中的外部衬垫、被插在电极插孔中。电极轴部分与压紧部件各自用螺母或类似物夹紧。因此，测量管内壁表面上的受力点与测量管外壁表面上的受力点几乎是对准的，从而防止了测量管的损伤，并且靠双重密封确保了完全密封。

图1是按照本发明的一个实施例的电磁流量计的测量管电极装置的电极安装位置主要部分的放大剖面图;以及

图2是采用本发明的一个电磁流量计的总结构剖面示意图。

图1和2显示了一种根据本发明的一个实施例的电磁流量计。参见图1和2，标号1表示一个实际为圆筒形的测量管，由陶瓷材料例如矾土（Al₂O₃）制成，供液体流动的管子（未示出）可以连接在该测量管的两端。

参见图2简要描述一种使用陶瓷测量管1的电磁流量计检测单元的布置。测量管1的外围部分被分割成等角度间隔的几部分。一对相对的方形或圆形电极安装面1a和一对线圈安装凹座1b按90°角间隔布置。一对电极2分别插入并固定在对置着的电极安装面1a内形成的电极插孔10（以后描述）中。正如图1也表明的，电极2的液体接触端2a与测量管内孔1c中流动的液体相接触。

标号3表示一个金属仪器盒（仪器主体），用于把测量管1容纳在一个中孔3a内。该金属仪器盒3用于固定测量管1两端的法兰盘（未示出），并且安装在一个工作面的基座或类似物上（未示出）。做为密封构件的环形密封圈安装在测量管1两端的外表面上，形成仪器盒3的装配面，从而确保装配部分的密封。在仪器盒3内分别与凹座1b相应的位置处制成一对矩形筒部分3b，经过圆筒部分3c，在圆筒部分3b的远端各自形成法兰盘3d。线圈架5由位于法兰盘两端的管状绕线体5a以及用螺钉固定在绕线主体5a外端的圆盘5b组成，并且由环绕线圈架5的线圈6构成的线圈单元7是容纳在相应的矩形筒部分3b内。由于线圈架5的圆盘5b是固定在仪器盒3的阶形部分上的，线圈单元7就被固定在盒3上。于是，测量管插在上下一对线圈单元7之间，使盒3与测量管1固定。连接电极2的导线8穿过线圈架5的孔接到一个终端盒或转换器（均未示出）上。连接励磁线圈6的导线9穿过圆盘5b上的孔与电源（未示出）相连。

按照本发明，如图1所示，采用上述布置的电磁流量计包括具有大直径液体接触端2a的插入电极2，该电极的轴2b从测量管1内侧插入测量管1壁上的电极插孔10中;以及一个位于测量管外侧，装在电极轴2b上的压紧部件12，它设有由锥形面11a限定的凹槽11，该锥形面的直径朝测量管方向增大。具有矩形截面的环形内部衬垫13与测量管内壁表面接触的液体接触端2a的表面（与电极安装面1a对置的内孔1c侧上的凹座1d）相接触地安装。在由压紧部件12的凹槽、凹槽11中的电极轴2b以及陶瓷测量管1的外表面构成的空间内装入截面为三角形的环形（具有轴向孔的圆锥形）外部衬垫14，并且该衬垫14与测量管1的管壁部分（电极安装面1a）尽量压紧。由于内部和外部衬垫13和14是夹紧的，在与相应的内部和外部衬垫相接触的面（1a和1d部分）上的受力点几乎是相互对准的，如图1中符号1所示。

标号15a和15b表示一对安装在每个压紧部件12的外侧小直径部分上的贝氏弹簧;标号16表示一个与每个电极轴2b远端部分的阳螺纹2c相啮合的螺母，它用于通过贝氏弹簧15a和15b将相应的压紧部件固定到测量管1上;以及17也表示一个螺母，它用于将一个在该螺母17外端连接电极引线（由图2中数字8表示）的端子18固定住。内部和外部衬垫13和14由聚四氟乙烯制成。每块外部衬垫14均为具有三角形截面的环形。同时，测量管1的外表面与每个电极轴2b的外部表面也是密封的。

按照以上布置，在相应大直径液体接触端2a上装有相应的内部衬垫13的每个电极从测量管1内侧插入相应的电极插孔10。在由锥形面11a限定的凹槽11中插有相同的外部衬垫14的每个压紧部件12被安装在伸出测量管1外部的电极轴2b上，并用螺母16或类似物夹紧。此时，作用在测量管1内侧和外侧的衬垫支撑面1a和1d上的受力点几乎是相互对准的。从而防止了在常规的陶瓷测量管上由于位置误差产生的张力负载对陶瓷测量管造成的损伤。陶瓷测量管1的使用寿命可以延长，并可有利于减少维修工作。特别是根据本发明，电极2的液体接触端2a与装在电极轴2b上的压紧部件12中由锥形面11a所限定的凹槽11相对于电极轴2b被定位。因此，作用在内外衬垫13和14上的受力点几乎是对准的，从而产生了很好的实际效果。

采用这种布置，由于衬垫13和14作为双层密封部件被装在电极安装部分的内外两侧，防止了液体经电极插孔10的泄漏，可以保证完全密封。

本发明并不仅限于上述特定实施例，电磁流量计相应部件的形状和结构可以在本发明的精神和范围内任意变化和修改。对插入电极是装在陶瓷测量管中的场合，本发明非常有效。

用于限定装有外部衬垫的凹槽的锥形面不一定要用直线倾斜面，也可以采用拱形面（1/4圆周面）。

如上所述的本发明的电磁流量计包括暴露在陶瓷测量管内侧，具有大直径液体接触端的电极，该电极的轴从测量管内侧插入电极插孔，以及装在测量管外侧电极轴上的压紧部件，该压紧部件上设有由锥形面限定的凹槽，锥形面的直径朝环绕电极轴的测量管的方向增大。内部衬垫装在与测量管内壁面相连的电极液体接触端面上。外部衬垫与测量管外壁面尽量压紧，并装在凹槽内，该凹槽由压紧部件和凹槽内的电极轴所限定。当内外衬垫夹紧时，作用在测量管的内外支撑面部分上的受力点几乎是相互对准的。虽然这种结构简单并且廉价，但可以消除会损坏电极安装部分的张力负载，电极的安装部分仅承受压力负载，由此防止了测量管的损伤。测量管的使用寿命可以延长，维修工作可以减少。此外，可以完全防止在电极安装部分的液体泄漏。

Claims (4)

1、一种电磁流量计的电极装置，它包括：

一个在管壁上设有电极插孔的陶瓷测量管；

一个插入电极，它具有一个暴露在上述陶瓷测量管内侧的大直径液体接触端和一个从上述陶瓷测量管内侧插入上述电极插孔的电极轴；

一个压紧部件装在伸出上述陶瓷测量管外侧的上述电极轴上，并通过上述陶瓷测量管壁与上述电极液体接触端相对置，上述压紧部件具有靠近上述插入电极的並设置在与上述陶瓷测量管的一个外表面的相接触侧上的一个凹槽，该凹槽由一个直径朝上述陶瓷测量管方向增大的锥形面所限定；

一个内部衬垫，用于与上述液体接触端的一个表面相接触，並且该衬垫与上述陶瓷测量管的一个内壁表面相接触；以及

一个外部衬垫装在由上述压紧部件的上述凹槽、上述陶瓷测量管的外表面、以及上述凹槽中的上述插入电极所限定的空间内，以便尽量压紧上述陶瓷测量管的外表面，

其中当上述内外衬垫被夹紧时，作用在上述陶瓷测量管内外表面上的受力点是相互充分对准的。

2、如权利要求1所述的装置，其中上述锥形面是一个直线倾斜面。

3、如权利要求1所述的装置，其中上述锥形面是一个拱形面。

4、如权利要求1所述的装置，其中上述内部衬垫装在一个凹槽内，该凹槽是在连接上述液体接触端的上述电极的一个表面上构成的。

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