CN105358944B - 自对准的撑杆 - Google Patents
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Abstract
提供了一种撑杆、包括撑杆的流动导管组件和用于装配包括撑杆的振动流量计的方法。撑杆包括第一撑杆板和第二撑杆板。第一撑杆板包括第一孔口和第一凹口。第二撑杆板包括第二孔口和第二凹口。第一孔口和第二凹口构造成耦连至第一流动导管。第二孔口和第一凹口构造成耦连至第二流动导管。
Description
技术领域
本申请涉及撑杆,并且更具体地,涉及一种自对准的撑杆。
背景技术
诸如例如密度计和科里奥利(Coriolis)传感器之类的振动流量计用于测量流动物质的特性。例如,振动流量计可测量密度、质量流率、体积流率、总质量流量、温度或关于流体的任何其他信息。振动流量计包括一根或多根流动导管,所述一根或多根流动导管可具有各种各样的形状,诸如例如直线的、U形的或不规则的构造。所述一根或多根流动导管具有一组固有振动模式,例如包括简单的弯曲、扭转、放射和耦连的模式。所述一根或多根流动导管为了确定流动物质的特性而在这些模式中的一种模式下通过至少一个驱动器以共振频率振动。
图1描绘了示例的振动流量计100的剖视图。例如,振动流量计100可以是科里奥利流量计或传感器。振动流量计100包括四根撑杆102、外壳104、两根流动导管106和两根歧管108。在振动流量计100的实施例中,两根流动导管106各自包括四个弯曲部,以形成U形构造。歧管108在振动流量计100的入口和出口处将流动导管106耦连至外壳104。撑杆102将流动导管106耦连到彼此。
振动流量计100还包括将正弦驱动信号传送至驱动器(未示出)的一个或多个电子器件,所述驱动器典型地是磁体/线圈组合,其中磁体典型地被贴附至流动导管106中的一根流动导管,并且线圈典型地被贴附至支撑结构或贴附至流动导管106中的另一流动导管。驱动信号使驱动器在流动导管106的固有模式中的一种固有模式下以共振频率振动流动导管106。例如,驱动信号可以是传送至线圈的周期性电流。
振动流量计100可包括至少一个敏感元件(未示出),所述至少一个敏感元件检测流动导管的运动并产生表示该运动的正弦的敏感元件信号。敏感元件信号被传送至一个或多个电子器件,所述一个或多个电子器件如有必要则根据众所周知的原理确定流动物质的特性或调整驱动信号。
振动流量计可包括将两根流动导管106连接到一起的撑杆102。振动流量计典型地包括朝向测量计的入口或出口的一根或多根撑杆。在振动流量计100的实施例中,四根撑杆102对称地定位在流动导管106上。在振动流量计100的入口端和出口端中的每一个处,两根撑杆102定位在歧管108与第一弯曲部之间。撑杆102允许流动导管106的固有频率、或流动导管典型地被驱动以确定流动物质的特性的频率与测量计的其他部件中发现的振动模式之间的分离。因此,通过改变撑杆102的数量和位置,可稍微控制在振动流量计100中引起的各种振动模式的频率。此外还希望的是,使用撑杆102,以便当流动导管106振荡的时候减小作用于它们的应力,尤其是减小作用在入口或出口处构建的歧管或凸缘与流动导管106之间的连接区域上的应力。
图2描绘了撑杆102的顶视图。如可从图2所看到地,每根撑杆102包括用于接纳两根流动导管106的两个孔口202,所述两根流动导管106可穿过孔口202中的每个孔口。撑杆102允许两根导管106连接到单个振动结构中。然而,为了撑杆在其能力方面有效,重要的是,撑杆保持正确的对准。
振动流量计典型地建构有三种样式的撑杆中的一种。第一种撑杆是图1和图2所描绘的单件式撑杆102。撑杆102可与允许撑杆在流动导管上滑入就位的流动导管的几何形状一起使用。在振动流量计100的示例中,可看到的是,流动导管106在横截面上大致是圆形的并且均匀的。流动导管106还成形有相同的相应弯曲部,使得它们沿着它们各自的长度相对于彼此大致等距地定位。撑杆102的设计提供了容易的制造。撑杆102极好的对准还提供了流动导管106的可靠定位。然而,装配带有撑杆102的振动流量计可能会是一个挑战。
典型地用于振动流量计的第二种样式的撑杆是图3所描绘的两件式撑杆300。撑杆300包括两个撑杆段302和304,在这些撑杆段之间是结合部306。每个撑杆段302和304包括用于相应流动导管106的相应孔口202。为了装配撑杆300,流动导管106穿过撑杆段302和304中的每个撑杆段。撑杆段302和304随后在结合部306处结合。撑杆300可提供较容易的装配,但其带来了关于对准的新的问题。
典型地用于科里奥利传感器的第三种样式的撑杆是图4所描绘的三件式撑杆400。撑杆400包括三段402、404、406和两个结合部408和410。撑杆400可通过将流动导管106插入段402和406中的每个段来装配。段404然后可经由结合部408和410耦连在段402与406之间。撑杆400的三件式设计可提供更加容易的装配,但其包括附加的结合部,其可能引起额外的对准问题。
需要的是一种撑杆,其容易制造,容易装配并保持正确的对准。
发明内容
根据本申请的实施例提供了一种撑杆。该撑杆包括第一撑杆板,所述第一撑杆板包括第一孔口和第一凹口。该撑杆还包括第二撑杆板,所述第二撑杆板具有第二孔口和第二凹口。第一孔口和第二凹口构造成耦连至第一流动导管。第二孔口和第一凹口构造成耦连至第二流动导管。
根据本申请的实施例提供一种流动导管组件。流动导管组件包括至少一根流动导管和撑杆。撑杆还包括第一撑杆板,所述第一撑杆板包括第一孔口和第一凹口。撑杆还包括第二撑杆板,所述第二撑杆板具有第二孔口和第二凹口。第一孔口和第二凹口构造成耦连至第一流动导管。第二孔口和第一凹口构造成耦连至第二流动导管。
根据本申请的实施例提供了一种用于装配振动流量计的方法。振动流量计包括第一流动导管、第二流动导管和撑杆。撑杆包括第一撑杆板和第二撑杆板。第一撑杆板包括第一孔口和第一凹口。第二撑杆板包括第二孔口和第二凹口。该方法包括使第一撑杆板的第一孔口滑动到第一流动导管上的步骤。该方法还包括使第二撑杆板的第二孔口滑动到第二流动导管上的步骤。该方法还包括将第一凹口安置到第二导管上的步骤。该方法还包括将第二凹口安置到第一导管上的步骤。
方面
在撑杆的一个实施例中,第一撑杆板与第二撑杆板相同。
在撑杆的一个实施例中,第一撑杆板和第二撑杆板在形状上大致是矩形的。
在撑杆的一个实施例中,第一孔口和第二孔口大致是圆形的。
在撑杆的一个实施例中,第一凹口和第二凹口形成为圆的一段。
在撑杆的一个实施例中,第一凹口和第二凹口被定尺寸为:在铜焊期间减轻芯吸,并提供撑杆的对准。
在流动导管组件的一个实施例中,第一撑杆板与第二撑杆板相同。
在流动导管组件的一个实施例中,第一撑杆板和第二撑杆板在形状上大致是矩形的。
在流动导管组件的一个实施例中,第一孔口和第二孔口大致是圆形的。
在流动导管组件的一个实施例中,第一凹口和第二凹口形成为圆的一段。
在流动导管组件的一个实施例中,第一凹口和第二凹口被定尺寸为:在铜焊期间减轻芯吸,并提供撑杆的对准。
在方法的一个实施例中,将第一凹口定位到第二流动导管上和将第二凹口定位到第一流动导管上包括使第一流动导管和第二流动导管一起移动,直到第一凹口被安置在第一流动导管上并且第二凹口被安置在第二导管上为止。
在方法的一个实施例中,方法包括将第一流动导管铜焊至第一孔口和第二凹口的步骤。
在方法的一个实施例中,方法包括将填料定位在与第二凹口相对的第一孔口中的步骤。
在方法的一个实施例中,第一凹口和第二凹口被定尺寸为:在铜焊期间减轻芯吸,并提供撑杆的对准。
在方法的一个实施例中,方法包括将第一撑杆板铜焊至第二撑杆板的步骤。
附图说明
图1描绘了包括利用现有设计的撑杆的振动流量计100的剖视图。
图2描绘了利用现有设计的单件式撑杆102的顶视图。
图3描绘了利用现有设计的两件式撑杆300的三维视图。
图4描绘了利用现有设计的三件式撑杆400的三维视图。
图5描绘了根据本申请的实施例的撑杆500的分解图。
图6描绘了根据本申请的实施例的撑杆500的轮廓图。
图7描绘了根据本申请的实施例的撑杆500的三维视图。
具体实施方式
图5-7和以下的说明描绘了特定的示例,以教本领域的技术人员如何实现并使用本申请的最佳模式。为了教导发明原理,一些常规方面已被简化或省略。本领域的技术人员将从这些示例认识到落在本申请的范围内的变化。本领域的技术人员应意识到的是,以下描述的特征可以各种方式组合,以形成本申请的多种变化。因此,本申请不限于以下描述的特定示例,而是仅由权利要求及它们的等同物限制。
图5描绘了根据本申请的实施例的撑杆500的分解图,并且图6描绘了根据本申请的实施例的撑杆500的轮廓图。撑杆500包括撑杆板501和502、孔口503和504和凹口505和506。撑杆500大致是带有圆整角部且扁平和矩形的。撑杆板501和502同样大致是扁平的。在实施例中,撑杆板501和502可由适合铜焊的金属制成。在其他实施例中,如本领域的技术人员所熟知地,撑杆板501和502可由适于隔离振动模式、减小应力、或在振动流量计组件中提供稳定性的任何材料制成。
撑杆板501包括孔口503,并且撑杆板502包括孔口504。孔口503和504分别形成为保持相应的流动导管(未示出)。在实施例中,孔口503和504可形成为大致匹配插入其中的流动导管的横截面。在图5和图6的实施例中,孔口503和504大致是圆形的,以适合圆形的流动导管。然而,这并不旨在是限制性的。在实施例中,孔口503和504可以是椭圆形、矩形或任何其他横截面形状。撑杆板501和502的孔口503和504在振动流量计的装配期间分别用相应的流动导管插入。
撑杆板501还包括凹口505,并且撑杆板502还包括凹口506。凹口505和506通过在撑杆板的周边上提供凹进、切口或自定位特征来使得撑杆板501和502的对准成为可能,所述凹口505和506可用于使相应的撑杆板安置成抵靠一流动导管,该流动导管与相应的撑杆板经由其孔口耦连至的流动导管相对。例如,撑杆板501经由孔口503耦连至第一流动导管,并经由凹口505被安置成抵靠第二流动导管。撑杆板502经由孔口504耦连至第二流动导管,并经由凹口506被安置成抵靠第一流动导管。
凹口505和506可以是允许撑杆板501或502抵靠相对的流动导管牢固可靠地自对准的任何形状或形式。一旦撑杆500被装配在振动流量计中,凹口505和506的形状就还可防止撑杆板501和502变得脱落。在图5和图6的实施例中,凹口505和506是切入撑杆板501和502的大致矩形周边内的相同的半圆。半圆形的凹口505和506可相对于诸如流动导管106的圆形横截面抵靠流动导管来固定撑杆板501和502。然而,撑杆500的示例所描绘的凹口505和506并不旨在是限制性的。本申请还设想了非圆形的分段凹口形状。另外,本申请还设想了带有不相同的凹口的撑杆。
一旦每个撑杆板501和502滑动到相应的流动导管上,撑杆板501和502就可旋转,使得凹口505和506分别面对相对的流动导管。流动导管于是可一起移动,使得凹口505和506变成被安置在相对的流动导管上或以另外的方式接触相对的流动导管,以分别将相应的撑杆板501和502锁定就位。一旦凹口505和506被安置在相对的流动导管上,那么它们就被防止旋转或以另外的方式移动,从而为撑杆500提供稳定的对准。
图6描绘了完全装配的撑杆500。如可看到地,孔口503和凹口506共同对准,以形成第一重叠段。孔口504和凹口505同样共同对准,以形成第二重叠段。
一旦撑杆500如图6所描绘地装配好,则撑杆板501和502就可耦连到一起,以提供更稳定的撑杆。撑杆板501和502当装配好时可在它们于孔口503与504之间重叠的区域中被铜焊。典型地,将两块撑杆板501和502结合到一起的方法取决于撑杆500所用的特定材料。在实施例中,撑杆板501和502可通过将例如铜焊膏之类的填料材料放置在撑杆板之间并将撑杆板铜焊到一起而结合。在其他实施例中,撑杆板501和502可利用本领域的技术人员都熟知的任何其他粘附方法结合,包括但不限于将板钎焊、熔焊、粘结、胶粘或紧固到一起。
在实施例中,撑杆板501和502还可耦连至流动导管,以提供更稳定的流量计组件。撑杆板501和502可通过粘结、钎焊、胶粘、熔焊或通过利用将两个元件附接到一起的任何其他已知的方法来耦连。耦连的特定方法典型地取决于流动导管106和撑杆板501和502所用的材料。
在实施例中,撑杆板501和502与流动导管之间的结合可铜焊到一起。理想地,一旦铜焊,填料就均匀地围绕每根流动导管的周边,以将每根流动导管牢固可靠地耦连至每块撑杆板501和502。然而,由于填料从撑杆板501和502与导管之间的结合部进入到撑杆板501与502之间的结合部的芯吸的可能性,所以对撑杆板501和502与流动导管之间的结合部进行铜焊可能是成问题的。尤其地,填料可经由重叠段、或经由在孔口503与凹口506和孔口504与凹口505之间存在的芯吸区域被芯吸走。
在实施例中,可减小撑杆的芯吸区域,以在铜焊期间减小撑杆板501和502与流动导管之间的芯吸的可能性。例如,撑杆700包括撑杆板701和702,在图7中提供了所述撑杆板701和702的三维视图。撑杆板701包括孔口703和凹口705。撑杆板702包括孔口704和凹口706。撑杆700大致是矩形的和扁平的。在图7中可看到的是,撑杆板701和702大致是扁平的,并包括瓶状形状的周边。凹口705和706包括每个相应撑杆板的瓶状形状的顶部。凹陷的锥度将凹口705和706连接至撑杆板701和702的瓶状形状的大致矩形的下部。锥形对向离开凹口705和706的锥度的凹陷和狭角减小了在紧邻凹口的区域中被撑杆701和702重叠的区域的表面面积。减小撑杆701与702重叠的表面面积可在铜焊期间进一步减轻填料离开导管结合部的芯吸。在其他实施例中,锥度可以是直线的、凸形的或任何其他形状。
可看到的是,凹口705与孔口704共同对准,以产生第一重叠段,并且凹口706与孔口703共同对准,以产生撑杆700的第二重叠段。撑杆700的重叠段成比例地小于撑杆500的对应重叠段。撑杆700的减小的重叠段可在铜焊过程期间进一步减轻填料离开撑杆700的流动导管/孔口/凹口结合部进入撑杆板701与702之间的空间的芯吸。在实施例中,凹口705和706可将尺寸定成使得它们覆盖孔口704和704的一段,该段足够小以减轻灯芯效应、但足够大以保持撑杆700的稳健对准。
撑杆500和700被示出在形状上大致是矩形的,撑杆500还包括圆整的角部。然而,本申请不限于这些实施例。设想了其他形状的撑杆板,包括但不限于圆形、椭圆形、菱形或不规则形。相似地,尽管撑杆板501、502、701和702的示例性实施例被表示为大致扁平的,但是本申请还设想了不扁平的撑杆板实施例。尽管成对的撑杆板501和502以及701和702在撑杆500和700的示例中被表示为相同的,但在实施例中,撑杆可由不相似的撑杆板组成。
以上对实施例的详细说明不是对由发明人设想的属于本申请的范围内的所有实施例的穷尽性说明。实际上,本领域的技术人员应认识到的是,上述实施例的某些元件可被不同地组合或排除,以产生另外的实施例,并且这样另外的实施例也落在本申请的范围和教导内。对本领域的技术人员还显而易见的是,上述实施例可全部地或部分地组合,以产生落在本申请的范围和教导内的其他实施例。
因而,尽管出于说明目的在此描述了本申请的特定实施例和示例,但正如那些相关领域技术人员所认识到的,在本申请的范围内可能有各种等同的变型。在此提供的教导可适用于其他撑杆,而并不是仅适用于以上描述并在附图中示出的实施例。因此,本申请的范围应由所附权利要求来确定。
Claims (20)
1.一种撑杆(500),包括:
第一撑杆板(501),其包括第一孔口(503)和第一凹口(505);以及
第二撑杆板(502),其具有第二孔口(504)和第二凹口(506);
其中,所述第一孔口(503)和所述第二凹口(506)构造成耦连至第一流动导管,并且所述第二孔口(504)和所述第一凹口(505)构造成耦连至第二流动导管。
2.根据权利要求1所述的撑杆(500),其中,所述第一撑杆板(501)与所述第二撑杆板(502)完全相同。
3.根据权利要求1所述的撑杆(500),所述第一撑杆板(501)和所述第二撑杆板(502)在形状上大致是矩形的。
4.根据权利要求1所述的撑杆(500),其中,所述第一孔口(503)和所述第二孔口(504)大致是圆形的。
5.根据权利要求1所述的撑杆(500),其中,所述第一凹口(505)和所述第二凹口(506)形成为圆的一段。
6.根据权利要求1所述的撑杆(500),其中,所述第一凹口(505)和所述第二凹口(506)被定尺寸为:在铜焊期间减轻芯吸,并提供所述撑杆(500)的对准。
7.一种流动导管组件,包括:
第一流动导管(106)、第二流动导管(106)和撑杆(500),其中,所述撑杆(500)包括:
第一撑杆板(501),其包括第一孔口(503)和第一凹口(505);以及
第二撑杆板(502),其具有第二孔口(504)和第二凹口(506);
其中,所述第一孔口(503)和所述第二凹口(506)构造成耦连至所述第一流动导管(106),并且所述第二孔口(504)和所述第一凹口(505)构造成耦连至所述第二流动导管(106)。
8.根据权利要求7所述的流动导管组件,其中,所述第一撑杆板(501)与所述第二撑杆板(502)完全相同。
9.根据权利要求7所述的流动导管组件,所述第一撑杆板(501)和所述第二撑杆板(502)在形状上大致是矩形的。
10.根据权利要求7所述的流动导管组件,其中,所述第一孔口(503)和所述第二孔口(504)大致是圆形的。
11.根据权利要求7所述的流动导管组件,其中,所述第一凹口(505)和所述第二凹口(506)形成为圆的一段。
12.根据权利要求7所述的流动导管组件,其中,所述第一凹口(505)和所述第二凹口(506)被定尺寸为:在铜焊期间减轻芯吸,并提供所述撑杆(500)的对准。
13.一种用于装配振动流量计的方法,所述振动流量计包括第一流动导管(106)、第二流动导管(106)、包括具有第一孔口(503)和第一凹口(505)的第一撑杆板(501)和具有第二孔口(504)和第二凹口(506)的第二撑杆板(502)的撑杆(500),所述,所述方法包括以下步骤:
使所述第一撑杆板(501)的所述第一孔口(503)滑动到所述第一流动导管(106)上;
使所述第二撑杆板(502)的所述第二孔口(504)滑动到所述第二流动导管(106)上;
将所述第一凹口(505)安置到所述第二流动导管(106)上;以及
将所述第二凹口(506)安置到所述第一流动导管(106)上。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,将所述第一凹口(505)安置到所述第二流动导管(106)上和将所述第二凹口(506)安置到所述第一流动导管(106)上包括:使所述第一撑杆板(501)旋转,直到所述第一凹口(505)与所述第二流动导管(106)对准为止,并使所述第二撑杆板(502)旋转,直到所述第二凹口(506)与所述第一流动导管(106)对准为止。
15.根据权利要求13所述的方法,其中,将所述第一凹口(505)定位到所述第二流动导管(106)上和将所述第二凹口(506)定位到所述第一流动导管(106)上包括:使所述第一流动导管(106)和所述第二流动导管(106)一起移动,直到所述第一凹口(505)被安置在所述第二流动导管(106)上并且所述第二凹口(506)被安置在所述第一流动导管(106)上为止。
16.根据权利要求13所述的方法,还包括步骤:
将所述第一流动导管(106)铜焊至所述第一孔口(503)和所述第二凹口(506)。
17.根据权利要求16所述的方法,还包括步骤:
将填料定位在与所述第二凹口(506)相对的所述第一孔口(503)中。
18.根据权利要求16所述的方法,其中,所述第一凹口(505)和所述第二凹口(506)被定尺寸为:在铜焊期间减轻芯吸,并提供所述撑杆(500)的对准。
19.根据权利要求16所述的方法,还包括步骤:
将所述第一撑杆板(501)铜焊至所述第二撑杆板(502)。
20.根据权利要求13所述的方法,其中,所述第一凹口(505)和所述第二凹口(506)形成为圆的一段。
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