CN110388967A - U型科氏质量流量计的分流体及u型科氏质量流量计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种U型科氏质量流量计的分流体，其包括依次连接的直管段、分流段和支管段，直管段的端口为介质入口端，分流段的内壁上形成有分流曲面，分流曲面将分流段的内腔均分成两个分流通道，两个分流通道交汇形成分流曲线，分流曲线位于分流段的中心对称面上，且分流曲线与直管段相切而圆滑过渡连接，支管段包括两个支管，支管与分流通道一一对应连接。通过对分流体的结构设计，优化其分流效果、增加其结构强度等，提升分流体的分流作用，从而达到均匀分流、稳定流态、保证结构强度等多方面要求，进而提升整个质量流量计的使用效果。本发明还公开了一种U型科氏质量流量计，包括上述分流体、测量管、支撑管和外壳。
Description
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种U型科氏质量流量计的分流体及U型科氏质量流量计。
背景技术
质量流量测量技术是当今国家科技在介质流体过程控制领域中发展的重点，为实现对各种介质在复杂环境条件下的高准确度、高可靠性的测量，科里奥利质量流量计以其优越的性能成为该领域重点发展的新型测量仪表。
科氏质量流量计传感器是基于科里奥利效应测量流经管路流体的质量、密度、温度等参数的新型智能仪表。具体地说，科氏质量流量计的分流体做简谐振动(或圆周运动)，当介质流体以某一速度流经分流体时，介质一方面与分流体作同步振动(简谐振动或圆周运动)，另一方面继续以该速度通过管道，此时介质对管道产生与介质流动方向垂直的反作用力，即“科里奥利力”，在该力的作用下，测量管对称位置处的同步振动转变为非同步振动，而这种非同步性体现在振动信号波形上即为相位差，相位差的数值与介质的质量流量成正比，通过检测电路计算信号的相位差，即可得到介质的质量流量。
科氏质量流量计因其能够在不考虑工况的情况下直接计量质量流量而被市场广泛推广应用，而随之而来的是要求科氏质量流量计具备更高的准确度和重复性，以满足日益严苛的计量环境与现场应用。如何提升现有科氏质量流量计的准确度与重复性是值得研究的课题。
影响科氏质量流量计的计量精度的因素有很多，以分流体和分流体为核心的内部构件做振动运动，这是流量计量的核心组成部分，同时也是最容易受到外界干扰的部分；以支撑管和外壳为核心的外部构件起到强度支撑、振动减弱和隔离等防护作用，一旦外部构件发生强度变形，将直接造成测量管发生形变而产生计量误差，这将大大降低科氏传感器的计量精度。
因而，分流体的设计、分流效果、结构强度等因素是影响其计量精度、计量重复性非常重要的因素。
发明内容
基于以上所述，本发明的一个目的在于提供一种U型科氏质量流量计的分流体，优化设计其结构，提升分流效果，实现均匀分流、稳定流态、保证结构强度等多重功效，进而提升整个传感器的使用效果。
本发明的另一目的在于提供一种U型科氏质量流量计，通过对整体结构优化设计，稳定流态，提高计量效果，从而满足高精度、高重复性的计量要求。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种U型科氏质量流量计的分流体，该分流体一体浇筑而成，其包括依次连接的直管段、分流段和支管段，直管段的端口为介质入口端，分流段的内壁上形成有分流曲面，分流曲面将分流段的内腔均分成两个分流通道，两个分流通道交汇形成分流曲线，分流曲线位于分流段的中心对称面上，且分流曲线与直管段相切而圆滑过渡连接，支管段包括两个支管，支管与分流通道一一对应连接。
其中，直管段与支管段垂直排布，分流段的外壁上设置有连接部。
其中，支管的外壁上设置有支撑盘。
其中，支撑盘与连接部之间、支撑盘与介质入口端之间均设置有加强筋。
其中，支撑盘的截面为正多边形。
一种U型科氏质量流量计，其包括上述的U型科氏质量流量计的分流体、测量管和外壳，两个测量管为相同的U型结构且平行排布，测量管的两端与两个分流体的支管对应连通，测量管的U型中间段上设置有用于产生谐振的驱动部件，测量管的U型侧边段上设置有用于采集振动信号的检测部件，外壳将测量管罩设其中，外壳的两端分别与两个分流体的支撑盘的固连。
其中，还包括支撑管，两个分流体的连接部分别固定于支撑管的两端。
其中，外壳与测量管之间的间隙为走线通道，支撑管中空，支撑管与外壳之间设置有连接两者内腔的过线管，支撑管上还设置有走线口。
其中，两个测量管的端部设置有用于固定两者中心距的阻尼板。
其中，测量管的外壁上设置有温度传感器。
综上，本发明的有益效果为，与现有技术相比，所述U型科氏质量流量计的分流体及U型科氏质量流量计主要通过对分流体的结构设计，优化其分流效果、增加其结构强度等，提升分流体的分流作用，从而达到均匀分流、稳定流态、保证结构强度等多方面要求，进而提升整个质量流量计的使用效果，另外，配合U型测量管、支撑管和外壳等部件，充分保证结构稳定，避免测量管受损影响测量结果，并提高了测量灵敏度、精确性以及零点稳定性，从而提高了计量效果，达到了高精度、高重复性的计量要求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的U型科氏质量流量计的分流体的剖视图一；
图2是本发明实施例提供的U型科氏质量流量计的分流体的剖视图二；
图3是本发明实施例提供的U型科氏质量流量计的分流体的底面视图；
图4是本发明实施例提供的U型科氏质量流量计的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
请参阅图1至3所示，本实施例提供一种U型科氏质量流量计的分流体，该分流体100采用专用模具以精密钢体铸造的方式一体浇铸而成，其包括依次连接的直管段110、分流段120和支管段130。
直管段110的端口为介质入口端111，直管段110为一段圆柱体式通道，对介质流体500起到整流作用，以优化介质流态。
分流段120的内壁上形成有分流曲面121，分流曲面121将分流段120的内腔均分成两个分流通道，其中，两个分流通道交汇形成分流曲线122，分流曲线122位于分流段120的中心对称面上，且分流曲线122与直管段110相切而圆滑过渡连接。分流曲线122是整个分流设计中的核心因素，其位置位于分流体100的轴线上，也是两个支管131的对称线，分流曲线122的圆弧设计最大程度地实现了对介质流体500一分为二的效果。
支管段130包括两个支管131，支管131与分流通道一一对应连接，由此，分流中心线被均匀地分配到两个支管131中，整个过程类似倒Y型结构。
特别地，直管段110与支管段130垂直排布，针对此拐角式结构，分流曲面121为与介质流体500直接接触的面，故而采用过渡圆弧设计，且分流曲面121与介质入口端111之间构成了较大的空腔，从而构建了一个缓冲区，实现对介质流体500的平缓分流以及快速流通。
分流段120的外壁上设置有用于安装分流体100的连接部123，特别地，介质入口端111与连接部123同轴心线排布，提高结构性。
支管131的外壁上设置有支撑盘132，该支撑盘132的截面优选为正多边形，本实施例以正八边形示例，其具有一定厚度，并以一定角度外延出对焊的平台，正多边形盘面的设计在保证整机强度的同时也提升了产品的美观度与辨识度。
支撑盘132与连接部123之间、支撑盘132与介质入口端111之间均设置有加强筋133，两处加强筋133是具有一定厚度的梯形块状结构，起到支撑和加固的作用。该加强筋133也可以一体式浇筑的方式实现制作。
在此基础上，请参阅图4所示，本实施例还提供一种U型科氏质量流量计，其包括上述的分流体100、测量管200、支撑管300和外壳400。
分流体100的直管段110处与连接法兰通过焊接固定连接。
两个分流体100背向排布，且其连接部123分别固定于支撑管300的两端。支撑管300是两端带有止口的圆柱体管件，以焊接的方式实现与分流体100的组装连接，两者焊接部上均设置有对焊止口，方便装配。
两个测量管200为相同的U型结构且平行排布，两个分流体100的支管131是带有止口设计的圆柱体式空腔管道，其止口与测量管200相连且采用氩弧焊固定，保证密封性。U型中间段210和两边的U型侧边段220以圆弧相切的方式过渡连接，通过测量管200结构、尺寸优化设计，寻找最佳振动形态，从而达到高精度测量的目的。
测量管200的U型中间段210上设置有用于产生谐振的驱动部件230，测量管200的U型侧边段220上设置有用于采集振动信号的检测部件240。
两个测量管200的端部设置有阻尼板250，该阻尼板250是一块中间穿孔的矩形不锈钢板，用于固定两个测量管200。测量管200两端各有两块阻尼板250，通过阻尼板250的固定，确保了两根测量管200的中心距一致，从而确保了其对称性和平行度。
测量管200的外壁上设置有温度传感器260，便于测量测量管200中介质流体500的温度。
外壳400将测量管200罩设其中，外壳400的两端分别与两个分流体100的支撑盘132的固连。外壳400是一个横截面为正多边形的壳体结构，与支撑盘132的形状一致，其以焊接的方式与支撑盘132相连接。
外壳400与测量管200之间的间隙为走线通道410，支撑管300中空，支撑管300与外壳400之间设置有连接两者内腔的过线管420，支撑管300上还设置有走线口310。检测部件240、驱动部件230、温度传感器260的线路自走线通道410、经过过线管420、支撑管300，最后从走线口310引出。
此U型科氏质量流量计在工作时，介质流体500经过连接法兰后从介质入口端111进入分流体100，分流到两个支管131，再进入两个测量管200，测量管200在驱动部件230的作用下产生谐振，根据科里奥利效应，此时的测量管200将受到来自介质流体500的反作用力，即科里奥利力，导致测量管200在对称位置处的振动不同步，不同步即意味着两者的振动存在时差，即相位差，其数值与介质的质量流量成正比，通过检测部件240采集振动信号并采用数字信号处理技术即可得到介质流体500的质量流量。
综上，上述的U型科氏质量流量计的分流体及U型科氏质量流量计主要通过对分流体的结构设计，优化其分流效果、增加其结构强度等，提升分流体的分流作用，从而达到均匀分流、稳定流态、保证结构强度等多方面要求，进而提升整个质量流量计的使用效果，另外，配合U型测量管、支撑管和外壳等部件，充分保证结构稳定，避免测量管受损影响测量结果，并提高了测量灵敏度、精确性以及零点稳定性，从而提高了计量效果，达到了高精度、高重复性的计量要求。
以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述事例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种U型科氏质量流量计的分流体，其特征在于，所述分流体(100)一体浇筑而成，其包括依次连接的直管段(110)、分流段(120)和支管段(130)，
所述直管段(110)的端口为介质入口端(111)，
所述分流段(120)的内壁上形成有分流曲面(121)，所述分流曲面(121)将所述分流段(120)的内腔均分成两个分流通道，两个所述分流通道交汇形成分流曲线(122)，所述分流曲线(122)位于所述分流段(120)的中心对称面上，且所述分流曲线(122)与所述直管段(110)相切而圆滑过渡连接，
所述支管段(130)包括两个支管(131)，所述支管(131)与所述分流通道一一对应连接。
2.根据权利要求1所述的U型科氏质量流量计的分流体，其特征在于：所述直管段(110)与所述支管段(130)垂直排布，所述分流段(120)的外壁上设置有连接部(123)。
3.根据权利要求2所述的U型科氏质量流量计的分流体，其特征在于：所述支管(131)的外壁上设置有支撑盘(132)。
4.根据权利要求3所述的U型科氏质量流量计的分流体，其特征在于：所述支撑盘(132)与所述连接部(123)之间、所述支撑盘(132)与所述介质入口端(111)之间均设置有加强筋(133)。
5.根据权利要求3所述的U型科氏质量流量计的分流体，其特征在于：所述支撑盘(132)的截面为正多边形。
6.一种U型科氏质量流量计，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的U型科氏质量流量计的分流体(100)、测量管(200)和外壳(400)，
两个所述测量管(200)为相同的U型结构且平行排布，所述测量管(200)的两端与两个所述分流体(100)的支管(131)对应连通，所述测量管(200)的U型中间段(210)上设置有用于产生谐振的驱动部件(230)，所述测量管(200)的U型侧边段(220)上设置有用于采集振动信号的检测部件(240)，
所述外壳(400)将所述测量管(200)罩设其中，所述外壳(400)的两端分别与两个所述分流体(100)的支撑盘(132)的固连。
7.根据权利要求6所述的U型科氏质量流量计，其特征在于：还包括支撑管(300)，两个所述分流体的连接部(123)分别固定于所述支撑管(300)的两端。
8.根据权利要求7所述的U型科氏质量流量计，其特征在于：所述外壳(400)与所述测量管(200)之间的间隙为走线通道(410)，所述支撑管(300)中空，所述支撑管(300)与所述外壳(400)之间设置有连接两者内腔的过线管(420)，所述支撑管(300)上还设置有走线口(310)。
9.根据权利要求6所述的U型科氏质量流量计，其特征在于：两个所述测量管(200)的端部设置有用于固定两者中心距的阻尼板(250)。
10.根据权利要求6所述的U型科氏质量流量计，其特征在于：所述测量管(200)的外壁上设置有温度传感器(260)。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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