CN110487340B - 流量计管道及具有其的流量计装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流量计技术领域，具体涉及一种流量计管道及具有其的流量计装置。本发明旨在解决流量计管道内出现湍流影响流量计测量精度的技术问题。为此目的，本发明提供了一种流量计管道，流量计管道包括主管道，主管道上设置有与主管道连通的进管道和出管道，进管道的管径大于出管道的管径。本发明通过将进管道的管径设置为大于出管道的管径，较大管径的进管道可以降低流体流经主管道与进管道之间区域时的压力，从而减少流体流经主管道与进管道之间区域时出现湍流现象，以此提高流体在流量计管道内的流通顺畅性。

Description

流量计管道及具有其的流量计装置

技术领域

本发明涉及流量计技术领域，具体涉及一种流量计管道及具有其的流量计装置。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

传统超声波流量计一般由流量计主体、超声波探头、电控板、密封胶等部分组成。由于受到流量计主体结构的限制，超声波探头与电控板是分开装配的，在装配超声波探头和电控板时，需要先将超声波探头与电控板单独安装到流量计主体上，然后将超声波探头的连接线穿过流量计主体上的小孔连接到电控板上，线束连接完成后，将线束焊接在电控板上，超声波探头和电控板装配完成后，将超声波探头和电控板用密封胶采用灌封的方式进行密封固定。

如图1至图3所示，现有流量计主体一般由一个圆柱形管道10’连结两个与其垂直的进圆柱管道20’和出圆柱管道30’组成，且现有技术中进圆柱管道20’的管径和出圆柱管道30’的管径相同，流量计主体的内部在圆柱形管道10’与其垂直的进入圆柱管道处形成过渡流道，当高速的水流通过圆柱形管道10’与进出圆柱管道处的过渡流道时，由于水流的流向改变导致水流在圆柱形管道10’与进出圆柱管道之间的过渡流道处压力增加，从而导致水流在流道处会产生很强的旋涡或湍流，水流产生的旋涡会影响水流在过渡流道处的流量，从而导致超声波流量计的测量精度降低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决流量计管道内流体由于流动压力高容易出现湍流的技术问题。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种流量计管道，流量计管道包括主管道，主管道上设置有与主管道连通的进管道和出管道，进管道的管径大于出管道的管径。

本发明通过将进管道的管径设置为大于出管道的管径，较大管径的进管道可以降低流体流经主管道与进管道之间的过渡区域时的流动压力，从而减少流体流经主管道与进管道之间的过渡区域时出现湍流现象，以此提高流量计管道内流体的流通顺畅性，使流量计管道内的流体流量能够准确反映流体的真实流量，减少流量计管道本身结构对流体流量检测的影响。

另外，根据本发明上述流量计管道还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，进管道的管径与主管道的管径的比值大于0.5且小于1，并且/或者进管道的管径与出管道的管径的比值大于1且小于2。

根据本发明的一个实施例，流量计管道还包括凸起结构，进管道的内壁与主管道的内壁之间设置有凸起结构，并且/或者出管道的内壁与主管道的内壁之间设置有凸起结构。

根据本发明的一个实施例，凸起结构沿主管道的长度方向截取的截面为弧形结构或三角形结构。

根据本发明的一个实施例，凸起结构沿主管道的长度方向截取的截面为弧形结构，弧形结构的投影长度与主管道的管径的比值大于0.3且小于3，并且/或者弧形结构的高度与弧形结构的投影长度的比值大于0.05且小于0.6。

根据本发明的一个实施例，进管道和出管道均设置于主管道的轴线的同一侧。

根据本发明的一个实施例，进管道和出管道分别向主管道的两端倾斜，且进管道和出管道的倾斜方向与主管道内流体的流向之间的夹角为钝角。

根据本发明的一个实施例，进管道和出管道分别设置于主管道的轴线的两侧。

根据本发明的一个实施例，进管道和出管道均向同一方向倾斜，且进管道和出管道的倾斜方向与主管道内流体的流向之间的夹角为钝角。

本发明第二方面还提供了一种流量计装置，流量计装置具有根据本发明第一方面的流量计管道。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为现有技术中的流量计装置的结构示意图；

图2为图1所示流量计装置的流量计主体的结构示意图；

图3为图2所示流量计主体的剖视图；

图4为本发明第一实施例的流量计管道的剖视图；

图5为本发明第二实施例的流量计管道的剖视图；

图6为本发明第三实施例的流量计管道的剖视图；

图7为本发明第四实施例的流量计管道的剖视图；

图8为本发明第五实施例的流量计管道的剖视图。

其中，附图标记如下：

10’、圆柱形管道；20’、进圆柱管道；30’、出圆柱管道；10、主管道；11、凸起结构；12、钝角结构；20、进管道；30、出管道。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，本发明的流量计管道可以为液体流量计管道还可以为气体流量计管道，液体流量计管道和气体流量计管道均属于本发明流量计管道的保护范围。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“上”、“之间”、“内”、“侧”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中机构的不同方位。例如，如果在图中的机构翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。机构可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图4和图5所示，根据本发明第一方面的实施例，本发明的第一实施例和第二实施例提供了一种流量计管道，流量计管道包括主管道10，主管道10上设置有与主管道10连通的进管道20和出管道30，进管道20的管径大于出管道30的管径。

在本实施例中，通过将进管道20的管径设置为大于出管道30的管径，较大管径的进管道20可以降低流体流经主管道10与进管道20之间的过渡区域时的压力，从而减少流体流经主管道10与进管道20之间的过渡区域时出现湍流现象，提高流量计管道内流体的流通顺畅性，从而使流量计管道内的流体流量能够准确的反映流体的真实流量，减少流量计管道本身结构对流体流量检测的影响。进一步地，现有技术中的流量计管道一般会将进管道20的管径设置为与出管道30的管径相同，并且认为只有将进管道20的管径设置为与出管道30的管径相同，才能实现准确检测流体流量的效果，但是，由于流体的流入压力较大，而流体的流出压力较小，将进管道20的管径设置为与出管道30的管径相同，不仅会使流体由于流入压力过高在进管道20处出现湍流现象，还会使进管道20处的流量与出管道30处的流量出现不一致现象，而本实施例则克服现有技术中必须将进管道20的管径设置为与出管道30的管径相同的技术偏见，将进管道20的管径设置为大于出管道30的管径，从而降低流体在进管道20处的压力，以此减少流体在进管道20处出现湍流现象，同时，可以提高进管道20处流体流量与出管道30处流体流量的一致性。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解的是，作为本发明的一个实施例，将主管道10的管径设置为d1，将进管道20的管径设置为d2，将出管道30的管径设置为d3，d1与d2满足0.5<d2/d1<1，d2与d3满足1<d2/d3<2，本实施例通过将进管道20的管径设置为小于主管道10的管径(d2/d1<1)，是因为如果将进管道20的管径设置为大于主管道10的管径，则会出现进管道20包裹主管道10的现象，如果将进管道20的管径设置为小于主管道10的管径的一半，流体从进管道20流至主管道10时会出现较大的压力和涡流，因此，本实施例将进管道20的管径设置为小于主管道10的管径且大于主管道10的管径的一半，进一步地，如果将进管道20的管径设置为大于出管道30的管径的两倍，流体从主管道10流至出管道30时会出现较大的压力和涡流，其中，主管道10的管径d1、进管道20的管径d2和出管道的管径d3的具体数值以及选取分析过程在此不再进行赘述。进一步地，本实施例的进管道20和出管道30可以设置于主管道10的轴线Z的同一侧，还可以设置于主管道10的轴线Z的两侧。

如图6所示，根据本发明的第三实施例，进管道20的内壁与主管道10的内壁之间设置有凸起结构11，进管道20内的流体通过凸起结构11流入主管道10内。

在本实施例中，流量计管道通过在主管道10与进管道20之间设置凸起结构11，凸起结构11能够对流量计管道内的流体起到导流作用，提高流体从进管道20流至主管道10时的顺畅性，减少流体从进管道20流至主管道10时出现湍流现象。具体地，本实施例的凸起结构11是针对现有技术的进管道20与主管道10之间的直角过渡区域容易产生湍流而设置的，因此，凸起结构11不仅仅局限于一种结构，例如，凸起结构11可以为弧形结构、钝角结构、弧形倒角结构或三角形结构等，即任何一种能够降低湍流现象的凸起结构均属于本实施例凸起结构11的保护范围，下面会对凸起结构11的优选实施例进行详细阐述。

进一步地，凸起结构11设置于主管道10与进管道20之间的过渡区域，但不仅仅局限于主管道10与进管道20之间的过渡区域，即，为了更好的提高凸起结构11对流体的导流效果，本实施例还可以将凸起结构11分别向主管道10和进管道20方向延伸，凸起结构11的具体长度和高度下面会进行详细介绍。

根据本发明的一个实施例，在主管道10与进管道20之间的过渡区域设置凸起结构11的情况下，凸起结构11沿主管道10的长度方向截取的截面为向流量计管道的内部凸出的弧形结构，弧形结构设置于主管道10与进管道20之间的过渡区域并分别向主管道10和进管道20方向延伸。进一步地，弧形结构的投影长度为L，主管道10的管径为d1，弧形结构的高度为h，其中L与d1满足0.3<L/d1<3，其中h与L满足0.05<h/L<0.6。

在本实施例中，通过将凸起结构设置为弧形结构，弧形结构可以有效提高流体从进管道20流至主管道10时的顺畅性，减少流体从进管道20流至主管道10时出现湍流现象，进一步地，本实施例的弧形结构不仅仅局限于规则的圆弧形结构，即，为了提高流量计管道内的流体对弧形结构的适应性，本实施例的弧形结构还可以为类似于波纹形的弧形结构，其中，波纹形的弧形结构的波峰指向主管道10内，以此减少流体流经进管道20与主管道10时的流通阻力，这种结构属于本实施例凸起结构11的保护范围，其中，本实施例的弧形结构可以通过与流量计管道一体注塑成型。

进一步地，本实施例通过限定弧形结构的长度，使弧形结构的长度不至于过长或者过短，如果弧形结构的长度L与主管道10的管径d1的比值大于3，则会影响流体在主管道10内正常流动，如果弧形结构的长度L与主管道10的管径d1的比值小于0.3，则对流量计管道内的流体起不到很好的导流效果。进一步地，本实施例通过限定弧形结构的高度，使弧形结构的高度不至于过高或者过矮，弧形结构过高或者过矮均达不到很好的导流效果，如果弧形结构的高度h与弧形结构的长度L的比值大于0.6，则会阻碍流体在主管道10内正常流动，如果弧形结构的高度h与弧形结构的长度L的比值小于0.05，则对流量计管道内的流体起不到很好的导流效果。

进一步地，本实施例还可以在主管道10与出管道30之间的过渡区域设置凸起结构(图中未示出)，本实施例还可以既在主管道10与进管道20之间的过渡区域设置凸起结构11，又在主管道10与出管道30之间的过渡区域设置凸起结构，这种调整属于本实施例流量计管道的保护范围。进一步地，当主管道10与进管道20之间的过渡区域设置凸起结构11，以及主管道10与出管道30之间的过渡区域设置凸起结构时，两个位置处的凸起结构可以为相同形状，还可以为不同形状，关于两个位置处的凸起结构的具体形状结构下面会进行详细介绍。

如图7所示，根据本发明的第四实施例，进管道20和出管道30均设置于主管道10的轴线Z的同一侧，且进管道20和出管道30分别向主管道的两端倾斜，且进管道20和出管道30的倾斜方向与主管道10内流体的流向之间的夹角为钝角，进管道20与主管道10上远离出管道30的一侧的夹角为ɑ，其中ɑ满足10°<ɑ<80°，出管道30与主管道10上远离进管道20的一侧的夹角为β，其中β满足10°<β<80°。

在本实施例通过将进管道20和出管道30设置为倾斜结构，可以有效提高流体从进管道20流至主管道10时的顺畅性，减少流体从进管道20流至主管道10时出现湍流现象，进一步地，本实施例还可以在进管道20与主管道10之间、出管道30与主管道10之间均设置圆形倒角结构，以此提高对流量计管道内流体的导流效果，本实施例的进管道20和出管道30可以与流量计管道一体注塑成型。再进一步地，本实施例通过将出管道30设置为倾斜结构，当流体从主管道10流至出管道30时可以大幅度减小旋涡的生成，对提高测量精度有益。

继续参阅图7以及参阅图8，根据本发明的实施例，将进管道20和出管道30均设置于主管道10的轴线Z的同一侧只是本发明的一个优选实施例，并不是对进管道20和出管道30在主管道10上的位置限制，如图8所示，本发明的第五实施例将进管道20和出管道30分别设置于主管道10的轴线Z的两侧，且进管道20和出管道30均向同一方向倾斜，且进管道20和出管道30的倾斜方向与主管道10内流体的流向之间的夹角为钝角，进管道20与主管道10上远离出管道30的一侧的夹角为ɑ，其中ɑ满足10°<ɑ<80°，出管道30与主管道10上远离进管道20的一侧的夹角为β，其中β满足10°<β<80°，进管道20和出管道30的这种分布方式同样可以减少流体在进管道20与主管道10之间的过渡区域出现湍流现象，因此，进管道20和出管道30的这种分布方式属于本实施例流量计管道的保护范围。

需要说明的是，本实施例通过限定ɑ和β的角度，使ɑ和β的角度不至于过大或者过小，ɑ和β的角度过大、如大于80°则达不到很好的导流效果，ɑ和β的角度过小如小于10°则对流体导流效果的提升空间不大，甚至还会影响流体在流量计管道内的正常流通，进一步地，ɑ和β的角度过小如小于10°还会增加流量计管道的制造难度。

需要说明的是，本发明中关于凸起结构的实施例、关于进管道20和出管道30倾斜的实施例以及关于流量计管道的管径的实施例可以进行任意组合，例如，本发明可以在选取流量计管道的管径的最优值的同时，还可以在进管道20与主管道10之间的过渡区域设置第一凸起结构11，同时，在出管道30与主管道10之间的过渡区域设置第二凸起结构。再例如，本发明可以在选取流量计管道的管径的最优值的同时，将进管道20与出管道30设置为倾斜结构。这些组合均属于本发明流量计管道的保护范围，其中，多个实施例之间的其他组合方式在此不再进行一一赘述。

继续参阅图4至图8，根据本发明第二方面的实施例，本发明的第二方面还提供了一种流量计装置，流量计装置具有根据本发明第一方面的流量计管道。

在本实施例中，流量计装置包括本发明第一方面的流量计管道，流量计管道包括主管道10，主管道10的两端设置有超声波探头，超声波探头与主管道10上的电控板电连接，主管道10上设置有进管道20和出管道30，外部的流体通过进管道20流至主管道10内，然后通过出管道30流出主管道10，当流体在主管道10内流动时，超声波探头检测主管道10内流体的流量，并将检测到的流量信号发送至电控板，其中，超声波探头的检测过程和信号传输过程在此不进行赘述，进一步地，为了减少流体流经进管道20、主管道10和出管道30时出现湍流现象，本实施例将进管道20的管径设置为大于出管道30的管径，减少流体通过进管道20流入主管道10内时的压力和流动阻力，提高流体在流量计管道内的流通顺畅性，减少流体从进管道20流至主管道10时出现湍流现象，从而提高流量计装置的检测精度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种流量计管道，所述流量计管道包括主管道，所述主管道的两端设置有超声波探头，所述主管道上设置有与所述主管道连通的进管道和出管道，其特征在于，所述进管道的管径大于所述出管道的管径，所述流量计管道还包括凸起结构，所述进管道的内壁与所述主管道的内壁之间设置有所述凸起结构，并且/或者所述出管道的内壁与所述主管道的内壁之间设置有所述凸起结构，所述凸起结构沿所述主管道的长度方向截取的截面为向所述流量计管道的内部凸出的弧形结构，所述弧形结构设置于所述主管道与所述进管道之间的过渡区域并分别向所述主管道和所述进管道方向延伸，且所述弧形结构的波峰指向所述主管道内，所述弧形结构的投影长度与所述主管道的管径的比值大于0.3且小于 3，并且/或者所述弧形结构的高度与所述弧形结构的投影长度的比值大于0.05且小于 0.6。

2.根据权利要求1所述的流量计管道，其特征在于，所述进管道的管径与所述主管道的管径的比值大于0.5且小于1，并且/或者所述进管道的管径与所述出管道的管径的比值大于1且小于2。

3.根据权利要求1或2所述的流量计管道，其特征在于，所述进管道和所述出管道均设置于所述主管道的轴线的同一侧。

4.根据权利要求3所述的流量计管道，其特征在于，所述进管道和所述出管道分别向所述主管道的两端倾斜，且所述进管道和所述出管道的倾斜方向与所述主管道内流体的流向之间的夹角为钝角。

5.根据权利要求1所述的流量计管道，其特征在于，所述进管道和所述出管道分别设置于所述主管道的轴线的两侧。

6.根据权利要求5所述的流量计管道，其特征在于，所述进管道和所述出管道均向同一方向倾斜，且所述进管道和所述出管道的倾斜方向与所述主管道内流体的流向之间的夹角为钝角。

7.一种流量计装置，其特征在于，所述流量计装置具有根据权利要求1至6中任一项所述的流量计管道。

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