CN1179199A - 流体流调节方法及流体流调节器 - Google Patents

Abstract

一种调节从第一区域流向位于该第一区域下游的第二区域的流体流的方法,所述方法在于:沿纵向引导来自第一区域的所述流;增大所述流的通道截面;使所述撞击面(22a,122a)上的流体流沿着与纵向流动方向基本横向的方向分流;使相对于纵向流动方向对称的分流所得的支流在从分流处到第二区域的规定长度上集流,而且不使其减速;在至少一部分所述规定长度上对支流加速;使流混合,以便在第二区域获得经调节的流体流。

Description

流体流调节方法及 流体流调节器

本发明涉及一种调节从一第一区域流向位于所述第一区域下游的一第二区域的流体流调节方法以及相对于所述流体流动方向设置在一个流体体积测定装置上游的流体流调节器。

众周周知，可将一个流调节器设置在一个包括测量组在内的流体体积测定装置的上游，使所述流的速度分布均匀，并消除其中的涡流结构，从而不论调节器入口的流动特性和流的流量特性如何，都使所述流在该装置的入口处具有相同的特性。

当装置为静止式时，也就是说，当所述装置的测量组没有使用运动件(如在传统的涡轮装置、螺旋桨装置或薄膜装置中)时，特别推荐使用流调节器。因此，当测量组是流体振荡器或当测量组包括一个测量管道以及至少两个超声转换器(在上述两个转换器之间以及在至少一部分所述的测量管道上限定出一个超声测量路径)时，流调节器通常是独立的。

因为这一类装置由于例如阀门或弯头的缘故而对流体流上游产生的干扰非常敏感，干扰例如是流传播的速度的旋转结构，这种结构造成测量误差很大。

根据英国专利申请n°2235064知道一种流调节器，这种调节器为设置在测量组上游管道中的板式形状，在其朝向流的那个面上带有与所述流动平行的轴孔。这种调节器可以消除流中的涡流结构，并使流的速度分布均匀。

但是，这种调节器的缺陷在于增大了压力损失，如果希望以最小的压力损失测定小口径管道中的流体的体积时，这是非常不利的。

此外不管如何，在所述流调节器的下游，这种调节器还产生影响流体体积测定的涡流，经过一段时间以后该调节器易被堵塞。

堵塞调节器不可避免地造成调节器的性能降低，并增大压力损失。

另外，为了有效地消除流体流中的涡流结构，应当将这种调节器设置在距离测量组上游足够远的地方，这也就出现了紧凑性问题。

所知的另一种流调节器被设置在例如欧洲专利申请n°0503462中所述的那种流体振荡器的上游，该流体振荡器相对于纵向对称平面对称设置。

该专利申请描述的测量装置包括一个大尺寸的第一腔室，流体流在该腔室中与对称面垂直地流动，并使所述流的通道截面有一个突然增加。

这种装置还有一个流的汇聚形出口，该出口位于纵向对称平面中，它与构成流体振荡器的第二腔室相通。

流调节器有一个半圆形壁，该壁相对于纵向对称平面对称，它的凹部处在汇聚部的对面，该流调节器还有若干围绕汇聚部的壁。

流调节器与围绕汇聚部的壁一起构成了两个相对于纵向对称平面对称的通道，这两个通道包括第一汇聚部和第二扩散部，该扩散部为流体流的回流区域。每一个通道均接受流体流的一部分，在两部分混合和进入汇聚部以前先使其加速，然后使其减速。

当第一腔室中的流体入口相对于纵向对称平面偏移时，进入所述腔室的流相对于纵向对称平面非对称地分布。

对于较大的流量，在流体振荡器中也可能出现流的这种非对称性，因此会改变振荡频率，这就会影响流体体积的测量。另外，每一个通道中的扩散部会造成流调节器中的附加压力损失，这有可能不利于某些应用。

本发明就在于调节从第一区域流向位于所述第一区域下游的第二区域的流体流，同时使压力损失很小，并且在第二区域入口处产生的流动特性与第一区域的流动特性无关。

因此本发明的目的在于提供一种调节从第一区域流向位于该第一区域下游的第二区域的流体流的方法，其特征在于所述方法包括：

-沿纵向引导来自第一区域的所述流；

-增大所述流的通道截面；

-使所述撞击面上的所述流沿着与纵向流动方向基本横向的方向分流；

-使相对于纵向流动方向对称的分流所得的支流在从分流处到第二区域的规定长度上集流，而且不使其减速；

-在至少一部分所述规定长度上对支流加速；

-使流混合，以便在第二区域获得经调节的流体流。

根据本发明，使纵向引导的流体流的通道截面增大，该流体在与该方向基本垂直的撞击面上分流，这可消除所述流沿纵向的平均速度，使该速度根据动量守恒定律转换成横向分量。

此外，本发明方法建立了稳定的支流分布，避免了所有流振荡。这样，支流就可以消除流中的涡流结构，通常还可以控制流的动量。

然后分流的流体流相对于纵向流动方向在从分流处到第二区域的规定长度上对称地集流在一起。至少在一部分该规定长度上，该流在相对于分流以前流所具有的纵向方向对称地加速，以便在所述支流中具有更均匀的速度分布。尤其重要的是支流在集流时没有减速。当通道截面增大或所述流动通道上出现阻挡物时就会发生这种减速。

因为，这种减速会造成压力损失，并会改变支流中的速度分布，这对流体的调节效率是有害的。

然后分流和加速了的流进入到紧靠第二区域的上游区域，它的作用在于混合所述支流。该区域可以在调节的流尚未进入到所述第二区域之前把局部涡流程度和各支流的平均速度调节到稳定值。

还有一点很重要，在混合时流并未减速。

根据本方法的一个特征，可以在集流步骤的部分规定长度或在全长上使紧靠分流区域下游的各支流加速。

根据本发明的另一有利特征，纵向引导的流体流通过的通道截面突然增大，其作用在于产生与所述截面增大的通道相垂直的流回流现象，所述截面增大的通道位于紧靠分流区域的下游处。

流体流在撞击面上分流以前，这种回流现象提取其一部分动量，这有助于受控地改变所述流周围的动力状况。

此外，最好在一出现流回流现象时就同时使各支流加速。

当在垂直于截面增大的通道处出现流体流回流现象时，一出现此回流现象就同时使各支流加速可以稳定住所述现象。

在集流步骤期间，要使各支流流入分流区域下游的弯头中。

垂直于该弯头的各支流也可以同时加速。

在混合步骤期间，当对流体流加速时，还可以改善调节效率。本发明的流体调节作用在于使流入到第二区域中的流的特性与第一区域中的流的特性无关。

本发明的目的还在于提供一种包括一个流体流入口和一个流体流出口的流体流调节器，其特征在于所述调节器相对于纵向对称平面(P)对称设置，所述入口和出口均在该平面中，其特征还在于该调节器包括：

-一个与所述入口相连的腔室，该腔室的一部分由一个方向基本在一个横向平面内的撞击面限定，流在该撞击面上分流，所述撞击面对着所述入口；

-直至调节器出口的支流的集流装置，它包括至少两个将所述支流引向一个混合区域的通道，混合区域处于紧靠所述出口的上游，所述集流装置含有至少一个汇聚部，并不使该流减速；

选择调节器的入口和撞击面之间的距离以及集流装置中为流提供的截面相对于所述调节器入口的大小，使流体流直至所述撞击面均为纵向流动，而且在腔室中不振荡。该调节器按上述方式运行。

该调节器可以消除涡流结构，避免流动流速的不均匀分布。

由于本发明的流调节器相对于纵向对称平面(P)对称，又因为具有混合区域，所以各支流具有大体相等的压力损失，因此各支流在各通道中的分布基本相同，这有助于各支流具有均匀的速度分布。

此外，本发明的流调节器处的压力损失受控且比已有技术的调节器的压力损失小。

考虑到集流装置具有至少一个集流部分，而且直至调节器的出口都不使流减速，也就是说，支流至少在一部分所述集流装置的长度上加速，这就可以使流在向下游流动时具有均匀的速度分布。

流加速不仅有利于调节器的效率，也有利于调节器的紧凑性。

流也可以在集流装置的整个长度上连续加速。

根据本发明的一个特征，汇聚部可以直接与流流入的腔室相连，这样流体流刚分流后就可以加速。

集流装置有一个位于汇聚部下游的截面恒定的通道部分，该通道部分用于使各支流集流到调节器的出口。

根据本发明的另一个特征，流调节器的集流装置有一个未与所述腔室直接相连的汇聚部。也可以把该汇聚部连接到直接与所述腔室相连的汇聚部上，以便更好地分配可以使支流加速的通道区域。

支流的汇聚装置包括至少一个弯头，它主要用来将相应的支流引向调节器的出口。

弯头最好在汇聚部内，以便使本发明的流调节器更加紧凑。

集流装置例如可以有两个倒凹形率头，甚至有两个以上的弯头。

具有连续两个弯头的结构所提供的堵塞要比只有一个弯头的小。

最好所述腔室为来自入口的流体流提供一个突然增大的通道截面，目的在于产生与所述截面增大的通道相垂直的流体流回流现象，这正如上面所描述的那样。

该特征可以增加本发明流调节器的效率。

根据本发明的其它特征：

-调节器入口和撞击面之间的距离小于所述入口的直径的四倍，集流装置的最小通道截面比所述入口的截面小，

-集流装置的最小通道截面至少等于所述调节器出口通道截面的两倍；

-所述调节器的入口和出口之间的尺寸是调节器入口通道直径的1至5倍；

-调节器的横向尺寸是调节器入口通道直径的1.5至5倍。这种尺寸可以稳定住与截面突然增大的通道相垂直的流的回流现象。

-调节器有一个连接所述调节器的入口和出口的外罩以及设置在所述外罩内的阻挡物；

-阻挡物的前表面的至少部分地形成所述调节器的撞击面；

-调节器的入口和出口在一条直线上。

根据本发明的一个实施例：

-外罩和阻挡物分别具有一个内表面和一个外表面，所述内外表面之间形成两个围绕该阻挡物的侧向通道；

-阻挡物由一个芯件和两个侧部组成，所述侧部从所述的芯件起相对于纵向对称平面P基本作横向延伸；

-各个侧部与对面的外罩的一部分构成对应支流的第一弯头以及一个直接与所述腔室相连而且包括所述弯头在内的汇聚部；

-各个侧部均为例如叶片状；

-每个叶片从芯件为起为扩口形，该扩口终止于凸起的外表面一端；

-凸起的外表面的外形为半径为R1的圆形，该半径为调节器入口直径的0.1至3.5倍；

-与每个侧部的凸起外表面相对的外罩的一部分的内表面为凹形；

-凹的内表面的外形为半径为R2的圆形，该半径为调节器入口直径的0.3至4倍；

-半径分别为R1和R2的圆的各自的圆心为O1和O2，所述的圆心O1和O2在一条与纵向对称平面P平行、与阻挡物前表面垂直的直线上，这两个圆心彼此间相隔的距离小于调节器入口的直径；

-芯件的后部与对面外罩的一部分共同限定出一个对应支流的第二弯头；

-所述后部是例如V形。

根据本发明的另一实施例，调节器绕流体流的纵向方向旋转对称，在该调节器中，外罩和阻挡物各自均有一个内表面和一个外表面，所述内外表面之间形成单一的一个绕着所述阻挡物的通道，至少两个元件处在这两个表面之间的与所述入口相隔一定距离的地方，以便把所述通道的一部分分成两个大小相同的通道。

本发明的调节器可以适用于气体和水，甚至适用于象机动车用的碳氢燃料一类的流体。

本发明的目的还在于提供流体流体积测定装置，该装置包括一个测量组以及一个如上所述的流调节器，该调节器相对于流体流动方向位于所述测量组的上游。测量组与流调节器在一条直线上。

根据该装置的具体特征：

-测量组是一个流体振荡器；

-测量组包括至少一个横截面为平行六面体的测量管道和至少两个超声变换器，在这两个变换器之间和在一部分所述的测量管道上限定出一个超声测量路径。

-本发明的其它特征和优点将通过参照附图对非限定性实施例的描述变得更加清楚，其中：

图1为本发明第一个实施例的流调节器的俯视图；

图2为图1所示流调节器的透视图，该调节器设置在已有技术的流体振荡器的上游；

图2a为图1和2所示的本发明实施例的第一种变形的流调节器的透视图；

图2b说明了图1所示的流调节器的运行情况；

图3为图1和2所示的本发明实施例的第二种变形的流调节器的俯视图；

图4为图1和2所示的本发明实施例的第三种变形的流调节器的俯视图；

图5为图1和2所示的本发明实施例的第四种变形的流调节器的俯视图；

图6是图5所示的流调节器按箭头A所看到的示意图；

图7为本发明第二个实施例的流调节器的俯视图；

图8是图7所示的流调节器按箭头B所看到的示意图；

图9为图1所示流调节器的俯视图，该图中表示了当所述调节器入口处的所述流具有均匀速度分布的剖面时流的速度场分布；

图10为图1所示流调节器的俯视图，该图中表示了当所述调节器入口处的所述流具有均匀速度分布的剖面时流的速度场分布；

图11表示气量计得到的两条校准曲线(◇，+)，气量计包括一个例如图2所示的流体振荡器，没有采用本发明的流调节器，这两条曲线分别是在流具有图9所示和图10所示的剖面时求得的；

图12表示气量计得到的两条校准曲线(◇，+)，气量计包括一个例如图2所示的流体振荡器以及本发明的流调节器，分别对应于图9所示和图10所示的流的剖面。

如图1和图2所示，根据本发明的第一个实施例，流体流调节器10包括所述流的一个入口12和一个出口14。流调节器10的出口14连接在一个包括一个测量组2的流体体积测定装置的下游，该测量组2为例如法国专利申请n°9205301中所描述的那种流体振荡器。

一方面，入口12和出口14均是设置在同一平面P上，该平面P为流调节器的纵向对称平面，另一方面，入口和出口沿着流的纵向方向对齐，该流体纵向方向是由所述入口给予所述流体的方向，而且该方向总是在所述平面P内。入口12的通道截面为流提供轴对称特性，其形状例如是图2所示的圆形。

也可以提供一入口，其通道截面为流提供二维特征，它的形状例如为矩形。

出口14为通道截面是矩形的槽，该槽为流提供了二维特性。

流体振荡器相对于对称平面P也是对称的，这就可以继续保留经调节的流体流特性，而不会增加附加干扰，例如由设置在调节器出口和流体振荡器之间的弯头引起的干扰。

调节器10还有一个将入口12和出口14相连的外罩16以及一个设置在入口和出口之间的外罩内的阻挡物18。

与入口12相连的腔室20处在外罩16中，用来接收来自所述入口的流体流。

阻挡物18由一个芯件22组成，该芯件的前表面22a与纵向对称平面P垂直，该前表面在横向平面P1中面对着入口12。

在图1和2所示的实施例中，阻挡物18的前表面22a与入口12所限定的纵向流动方向垂直，该前表面也称作撞击面。

该撞击面22a是平面，但应当注意的是所述的阻挡面例如可以稍凸或稍凹，然而这并不影响流调节器10的效率。

在入口12和阻挡物18的前表面22a之间限定出腔室20。

如图2所示，外罩16有一个内表面16a，而阻挡物18有一个外表面23，这两个表面之间形成了两个对称通道28、30，这两个通道围绕所述阻挡物，并使腔室20与流调节器10的出口14相连通。

还需注意的是阻挡物18对于实施本发明来说并不是必须的。

因为如图2a所示，可以看到只有两个和图1及2的通道28及30相同的通道，这两个通道从入口12延伸到出口14，但省去了所述通道之间的阻挡物。图2a以与图2相同的倾斜角度图示出了从外面看到的流调节器的透视示意图，在该图中，空间11代替了通道之间的阻挡物。

如图1和图2所示，阻挡物也是由两个侧部24、26构成，这两个侧部均为叶片状，它们主要从芯部22开始沿着相对于对称平面P为横向的方向延伸。每个叶片的形状均是从芯部22开始稍微扩大，并结束于外表面为凸起并且例如是圆形的端面。

阻挡物18的各个叶片形侧部24、26与对面的外罩16的一部分构成流的第一弯头17、19，它们的凹部朝向对称平面P。

每个叶片形侧部24、26的各个圆形凸起端面的半径R1为调节器10的入口12的直径的0.1至3.5倍，例如是所述入口直径的0.45倍(图1)。

形成第一弯头17、19的凹部的外罩16的内表面部分16a为圆形，其半径R2为调节器10的入口12的直径的0.3至4倍，例如是所述入口直径的0.35倍。

上述各圆的圆心O1和O2位于与对称平面P相平行的平面的一条直线上，并且在图1所示的平面中。这两个圆心之间的距离可以选择第一弯头17、19中所希望得到的汇聚度。圆心O1和O2之间的距离小于调节器的入口12的一倍，例如等于该直径的0.05倍。

应注意的是这两个圆心O1和O2可以重合。

阻挡物18的芯件22具有一个后部22b，该后部与对面的外罩18的一部分构成流的第二弯头25、27，其凹部与第一弯头的凹部17、19反向。

阻挡物18的芯件22的后部22b为例如V形，其顶端对着流调节器的出口14。

每个通道28、30为流提供的通道截面自所述通道入口到流调节器出口14变小，这表示流过各个通道28、30的流在至少一部分所述通道中加速。

如图1所示，各个通道28、30有一个汇聚部28a、30a，该汇聚部直接与腔室20相连，且第一弯头17、19位于汇聚部中，在所述通道入口处的汇聚度要比所述弯头中的汇聚度大。

在第一弯头17、19的出口中，每个通道有一部分28b、30b，其通道截面为恒定，该部分通道位于汇聚部28a、30a和所述混合区域32之间，该混合区域32紧靠在调节器出口14的上游处，以便使两个通道28、30相连。

首先该通道部分28b、30b为垂直于纵向对称平面P的直线形，而且其通道截面是恒定的，其次该通道部分构成急转弯头25、27，它的通道截面在所述平面P的方向上直至混合区域32均为恒定的直线形。

要选择各个通道的最小通道截面，其截面至少等于调节器出口14的通道截面，例如等于所述通道截面的1.5倍。因为，这足以使流汇聚，在调节器出口获得尽可能最均匀的速度分布。

根据图3所示的第二个变形(在该图中只有通道标号作了改变)，可以只在调节器中设置一个弯头17、19，弯头的延伸小于180°，这样各个通道34、36的后部34b、36b直至混合区域32都为直线形。

图4所示的是调节器第三个实施变形，其中只有通道的标号作了改变，且其中每个通道包括一个未与腔室20直接相连的汇聚部。在该图中，各个通道40、42有一个与纵向对称平面P垂直的第一直线部40a、42a，该直线部从腔室20延伸到第一弯头17、19。第二汇聚部40b、42b从所述弯头17、19的入口开始，终止于该弯头的出口。各个通道40、42的第三部分(也就是最后部分)40c、42c的总体形状与已结合图1所述的第二部分28b、30b相同。

但是，在该变形中，各个通道的通道截面尺寸要比图1所示的流调节器的尺寸小，这样调节器就可以保持它的效率。然而，由该实施变形引起的压力损失要稍大于图1所示流调节器的压力损失。

根据图1所示的实施例的另一个未在图中示出的变形，各个通道的通道截面在整个长度上连续减小。

采用这样的结构，通道在其入口处的汇聚度，也就是说在紧靠腔室20下游处的汇聚度不如图1的调节器的明显。

根据再一个在图中未示出的变形，第一弯头17、19没有汇聚形状，而汇聚区域可以在腔室20和所述第一弯头之间，也可以在第一弯头和调节器的出口之间，也可以同时在这两个部位处。

为了使流体流从调节器的入口到撞击面呈纵向，并使流体流在腔室20中不振荡，应当合适地选择所述调节器10的入口12和撞击面22a之间的距离以及各个通道28、30的通道截面相对于所述入口的尺寸大小。

这样，本申请人发现，当所选择的上面所定义的距离小于入口直径的四倍，并且各个通道的最小通道截面小于所述入口截面的一半时，调节器的效率特别明显。但必须注意的是，只要选择各个通道的最小通道截面严格小于入口截面的一半，也可采用大于上述距离的距离来实施流调节器。反之，如果各个通道的最小通道截面大于入口截面的一半时，选择的入口和撞击面之间的距离必须小于入口12的直径的四倍。

例如，调节器入口12和撞击面22a之间的距离等于入口直径的0.65倍，各个通道的最小通道截面等于入口截面的0.3倍。

如图1所示，撞击面22a的横向尺寸等于流调节器入口12的直径，但该尺寸也可以比所述直径大，并不会因此而影响所述调节器的效率。

上面参照图1和2所述的调节器的横向尺寸为入口12的通道直径的1.5至5倍，例如为该直径的3.65倍。

称之为纵向尺寸的调节器的入口12和出口14之间的尺寸为入口12的通道直径的1至5倍，例如为该直径的1.75倍。

这样，本发明的调节器的尺寸为调节器提供的是减少的体积，从而可以很容易地把调节器安装在两个流体管道接头之间。

现在参照图2b描述本发明流调节器的运行情况。

流体流在其通道截面突然增大的同时沿着纵向流入到腔室20中，这就在通道28、30的各个汇聚部28a、30a中，在入口12两侧出现由A、B表示的对称回流现象。

然后流体流撞击与该流体垂直的撞击面22a，并在该撞击面上分流，该撞击面使所述流的平均速度的纵向转变成横向分量。根据动量守恒定理，分流所得的支流会在给它的所有横向方向上重新分布，这也就破坏了在调节器入口处的所有流动结构。

由于流调节器的结构和尺寸，就会产生在腔室20中避免任何流体振荡的稳定的支流分布。

这两股支流均非常对称地流过各个通道28、30的其中一个汇聚部28a、30a，并碰到相应的流回流A、B。汇聚部的作用在于一方面稳定流回流，另一方面使流体的流速场更均匀。

但是，没有这种回流现象同样可以获得好的结果，只有按照流动方向突然增加入口截面(角度大于7°)，才出现这种回流现象。

各个支流流过一个第一弯头17或18，然后它们通过通道28和30的相应的截面恒定的通道部分28b或30b集流到混合区域32中。

为了使流加速，并改善流调节器10出口14的均匀性，混合区域32的尺寸足够小。

这样，调节器10出口14处的流的特性与入口12处的流的特性无关。

本发明调节器还可以采用图5和6所示的变形，在这两幅图中，只有相对于图1和2变化了的组件采用新的标号。在图5和6中，入口11和出口14在纵向对称平面P上相隔90°。

根据与参照图1和2所述的实施例稍许不同的该变形，流调节器的入口11限定了流入外罩16腔室20中的流的纵向方向，该方向与阻挡物18的前表面22a所限定的方向平行。

在这种结构中，进入腔室20的流体流撞击在位于入口11对面的撞击面50上，它与阻挡物18的前表面22a垂直，并部分地限定了所述腔室。

该变形的作用与前述的相同。

在图5和6中，入口11是轴对称形，例如是圆形，而出口14是一个槽，它为流提供二维特性。

本发明流调节器的第一个实施例(图1和2)也可设置在一个包括超声测量组在内的流体体积测定装置的上游。

这种测量组包括例如一个横截面为平行六面体(例如矩形)的测量管道，所述调节器的槽形出口与该管道的入口相对应。

将两个超声转换器安装在测量管道的一个壁上，也可以安装在该管道的相对的两个壁上，以便在它们之间和由至少一部分所述的测量管道限定出一个超声测量路径。

国际专利申请WO9109282描述了这种超声测量组装置。

根据本发明在图7和8所示的流调节器的第二个实施例，流调节器110的入口112和出口114沿着流动的纵向方向对齐，所述流动纵向方向由所述入口为所述流提供的方向所限定。

入口112和出口114是轴对称形，例如是圆形。

与参照图1和2所述的相类似，流调节器110包括一个连接入口112和出口114的外罩116以及一个设置在所述外罩中间的阻挡物118，该阻挡物有一个前表面122a，前表面至少部分形成所述调节器的撞击面。

在外罩116中有一个与调节器入口112相连的腔室120，它用以接收沿着纵向流入的流体流。

阻挡物118由一个芯件122组成，该芯件122具有一个与纵向对称平面P垂直的前表面122a，该前表面122a与入口122相对，处在横向平面P1中。

在入口112和阻挡物118的前表面122a之间限定出腔室120。

在图7和8所示的实施例中，阻挡物118的前表面122a垂直于由入口112所限定的纵向流动方向。

根据该第二个实施例，流调节器绕流体纵向流动方向旋转对称。

外罩116和阻挡物118均分别有一个内表面116a和一个外表面123，在这两个表面之间形成单一的一个绕所述阻挡物的通道。

如图7和8所示，在外罩116的内表面116a和阻挡物118的外表面123之间固定有两个元件127、129，从而在部分长度上把该单一通道分成两个大小相同的通道128、130，这两个通道的长度也就是所述元件的长度。

这两个元件127、129为例如尽可能薄的平板形，以便不干扰流，而板的最大表面与所述流平行。

可以让板127、129有一定的长度，并可以使这两个板在两个表面116a和123之间留一定的位置，但不应该把这两个板设置在紧靠腔室120的下游处。

因为，在撞击面122a上的支流应当沿着所有在汇合以前、在足够长的长度上提供给其的横向方向在上游公共通道部分125中十分均匀地分布，从而避免涡流结构向调节器下游传播。

也可以在外罩116的内表面116a和阻挡物118的外表面123之间设置两个以上的元件，以便形成两个以上尺寸相同的通道。

如图7和8所示，阻挡物118也由一个圆周部分131构成，该圆周部分是例如绕着该芯件的环状物。

环状物131最好与对面的部分外罩116一起构成一个用于分流的第一弯头117以及一个直接与腔室120相连并包括所述弯头的汇聚部。

板形元件127和129例如位于公共通道部分125下游的第一弯头117中。

阻挡物118的芯件122具有一个后部122b，该后部122b与对面的部分外罩116一起限定出分流的第二弯头133。

阻挡物118的后部122b例如是圆锥形，该圆锥形的顶点对着调节器10的出口114。

在对纵向流分流以后，而且在支流流过部分公共通道125的一定的长度以后，除了支流通道不紧靠腔室120的下游以外，本发明的调节流体的方法并未对上述方法进行修改。

在支流汇合到上游公共通道部分125中和由板形元件127、129所限定的通道128、130中以后所述支流集流到下游公共通道132部分中，该下游通道起到混合区域的作用，它的通道截面例如一直减小，直至出口114。

应当注意的是，板形元件127、129可以比图7所示的长，因此可以把公共通道部分132减少到一个较小的尺寸范围，例如参照图1和2中所述的并用标号32表示的尺寸范围。

这种改进的结构特别适用于包括一个横截面为轴对称形的管道形的超声测量组的流体体积测定装置。

测量管道有两个超声转换器，这两个转换器面对面地设置在所述管道的相反两端，其中所述的一个转换器可以例如装在调节器的阻挡物118的后部，从而一旦调节流时，不会对流造成干扰。

图9和10表示图1和2所示的流调节器中的流速场的分布情况，因而反映了所述流调节器的效率。

在图9中，来自入口12的流体流相对于纵向对称平面P非常对称，流调节器的出口14处的流非常均匀。

由于所述入口上游处的部分管道有一半被堵塞，用来做一个OIML(国际法定计量机构)R32标准提供的实验，所以图10所示的流调节器入口12处的流体流受到了非常厉害的干扰。

尽管这种干扰在调节器入口12处造成了非常不均匀的流速分布，但所述的流在每个通道28、30中分布很对称，而且随着流体在各自的通道中前进，这两股支流彼此间相当快地越来越对称。

在混合区域32的后面，重新构成的流速度分布均匀，流体的特性与图9的调节器出口处的流的特性非常相同。

这样，本发明的流调节器的出口处重现的流的特性与所述调节器入口处的流的特性无关。

图11和12是两幅曲线图，它们各表示气量计的两条校准曲线(这些曲线表示空气流量测量误差是流量的函数)，这两条曲线是根据在图9和10的调节器入口处所示的两个不同的流的剖面作出的，该气量计有一个图2所示的流体振荡器。

菱形(◇)所示的曲线是由图9的流调节器入口处所示的流的剖面获得的。

十字形(+)所示的曲线是由图10的流调节器入口处所示的流的剖面获得的。

图11表示的是没有流调节器时求得的两条校准曲线，而图12表示的是具有图1和2所示的流调节器时求得的曲线。

从这两条曲线的比较可以发现，一方面当在上游没本发明的流调节器时，流体振荡器入口处的流速分布对所述流体振荡器进行的测量产生影响，另一方面在流体振荡器上游处设置的流调节器使该流体振荡器不受调节器上游的流造成的干扰的影响。

Claims (33)

1.一种调节从一第一区域流向位于所述第一区域下游的一第二区域的流体流的方法，其特征在于所述方法包括：

-沿纵向引导来自第一区域的所述流；

-增大所述流的通道截面；

-使所述撞击面(22a，122a)上的所述流沿着与纵向流动方向基本横向的方向分流；

-使相对于纵向流动方向对称的分流所得的支流在从分流处到第二区域的规定长度上集流，而且不使其减速；

-在至少一部分所述规定长度上对所述支流进行加速；

-使流混合，以便在第二区域获得经调节的流体流。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于使紧靠分流区域下游的流加速。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于使所述流通过的通道截面突然增大，从而产生与所述截面增大的通道相垂直的流体流的回流现象。

4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，其中的集流步骤尤其在于使支流流入分流区域下游的弯头(17，19；117)中。

5.如权利要求1至4所述的方法，其特征在于在混合步骤对流进行加速。

6.一种包括一个流体流入口(12，112)和一个流体流出口(14，114)的流体流调节器(10，110)，其特征在于所述调节器相对于纵向对称平面(P)对称，所述入口和出口均在所述平面中，其特征还在于所述调节器包括：

-一个与所述入口相连的腔室(20，120)，所述腔室的一部分由一个方向基本在一个横向平面内的撞击面(22a，122a)限定，所述流在所述撞击面上分流，所述撞击面对着所述入口；

-直至调节器出口(14，114)的支流的集流装置，它包括至少两个将所述支流引向一个支流混合区域(32，132)的通道(28，30；34，36；40，42；125，128，130)，所述混合区域处于紧靠所述出口的上游，所述集流装置含有至少一个汇聚部(28a，30a；34a，36a；40b，42b；125，128，130)，并且不使所述流减速；

选择调节器的入口(12，112)和撞击面(22a，122a)之间的距离以及集流装置中为流提供的截面相对于所述调节器入口的大小，以便使流体流直至所述撞击面均为纵向流动，而且在腔室(20，120)中不振荡。

7.如权利要求6所述的调节器，其特征在于其中调节器入口(12，112)和撞击面(22a，122a)之间的距离小于所述入口的直径的四倍，集流装置的最小通道(28，30；34，36；40，42；125，128，130)截面比所述入口的截面小。

8.如权利要求6或7所述的调节器，其特征在于其中集流装置的最小通道(28，30；34，36；40，42；125，128，130)截面至少等于所述调节器出口通道截面的两倍。

9.如权利要求6至8之一所述的调节器，其特征在于所述调节器的入口(12，112)和出口(14，114)之间的尺寸是调节器入口通道直径的1至5倍。

10.如权利要求6至9之一所述的调节器，其特征在于所述调节器的横向尺寸是调节器入口通道直径的1.5至5倍。

11.如权利要求6至10之一所述的调节器，其特征在于其中汇聚部(28a，30a；34a，36a；125)直接与腔室(20，120)相连。

12.如权利要求6至10之一所述的调节器，其特征在于其中集流装置(40，42)包括一个未与腔室(20)直接相连的汇聚部(40b，42b)。

13.如权利要求11或12所述的调节器，其特征在于其中集流装置(28，30；34，36；40，42)包括一个位于汇聚部下游的恒定截面的通道部分(28b，30b；34b，36b；40c，42c)。

14.如权利要求6至13之一所述的调节器，其特征在于其中支流的集流装置(28，30；34，36；40，42；128，130)包括至少一个弯头(17，19；117)。

15.如权利要求6至14之一所述的调节器，其特征在于其中腔室(20，120)为来自入口(12，112)的流体流提供了一个截面突然增大的通道。

16.如权利要求6至15之一所述的调节器，其特征在于它有一个连接所述调节器的入口(12，112)和出口(14，114)的外罩(16，116)以及设置在所述外罩内的阻挡物(18，118)。

17.如权利要求16所述的调节器，其特征在于其中阻挡物(18，118)的一个前表面(22a，122a)至少部分形成所述调节器的撞击面。

18.如权利要求6至17之一所述的调节器，其特征在于其中所述调节器的入口(12，112)和出口(14，114)在一条直线上。

19.如权利要求16至18之一所述的调节器，其特征在于外罩(16)和阻挡物(18)分别具有一个内表面(16a)和一个外表面(23)，所述内外表面之间形成两个围绕所述阻挡物的侧向通道(28，30；34，36；40，42)。

20.如权利要求19所述的调节器，其特征在于其中阻挡物(18)由一个芯件(22)和两个侧部(24，26)组成，所述侧部从所述的芯件起主要相对于纵向对称平面(P)作横向延伸。

21.如权利要求20所述的调节器，其特征在于其中各个侧部(24，26)与对面的外罩(16)的一部分构成对应支流的第一弯头(17，19)以及一个直接与所述腔室(20)相连而且包括所述弯头在内的汇聚部(28a，30a)。

22.如权利要求20或21所述的调节器，其特征在于其中每个侧部(24，26)为叶片形。

23.如权利要求20至22之一所述的调节器，其特征在于其中每个侧部(24，26)从芯件(22)起为扩口形，所述扩口终止于凸起的外表面一端。

24.如权利要求23所述的调节器，其特征在于其中凸起的外表面的剖面为半径为R1的圆形，所述半径为调节器入口(12)直径的0.1至3.5倍。

25.如权利要求23至24所述的调节器，其特征在于其中与每个侧部(24，26)的凸起外表面相对的部分外罩(16)的内表面为凹形。

26.如权利要求25所述的调节器，其特征在于其中凹的内表面的剖面为半径为R2的圆形，所述半径为调节器入口(12)直径的0.3至4倍。

27.如权利要求24至26所述的调节器，其特征在于其中半径分别为R1和R2的圆的圆心分别为O1和O2，所述的圆心O1和O2位于一条与纵向对称平面(P)平行、与阻挡物(18)的前表面(22a)垂直的直线上，并且彼此间隔的距离小于调节器入口(12)的直径。

28.如权利要求21至27之一所述的调节器，其特征在于其中芯件(22)的后部(22b)与对面外罩(16)的一部分共同限定出一个对应支流的第二弯头(25，27)。

29.如权利要求28所述的调节器，其特征在于其中后部(22b)为V形。

30.如权利要求6至18之一所述的调节器，其特征在于调节器绕流体的纵向流动方向旋转对称，在所述调节器中，外罩(116)和阻挡物(118)各自均有一个内表面(116a)和一个外表面(123)，在所述内外表面之间形成单一的一个绕着所述阻挡物的通道，至少两个元件(127，129)处在所述两个表面之间的与所述入口(112)相隔一定的距离的地方，以便把所述通道的一部分分成两个大小相同的通道(128，130)。

31.一种流动流体体积测定装置，其特征在于包括一个测量组以及一个根据权利要求6至30之一所述的流调节器，所述调节器相对于流体流动方向位于所述测量组的上游，所述测量组与所述流调节器在一条直线上。

32.如权利要求31所述的装置，其特征在于其中所述的测量组是流体振荡器。

33.如权利要求31所述的装置，其特征在于测量组包括至少一个横截面为平行六面体的测量管道和至少两个超声变换器，在所述两个超声变换器之间和在至少一部分所述的测量管道上限定出一个超声测量路径。

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