CN208606829U - 一种加氢用的超高压科里奥利质量流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加氢用的超高压科里奥利质量流量计，涉及科里奥利质量流量计技术领域，包括传感器和变送器，所述传感器包括两个平行设置的振动管，设置于振动管中心轴线处的驱动器，对称设置于振动管内侧的检测器，对称设置于振动管上的第一减振块和第二减振块，与振动管两端连接的内接头，与内接头连接的外接头，以及与内接头、外接头连接的主体。本实用新型中，流量计能够满足氢气的使用条件以及超高压的应用环境要求，同时提高了流量计的计量准确性，降低生产成本，便于规模化批量生产。

Description

一种加氢用的超高压科里奥利质量流量计

技术领域

本实用新型涉及科里奥利质量流量计，尤其涉及一种加氢用的超高压科里奥利质量流量计。

背景技术

目前，油类汽车废气排放是城市空气污染的主要来源，因此，燃料电池汽车和电动汽车是未来能源发展的终极趋势，其中，燃料电池汽车在成本和整体性能上优于电池汽车，特别突出优势是行程长和补充燃料时间短，因此，燃料电池汽车已经成为世界各大公司激烈竞争的焦点。现有燃料电池汽车广泛采用氢气作为能源，是因为氢气可再生，并且可实现无污染、零排放等环保标准，因此，氢气的加注将成为燃料电池汽车推广的关键。

科里奥利质量流量计是一种运用科里奥利效应制作的用于测量液体质量流量和其他信息的仪器，在过程流量和贸易流量结算计量中，科里奥利质量流量计有着明显的优势，其可以通过直接的方式介质的压力、温度、密度和流量、并且受介质的影响小，在流体通道内没有阻流元件和可动部件，因此可靠性好，使用寿命长，还能测量高粘度高压气体。然而，在氢气加注过程中，由于氢气加注的压力很高（达到70MPa-100MPa），且氢气的分子量极小，导致现有流量计计量准确度降低，难以满足超高压环境，且氢气分子容易渗入金属材料内部而造成氢脆现象，造成金属材料本身的破坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种加氢用的超高压科里奥利质量流量计，使得流量计能够满足氢气的使用条件以及超高压的应用环境要求，同时提高流量计的计量准确性，降低生产成本，便于规模化批量生产。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种加氢用的超高压科里奥利质量流量计，包括传感器和变送器，所述传感器包括两个平行设置的振动管，设置于振动管中心轴线处的驱动器，对称设置于振动管内侧的检测器，对称设置于振动管上的第一减振块和第二减振块，与振动管两端连接的内接头，与内接头连接的外接头，以及与内接头、外接头连接的主体。

进一步的，所述振动管包括第一弯曲段，对称设置并连接第一弯曲段两端的第一直管段，对称设置并连接第一直管段端部的第二弯曲段，对称设置并连接第二弯曲段端部的第二直管段，所述两根第二直管段分别位于所述两根第二弯曲段的相对外侧。

进一步的，所述驱动器包括线圈、磁铁、第一支架、第二支架，所述线圈通过第一固定螺钉安装在第一支架上，所述磁铁通过第二固定螺钉安装在第二支架上，第一支架和第二支架分别通过真空钎焊焊接于平行设置的振动管上，线圈和磁铁同轴配合使用，使驱动器安装在振动管中心轴线处。

进一步的，所述检测器结构与驱动器相同，反向安装于振动管的第一直管段靠近第一弯曲段处。

优选地，所述第一减振块对称设置于第一直管段靠近第二弯曲段处，且与第一直管段垂直；所述第二减振块对称设置于第二弯曲段中心处，且与第二弯曲段圆弧法线重合。

进一步的，所述第二减振块厚度大于第一减振块。

进一步的，所述振动管的第二直管段采用真空电子束焊接于内接头内部，内接头与外接头采用真空电子束焊接，内接头、外接头与主体采用真空钎焊焊接。

进一步的，所述主体包括底座、设置于底座上部的封板，设置于封板上部的扣板，设置于扣板上部的盖板，所述底座上设置有两个凹槽，侧面设置有两个通孔。

进一步的，所述扣板采用不锈钢折弯扣合后氩弧焊接而成，并氩弧焊接于封板中部。

进一步的，所述振动管、内接头、外接头与氢气接触部分采用锻造并固溶处理的904L超级奥氏体不锈钢材料制成。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中，振动管采用的U型管的管壁较厚，刚度大，受腐蚀性较小，且U型管两端对称设置两个第二弯管段和两个第二直管段，使振动管与主体安装方向一致，便于振动管的安装，同时减少阻流。

2、本实用新型中，减振块安装位置以及厚度差异对振动管的对称均匀性起着支撑作用同时起到减振作用，使得振动管的谐振频率较高、稳定性好、抗震性强。

3、本实用新型中，振动管与内接头之间及内接头与外接头之间均采用真空电子束焊接，可精确控制焊缝的宽度和深度，在保证足够承压能力的同时减小焊接变形，使得振动管保持一致性，提高流量计计量准确性。

4、本实用新型中，底座采用不锈钢块材料制成，且底座上方铣加工两个凹槽，侧面加工两个通孔，侧面的通孔便于内接头、外接头与振动管的组合与安装，凹槽的结构避免了底座对振动管的工作造成影响，保留了底座的大部分实体，大大增强了主体部分的刚性，降低安装应力，避免发生零点漂移，提高流量计的计量准确性。

5、本实用新型中，扣板采用不锈钢折弯扣合后氩弧焊接而成，大大降低了成本，同时便于批量化生产。

6、本实用新型中，振动管、内接头、外接头与氢气接触部分采用锻造并固溶处理的904L（00Cr20Ni25Mo4.5Cu）不锈钢材料制成，其组织结构稳定，具有良好的抗氢脆性能，且通过固溶处理改善其组织，细化晶粒度，提高韧性及抗蚀性能，进一步改善抗脆性能。

附图说明

图1为本实用新型流量计结构示意图；

图2为本实用新型传感器剖视图；

图3为本实用新型传感器侧视图；

图4为本实用新型振动管结构示意图；

图5为本实用新型线圈和磁铁安装示意图；

图6为本实用新型内接头与振动管焊接示意图；

图7为本实用新型内接头与外接头焊接示意图；

图8为本实用新型主体结构示意图；

图9为本实用新型底座剖视图；

图10为本实用新型底座俯视图；

图中标记：1-传感器，2-变送器，101-振动管，102-驱动器，103-检测器，104-第一减振块，105-第二减振块，106-内接头，107-外接头，108-主体，1011-第一弯曲管，1012-第一直管段，1013-第二弯曲管，1014-第二直管段，1021-线圈，1022-磁铁，1023-第一支架，1024-第二支架，1025-第一固定螺钉，1026-第二固定螺钉，1081-底座，1082-封板，1083-扣板，1084-盖板，1085-凹槽，1086-通孔，1060-第一焊缝，1061-分流槽，1062-集流槽，1063-第二焊缝。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种加氢用的超高压科里奥利质量流量计，包括传感器1和变送器2，如图2-3所示，所述传感器1包括两个平行设置的振动管101，设置于振动管101中心轴线处的驱动器102，对称设置于振动管101内侧的检测器103，对称设置于振动管101上的第一减振块104和第二减振块105，与振动管101两端连接的内接头106，与内接头106连接的外接头107，以及与内接头106、外接头107连接的主体108。

其中，所述科里奥利质量流量计是利用流体在振动管101中流动时，产生与质量流量成正比的科里奥利力的原理进行测量；其中，传感器1是质量流量计的机械部分，是通过振动产生科里奥利力；变送器2是质量流量计显示部分，由测量与输出单元等构成，用于数据控制与显示。

如图4所示，进一步的，所述振动管101包括第一弯曲段1011，对称设置并连接第一弯曲段1011两端的第一直管段1012，对称设置并连接第一直管段1012端部的第二弯曲段1013，对称设置并连接第二弯曲段1013端部的第二直管段1014，所述两根第二直管段1014分别位于所述两根第二弯曲段1013的相对外侧。

所述振动管101最外部两个第二直管段1014能方便地焊接于内接头106中，使振动管101与主体108安装方向一致，便于流量计的安装和拆卸。

如图5所示，进一步的，所述驱动器102包括线圈1021、磁铁1022、第一支架1023、第二支架1024，所述线圈1021通过第一固定螺钉1025安装在第一支架1023上，所述磁铁1022通过第二固定螺钉1026安装在第二支架1024上，所述第一支架1023和第二支架1024分别通过真空钎焊焊接于平行设置的振动管101上，线圈1021和磁铁1022同轴配合使用，使驱动器102安装在振动管101中心轴线处。

进一步的，所述检测器103结构以及作用原理与驱动器102相同，分别反向对称安装于平行设置的振动管101的第一直管段1012靠近第一弯曲段1011处。

其中，当没有流体流过振动管101时，振动管101不产生扭曲，两侧电磁信号检测器103的检测信号是同相位的；当有流体流经振动管101时，振动管101产生扭曲，两侧电磁信号检测器103的检测信号产生相位差，通过相位差计算得到流体流量大小。

进一步的，所述第一减振块104对称设置于第一直管段1012靠近第二弯曲段1013处，且与第一直管段1012垂直；所述第二减振块105对称设置于第二弯曲段1013中心处，且与第二弯曲段1013圆弧法线重合。

进一步的，所述第二减振块105厚度大于第一减振块104。

其中，所述第一减振块104和第二减振块105采用真空钎焊进行设置，第一减振块104与第二减振块105的最佳安装位置，由有限元分析中的模态分析和谐响应分析确定，第一减振块104和第二减振块105在起到减振作用的同时由于安装位置以及厚度差异对振动管101的称均匀性起着支撑作用，使得振动管101的谐振频率较高、稳定性好、抗震性强。

如图6所示，进一步的，所述振动管101的第二直管段1014采用真空电子束焊接于内接头106内部，形成第一焊缝1060，焊接后再采用真空钎焊焊接，从而保证足够的耐压强度，内接头106设置有分流槽1061和集流槽1062，能够将介质均匀地分配到两个振动管101及从两个振动管101集合到内接头106中，保证振动管101内的介质均匀性和对称性。

如图7所示，内接头106与外接头107采用真空电子束焊接，形成第二焊缝1063；内接头106、外接头107与主体108采用真空钎焊焊接，以便于去除应力，从而保证流量计整体结构的稳定性。

如图8所示，进一步的，所述主体108包括底座1081、设置于底座1081上部的封板1082，设置于封板1082上部的扣板1083，设置于扣板1083上部的盖板1084，如图9-10所示，所述底座1081上设置有两个凹槽1085，侧面设置有两个通孔1086。

进一步的，所述扣板1083采用不锈钢折弯扣合后氩弧焊接而成，并氩弧焊接于封板1082中部。

其中，底座1081采用整块不锈钢块材料铣加工两个凹槽1085，侧面再加工两个通孔1086而成，侧面的通孔1086便于内接头106、外接头107与振动管101的组合及安装，凹槽1085的结构避免了底座1081对振动管101的工作造成影响，同时保留了底座1081的大部份实体，大大增强了主体108部份的刚性，降低了安装应力，避免发生零点漂移，提高流量计的计量准确性。

所述扣板1083采用不锈钢折弯扣合后氩弧焊接而成，大大降低了成本，同时便于批量化生产。

进一步的，所述振动管101、内接头106、外接头107与氢气接触部分采用锻造并固溶处理的904L超级奥氏体不锈钢材料制成。

其中，904L超级奥氏体不锈钢材料耐碳化物析出的性能好，氢脆破坏倾向性小，缺口敏感性较低，脆性破坏抗力较大，抗氢能性能优良；锻造的方式使得材料的组织更加紧密，提高了金属的塑性和力学性能；材料再经过固溶处理进一步改善其组织，细化晶粒度，提高韧性及抗蚀性能，使其抗氢脆性能进一步改善，能够满足对于氢气这种介质使用环境的要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加氢用的超高压科里奥利质量流量计，包括传感器（1）和变送器（2），其特征在于：所述传感器（1）包括两个平行设置的振动管（101），设置于振动管（101）中心轴线处的驱动器（102），对称设置于振动管（101）内侧的检测器（103），对称设置于振动管（101）上的第一减振块（104）和第二减振块（105），与振动管（101）两端连接的内接头（106），与内接头（106）连接的外接头（107），以及与内接头（106）、外接头（107）连接的主体（108）。

2.根据权利要求1所述加氢用的超高压科里奥利质量流量计，其特征在于：所述振动管（101）包括第一弯曲段（1011），对称设置并连接第一弯曲段（1011）两端的第一直管段（1012），对称设置并连接第一直管段（1012）端部的第二弯曲段（1013），对称设置并连接第二弯曲段（1013）端部的第二直管段（1014），所述两根第二直管段（1014）分别位于所述两根第二弯曲段（1013）的相对外侧。

3.根据权利要求1所述加氢用的超高压科里奥利质量流量计，其特征在于：所述驱动器（102）包括线圈（1021）、磁铁（1022）、第一支架（1023）、第二支架（1024），所述线圈（1021）通过第一固定螺钉（1025）安装在第一支架（1023）上，所述磁铁（1022）通过第二固定螺钉（1026）安装在第二支架（1024）上，第一支架（1023）和第二支架（1024）分别通过真空钎焊焊接于平行设置的振动管（101）上，线圈（1021）和磁铁（1022）同轴配合使用，使驱动器（102）安装在振动管（101）中心轴线处。

4.根据权利要求3所述加氢用的超高压科里奥利质量流量计，其特征在于：所述检测器（103）结构与驱动器（102）相同，反向安装于振动管（101）第一直管段（1012）靠近第一弯曲段（1011）处。

5.根据权利要求2所述加氢用的超高压科里奥利质量流量计，其特征在于：所述第一减振块（104）对称设置于第一直管段（1012）靠近第二弯曲段（1013）处，且与第一直管段（1012）垂直；所述第二减振块（105）对称设置于第二弯曲段（1013）中心处，且与第二弯曲段（1013）圆弧法线重合。

6.根据权利要求1所述加氢用的超高压科里奥利质量流量计，其特征在于：所述第二减振块（105）厚度大于第一减振块（104）。

7.根据权利要求2所述加氢用的超高压科里奥利质量流量计，其特征在于：所述振动管（101）的第二直管段（1014）采用真空电子束焊接于内接头（106）内部，内接头（106）与外接头（107）采用真空电子束焊接，内接头（106）、外接头（107）与主体（108）采用真空钎焊焊接。

8.根据权利要求1所述加氢用的超高压科里奥利质量流量计，其特征在于：所述主体（108）包括底座（1081）、设置于底座（1081）上部的封板（1082），设置于封板（1082）上部的扣板（1083），设置于扣板（1083）上部的盖板（1084），所述底座（1081）上设置有两个凹槽（1085），侧面设置有两个通孔（1086）。

9.根据权利要求8所述加氢用的超高压科里奥利质量流量计，其特征在于：所述扣板（1083）采用不锈钢折弯扣合后氩弧焊接而成，并氩弧焊接于封板（1082）中部。

10.根据权利要求9所述加氢用的超高压科里奥利质量流量计，其特征在于：所述振动管（101）、内接头（106）、外接头（107）与氢气接触部分采用锻造并固溶处理的904L超级奥氏体不锈钢材料制成。