CN215261933U - 气体流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种气体流量计，涉及流体检测技术领域。气体流量计包括壳体、入口管、滤芯、断流阀、质量流量测量单元和出口管，其中，壳体内部具有流体腔，入口管安装在壳体上，滤芯安装在入口管上，断流阀安装在流体腔内、且与入口管连通，出口管安装在壳体上，质量流量测量单元安装在流体腔内、且与出口管连通；其中，质量流量测量单元包括依次连通的尘埃分离构件、第一连接管、歧管、第二连接管和主流道，质量流量测量单元还包括质量流量芯片，质量流量芯片安装在歧管内。该气体流量计能够提高测量稳定性、可靠性，抗污染能力强，使用寿命高。

Description

气体流量计

技术领域

本实用新型涉及流体检测技术领域，具体而言，涉及一种气体流量计。

背景技术

在以往的气流流量计的结构中，出口管对气体流道以悬臂状进行支承。因此，气体流道不稳定。特别是，因为是出口管将气体流道支承到大致水平的状态，所以气体流道对出口管的力矩较大，使得气体流道更加不稳定。由此，气体流道容易摆动，由于该摆动而产生无法稳定地测量流量、出口管与气体流道之间内漏的问题。

测量的传感器安装在气体流道内，虽然有隔板对气体中的杂质、尘埃进行隔挡，但是流过传感器的气体流量大，流量计长时间使用易导致较多的气体杂质粘附在芯片表面，使传感器受污染，导致测量精度受到影响，同时流量计使用寿命降低。如果在底盖上增加支承气体流道的结构件，压封时，底盖上的密封垫容易跑偏，导致外壳气密性不合格，减低了生产合格率。

流量传感器在气体流道中与未清洁的气体直接接触易污染，传感器受污染后，需要拆开外壳才能清洗芯片。然而，底盖和上壳采用一体化封边方式装配，拆卸困难，而且底盖不可再用。因此，现有气体流量计的传感器易污染、维护操作复杂，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气体流量计，其能够提高测量稳定性、可靠性，抗污染能力强，使用寿命高。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种气体流量计，气体流量计包括壳体、入口管、滤芯、断流阀、质量流量测量单元和出口管，其中，壳体内部具有流体腔，入口管安装在壳体上，滤芯安装在入口管上，断流阀安装在流体腔内、且与入口管连通，出口管安装在壳体上，质量流量测量单元安装在流体腔内、且与出口管连通；

其中，质量流量测量单元包括依次连通的尘埃分离构件、第一连接管、歧管、第二连接管和主流道，质量流量测量单元还包括质量流量芯片，质量流量芯片安装在歧管内。

在可选的实施方式中，滤芯为倒锥形结构，滤芯沿流体的进入方向直径逐渐增大。

在可选的实施方式中，尘埃分离构件包括底壳、盖板和整流格栅，其中，盖板连接在底壳上、且形成具有圆筒形空腔的流道，底壳上开设有与流体腔连通的入口，底壳上相对入口的另一侧开设有出口，出口连接到主流道，盖板上开设有与第一连接管连通的开口，整流格栅安装在开口内。

在可选的实施方式中，入口和出口的中心线平行于圆筒形空腔的切线，开口的中心线与圆筒形空腔的轴线共线。

在可选的实施方式中，质量流量测量单元还包括支撑构件，支撑构件连接在尘埃分离构件的外表面，支撑构件支撑在壳体的内表面上。

在可选的实施方式中，歧管包括依次连通的稳定段、第一收缩段、测量段和第一扩散段，其中，稳定段的直径保持不变，第一收缩段的直径呈收缩趋势，测量段的直径保持不变，第一扩散段的直径呈扩散趋势，质量流量芯片安装在测量段的内部。

在可选的实施方式中，测量段的侧壁上开设有安装通孔，安装通孔用于供质量流量芯片装入测量段的内部。

在可选的实施方式中，质量流量芯片安装在测量段的中心位置或者内壁表面上。

在可选的实施方式中，主流道包括依次连通的第二收缩段、喉部段和第二扩散段，第二收缩段与尘埃分离构件连通，喉部段的侧壁上开设有与第二连接管连通的进口，第二扩散段与出口管连通。

在可选的实施方式中，气体流量计还包括面盖组件，面盖组件包括前盖和后盖，后盖连接在壳体的外表面上，前盖与后盖采用相互嵌套的形式连接。

本实用新型实施例提供的气体流量计的有益效果包括：

1.入口管、滤芯和断流阀组成第一整流单元，对进入装置主体的被测量气体进行初步整流，如切割气流旋涡、缓冲气流脉动等，在第一整流单元的作用下，进入装置主体的气流得以平稳，同时，断流阀安装在流体腔内，可以保护断流阀的内部结构；

2.设置有质量流量测量单元中设置有尘埃分离构件，大大提高了流过质量流量芯片的气体的清洁度，因此，提高了气体流量计的测量精度、测量可靠性、抗污染能力以及芯片的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的气体流量计的第一视角的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的气体流量计的第二视角的结构示意图；

图3为质量流量测量单元的结构示意图；

图4为质量流量测量单元的纵剖示意图；

图5为歧管的结构示意图；

图6为质量流量芯片的一种安装形式示意图；

图7为质量流量芯片的第二种安装形式示意图；

图8为质量流量测量单元的横剖示意图。

图标：100-气体流量计；110-壳体；111-上壳体；112-下壳体；113-密封圈；120-入口管；130-滤芯；140-断流阀；141-固定构件；142-颈部；143-阀体；150-质量流量测量单元；151-尘埃分离构件；1511-底壳；1512-盖板；1513-整流格栅；1514-入口；1515-出口；1516-开口；152-第一连接管；153-歧管；1531-稳定段；1532-第一收缩段；1533-测量段；1534-第一扩散段；1535-安装通孔；154-第二连接管；155-主流道；1551-第二收缩段；1552-喉部段；1553-第二扩散段；156-质量流量芯片；157-支撑构件；160-出口管；170-面盖组件；171-前盖；172-后盖。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1和图2，本实施例提供一种气体流量计100，气体流量计100包括壳体110、入口管120、滤芯130、断流阀140、质量流量测量单元150、出口管160和面盖组件170。

其中，壳体110包括上壳体111、下壳体112和密封圈113，密封圈113夹持在上壳体111与下壳体112之间。壳体110内部具有流体腔，流体腔用于收纳被测量的气体。入口管120安装在壳体110上，被测量的气体流经入口管120进入装置主体。

滤芯130安装在入口管120上，滤芯130为倒锥形结构，滤芯130沿流体的进入方向直径逐渐增大。

断流阀140安装在流体腔内、且与入口管120连通，断流阀140包括依次连接的固定构件141、颈部142和阀体143。入口管120借助断流阀140在装置主体内部开口1516，断流阀140与壳体110通过固定构件141连接，断流阀140的内部具有挡板，断流阀140安装在流体腔内，以保护断流阀140的内部结构。

出口管160安装在壳体110上，质量流量测量单元150安装在流体腔内、且与出口管160连通，出口管160用于与外部气体管道连接，被测量气体经由质量流量测量单元150再从出口管160流出。

入口管120和出口管160在上壳体111内部通过一金属支架紧密相连，以增强壳体110的扭矩和弯矩，提高壳体110的抗机械冲击能力。此外，上壳体111的高度小于下壳体112的高度，便于内部结构件的组装。

倒锥形的滤芯130受入口管120的凸缘结构支承，处于入口管120上，进入入口管120的气体都被滤芯130均匀过滤与整流，且倒锥形的滤芯130易于从入口管120取出清洗。入口管120、滤芯130和断流阀140构成气流流量计的第一整流单元。在第一整流单元的作用下，进入装置主体的气流得以平稳。

面盖组件170包括前盖171和后盖172，后盖172连接在壳体110的外表面上，前盖171与后盖172采用相互嵌套的形式连接，将气体流量计100使用过程中水和尘埃隔绝在外，对气体流量计100的面盖组件170内部起到防水防尘的作用。

请参阅图3，质量流量测量单元150用于执行对在内部流动的被测流体的分流、除尘清洁与流量测量。质量流量测量单元150包括依次连通的尘埃分离构件151、第一连接管152、歧管153、第二连接管154和主流道155，歧管153的两端分别与第一连接管152和第二连接管154采用卡扣式连接，质量流量测量单元150还包括质量流量芯片156和支撑构件157，质量流量芯片156安装在歧管153内，质量流量芯片156可以为MEMS质量流量芯片156，无需温度、压力补偿即可实现气体标况计量。支撑构件157连接在尘埃分离构件151的外表面，支撑构件157支撑在壳体110的内表面上。

尘埃分离构件151的外侧的支撑构件157与下壳体112连接，对质量流量测量单元150进行定位和保持，避免了质量流量测量单元150安装在主体上后悬空，避免使用过程中振动等对测量精度的影响，增大使用寿命，同时无需增购其他紧固件，降低零件成本。

请参阅图4和图5，尘埃分离构件151为圆柱形，尘埃分离构件151包括底壳1511、盖板1512和整流格栅1513，其中，盖板1512连接在底壳1511上、且形成具有圆筒形空腔的流道，底壳1511上开设有与流体腔连通的入口1514，底壳1511上相对入口1514的另一侧开设有出口1515，出口1515连接到主流道155，其中，入口1514和出口1515的中心线平行于圆筒形空腔的切线，开口1516的中心线与圆筒形空腔的轴线共线。盖板1512上开设有与第一连接管152连通的开口1516，整流格栅1513安装在开口1516内。

本实施例中，尘埃分离构件151的入口1514与出口1515是对称的，在其它实施例中，二者也可以是非对称的。

请参阅图5，歧管153设计为风洞结构，歧管153包括依次连通的稳定段1531、第一收缩段1532、测量段1533和第一扩散段1534，其中，稳定段1531的直径保持不变，第一收缩段1532的直径呈收缩趋势，测量段1533的直径保持不变，第一扩散段1534的直径呈扩散趋势，质量流量芯片156借助安装构件垂直安装于测量段1533的内部。测量段1533的侧壁上开设有安装通孔1535，安装通孔1535用于供质量流量芯片156装入测量段1533的内部。

其中，收缩段的作用是均匀加速气流，收缩段的截面具有一个特定的收缩曲线，使歧管153的小流量气流经过收缩段之后有一个稳定的速度可测量值；测量段1533有质量流量芯片156的安装构件，质量流量芯片156在测量段1533为垂直于测量段1533插入式安装，该安装方式便于拆卸清洗，另外该处安装方式也可以为芯片平面贴在边壁上的安装方式；扩散段的主要作用是将气流的动能恢复为压力能，从而减少扩散段下游的能量损失。以上结构大大提高了流量测量的精度、稳定性、可靠性。另外歧管153与第一连接管152和第二连接管154的固定方式为卡扣，该结构能够在无需拆下其他部件的情况下方便地将整个歧管153拆装与维护。

请参阅图6，质量流量芯片156可以安装在测量段的中心位置。

请参阅图7，质量流量芯片156可以安装在测量段的内壁表面上。

请参阅图8，主流道155包括依次连通的第二收缩段1551、喉部段1552和第二扩散段1553，第二收缩段1551与尘埃分离构件151连通，喉部段1552的侧壁上开设有与第二连接管154连通的进口，第二扩散段1553与出口管160连通。

其中，喉部段1552作为节流件，可调节流入歧管153的气体质量流量，第二扩散段1553的主要作用是将气流的动能恢复为压力能，从而减少第二扩散段1553下游的能量损失。另外主流道155为独立构件，可以设计制造不同的型号适配不同量程流量计更换使用。

本实施例中，主流道155为直筒型，其截面为圆形，在其它实施例中，主流道155还可以是弯折型或扩散型，其截面可以是方形等。

被测流体从质量流量测量单元150的尘埃分离构件151的入口1514流入，经过在尘埃分离构件151的内部做回转运动后，依次流经尘埃分离构件151的出口1515和歧管153，再汇集到主流道155的喉部段1552，最后从出口管160流出到外部。质量流量测量单元150通过主流道155的圆柱形出口1515以及尘埃分离构件151的支撑构件157固定于装置主体，主流道155的圆柱形出口1515与出口管160内圈通过密封胶进行胶封。尘埃分离构件151的盖板1512与歧管153之间采用第一连接管152连接，盖板1512上贯穿的圆孔上设计有整流栅格，对流入歧管153的待测量气体进行整流，该整流为第二整流单元，对进入歧管153的待测流量气体进行整流，将来自回转式的尘埃分离构件151的切向气流经过整流栅格后导为平稳的轴向气流，再经过第一连接管152后流入到安装有质量流量芯片156的歧管153。

尘埃分离构件151大大提高了流过质量流量芯片156的气体的清洁度，因此提高了气体流量计100的测量精度、测量可靠性、芯片使用寿命。

因上壳体111高度适中，将断流阀140、质量流量测量单元150固定到上壳体111的支架时，可以方便地使用普通工具进行操作。因此，能够提高装置主体的可操作性。质量流量测量单元150固定到上壳体111的支架后，其支撑构件157抵持到下壳体112，支撑构件157能够抑制质量流量测量单元150的摆动，实施稳定的流量测量。接下来，将上壳体111翻转，盖上下壳体112，用密封圈113将上壳体111和下壳体112的周缘气密地封闭。

本实用新型实施例提供的气体流量计100的有益效果包括：

1.入口管120、滤芯130和断流阀140组成第一整流单元，对进入装置主体的被测量气体进行初步整流，如切割气流旋涡、缓冲气流脉动等，在第一整流单元的作用下，进入装置主体的气流得以平稳，同时，断流阀140安装在流体腔内，可以保护断流阀140的内部结构；

2.尘埃分离构件151中的整流格栅1513作为第二整流单元，对进入歧管153的待测流量气体进行整流，将来自回转式的尘埃分离构件151的切向气流经过整流栅格后导为平稳的轴向气流；

3.设置有质量流量测量单元150中设置有尘埃分离构件151，大大提高了流过质量流量芯片156的气体的清洁度，因此，提高了气体流量计100的测量精度、测量可靠性、抗污染能力以及芯片的使用寿命；

4.歧管153具有风洞的结构，因而能够进一步提高测量精度、测量可靠性；

5.面盖组件170中的前盖171与后盖172具有相互内嵌的构件，无需密封件即可防止外部水、尘埃进入到面盖组件170的内部。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气体流量计，其特征在于，所述气体流量计包括壳体(110)、入口管(120)、滤芯(130)、断流阀(140)、质量流量测量单元(150)和出口管(160)，其中，所述壳体(110)内部具有流体腔，所述入口管(120)安装在所述壳体(110)上，所述滤芯(130)安装在所述入口管(120)上，所述断流阀(140)安装在所述流体腔内、且与所述入口管(120)连通，所述出口管(160)安装在所述壳体(110)上，所述质量流量测量单元(150)安装在所述流体腔内、且与所述出口管(160)连通；

其中，所述质量流量测量单元(150)包括依次连通的尘埃分离构件(151)、第一连接管(152)、歧管(153)、第二连接管(154)和主流道(155)，所述质量流量测量单元(150)还包括质量流量芯片(156)，所述质量流量芯片(156)安装在所述歧管(153)内。

2.根据权利要求1所述的气体流量计，其特征在于，所述滤芯(130)为倒锥形结构，所述滤芯(130)沿流体的进入方向直径逐渐增大。

3.根据权利要求1所述的气体流量计，其特征在于，所述尘埃分离构件(151)包括底壳(1511)、盖板(1512)和整流格栅(1513)，其中，所述盖板(1512)连接在所述底壳(1511)上、且形成具有圆筒形空腔的流道，所述底壳(1511)上开设有与所述流体腔连通的入口(1514)，所述底壳(1511)上相对入口(1514)的另一侧开设有出口(1515)，所述出口(1515)连接到所述主流道(155)，所述盖板(1512)上开设有与所述第一连接管(152)连通的开口(1516)，所述整流格栅(1513)安装在所述开口(1516)内。

4.根据权利要求3所述的气体流量计，其特征在于，所述入口(1514)和所述出口(1515)的中心线平行于所述圆筒形空腔的切线，所述开口(1516)的中心线与所述圆筒形空腔的轴线共线。

5.根据权利要求1所述的气体流量计，其特征在于，所述质量流量测量单元(150)还包括支撑构件(157)，所述支撑构件(157)连接在所述尘埃分离构件(151)的外表面，所述支撑构件(157)支撑在所述壳体(110)的内表面上。

6.根据权利要求1所述的气体流量计，其特征在于，所述歧管(153)包括依次连通的稳定段(1531)、第一收缩段(1532)、测量段(1533)和第一扩散段(1534)，其中，所述稳定段(1531)的直径保持不变，所述第一收缩段(1532)的直径呈收缩趋势，所述测量段(1533)的直径保持不变，所述第一扩散段(1534)的直径呈扩散趋势，所述质量流量芯片(156)安装在所述测量段(1533)的内部。

7.根据权利要求6所述的气体流量计，其特征在于，所述测量段(1533)的侧壁上开设有安装通孔(1535)，所述安装通孔(1535)用于供所述质量流量芯片(156)装入所述测量段(1533)的内部。

8.根据权利要求6所述的气体流量计，其特征在于，所述质量流量芯片(156)安装在所述测量段(1533)的中心位置或者内壁表面上。

9.根据权利要求1所述的气体流量计，其特征在于，所述主流道(155)包括依次连通的第二收缩段(1551)、喉部段(1552)和第二扩散段(1553)，所述第二收缩段(1551)与所述尘埃分离构件(151)连通，所述喉部段(1552)的侧壁上开设有与所述第二连接管(154)连通的进口，所述第二扩散段(1553)与所述出口管(160)连通。

10.根据权利要求1所述的气体流量计，其特征在于，所述气体流量计还包括面盖组件(170)，所述面盖组件(170)包括前盖(171)和后盖(172)，所述后盖(172)连接在所述壳体(110)的外表面上，所述前盖(171)与所述后盖(172)采用相互嵌套的形式连接。

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