JP2014174017A - 電磁流量計 - Google Patents

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Abstract

【課題】電磁流量計において、製造工程の複雑化を抑制しつつ、フランジに設けられたライニング部と結合対象との間の安定したシール性を維持することができるようにする。
【解決手段】実施形態の電磁流量計は、管と、フランジと、ライニング部と、凹部と、を備えた。前記管には、被測定流体が流れる。前記フランジは、シール部材を介して結合対象と結合される端面を有し、前記管の端部に設けられた。前記ライニング部は、前記管の内周面を覆った第一部分と、型を用いて成形され前記端面を覆った第二部分と、を有し、前記内周面と前記端面とに亘って設けられた。前記凹部は、前記型を用いた成形の際に前記型を用いて前記第二部分に設けられ、前記シール部材が入れられる。
【選択図】図2

Description

本発明の実施形態は、電磁流量計に関する。
従来、励磁コイルに電流を流して測定管内に磁界を生成し、測定管内を流れる液体の流速に比例して磁界と直交する方向に発生する起電力を電極によって検出して流量を測定する電磁流量計が知られている。この電磁流量計は、例えば、測定管の端部に設けられたフランジが、他のフランジ等の結合対象と結合される。
この種の電磁流量計として、測定管の内周面と測定管の端部に設けられたフランジの端面とに亘ってライニング部が設けられ、測定管の内周面を保護したものが知られている。ライニング部は、例えば、ゴムや合成樹脂材料によって構成される。ライニング部は、結合対象に結合される。
実開昭59−187720号公報
この種の電磁流量計では、製造工程の複雑化を抑制しつつ、フランジに設けられたライニング部と結合対象との間の安定したシール性を維持することができることが望まれている。
実施形態の電磁流量計は、管と、フランジと、ライニング部と、凹部と、を備えた。前記管には、被測定流体が流れる。前記フランジは、シール部材を介して結合対象と結合される端面を有し、前記管の端部に設けられた。前記ライニング部は、前記管の内周面を覆った第一部分と、型を用いて成形され前記端面を覆った第二部分と、を有し、前記内周面と前記端面とに亘って設けられた。前記凹部は、前記型を用いた成形の際に前記型を用いて前記第二部分に設けられ、前記シール部材が入れられる。
図1は、第1実施形態にかかる電磁流量計の一例を示す断面図である。 図2は、第1実施形態にかかる電磁流量計のライニング部の加硫工程の一例の一部を示す図である。 図3は、第1実施形態にかかる電磁流量計のライニング部の射出成形工程の一例の一部を示す図である。 図4は、第1実施形態にかかる電磁流量計と管体との一例の一部を示す断面図である。 図5は、第2実施形態にかかる電磁流量計の一例を示す断面図である。 図6は、第2実施形態にかかる電磁流量計のライニング部の加硫工程の一例の一部を示す図である。 図7は、第2実施形態にかかる電磁流量計のライニング部の射出成形工程の一例の一部を示す図である。 図8は、第2実施形態にかかる電磁流量計と管体との一例の一部を示す断面図である。 図9は、第3実施形態にかかる電磁流量計の一例を測定管の軸心方向から見て示す図である。 図10は、第3実施形態にかかる電磁流量計のライニング部の加硫工程の一例の一部を示す図である。 図11は、第3実施形態にかかる電磁流量計のライニング部用の型の一例の一部を示す図である。 図12は、第3実施形態にかかる電磁流量計のライニング部の射出成形工程の一例の一部を示す図である。 図13は、第3実施形態にかかる電磁流量計のライニング部用の型の一例の一部を示す図である。 図14は、第3実施形態にかかる電磁流量計と管体との一例の一部を示す断面図である。 図15は、第4実施形態にかかる電磁流量計の一例を測定管の軸心方向から見て示す図である。 図16は、第4実施形態にかかる電磁流量計のライニング部の加硫工程の一例の一部を示す図である。 図17は、第4実施形態にかかる電磁流量計と管体との一例の一部を示す断面図である。
以下、図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態の電磁流量計1は、一例として、被測定流体が流れる流路2aが設けられた管体2と、管体2に設けられた検出部3と、を有する。
管体2は、被測定流体が流れる測定管4(管)を有する。検出部3は、測定管4に設けられた励磁コイル8と、測定管4を流れる被測定流体に接触する一対の電極部材9(図では一つだけが示されている)と、を有する。一対の電極部材9を結ぶ線は、測定管4の軸心(以下、単に軸心という)と直交する。また、励磁コイル8は、一対の電極部材9を結ぶ線と軸心とに直交する方向に磁界を生成する。
電磁流量計1では、励磁コイル8によって測定管4の内部に磁界が生成され、この磁界と直交する方向(軸心方向)に被測定流体が流れると、磁界と被測定流体とに直交する方向に起電力が発生する。この被測定流体によって発生する起電力は、一対の電極部材9によって検出されて検出信号として制御部(図示せず)に送られる。制御部は、送られてくる検出信号の電位差から起電力の大きさ(値)を算出(検出)する。そして、制御部は、算出した起電力の大きさから流量を算出し、算出した流量を表示部(図示せず)に送り、表示部にその流量を表示させる。
次に、管体2について詳細に説明する。図1に示すように、管体2は、測定管4(管)と、フランジ5と、ライニング部7と、を有している。
測定管4は、一例として円筒状を呈しており、被測定流体が流れる。測定管4は、外周面4aと内周面4bとを有している。また、測定管4は、軸心方向の一対の端部4cを有している。測定管4は、一例として、SUS(ステンレス鋼)などの非磁性材料によって構成されている。測定管4の外周面4aに励磁コイル8が設けられている。
フランジ5は、測定管4の両端部4cに設けられている。フランジ5は、一例として、測定管4の外周面4aに嵌められた円環状であり、溶接6によって測定管4に固定されている。なお、フランジ5は、測定管4と別部材ではなく、測定管4に一体成形されていてもよい。フランジ5は、端面5a(面、結合面)を有している。端面5aは、結合対象の一例としてのフランジ202(図4)と重ねられる(対向する)面である。端面5aは、シール部材の一例であるOリング300(図4)を介して、フランジ202と結合される。詳細には、端面5aは、Oリング300と、ライニング部7の後述するフレア部7bとを介して、フランジ202と結合される。また、フランジ5には、軸心方向に沿って当該フランジ5を貫通した孔5c(取付孔)が設けられている。フランジ5は、一例として、SUS(ステンレス鋼)などの非磁性の金属材料によって構成されている。なお、結合対象としては、アースリング等であってもよい。
ライニング部7は、測定管4の内周面4bとフランジ5の端面5aとに亘って設けられている。ライニング部7は、例えばゴム材料や合成樹脂材等の材料によって構成されている。ライニング部7は、当該ライニング部7が覆った測定管4の内周面4bとフランジ5の端面5aとを保護している。
ライニング部7は、測定管4の内周面4bを覆った(被覆した)筒部7a(第一部分)と、フランジ5の端面5aを覆った(被覆した)フレア部7b(第二部分)と、を有している。
筒部7aは、測定管4の内周面4bに沿った円筒状を呈している。筒部7aの内周面7a1は、流路2aを構成している。フレア部7bは、筒部7aの軸心方向の端部から軸心方向と略直交する方向にフランジ状に張り出しており、一例として、平板の円環状を呈している。フレア部7bは、一例として、フランジ5の端面5aにおける内周縁部から外周縁部に向かう途中部分までを覆っている。また、フレア部7bは、端面7cを有している。端面7cは、フランジ5の端面5aと接触した面とは反対側の面であり、管体2の外面を構成している。フレア部7bの端面7cには、凹部7dが設けられている。凹部7dには、一例として、Oリング300が入れられる。凹部7dは、軸心を中心とした円環状を呈している。一対の電極部材9は、筒部7aを貫通して設けられている。
上記構成のライニング部7の成形方法を説明する。まずは、ライニング部7の材料がゴムの場合の成形方法について説明する。この場合、一例として、作業者がローラを使って比較的薄いシート状の生ゴム(ゴム材料)を、測定管4の内周面4bとフランジ5の端面5aとに貼り付ける。次に、貼り付けた生ゴムに対して加硫を行う(加硫工程)。一例としては、生ゴムを貼り付けた測定管4およびフランジ5を加硫装置に入れて貼り付けた生ゴムに硫黄および熱を加える。このとき、図2に示すように、生ゴム状態のフレア部7bの端面7c(フランジ5の端面5aのゴム)に、型100(型部材、金型、治具)を押し当てた状態で加硫を行う。型100は、生ゴムと接触し端面7cを形成するための面100a(成形面)を有している。この面100aには、凹部7dを形成するための凸部100bが設けられている。凸部100bは、一例として円環状を呈している。また、型100には、孔100cが設けられている。型100は、この孔100cとフランジ5の孔5cとに挿入されたボルト101(結合具)と、ボルト101と結合(螺合)したナット102(結合具)とによって、フランジ5に結合される。そして、加硫の際に、フレア部7bに、面100aによって端面7cが成形されるとともに、凸部100bによって凹部7dが成形される。なお、加硫の際に、筒部7aに型(図示せず)を接触させてもよい。このように、本実施形態では、一例として、フレア部7b(ライニング部7)は、型100を用いて成形され、凹部7dは、型100を用いた成形の際に当該型100を用いてフレア部7bに設けられる。
次に、ライニング部7の材料が合成樹脂材料の場合の成形方法について説明する。この場合、一例として、図3に示すように、型103(型部材、金型)を用いた射出成形によってライニング部7が成形される(射出成形工程)。型103は、フランジ5の端面5aと面する面103aに凹部103dが設けられている。凹部103dは、フレア部7bの端面7cを形成するための面103e(底面、成形面)を有している。この面103eには、凹部7dを形成するための凸部103bが設けられている。凸部103bは、一例として円環状を呈している。また、型103には、ねじ孔103cが設けられている。型103は、フランジ5の孔5cに挿入されてねじ孔103cと螺合したボルト101(結合具)によって、フランジ5に結合される。なお、型103は、複数の部材から構成されうる。射出成形の際には、一例として、測定管4の内周面4bおよびフランジ5の端面5aと型103との間に溶融状態の合成樹脂材料が加圧して流し込まれる。これにより、凹部7dを有したライニング部7が成形される。このように、本実施形態では、一例として、フレア部7b(ライニング部7)は、型103を用いて成形され、凹部7dは、型103を用いた成形の際に当該型103を用いてフレア部7bに設けられる。
以上の構成の電磁流量計1は、一例として、図4に示すように、管体200(連結部材)と連結される。管体200は、一例として、円筒状の管201と、管201の端部に設けられた円環状のフランジ202(結合対象)と、を有している。フランジ202は、電磁流量計1のフランジ5の端面5aおよびフレア部7bの端面7cと対面する端面202a(結合面)を有している。また、フランジ202には、孔202bが設けられている。そして、フランジ5の孔5cとフランジ202の孔202bとに挿入されたボルト101と、ボルト101と螺合したナット102とによって、フランジ5,202同士が結合される。このとき、凹部7dには、Oリング300(の一部)が入れられる。Oリング300は、凹部7dとフランジ202の端面202aとに接している。かかる構成では、フレア部7bと管体200のフランジ202の端面202aとの間は、Oリング300によってシールされている。また、上記構成では、ボルト101からナット102を取り外して電磁流量計1を管体200から取り外した状態で、電磁流量計1のメンテナンスをすることができる。この際、Oリング300を新品等に交換することができる。
以上説明したとおり、本実施形態では、フレア部7b(ライニング部7)は、型100または103を用いて成形され、凹部7dは、型100または103を用いた成形の際に当該型103を用いてフレア部7bに設けられる。したがって、本実施形態では、凹部7dを成形するために製造工程が複雑になることがない。また、本実施形態では、フレア部7bと管体200(結合対象)のフランジ202の端面202aとの間は、Oリング300によってシールされている。一例として、電磁流量計1のメンテナンス時等に定期的にOリング300を新品に交換することで、フランジ5に設けられたライニング部7(フレア部7b)と管体200の端面202aとの間の安定したシール性を維持することができる。このように、本実形態によれば、製造工程の複雑化を抑制しつつ、フランジ5に設けられたライニング部7とフランジ202との間の安定したシール性を維持することができる。
(第2実施形態)
本実施形態は、図5に示すように、フレア部7bの凹部7dAの形状が第1実施形態の凹部7dと異なる。本実施形態の凹部7dAは、環状(一例として円環状)のガスケット301(図8)を収容するためのものである。ここで、ガスケット301は、図8に示すように、一対のシール面301a(接触面、面)を有している。一対のシール面301aは、軸心方向でのガスケット301の一対の端面(表裏面)である。ガスケット301は、シール部材の一例である。
凹部7dAは、図5に示すように、シール面7f(面、側面)と、シール面7fから延出した周面7g(面)と、を有している。シール面7fは、軸心と略直交する面である。シール面7fは、ガスケット301のシール面301aと接する。また、シール面7fには、孔7eが設けられている。孔7eは、筒部7aの内周側の流路2aと連通している。この孔7eによって、シール面7fは、環状を呈している。
ライニング部7の材料がゴムの場合、図6に示すように、第1実施形態と同様に、凹部7dAは、型100を用いた成形の際に当該型100を用いてフレア部7bに設けられる。本実施形態の型100は、凹部7dAを形成するための凸部100bAを有している。凹部7dAは、加硫時に凸部100bAによって成形される。
また、ライニング部7の材料が合成樹脂材料の場合、図7に示すように、第1実施形態と同様に、凹部7dAは、型103を用いた成形の際に当該型103を用いてフレア部7bに設けられる。本実施形態の型103は、凹部7dAを形成するための凸部103bAを有している。凹部7dAは、射出成形時に凸部103bAによって成形される。
以上の構成の電磁流量計1は、一例として、図8に示すように、管体200と連結される。このとき、凹部7dAには、ガスケット301が入れられる。この際、凹部7dAのシール面7fとガスケット301のシール面301aとが接する。また、一例として、凹部7dAの周面7gがガスケット301の外周部と当接してガスケット301を位置決めする。かかる構成では、フレア部7bと管体200のフランジ202の端面202aとの間は、ガスケット301によってシールされている。ガスケット301は、Oリング300と同様に交換可能である。
以上説明したとおり、本実施形態では、凹部7dAは、型100または103を用いた成形の際に当該型100または103を用いてフレア部7bに設けられる。したがって、本実施形態によれば、第1実施形態と同様に、凹部7dAを成形するために製造工程が複雑になることがない。また、本実施形態では、フレア部7bと管体200(結合対象)のフランジ202の端面202aとの間は、ガスケット301によってシールされている。一例として、ガスケット301を電磁流量計1のメンテナンス時等に定期的に新品に交換することで、フランジ5に設けられたライニング部7(フレア部7b)と管体200の端面202aとの間の安定したシール性を維持することができる。このように、本実施形態によれば、製造工程の複雑化を抑制しつつ、フランジ5に設けられたライニング部7とフランジ202との間の安定したシール性を維持することができる。
(第3実施形態)
本実施形態は、図9に示すように、フレア部7bの凹部7dBの形状が第2実施形態の凹部7dAと異なる。本実施形態では、ガスケット301のシール面301aに凸部301b(図14)が設けられている。凸部301bは、図14に示すように、軸心回りに相互に間隔をあけて複数設けられている(図14では一つの凸部301bが示されている)。本実施形態では、凸部301bに対応して凹部7dBが複数設けられている。凹部7dBは、凸部301bを収容する。
凹部7dBは、図9に示すように、フレア部7bの端面7cに凹状に複数設けられている。複数の凹部7dBは、軸心回りに相互に間隔をあけて設けられている。本実施形態では、一例として、凸部301bは四角柱状であり、これに対応して、凹部7dBの内面形状も四角柱状となっている。凸部301bおよび凹部7dBは、円柱や半球状等の四角柱以外の形状であってよい。凹部7dBは、一例として、凸部301bと嵌合してガスケット301の位置決めを行う。
ライニング部7の材料がゴムの場合、図10に示すように、凹部7dBは、第1および第2実施形態と同様に、型100を用いた成形の際に当該型100を用いてフレア部7bに設けられる。本実施形態の型100は、一例として、図11に示すように、凹部7dBを形成するための凸部100bBを複数有している。複数の凸部100bBは、軸心回りに相互に間隔をあけて設けられている。凸部100bBは、一例として、四角柱状である。凹部7dBは、加硫時に凸部100bBによって成形される。
また、ライニング部7の材料が合成樹脂材料の場合、図12に示すように、第1および第2実施形態と同様に、凹部7dBは、型103を用いた成形の際に当該型103を用いてフレア部7bに設けられる。本実施形態の型103は、一例として、図13に示すように、凹部7dBを形成するための凸部103bBを複数有している。複数の凸部103bBは、軸心回りに相互に間隔をあけて設けられている。凸部103bBは、一例として、四角柱状である。凹部7dBは、射出成形時に凸部103bBによって成形される。
以上の構成の電磁流量計1は、一例として、図14に示すように、管体200と連結される。このとき、凹部7dBには、ガスケット301の凸部301bが入れられて、フレア部7bと管体200のフランジ202の端面202aとの間がガスケット301によってシールされる。ガスケット301は、交換可能である。
以上説明したとおり、本実施形態では、凹部7dBは、型100または103を用いた成形の際に当該型100または103を用いてフレア部7bに設けられる。したがって、本実施形態によれば、第1および第2実施形態と同様に、凹部7dBを成形するために製造工程が複雑になることがない。また、本実施形態では、フレア部7bと管体200(結合対象)のフランジ202の端面202aとの間は、ガスケット301によってシールされている。一例として、ガスケット301を電磁流量計1のメンテナンス時等に定期的に新品に交換することで、フランジ5に設けられたライニング部7(フレア部7b)と管体200の端面202aとの間の安定したシール性を維持することができる。このように、本実形態によれば、製造工程の複雑化を抑制しつつ、フランジ5に設けられたライニング部7とフランジ202との間の安定したシール性を維持することができる。
また、本実施形態では、凹部7dBがガスケット301(凸部301b)の位置決めを行うので、ガスケット301の組み付けを容易に行うことができる。また、凹部7dBの内面および凸部301bが四角柱状であるので、凹部7dBと凸部301bとの嵌合を強固に行うことができ、凹部7dBから凸部301bが脱落するのを抑制することができる。
(第4実施形態)
本実施形態は、図15に示すように、フレア部7bの端面7cは略平坦であり、この端面7cにおいてガスケット301と接する接触部7hの表面粗さが、筒部7aの内周面7a1(図16,17)の表面粗さよりも小さい点が、第2実施形態と異なる。接触部7hは、一例として、図15中の一点鎖線間の領域であり、円環状をなしている。また、接触部7hの表面粗さは、端面7cの接触部7h以外の他の部分の表面粗さよりも小さい。なお、接触部7hをフレア部7bの端面7c全体に設けてもよい。
ライニング部7の材料がゴムの場合、図16に示すように、第1実施形態の凹部7dと同様に、接触部7hは、型100を用いた成形の際に当該型100を用いてフレア部7bに設けられる。本実施形態の型100は、接触部7hを形成するための表面仕上げ部100dを有している。表面仕上げ部100dは、表面粗さが比較的に小さい平坦面である。この表面仕上げ部100dは、一例として、成形面100aの一部に設けられている。また、本実施形態の型100には、凸部100bは設けられていない。加硫時に、フレア部7bの端面7cに型100の表面仕上げ部100dが押し当てられることで、表面仕上げ部100dの面形状が端面7cに転写されて、端面7cに接触部7hが形成される。なお、ライニング部7の材料が合成樹脂材料の場合は、型103に、接触部7hを形成するための表面仕上げ部を設けて、射出成形時にこの表面仕上げ部によって接触部7hを成形することができる。
以上の構成の電磁流量計1は、一例として、図17に示すように、管体200と連結される。このとき、フレア部7bとフランジ202との間に一例としてガスケット301が介在し、接触部7hとガスケット301のシール面301aとが接する。かかる構成では、フレア部7bと管体200のフランジ202の端面202aとの間は、ガスケット301によってシールされている。ガスケット301は、交換可能である。
以上説明したとおり、本実施形態では、接触部7hは、型100または103を用いた成形の際に当該型100または103を用いてフレア部7bに設けられ、筒部7aよりも表面粗さが小さい。したがって、本実施形態によれば、第1実施形態と同様に、接触部7hを成形するために製造工程が複雑になることがない。また、本実施形態では、フレア部7bと管体200(結合対象)のフランジ202の端面202aとの間は、ガスケット301によってシールされている。一例として、ガスケット301を電磁流量計1のメンテナンス時等に定期的に新品に交換することで、フランジ5に設けられたライニング部7(フレア部7b)と管体200の端面202aとの間の安定したシール性を維持することができる。このように、本実形態によれば、製造工程の複雑化を抑制しつつ、フランジ5に設けられたライニング部7とフランジ202との間の安定したシール性を維持することができる。
なお、上記各実施形態の凹部7d,7dA,7dBも、接触部7hと同様に、型100または103を用いたフレア部7bの成形の際に、筒部7aの内周面7a1よりも表面粗さを小さくしてよい。
以上、説明したとおり、上記各実施形態によれば、電磁流量計1において、製造工程の複雑化を抑制しつつ、フランジ5に設けられたライニング部7とフランジ202(結合対象)との間の安定したシール性を維持することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…電磁流量計、2a…流路、4…測定管(管)、4c…端部、5…フランジ、5a…端面、7…ライニング部、7a…筒部(第一部分)、7a1…内周面、7b…フレア部(第二部分)、7c…端面、7d,7dA,7dB…凹部、7e…孔、7f…シール面、7h…接触部、100,103…型、202…フランジ(結合対象)、202a…端面、300…Oリング(シール部材)、301…ガスケット(シール部材)、301a…シール面、301b…凸部。

Claims (6)

  1. 被測定流体が流れる管と、
    シール部材を介して結合対象と結合される端面を有し、前記管の端部に設けられたフランジと、
    前記管の内周面を覆った第一部分と、型を用いて成形され前記端面を覆った第二部分と、を有し、前記内周面と前記端面とに亘って設けられたライニング部と、
    前記型を用いた成形の際に前記型を用いて前記第二部分に設けられ、前記シール部材が入れられる凹部と、
    を備えた電磁流量計。
  2. 前記シール部材は、Oリングであり、
    前記凹部は、環状である請求項1に記載の電磁流量計。
  3. 前記シール部材は、一対のシール面を有した環状のガスケットであり、
    前記凹部は、前記シール面と接する面を有し、
    前記面には、前記第一部分の内周側の流路と連通した孔が設けられた請求項1に記載の電磁流量計。
  4. 前記凹部は、前記シール部材に設けられた複数の凸部に対応して複数設けられた請求項1に記載の電磁流量計。
  5. 前記凹部は、前記第一部分の内周面よりも表面粗さが小さい請求項1ないし4のいずれか一項に記載の電磁流量計。
  6. 被測定流体が流れる管と、
    シール部材を介して結合対象と結合される端面を有し、前記管の両端部に設けられたフランジと、
    前記管の内周面を覆った第一部分と、型を用いて成形され前記端面を覆った第二部分と、を有し、前記内周面と前記端面とに亘って設けられたライニング部と、
    前記型を用いた成形の際に前記型を用いて前記第二部分に設けられ、前記第一部分の内周面よりも表面粗さが小さく、前記シール部材と接する接触部と、
    を備えた電磁流量計。
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