一種改進的結構緊湊的流動度計的製作方法

2023-10-31 05:32:02

專利名稱：一種改進的結構緊湊的流動度計的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種流動度計(fluid meter)，包括一個確定厚度的外壁，通過固定件將一個連接到管子上的法蘭固定到該外壁上，所述固定件穿入分別配設在所述法蘭的厚度和在所述外壁上的一些孔內，以便將所述流動度計安裝到所述管子上，所述流動度計有一個供流體進入的開口，該開口設置在所述的外壁上，在所述開口的後面提供了一個「輸入」室，來自所述進入口的流體流到該「輸入」室內。
在這種流動度計中，來自所述輸入口並通過所述輸入室的流體流會傳送被輸送到測量裝置內的諸如紊流結構等擾動。
所述的測量裝置例如可由一個流體振動器構成，或者是超聲波類型的，或者是採用一種帶渦流面的在與流速成正比的頻率下變得交替可分離的障礙物的類型，所述的測量裝置對由所述流體輸送的擾動紊流結構是敏感的，而這可以引起測量誤差。
本發明的一個目的是克服上述缺點，提供一種流動度計，該流動度計包括一個厚度確定的外壁，通過固定件將一個連接到管子上的法蘭固定到該外壁上，所述固定件穿入相應地沿所述法蘭的厚度方向的並在所述外壁上排列的一些孔內，以便將所述流動度計安裝到所述管子上，所述流動度計有一個供流體進入的開口，該開口設置在所述的外壁上，在所述開口的後面提供了一個「輸入」室，來自所述進入口的流體流到該「輸入」室內，該流動度計還包括設置在輸入室內部的支柱，以便調整所述流體的流動，在該支柱上提供有接收所述固定件的一部分的與所述孔對準的一些內孔。
在流體流中出現的紊流結構穿過所述輸入室，然後遇到所述支柱而被破壞，這樣，就能防止傳播到所述流動度計的測量裝置內的這種紊流結構。
本發明還能夠通過大大減小所述流動度計的其內插入固定件的外壁厚度來減小其體積，這是因為這些固定件現在延伸到置於所述輸入室內的支柱內部，而不是僅被接收在該流動度計的外壁厚度上的緣故。
在本發明中，所述流動度計還包括一個對著所述第一外壁並具有確定厚度的第二外壁，通過一些固定件將一個連接到另一管子上的另一法蘭固定到該外壁上，所述固定件穿入相應地沿所述法蘭的厚度方向並在所述外壁上排列的一些孔內，以便將所述流動度計安裝到所述管子上，所述流動度計也有一個從所述流動度計內排出流體的開口，該開口設置在所述的第二外壁上，在所述開口的後面提供了一個「排出」室，通過所述排出口流出之前所述流體流入到該排出室內，所述的流體流動度計進一步包括設置在所述排出室內部的支柱，以便調整所述流體的流動，在該排出室內提供有接收所述固定件的一部分的與所述孔對準的一些內孔。
這樣，能夠通過大大減小所述流動度計的其內插入所述固定件的另一外壁厚度來進一步減小所述流動度計在法蘭之間的體積，這是因為這些固定件延伸到置於所述排出室內的支柱內部的緣故。
按照本發明的一個特徵，所述流動度計包括面向所述外壁中的一個而設置的內壁，該內壁用於沿基本上平行於所述壁的至少一個方向導引所述流體流。
所述壁可被設置成基本上垂直於來自所述輸入口的流體的流動方向。
所述支柱大體上垂直於所述內壁設置。
按照本發明的另一些特徵所述輸入室或排出室內的至少一些支柱沿平行於所述內壁並對應於在所述室內循環的流體的流動方向的方向上呈流線形。
所述支柱的高度在範圍0．5d-d內，這裡d對應於確定所述輸入室或排出室高度的所述內壁和外壁之間的空間。
所述支柱分布在一個共同的圓周上。
所述輸入口或排出口設置在所述圓周的內部。
在輸入室內至少提供一個孔，以允許所述流體流離開所述輸入室。
在平行於所述內壁的平面內看，至少一些支柱向著所述輸入室的出口孔呈流線形。
在平行於所述內壁的平面內看，至少一些支柱具有指向所述輸入室的一個或多個出口孔的尖頂形部分。
在平行於所述內壁的一個平面上看，所述一個或多個出口孔被設置在所述圓周的外側。
在平行於所述內壁的一個平面上看，至少一些支柱具有從所述排出室指向所述排出口的尖頂形部分，每一個所述流線形的支柱沿穿過所述支柱中心和它的尖頂的軸線的方向，這些支柱的軸線匯聚於一點，該點偏離所述排出口的中心，並且該點位於所述支柱和所述排出口的中心之間。
有益地，為了大大減小包括一個測量裝置的本發明流動度計的體積，所述的裝置是一個大體上垂直於對準所述流體輸入口和排出口的方向而設置的測量裝置。
所述流動度計可以包括一個由一流體振蕩器或包括超聲波裝置的流體振蕩器構成的測量裝置。
通過下面結合附圖對本發明實施例的具體描述，本發明的其它特徵和優點將變得更加清楚。


圖1是本發明流動度計的透視圖；圖2是圖1中所示的流動度計的橫截面簡易示意圖；圖3是在包含有兩個支柱的截面處的圖2所示流動度計側面部分30的比例放大後的視圖；圖4是沿圖2流動度計的D-D截面的局部示意圖；圖5是圖1流動度計的測量裝置內部的透視圖；圖6是圖2流動度計沿E-E截面的剖視圖；圖7是本發明流動度計端部32的透視圖，該部分安裝在圖5所示的測量裝置上；圖8是本發明的一個變形實施例的視圖。
如圖1所示，標記號為20的本發明氣量計包括一個主體22，在該主體上安裝有一個計量器24。
在圖2、3和5中，帶有孔27的一個輸送管25安裝在所述主體22的頂部，以便在主體和計量器24之間進行電連接。
所述主體帶有一個開口26，用來沿箭頭A所示的第一方向將流體輸送到所述流動度計中，下面將其稱之為「方向A」。
圖2還表示出另一個開口28，該開口將流體從流動度計中排出，該開口在所述方向A上與輸入口26對準。
如圖2所示，在包括一測量裝置34的中心塊33的兩側，所述流動度計主體帶有兩個端部30和32。
在內側，端部30限定了一個如圖2和圖3所示的「輸入」室36。
該室由一外壁38和在內部與之相對的另一壁40確定，所述開口26接合在所述外壁38上。
在內側，如圖2和圖7所示，端部32確定一個「排出」室42。
該室由在所述外壁38相對端的一外壁44和在內部與之相對的另一壁46確定，在所述外壁44上提供一個排出口28。
流動度計20被安裝在兩個管48和50之間，每一管子安裝有一個相應的法蘭52或54，這些法蘭沿同一圓周形成有許多(例如8個)通孔56。
所述流動度計的每一外壁38、44與一個相應的法蘭52、54接觸，同樣地，沿所述壁的厚度方向在相同的圓周上設置有8個孔60(圖1)，它們與所述法蘭上的孔56對準(圖2和圖3)。
如圖2、3、4和7所示，沿基本上垂直於所述內外壁40、46和38、44的方向，將許多(8個)支柱64、66分別設置在輸入室36和輸出室42內。
如圖3所示，這些支柱被設置成與法蘭52、54上的孔56、60對準，所述法蘭與外壁38和44相關聯，這些外壁具有與所述孔56、60對準的內孔68、70。
當想要將所述流動度計20固定到管子48、50上時，將如螺釘72、74這樣的固定件配合在孔56、60和內孔68、70中，如圖3所示，所述內孔用來接收所述固定螺釘的相應端部。
從而，這種有利的配置使得外壁38、44可以比固定螺釘不穿入所述輸入和排出室內的結構中的外壁薄得多，因此，就能夠使得在所述輸入和排出口26、28之間的流動度計的尺寸得到減小。
作為一個實例，外壁的厚度從38．6mm減小到12．6mm。
應該注意到，當空間限制條件允許的情況下，在使外壁44具有通常厚度的情況下，可以以這種方式減小外壁38的厚度，反過來也可以。
進一步，由於在所述流動度計的出口處沒有給流體施加阻力，所以可以避免增加通過所述流動度計的壓頭損失。
從輸入口26進入的流體流撞到內壁40上(圖2和圖4)，並在輸入室36內部分流成大體上平行於所述壁延伸的多個方向，如圖4的箭頭所示。
這一分流的一部分遇到垂直於所述流體流方向延伸的支柱64的外表面而進一步被分流，以便繞過所述支柱、在支柱之間流動而穿過為之預留的通道。
以這種方式分流的另一部分分流直接穿過所述支柱64之間的通道。
由於支柱的存在和在所述支柱之間的小段流體通道，破壞了在進入輸入室時流體流中存在的擾動(紊流結構、流動不對稱現象……)。
這樣這些支柱64a-64h使得分流從輸入室36被引向兩個出口76和78，所述出口穿過所述壁60形成。為了改善對所述分流的引導，將這些支柱沿平行於所述內壁40的方向朝向出口76和78設計成流線形。
最靠近出口76和78的支柱64a-64h具有指向較近出口中心的尖頭形狀的下遊部分，然而，離得較遠的支柱64e和64f不具有這種形狀。
可是，支柱64e和64f可以是流線形，以進一步增加對流體的導引。
相反，在僅有四個支柱的結構(未示出)中，必須使得所有的支柱呈流線形。
不必使得所述流體通過支柱64g和64h，因為在輸入室的這一部分只有很少的流體存在。
相鄰支柱對64a-64b、64c-64e、64d-64f之間的流段最好是直線形的，以便提供儘可能大的流段。
可是為便於加速流動，在支柱對64a-64c和64b-64d之間的流段是流線形的，因為位於相應支柱對之間的這些通道直接指向一個對應的出口76或78。
如圖5所示，兩個通道80、82分別延伸所述出口76、78，並且導引各液流部分，以便它們匯合在所述計量裝置34的入口84。這一入口通常呈一槽狀，該槽沿方向A是細長的。
在一種變形實施例中，這兩個通道80、82可被單獨一個延伸單獨一個出口(取代兩個出口76、78)的通道代替，例如，其可被置於所示兩個出口76和78之間。
在所述計量裝置入口84處的液體沿與在輸入室36中的液體流動方向(箭頭B)相反的方向流動，即在圖2中沿由箭頭C表示的第二方向流動，該方向垂直於第一方向A。
所述計量裝置34有一個振動室86(圖2和圖5)，在該室中設置一個圖5中以兩個箭頭表示的障礙物88，以便該障礙物88面向所述入口84。
所述障礙物的通用形狀沿方向A是細長的。
在面向槽口84的前部分，所述障礙物帶有一個中心腔88a和兩個在其兩側的側面88b和88c，這兩個面位於一個垂直於方向C的共同平面內。
穿入所述振動室並撞擊障礙物88前部分的流體在平行於壁40的一個平面內相對於方向C橫向地振動並且交替繞過所述障礙物的一側或另一側，以便沿所述方向C經由所述出口90離開振蕩室。
振蕩室的入口84和出口90沿方向C對準，方向C垂直於方向A，沿方向A所述流體被輸入和排出，這樣，在輸入口26和排出口28之間的流動度計的尺寸被大大減小。
這樣，流動度計可與其位於兩個法蘭之間的輸入口26和輸出口28等高設置，所述兩個法蘭比現有技術中的靠得更近。
這樣，所述計量裝置34在方向C上大致呈細長形，並可在垂直於方向A的平面內呈各種不同的取向。
所述振蕩室86首先由壁40其次由壁46確定，所述壁46平行於所述壁40(圖2、5和6)。
離開振蕩室的流體經過通道92，所述通道92形成一個彎道以便所述流體具有方向B。
通道92橫跨所述壁46延伸，在壁46上有一個孔94(圖2)。
在一個變形中，這一通道可由兩個或多個通道代替。
當通過孔94後，所述流體進入排出室42，在該排出室所述「導引」壁46用於將所述流體經由所述排出口28導引至其出口。
如圖6所示，該圖是在平行於所述外壁44的一個面的圖，相對靠近孔94設置的許多支柱66a-66d向著所述排出口28呈流線形，這些支柱中的每一個帶有指向所述開口的尖頂部分。
最靠近孔94設置的兩個支柱66a和66b沿由細線所示的座標軸線確定的方向取向，所述細線穿過對應的支柱中心和它們的尖頂，這些支柱的軸線匯聚於點O，該點O偏離所述排出口的中心O』(在圖6平面內的投影)，並且該點O位於所述支柱和所述排出口的中心之間。
這種設置能夠防止經過排出口28的所述流體撞擊位於圖2底部的管子50的壁。
另外的支柱66e和66h的外形不同，因為在這種布置的情況下，它們被置於流體低速流動的區域。然而，在僅具有四個支柱(未示出)的布置情況下，所有的支柱需要是流線形的。
如圖2到6所示，端部30與包括測量裝置34的本體22的中心塊33被製成一個單一的件，而另一端部32是單獨製成的，並且隨後安裝在所述中心塊上以便當作一個蓋使用。
當所述氣量計工作時，它傳送幾個巴壓力的流體，為了避免使得端部32變形，在其上提供有一些加強筋96(圖2和圖7)。這些加強筋在垂直地連接兩個壁44和46的周邊壁98和所述壁46的周邊之間伸過壁46的外表面。
所述單獨的端壁32也可以由許多件構成，而不是由單獨的一個件構成，由這些件中的一個件即所述壁46安裝在所述中心塊上，而其它的件安裝在所述壁46上。
儘管如此，這種解決方案從防洩露的觀點出發還是不太有效的。
作為一種變形，圖8表示出本發明流動度計100的一個視圖，該流動度計通過兩個相對外壁102和104被連接到管子48和50上，所述外壁102和104與相應的固定到所述管子上的法蘭106和108接觸。
以與參考圖2和圖3描述的方式類似的方式，固定螺釘110、112穿過沿與每一外壁相關聯的每一法蘭的厚度形成的相應孔114、116和118、120，並穿過位於所述流動度計內部的支柱126和128上設置的內孔122、124。
分別用於輸入和排出流體的內腔130和132在每一外壁102、104和相對的內壁134、136之間提供。
在這一變形實施例中，所述流動度計100有一個設置於所述兩個腔之間的空間138內的測量裝置，其在沿由箭頭F表示的管子48、50內的流體流動的縱向上是長形的，而不是如圖2和圖5所示垂直於該方向設置。
不象參考那些圖所描述的那樣，這些支柱126、128置於這些腔內的長度小於部分地確定所述腔的所述內外壁134、102或136、104之間的空間d。這樣，這些支柱的高度例如等於0．8d。
對於置於流速高的區域內的支柱而言，支柱的高度至少為0．5d是重要的。
這使得通過碰撞在所述支柱來破壞由所述流體傳輸的任何擾動，確保在腔體130、132內平行於所述內外壁循環的流體受到充分影響。
在如圖8所示的構造中，來自輸入口26且在內壁134上分流的流體垂直於所述支柱126被分布在輸入腔130的內部，併到達位於該腔體頂部和底部的兩個出口140、142，各分流隨後在所述孔的下遊處匯聚以便穿過測量裝置，例如，該測量裝置可由如圖2和圖5所示的一個流體振蕩器構成，或者由一個測量管和各超聲傳感器構成，在它們之間限定了流體內測量路徑的至少一部分。
為了清楚地描述本發明的這一變形實施例，在圖8中沒有示出該測量裝置。
來自測量裝置的流體經由位於頂部和底部的兩個入口144、146進入所述排出腔132，所述流體垂直於所述支柱在所述腔體內流動，該支柱以與在輸入腔的那些支柱相同的方式排列，然後所述流體進入排出口28而離開所述流動度計。
雖然沒有詳細描述，但設置在流路上的所述支柱是流線形的，以便以類似於上面參考圖4和圖6描述的方式順隨所述腔體內的流動方向。
權利要求
1．一種流動度計(20)，包括一個確定厚度的外壁(38)，連接到管子(48)上的一個法蘭(52)通過各固定件(72)固定到該外壁上，所述各固定件(72)穿入分別配設在所述法蘭的厚度上的和所述外壁上的各孔(56，60)內，以便將所述流動度計安裝到所述管子上，所述流動度計有一個供流體進入的開口(26)，該開口設置在所述的外壁(38)上，在所述開口的後面提供了一個輸入室(36)，來自所述開口的流體流入該輸入室(36)內，其特徵在於，該流動度計還包括設置在所述輸入室內部的各支柱(64a-64h)，以便調整所述流體流，在所述支柱上設置有與所述各孔對準、用於接收所述固定件(72)部分的內孔。
2．如權利要求1所述的流動度計，其特徵在於，該流動度計具有一個與所述第一外壁相對並具有確定厚度的第二外壁(44)，連接到另一管子(50)上的另一法蘭(54)通過各固定件(74)固定到該外壁上，所述各固定件(74)穿入分別形成在所述法蘭的厚度上的和所述外壁上的各孔內，以便將所述流動度計安裝到所述管子上，所述流動度計還具有一個從所述流動度計內排出流體的開口(28)，該開口設置在所述第二外壁(44)上，在所述開口(28)的後面提供了一個「排出」室(42)，在經由所述排出開口流出之前所述流體流入到該排出室(42)內，所述的流動度計進一步包括以調整所述流體流的方式設置在所述排出室內部的各支柱(66a-66h)，在所述支柱上設置有與所述各孔對準的、用於接收所述固定件(74)部分的一些內孔。
3．如權利要求1或2所述的流動度計，其特徵在於，所述流動度計還包括面向所述外壁(38，44)之一設置的內壁(40，46)，所述內壁用於沿基本上平行於所述內壁的至少一個方向導引所述流體流。
4．如權利要求3所述的流動度計，其特徵在於，所述內壁(40，46)設置成大體上垂直於從所述輸入口(26)流出的流體的流動方向。
5．如權利要求3或4所述的流動度計，其特徵在於，所述各支柱(64a-64h或66a-66h)大體上垂直於所述內壁(40或46)設置。
6．如權利要求3到5任何之一所述的流動度計，其特徵在於，所述輸入室(36)或排出室(42)內的至少一些支柱(64a-64f或66a-66d)在與所述內壁(40或46)相平行且對應於在所述室內循環的流體的流動方向的方向上呈流線形。
7．如權利要求3到6任何之一所述的流動度計，其特徵在於，所述支柱的高度在範圍0．5d-d內，這裡d對應於確定所述輸入室或排出室高度的所述內壁和外壁(40，46；38，44)之間的空間。
8．如權利要求1到7任何之一所述的流動度計，其特徵在於，所述支柱(64a-64h，66a-66h)分布在一個共同的圓周上。
9．如權利要求8所述的流動度計，其特徵在於，所述輸入口(26)或排出口(28)設置在所述圓周的內部。
10．如權利要求1到9任何之一所述的流動度計，其特徵在於，在所述輸入室(36)內提供至少一個孔(76，78)，以允許所述流體流離開所述輸入室。
11．如權利要求10所述的流動度計，其特徵在於，在一平行於所述內壁(40)的平面內的視圖上，至少一些支柱(64a-64d)向著所述輸入室的所述(各)出口孔(76，78)呈流線形。
12．如權利要求11所述的流動度計，其特徵在於，在一平行於所述內壁(40)的平面內的視圖上，至少一些支柱(64a-64d)具有指向所述輸入室的(各)出口孔(76，78)的尖頂形部分。
13．如權利要求8和11所述的流動度計，其特徵在於，在一平行於所述內壁(40)的平面內的視圖上，所述(各)出口孔被設置在所述圓周的外側。
14．如權利要求2和6所述的流動度計，其特徵在於，在一平行於所述內壁(46)的平面內的視圖上，至少一些支柱(66a-66d)具有從所述排出室(42)指向所述排出口(28)的尖頂形部分，每一個所述流線形支柱沿一穿過所述支柱中心和其尖頂的軸線取向，所述各支柱的軸線匯聚於一點O，該點O偏離所述排出口的中心O』，並且位於所述各支柱和所述排出口的中心之間。
15．如權利要求1到14任何之一所述的流動度計，其特徵在於，包括一個基本上垂直於所述流體輸入口和排出口的對準方向設置的測量裝置(34)。
16．如權利要求1到15任何之一所述的流動度計，其特徵在於，包括一個由一流體振蕩器構成的測量裝置。
17．如權利要求1到15任何之一所述的流動度計，其特徵在於，包括一個超聲測量裝置。
全文摘要
本發明涉及一種流動度計(20),該流動度計包括一個確定厚度的外壁(38),通過固定件(72)將一個連接到管子(48)上的一個法蘭(52)固定到該外壁上,所述固定件(72)穿入相應地沿所述法蘭的厚度方向的並在所述外壁上排列的一些孔(56,60)內,以便將所述流動度計安裝到所述管子上,所述流動度計有一個供流體進入的開口(26),該開口設置在所述的外壁(38)上,在所述開口的後面提供了一個輸入室(36),來自所述入口的流體流到該「輸入」室(36)內,所述流動度計的特徵在於,該流動度計還包括設置在所述輸入室內部的支柱(64a－64h),以便調整所述流體的流動,在該輸入室內提供有與接收所述固定件(72)部分的孔對準的一些內孔。
文檔編號G01F1/00GK1280667SQ9881157
公開日2001年1月17日 申請日期1998年10月30日 優先權日1997年11月4日
發明者盧克·赫諾克斯, 讓－盧克·吉佐特 申請人:施藍姆伯格工業公司