大口徑電磁流量計的製作方法
2023-05-01 04:46:26 2
大口徑電磁流量計的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種大口徑電磁流量計，它包括導管，導管的兩端設有法蘭，導管內設有塑料內襯，導管的內壁還設有線圈和電極，電極與電極引線連接，線圈、電極引線位於導管和塑料內襯之間，塑料內襯通過採用滾塑機製造。該大口徑電磁流量計，通過將線圈放置在導管的內壁上，再通過採用滾塑機製造塑料內襯的方式，提高了大口徑電磁流量計的精度等級，簡化了大口徑電磁流量計的工藝步驟，大口徑電磁流量計的精度、可靠性較現有產品均有一個較大的提升。
【專利說明】大口徑電磁流量計【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種大口徑電磁流量計。
【背景技術】
[0002]大口徑電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律的原理進行設計的，其設計過程中本著使磁場規則、均勻地貫穿流體截面的原則，採用非導磁材料製作導管，目前磁導率相對較低的不鏽鋼材料普遍被應用在該場合中。在當今的技術條件以及經濟成本等因素的驅使下，中小口徑的電磁流量計的導管採用的都是由導磁率較低的不鏽鋼無縫鋼管；部分中型乃至大口徑的電磁流量計的導管是利用磁導率較低的不鏽鋼鋼板通過卷板機卷製成型的，其工藝類似壓力容器塔設備的筒體製造。在這個製造工藝中，磁導率較低的不鏽鋼鋼板在通過卷板機這道冷加工工序卷圓的過程中，鋼材的金相組織發生了變化(冷加工處部分馬氏體組織產生相變)，造成了鋼板的磁導率大幅度增加，對普通的吸鐵石均有明顯的吸附感；此外折彎、衝壓、熱處理等工藝也使不鏽鋼的晶體結構發生一定的變化，造成折彎處、衝壓處、受熱處導磁。在後續的焊接鋼板這一環節中，由於焊接熔池中的高熱，兩塊相鄰的鋼板在高溫及隨後自然冷卻的過程中發生了組織結構的變化，使相鄰鋼板在焊縫處的邊緣部分產生了較高的磁導率，使整條焊縫在焊接完畢後其磁導率較被均勻冷加工的卷圓板的其它部位要高。因此在電磁流量計正常運行時，理論上用於測量的磁場中有一部分通過有磁導率的鋼板後會形成迴路，從而導致中大口徑的電磁流量計真正用於測量的磁場比理論磁場弱。如果是超大口徑的電磁流量計，則上述問題會更加嚴重。
[0003]傳統的大口徑電磁流量計的線圈裝在導管的外圓周面上，即外磁式電磁流量計。在大口徑電磁流量計的線圈裝配中，線圈繞制完畢後在安裝時會有部分線圈過於靠近或架設在焊縫之上，這樣就會有大量的磁場通過高導磁的焊縫進入導管中。內磁式電磁流量計，即將線圈裝在導管的內壁上，可改善這個問題，但現有的工藝中，大口徑電磁流量計的內襯為橡膠，通過選貼膠片再硫化 的方式製造內襯，這種傳統的內襯製造方式，在內磁式電磁流量計的製造過程中，卻很難適用；採用模具注塑工藝製造內磁式電磁流量計是可行的，但由於工藝和成本原因，也無法適用於大口徑；再加上大口徑創新試驗費用高，責任大，從而導致內磁式結構應用於大口徑電磁流量計存在工藝複雜，生產效率低等缺點。
[0004]在過去生產的內磁式結構電磁流量計中，我們所採用的方法是在導管內壁安裝線圈後再在線圈上覆蓋薄壁不鏽鋼內筒，並將導管兩端與法蘭端面密封焊接後實施普通襯膠工藝，其後用環氧樹脂灌封線圈腔體，該方法由於不鏽鋼厚度的減少，明顯地比厚壁不鏽鋼導管磁導率更低，效果更好，但由於採用的是標準法蘭，重量大、成本高，在運輸和襯膠過程中，振動和高溫等不利因素，可能會發生線圈漆膜損壞等問題，仍存在工藝複雜，生產效率低等缺點。
實用新型內容
[0005]鑑於以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在於提供一種大口徑電磁流量計，用於解決現有技術中大口徑電磁流量計工藝複雜，生產效率低，精度、可靠性難以提高的問題。
[0006]為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種大口徑電磁流量計，它包括導管，導管的兩端設有法蘭，導管內設有塑料內襯，導管的內壁還設有線圈和電極，電極與電極引線連接，線圈、電極引線位於導管和塑料內襯之間，塑料內襯通過以下步驟完成:
[0007]I)將繞制好的線圈安裝在導管的內壁上；
[0008]2)根據導管及導管兩端的法蘭的整體尺寸製作兩個滾圈，兩個滾圈分別焊接在導管兩端的法蘭上；
[0009]3)在導管的兩端安裝將導管兩端封住的端蓋，端蓋上設有人孔；
[0010]4)將上述安裝好的電磁流量計整體吊裝到滾塑機上，並通過滾圈將電磁流量計與滾塑機連接；
[0011]5)從位於導管上的接管口或位於端蓋上的人孔嚮導管的內部空間加入聚丙烯粉末，加料完成後封好接管口、人孔，使導管的內部空間保持密封狀態；
[0012]6)啟動滾塑機，給導管加熱，使導管升溫，加熱同時使導管繞中心軸自轉並間歇搖擺；
[0013]7)當聚丙烯完全液化後，停止對導管加熱，導管仍繞中心軸自轉並間歇搖擺；
[0014]8)當導管溫度降低至設定的停止溫度時，導管停止繞中心軸自轉及間歇搖擺；
[0015]9)當導管溫度降低至設定的吊下溫度時，將導管從滾塑機上吊下並放置在安全的地方；
[0016]10)去除焊接在法蘭上的滾圈和位於導管兩端的端蓋。
[0017]優選的，塑料內襯的完成步驟中還包括在步驟I)之前在導管的內壁除固定線圈處以外的部分焊接鋼網或螺釘。
[0018]優選的，塑料內襯的完成步驟中還包括步驟11):將導管及法蘭上的焊點、毛刺打磨乾淨後，用電刨機拋平法蘭密封面。
[0019]優選的，塑料內襯的完成步驟6)中滾塑機對導管加熱的升溫幅度控制在4°C /分鐘，並當導管被加熱至220?240°C時，維持導管溫度在220?240°C之間。
[0020]優選的，所述步驟6)和7)中的導管的自轉速度控制在30轉/分鐘，搖擺頻率控制在30次/分鐘，搖擺幅度為45°，每次搖擺時間為2分鐘，兩次搖擺時間間隔為2分鐘。
[0021]優選的，所述步驟8)中的設定的停止溫度為90°C。
[0022]優選的，所述步驟9)中的設定的吊下溫度為40°C。
[0023]優選的，塑料內襯的完成步驟I)具體包括以下幾個步驟:
[0024]①在導管內壁的指定位置焊接螺釘；
[0025]②將線圈連同繞制支架一起搬運至導管內壁；
[0026]③對線圈進行緊固並拆除繞制支架；
[0027]④將線圈上的各類引線排布並固定在導管內壁上後，全部從位於導管上的接線盒口處引出。
[0028]優選的，線圈採用玻璃纖維漆包線或耐溫超過240°C的漆包線包覆。
[0029]優選的，塑料內襯的兩端設有沿徑向向外延伸的環形凸緣，法蘭的端面設有沿軸向向外延伸的環形凸起，塑料內襯的凸緣的外圓周面與法蘭的環形凸起的內圓周面相接觸。進一步的優選，塑料內襯的凸緣的端面上設有環形凹槽。
[0030]如上所述，本實用新型大口徑電磁流量計，具有以下有益效果:
[0031]該大口徑電磁流量計，通過將線圈放置在導管的內壁上，再通過採用滾塑機製造塑料內襯的方式，提高了大口徑電磁流量計的精度等級，簡化了大口徑電磁流量計的工藝步驟，大口徑電磁流量計的精度、可靠性較現有產品均有一個較大的提升。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1顯示為本實用新型大口徑電磁流量計的結構示意圖。
[0033]圖2顯示為圖1所示的大口徑電磁流量計的放大示意圖。
[0034]元件標號說明
[0035]I 導管
[0036]2 法蘭
[0037]21 環形凸起
[0038]3 線圈
[0039]4 電極
[0040]5 塑料內襯
[0041]51 凸緣
[0042]52 環形凹槽
[0043]6 接線盒口
[0044]7 接管口
【具體實施方式】
[0045]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。
[0046]請參閱圖1至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的範疇。
[0047]如圖1和圖2所示，本實用新型提供一種大口徑電磁流量計，它包括導管1，導管I的兩端設有法蘭2，導管I內設有塑料內襯5，導管I的內壁還設有線圈3和電極4，電極4與電極引線連接，線圈3、電極引線位於導管I和塑料內襯5之間，塑料內襯5通過以下步驟完成:
[0048]I)將繞制好的線圈3安裝在導管I的內壁上；在安裝線圈3之前還可以在導管I的內壁除固定線圈3處以外的部分焊接鋼網或螺釘；焊接鋼網或螺釘的作用是增加聚丙烯在導管I的內壁的附著力，其中，螺釘的頭部優選呈傘狀；[0049]2)根據導管I及導管I兩端的法蘭2的整體尺寸製作兩個滾圈，兩個滾圈分別焊接在導管I兩端的法蘭2上；
[0050]3)在導管I的兩端安裝將導管I兩端封住的端蓋，端蓋上設有人孔；
[0051]4)將上述安裝好的電磁流量計整體吊裝到滾塑機上，並通過滾圈將電磁流量計與滾塑機連接；
[0052]5)從位於導管I上的接管口 7或位於端蓋上的人孔嚮導管I的內部空間加入聚丙烯粉末，加料完成後封好接管口 7、人孔，使導管I的內部空間保持密封狀態；
[0053]6)啟動滾塑機，給導管I加熱，使導管I升溫，加熱同時使導管I繞中心軸自轉並間歇搖擺；滾塑機對導管I加熱的升溫幅度控制在4°C /分鐘，並當導管I被加熱至220?240°C時，維持導管I溫度在220?240°C之間；導管I的自轉速度控制在30轉/分鐘，搖擺頻率控制在30次/分鐘，搖擺幅度為45°，每次搖擺時間為2分鐘，兩次搖擺時間間隔為2分鐘；
[0054]7)當聚丙烯完全液化後，停止對導管I加熱，導管I仍繞中心軸自轉並間歇搖擺；
[0055]8)當導管I溫度降低至設定的停止溫度時，導管I停止繞中心軸自轉及間歇搖擺；設定的停止溫度優選為90°C ；
[0056]9)當導管I溫度降低至設定的吊下溫度時，將導管I從滾塑機上吊下並放置在安全的地方；設定的吊下溫度優選為40°C ；
[0057]10)去除焊接在法蘭2上的滾圈和位於導管I兩端的端蓋；
[0058]11)將導管I及法蘭2上的焊點、毛刺打磨乾淨後，用電刨機拋平法蘭2密封面。
[0059]其中，塑料內襯5的完成步驟I)具體包括以下幾個步驟:
[0060]①在導管I內壁的指定位置焊接螺釘；
[0061]②將線圈3連同繞制支架一起搬運至導管I內壁；
[0062]③對線圈3進行緊固並拆除繞制支架；
[0063]④將線圈3上的各類引線排布並固定在導管I內壁上後，全部從位於導管I上的接線盒口 6處引出。
[0064]在安裝線圈3前，需要繞制線圈3並將線圈3安裝固定在繞制支架上，然後對線圈3進行浸潰及包紮。
[0065]其中，線圈3採用玻璃纖維漆包線或耐溫超過240°C的漆包線包覆。由於在塑料內襯5的製作過程中會產生短時間的高溫，所以對線圈3的表面漆膜要求增高，也就是說漆包線的漆膜要可以短時間耐受該溫度衝擊，因此需引入玻璃纖維包覆的漆包線或耐溫超過240°C的漆包線，同時較高耐溫的漆包線可以有效地防止安裝、運輸、高溫等因素對漆包線產生的不利影響。
[0066]在完成塑料內襯5的製作後，還需要安裝電極，並完成剩餘接線工作，按照公司標準及客戶要求進行測試，如水壓試驗、負壓試驗、電火花試驗等；最後還在導管I的外部噴砂後，再噴防鏽底漆和面漆。
[0067]其中，該電磁流量計的導管1、法蘭2的製作過程包括以下步驟:
[0068]I)根據需求尺寸，加工製造法蘭2 ；
[0069]2)採購鋼板並按需求尺寸卷製成導管I ;
[0070]3)按需求尺寸加工位於導管I上的接管、鋼梯等附件；[0071]4)按照要求將導管I和法蘭2進行裝配焊接，並將接管和鋼梯等附件焊接在導管I上；
[0072]5)打磨導管I和法蘭2上的焊點、毛刺等，並將導管I內壁及法蘭2密封面進行噴砂處理，使其達到一定的粗糙度。該導管I和法蘭2經過打磨、噴砂處理後，其表面會形成眾多細小的凹孔，可增加聚丙烯在導管I內壁的附著力。
[0073]傳統的橡膠內襯即使貼兩層，也常常不能通過電火花檢測而需要修補，橡膠內襯做到不開裂，需要較多工序和較複雜的工藝控制。而本實用新型電磁流量計採用滾塑機製造內襯，簡單可靠，塑料內襯無論內在還是外觀質量，都超過橡膠，而且也比較容易控制做到衛生級。
[0074]且在塑料內襯的製作過程中，熔化的聚丙烯粉末將線圈及電極引線全部包裹，固化後將線圈及電極引線與外界全部隔離，所以絕對不會出現線圈絕緣度下降的情況，增加了電磁流量計的可靠度，這使得本實用新型的電磁流量計比傳統工藝的電磁流量計更加可
O
[0075]現有的內磁式電磁流量計，通過填注聚氨酯橡膠再硫化，由於需要模具和硫化，不容易做得很大，而採用滾塑工藝製造電磁流量計的內襯，容易做到更大的口徑。採用滾塑機製作塑料內襯取代了以前內磁式電磁流量計中的不鏽鋼內筒襯膠及灌封的工藝過程，這將大大縮短產品製造所需的時間，不僅如此，由於整體塑料包覆會使得被包覆的線圈、電極引線及其他被包覆的零部件形成一個整體，這樣所有被包覆部分受到的振動、由於一些原因引起的受潮、進水等情況將完全不會再出現。
[0076]線圈位於導管內部，導管對於磁場的影響較小，且由於塑料內襯遠比橡膠內襯光滑，塑料內襯的厚度比橡膠內襯厚，水體離導管距離較遠，寄生參數較小，這些都有助於大口徑電磁流量計做到更高的精度 ，對用於計量用的大口徑電磁流量計來說，精度提升是一個很重要的指標。
[0077]為了避免導磁，傳統工藝的用於保護線圈的外殼及導管均由比較薄的碳鋼圍成，焊縫質量控制不良，容易鏽蝕，導致線圈進水，使電磁流量計不準甚至報廢。而將線圈放置在導管的內壁上，導管對磁場的影響較小，導管可以是較厚的碳鋼，導管與法蘭間的焊縫質量也容易做得很高，即使鏽蝕也不易進水。
[0078]該電磁流量計的大口徑法蘭可設計為比標準法蘭擁有更多的螺栓孔數量但螺栓直徑卻比標準法蘭要小的多，這樣設計後將使現在的法蘭比原先的標準法蘭整體結構更為緊湊，使法蘭外圓直徑減小，這些改動意味著法蘭的整體重量將大大減少，且緊固螺栓的時候雖然緊固件數量將比原先的標準法蘭多但緊固所需要的力將會大幅度減少，這樣會使大口徑法蘭的安裝變得輕鬆且更為可靠。
[0079]該電磁流量計的塑料內襯5的兩端設有沿徑向向外延伸的環形凸緣51，法蘭2的端面設有沿軸向向外延伸的環形凸起21，塑料內襯5的凸緣51的外圓周面與法蘭2的環形凸起21的內圓周面相接觸。在製作塑料內襯5時，端蓋安裝在導管I兩端時，端蓋的外圓周面與環形凸起21的內圓周面相接觸，並預留出塑料內襯5的環形凸緣51的空間，使在塑料內襯5的製作過程中，自動形成環形凸緣51。
[0080]該電磁流量計的塑料內襯5的凸緣51的端面上還設有環形凹槽52。在製作塑料內襯5時，還可在端蓋的內端面設有與環形凹槽52相對應的突起，使在塑料內襯5的製作過程中，自動形成環形凹槽52。此時在該電磁流量計進行安裝時，將一個O型密封圈放入環形凹槽52，並將法蘭2與另一個法蘭安裝在一起，而兩個法蘭的金屬面由螺栓緊固所產生的力貼合，且塑料內襯5的端面與另一個端面貼合，則通過位於環形凹槽52的O型密封圈完成了 S封功能。
[0081]綜上所述，本實用新型大口徑電磁流量計，通過將線圈放置在導管的內壁上，再通過採用滾塑機製造塑料內襯的方式，提高了大口徑電磁流量計的精度等級，簡化了大口徑電磁流量計的工藝步驟，大口徑電磁流量計的精度、可靠性較現有產品均有一個較大的提升。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0082]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種大口徑電磁流量計，它包括導管，所述導管的兩端設有法蘭，其特徵在於，所述導管內設有塑料內襯，所述導管的內壁還設有線圈和電極，所述電極與電極引線連接，所述線圈、電極引線位於所述導管和塑料內襯之間。
2.根據權利要求1所述的大口徑電磁流量計，其特徵在於:所述線圈採用玻璃纖維漆包線或耐溫超過240°C的漆包線包覆。
3.根據權利要求1所述的大口徑電磁流量計，其特徵在於:所述塑料內襯的兩端設有沿徑向向外延伸的環形凸緣，所述法蘭的端面設有沿軸向向外延伸的環形凸起，所述塑料內襯的凸緣的外圓周面與所述法蘭的環形凸起的內圓周面相接觸。
4.根據權利要求3所述的大口徑電磁流量計，其特徵在於:所述塑料內襯的凸緣的端面上設有環形凹槽。
【文檔編號】G01F1/58GK203405241SQ201320373993
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月27日 優先權日:2013年6月27日
【發明者】趙潤, 張振山, 馬英衛, 陳國威 申請人:上海威爾泰儀器儀表有限公司, 上海威爾泰工業自動化股份有限公司