水平安裝的金屬管浮子流量計的製作方法
2023-09-17 03:16:15
專利名稱：水平安裝的金屬管浮子流量計的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種流量測量裝置，更確切地說是涉及一種水平安裝形式的短行程、線性刻度的金屬管浮子(也稱轉子，以下不再強調)流量計。
流量計按測量機構的不同分為差壓式流量計、浮子式流量計、容積式流量計及動量式流量計等。目前使用最廣泛的是差壓式流量計和浮子流量計。差壓式流量計的主要結構是在管道中裝設節流件，常見的節流件是孔板。其特點是結構簡單、使用壽命長、適應性強，節流孔板有可靠的實驗數據，並已實現了標準化。其缺點是測量範圍窄，一般量程比為3∶1，且壓力損失大、刻度為非線性。浮子式流量計克服了差壓式流量計的缺點，具有結構簡單、使用維修方便、對儀表前後直管段的要求不高、壓力損失小且恆定、量程比大、適用範圍廣等特點。但由於浮子工作在錐形測量管(孔板)內，要達到高量程比，要求浮子具有較大的行程和採用較長的測量管，一般為500mm，機械加工難度較大。
目前，在我國化工、石油等工業生產中所使用的浮子流量計，其安裝形式均為垂直式，安裝方式單一且要求嚴格，給生產設計造成一定的難度。如當已有的管道是水平固定時，還需將水平管道先改為垂直管道才能安裝流量計，而當管道周圍無富裕空間時則很難再加裝流量計。
本實用新型的目的是設計一種水平安裝的金屬管浮子流量計，改變現在所有浮子流量計只能垂直安裝的單一方式，使形成一種可水平安裝的浮子流量計，且具有構造簡單、使用壽命長、適應性強、壓力損失小、行程短、具有線性刻度的特點，以彌補差壓式流量計和浮子流量計的不足。
本實用新型的目的是這樣實現的，水平安裝的金屬管浮子流量計，包括傳感器和指示器，指示器包括有殼體和設置在殼體中的帶線性刻度的錶盤、指針軸及固定在指針軸上的指針，其特徵在於所述的傳感器包括水平入口直管、連接管、垂直型測量管、錐形管、L型水平出口管和內設磁鐵的十字形浮子體；水平入口直管與垂直型測量管通過連接彎管在L型水平出口管的垂直部內垂直安裝連接，所述的錐形管設置在垂直型測量管內，所述的十字形浮子體設置在所述錐形管及所述垂直型測量管的中心位置處；所述的指示器還包括有錐柄、襯套、凸輪板軸、圓形磁鐵、固定有凸輪的凸輪板、滾輪和連杆；錐柄固定在所述的殼體一端且與所述的錶盤相對，襯套固定在錐柄內，凸輪板軸通過分別設置在襯套兩端的前、後軸承座固定在襯套的中心位置處並與所述的指針軸平行，圓形磁鐵通過軸承套固定在凸輪板軸上，凸輪板固定在凸輪板軸的端部，所述的指針軸通過軸承固定在所述的殼體內，連杆固定在指針軸上，滾輪固定在連杆上，滾輪與凸輪板上凸輪的曲線吻合；所述指示器通過其錐柄安裝固定在所述傳感器垂直型測量管及錐形管部位的外周，與垂直型測量管成空間垂直。
所述的傳感器還包括有上限位器和下限位器，分別設置在所述垂直型測量管內兩端，並位於所述錐形管兩外側端，所述十字形浮子體的垂直杆部分分別穿過上、下限位器。
所述的水平入口直管的入口端設有與水平管道成水平連接的水平入口法蘭盤，所述的L型水平出口管的水平出口端設置有與水平管道成水平連接的水平出口法蘭盤。
所述的指示器還包括有磁阻尼盤，設置在所述凸輪板軸的近前軸承座的一端上。
所述的指示器還包括有裝設在所述前軸承座上的兩塊阻尼磁塊。
所述的指示器還包括有安裝在所述凸輪板軸上的限位報警裝置。
本實用新型的水平安裝的金屬管浮子流量計，由傳感器和指示器以空間垂直的方式固定安裝在一起，內部裝有磁鐵的浮子體在垂直型測量管及錐形管內隨流體介質的流量作上、下移動，通過與指示器內圓形磁鐵的磁耦合作用，引起圓形磁鐵兩個方向的轉動，並進而通過凸輪板軸、凸輪板、滾輪、連杆、指針軸的傳動使指針擺動，在刻度盤上指示出流量大小。本流量計以不接觸的方式將浮子體的上、下位移量傳給指示器作流量大小指示。浮子體垂直水平入口直管，在錐形管內上、下移動，流量計的水平入口直管與L型水平出口管分別通過法蘭盤與管道成水平線連接，安裝方式新潁，浮子體的位移行程短、壓損小、指示刻度呈線性關係，彌補了現有的流量計只能垂直安裝的不足。
下面結合實施例及附圖進一步說明本實用新型的技術
圖1是水平安裝的金屬管浮子流量計主視結構示意圖圖2是水平安裝的金屬管浮子流量計的傳感器結構示意圖圖3是水平安裝的金屬管浮子流量計指示器結構示意圖參見圖1，水平安裝的金屬管浮子流量計包括傳感器1和指示器2，兩者在空間間成垂直安裝固定。傳感器1兩側水平入、出口通過法蘭盤3及13與管道水平連結，而實現流量計的水平方式安裝。
參見圖2，傳感器1包括水平入口直管11、L型水平出口管12、垂直型測量管7和連接管10。水平入口直管11與垂直型測量管7通過連接管10成垂直安裝。連接管10與垂直型測量管7容置在L型水平出口管12的垂直管部內。於垂直型測量管7內固裝有錐形管8(孔板)，在錐形管8的中心位置處設置有內部裝有磁鐵的十字形浮子體5(轉子體)，浮子體5在垂直型測量管7兩端上限位器6及下限位器9的上、下限位限制下可在垂直型測量管7、錐形管8及連接管10內隨流體介質流量大小作垂直於水平入口管11的上、下移動。外套管4水平連接水平入口直管11及L型水平出口管12的水平口端，水平入口法蘭盤3和水平出口法蘭盤13分別與水平入口直管11和L型水平出口管12的水平口端成水平連接。L型水平出口管12的垂直口一端與法蘭盤20連接，垂直口另一端與外套管4連接。圖中直管14、15設置在法蘭盤20另一端，為浮子體5的向上移動留出足夠的空間。
流量值與浮子體5的位置有關。工作時，流體介質在通過傳感器1中的錐形管8時，流束在錐形管8處形成局部收縮，使流速增大，靜壓力降低，在錐形管8兩端產生壓力差。該壓力差與浮子體5在流體中受到的浮力的合力，使浮子體5克服其受到的重力而向上運動。當浮子體5的重量、所受浮力及由流體速度引起的向上的壓力三者平衡時，浮子體5處於動態平衡狀態。在這一過程中，隨著浮子體5與錐形管8間環形面積的增大，流體流過環形面積的速度不斷減小，直至向上的力同向下的力相平衡時，浮子體5將相對靜止在某一位置。
參見圖3，指示器2是一套磁耦合系統，包括殼體26、設置在殼體26一端的錐柄34，設置在錐柄34內的襯套35、設置在襯套35兩端的後軸承座33及前軸承座22、設置在襯套35中心位置處的凸輪扳軸36、設置在凸輪扳軸36上的軸承套38及圓形磁鐵37、設置在凸輪板軸36端部的凸輪板30、設置在殼體26內的軸承25、裝設在軸承25上並與凸輪板軸36平行的指針軸27，固接在指針軸27上的指針28、固定在殼體26內並位於指針28內側帶線性刻度的錶盤29、固定在指針軸27上的連杆24和固定在連杆24上的滾輪23，滾輪23始終與凸輪板30上的凸輪曲線吻合。為使指針28能穩定指示，於凸輪板軸36近前軸承座22的一端裝置磁阻尼盤32，於前軸承座22上裝有兩塊阻尼磁鐵21。為限制量程，凸輪板軸36上可安裝限位報警裝置31，該限位報警裝置31可採用公知的技術實施。
指示器2通過其錐柄34固裝在傳感器1的垂直型測量管7及錐形管8部位的外側。並與垂直型測量管7成空間垂直。在指示器的磁耦合系統中，由圓形磁鐵37構成的磁跟隨器追隨浮子體5移動，即當浮子體5由於流體的動力作用在垂直型測量管7中發生位移時，浮子體5中的磁鋼和指示器2中凸輪板軸36上的圓形磁鐵37發生磁耦合，以不接觸的方式將浮子體5的位移量傳給指示器2，圓形磁鐵37隨浮子體5的上、下移動而作順、逆時針的轉動，進而引起凸輪板軸36的轉動並帶動凸輪板30旋轉，凸輪板30再通過滾輪23、連杆24帶動指針軸27、指針28旋轉，在錶盤29上指示出流量大小。
凸輪板30上凸輪的曲線是根據流體的壓力、溫度、密度、粘度等實際工況進行線性設計得出的。
本實用新型的水平安裝的金屬管浮子流量計，與現有的流量計相比，具有結構簡單、維修方便、線性刻度、量程比大、實用性強等優點，縮小了測量管的總長度，根據流量大小對選擇的從管徑DN15-100mm的不同口徑的管道，均可作成水平長度250mm的流量計，實現低行程運行。不僅解決了我國在石油、化工設計生產中使用的流量計只能垂直安裝的問題，同時降低了用戶的安裝、維護費用，方便生產。
權利要求1.一種水平安裝的金屬管浮子流量計，包括傳感器和指示器，指示器包括有殼體和設置在殼體中的帶線性刻度的錶盤、指針軸及固定在指針軸上的指針，其特徵在於所述的傳感器包括水平入口直管、連接管、垂直型測量管、錐形管、L型水平出口管和內設磁鐵的十字形浮子體；水平入口直管與垂直型測量管通過連接彎管在L型水平出口管的垂直部內垂直安裝連接，所述的錐形管設置在垂直型測量管內，所述的十字形浮子體設置在所述錐形管及所述垂直型測量管的中心位置處；所述的指示器還包括有錐柄、襯套、凸輪板軸、圓形磁鐵、固定有凸輪的凸輪板、滾輪和連杆；錐柄固定在所述的殼體一端且與所述的錶盤相對，襯套固定在錐柄內，凸輪板軸通過分別設置在襯套兩端的前、後軸承座固定在襯套的中心位置處並與所述的指針軸平行，圓形磁鐵通過軸承套固定在凸輪板軸上，凸輪板固定在凸輪板軸的端部，所述的指針軸通過軸承固定在所述的殼體內，連杆固定在指針軸上，滾輪固定在連杆上，滾輪與凸輪板上凸輪的曲線吻合；所述指示器通過其錐柄安裝固定在所述傳感器垂直型測量管及錐形管部位的外周，與垂直型測量管成空間垂直。
2.根據權利要求1所述的水平安裝的金屬管浮子流量計，其特徵在於所述的傳感器還包括有上限位器和下限位器，分別設置在所述垂直型測量管內兩端，並位於所述錐形管兩外側端，所述十字形浮子體的垂直杆部分分別穿過上、下限位環。
3.根據權利要求1所述的水平安裝的金屬管浮子流量計，其特徵在於所述的水平入口直管的入口端設有與水平管道成水平連接的水平入口法蘭盤，所述的L型水平出口管的水平出口端設置有與水平管道成水平連接的水平出口法蘭盤。
4.根據權利要求1所述的水平安裝的金屬管浮子流量計，其特徵在於所述的指示器還包括有磁阻尼盤，設置在所述凸輪板軸的近前軸承座的一端上。
5.根據權利要求1所述的水平安裝的金屬管浮子流量計，其特徵在於所述的指示器還包括有裝設在所述前軸承座上的兩塊阻尼磁塊。
6.根據權利要求1所述的水平安裝的金屬管浮子流量計，其特徵在於所述的指示器還包括有安裝在所述凸輪板軸上的限位報警裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種水平安裝、短行程、線性刻度的金屬管浮子(轉子)流量計,由傳感器和指示器成空間垂直安裝固定構成。傳感器包括水平入口管、L型水平出口管、垂直型測量管、錐形管和磁浮子體。指示器包括錐柄、凸輪板軸、磁鐵、凸輪板、滾輪、連杆、指針軸、指針及錶盤。水平入、出口管與管道成水平線連接,磁浮子體在測量管內隨流量作垂直於水平入口管的上、下移動,通過與磁鐵間的磁耦合作用,最終使指針偏轉指示流量。
文檔編號G01F1/05GK2318612SQ98200488
公開日1999年5月12日 申請日期1998年1月22日 優先權日1998年1月22日
發明者趙國軍, 王北光 申請人:王北光, 趙國軍