一種多聲道超聲波流量計的製作方法

2023-04-30 04:46:32

本實用新型屬於液體流體計量技術領域，具體涉及一種多聲道超聲波流量計。

背景技術：

超聲波流量計和傳統的機械式流量儀表、電磁式流量儀表相比具有計量精度高、量程比更大，更能適應被測流體溫度、壓力、密度等參數的變化，對管徑及其管道水平、垂直走向的適應性強，使用方便，易於數位化管理等優點。目前，超聲波流量計已經廣泛的應用到市政供熱、水務、工業、礦山、發電廠等流量測量領域，技術日益成熟。在實際應用中，對超聲波流量計的量程範圍和計量精度有了更高的需求。對於提高測量精度，其中一個方向是通過換能器的安裝設置，增大發射和接收超聲波的換能器在管段軸線上的投影距離，即，增大超聲波在管段軸線上的聲程，來提高超聲波流量計的量程比和計量精度。

中國專利CN 202092694 U公開了一種超聲波水錶，換能器安裝在管段的傾斜孔中，由於傾斜孔的加工需要的空間較大以及換能器安裝在斜孔中也需要與管段兩端的法蘭留出足夠的空間，所以換能器只能設置在距離法蘭較遠處。這就限制了超聲波的有效聲程以及流量計的量程比的提高。

中國專利CN 205785594 U公開了一種多聲道超聲波熱量表基表，換能器通過支架設置在垂直於管段的安裝孔中，垂直孔的結構更加簡單，便於加工，增大了兩個換能器之間的距離，提高了計量精度。但是，也存在諸多缺陷，換能器支架設置有定位孔，通過螺釘與管段固定連接，限制其旋轉移動，由於螺釘與安裝孔之間存在的間隙較大，所以角度定位精度不高，影響計量精度；通過支架上設置臺階，在臺階處設置O型圈來密封，密封壽命一般為6年左右，定時更換費時費力。

技術實現要素：

本實用新型針對現有技術存在的不足，提供了一種多聲道超聲波流量計，改進了換能器安裝座的定位方式以及密封方式，使得定位準確，密封壽命長。

一種多聲道超聲波流量計，包括管段、安裝座和換能器，所述管段兩端設置有法蘭，所述管段上垂直於管段設置有定位管，在管段和定位管上開設安裝孔，所述安裝座設置於安裝孔中，包括固定部、緊固件和密封件，所述換能器設置於安裝座中，其特徵在於：

所述固定部由第一圓柱體、第二圓柱體和第三圓柱體構成，所述第二圓柱體的直徑最大，所述三個圓柱體之間形成第一臺階面和第二臺階面，所述第一圓柱體兩側去除材料形成兩個平面，所述第二圓柱體上開設環形槽，

所述安裝孔由直徑由小到大的第一孔、第二孔和第三孔構成，所述三個孔之間形成第一定位面和第二定位面，所述第一孔形狀與第一圓柱體相適配，所述第二孔與第二圓柱體相配合，所述第一定位面與第一臺階面相貼合時第二定位面與第二臺階面相平齊，

所述密封件包括密封墊二和密封圈三，所述密封圈三設置於環形槽中，所述緊固件與定位管可拆卸連接將密封墊二壓緊於第二定位面與第二臺階面上。

在上述方案基礎上，所述緊固件由墊片和壓緊環組成，所述壓緊環與第三孔螺紋連接，所述墊片設置於密封墊二上方。

在上述方案基礎上，所述安裝座開設安裝孔二，所述換能器設置於安裝孔二中，所述換能器與安裝孔二的底面之間設有密封墊一，所述換能器發射端有凸臺，圓環形壓片通過螺釘與安裝座可拆卸連接，將換能器固定並壓緊在安裝孔二中。

在上述方案基礎上，所述第三圓柱體上開設穿線孔一，所述穿線孔一與安裝孔二連通。

在上述方案基礎上，所述定位管上設置有頂蓋，所述頂蓋和定位管可拆卸連接。

在上述方案基礎上，所述管段外部設置有電路盒和穿線管，所述電路盒中設置有積分儀，所述穿線管一端連接定位管的側壁，另一端連接電路盒。

本實用新型的有益效果：

1.安裝座的旋轉定位通過特定形狀的第一圓柱體和第一孔配合實現，二者的特定形狀由機加工來保證精度，二者之間的間隙很小，所以定位精度高，配對使用的換能器定位準確，收發信號穩定，提高了計量精度。

2.安裝座採用聚四氟密封墊和矽膠圈兩級密封方式，聚四氟墊的使用壽命可達幾十年，密封的可靠性高、耐久度好，解決了要定期更換密封件的困擾。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例整體結構示意圖；

圖2為本實用新型一實施例換能器安裝座部局部放大示意圖；

圖3為本實用新型一實施例換能器安裝孔部局部放大示意圖；

圖4為本實用新型一實施例換能器安裝座及緊固件爆炸圖；

圖5為本實用新型一實施例第一圓柱體212的剖面圖。

具體實施方式

下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型的技術方案做進一步說明。

一種多聲道超聲波流量計，如圖1、2所示，包括管段1、安裝座2和換能器3，所述管段1兩端設置有法蘭7，所述管段1上垂直於管段1設置有定位管4，在管段1和定位管4上開設安裝孔11，所述安裝座2有兩對以上，設置於安裝孔11中，包括固定部、緊固件和密封件，所述換能器3設置於安裝座2中，其特徵在於：

如圖4所示，所述固定部由第一圓柱體212、第二圓柱體213和第三圓柱體214構成，所述第二圓柱體213的直徑最大，所述三個圓柱體之間形成第一臺階面215和第二臺階面216，所述第一圓柱體212兩側去除材料形成兩個平面，如圖5所示，所述第二圓柱體213上開設環形槽218，

如圖3所示，所述安裝孔11由直徑由小到大的第一孔111、第二孔112和第三孔113構成，所述三個孔之間形成第一定位面115和第二定位面114，所述第一孔111形狀與第一圓柱體212相適配，所述第二孔112與第二圓柱體213相配合，所述第一定位面115與第一臺階面215相貼合時第二定位面114與第二臺階面216相平齊，

如圖4所示，所述密封件包括密封墊二241和密封圈三242，所述密封圈三242設置於環形槽218中，所述緊固件與定位管4可拆卸連接將密封墊二241壓緊於第二定位面114與第二臺階面216上。

換能器3成對使用，一對組成一個超聲波通道，如圖1所示，本實施例設置有兩對，根據實際的需求可以採用三對或四對乃至更多對，在某對換能器3損壞的情況下，其他的可以繼續使用，而且這種多聲道結構還能提高數據採集的準確度和可靠性。

現有技術中，換能器支架設置有定位孔，通過螺釘與管段固定連接，限制其旋轉移動，由於螺釘與安裝孔之間存在的間隙較大，所以定位精度不高，影響計量精度。本實用新型，第一圓柱體212兩側去除材料形成兩個平面，如圖5所示，為特定形狀，通過與之形狀相同的第一孔111的配合，來定位安裝座2防止其轉動。第一圓柱體212和第一孔111的特定形狀，由機加工來保證精度，二者之間的間隙很小，所以定位精度高，配對使用的換能器3在工作過程中定位準確，收發信號穩定，提高了計量精度。安裝座2的彎頭部分，可以根據不同口徑的管段、換能器間的投影距離等，來設計彎頭彎折角度。安裝座2深入管道內的部分的凸出高度小於10mm時，水流衝擊安裝座2凸出部分產生的紊流影響最小，可以忽略不計。

現有技術中，密封多採用一道矽膠密封，由於矽膠的使用壽命較短，尤其在供熱管路矽膠圈密封往往使用6年就要更換。與現有技術不同，本實用新型中安裝座2採用兩級密封，其中一級密封的密封墊二241為聚四氟材質製成，密封墊二241呈圓環形，其內徑大於等於第三圓柱體214的直徑，其外徑要大於第二孔112的直徑。安裝座2安裝在安裝孔11中後，所述第二臺階面216和第二定位面114平齊處的縫隙剛好被密封墊二241壓緊；二級密封的密封圈三242為矽膠密封圈。聚四氟墊的使用壽命可達幾十年，密封的可靠性高、耐久度好，解決了要定期更換密封件的困擾。

在上述方案基礎上，如圖4所示，所述緊固件由墊片231和壓緊環232組成，所述壓緊環232與第三孔113螺紋連接，所述墊片231設置於密封墊二241上方，所述墊片231為彈性鋼製，在水溫變化時，墊片231可以彈性調節以更好的壓緊壓平密封墊而241，同時防止在壓緊環232在擰緊的過程中損壞密封墊二241。

在上述方案基礎上，如圖4所示，所述安裝座2開設安裝孔二219，所述換能器3設置於安裝孔二219中，為防止管段1內液體洩漏，換能器3與安裝孔二219的底面之間設有矽膠密封墊一304，所述換能器3發射端有凸臺，圓環形壓片301套在換能器3發射端的凸臺上，通過螺釘302與安裝座2可拆卸連接，將換能器3固定並壓緊在安裝孔二219中。

在上述方案基礎上，如圖2所示，所述第三圓柱體214上開設穿線孔一211，所述穿線孔一211與安裝孔二219連通。所述換能器3的引線經過穿線孔一211從第三圓柱體214上側引出。

在上述方案基礎上，如圖2所示，所述定位管4上設置有頂蓋42，所述頂蓋42和定位管4可拆卸連接。

在上述方案的基礎上，如圖1所示，多聲道超聲波流量計包括設置於管段1外部的電路盒6和穿線管5，所述電路盒6中設置有積分儀，所述穿線管5一端連接定位管4的側壁，另一端連接電路盒6，所述換能器3的引線經過穿線孔一211從第三圓柱體214上側引出後進入穿線管5，與電路盒6中的積分儀連接。

可理解的是，儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由所附權利要求及其等同物限定。