双环路型科里奥利质量流量计制造技术

一种利用科里奥利质量流量计测量流经细小流体流经管路的流体流速所用的装置。这种流量计具有由两个环路构成的单一流动管路。这两个环路通过跨接部分彼此相连接。利用驱动器使两个环路振动，并测量两个环路在端部之间的相位差。通过测量得到的相位差即可以获得流体流动速度。这种流体流动管固定在固定连接部件上，进而固定在壳体上。这种固定连接部件还用于将流量计上的振动动态部分与流量计上的非振动部分分离开。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用具有串联双环路型流体流动管的科里奥利质量流量计来测量流经流体流经管路的流体流速所用的装置。更具体地说，本专利技术涉及连接流体流动管上两个环路时使用的部件。更具体地说，本专利技术涉及将流体流动管和流体流动管壳体连接起来所用的固定连接部件。在先技术中存在的问题众所周知，利用科里奥利质量流量计测量流经流体流经管路的流动材料的质量流速和其它信息的技术，已经由1985年1月1日授予J.E.Smith等人的美国专利US4491025和1982年2月11日授予J.E.Smith的美国再颁专利Re.31450所公开。这些流量计均具有一个或多个呈弯曲形状的流体流动管。在科里奥利质量流量计中的每一根流体流动管均具有一组固有振动模式，这些模式可以为简单弯曲扭转型振动模式，也可以为耦合型振动模式。可以对每一根流体流动管实施驱动，以使其以这些固有振动模式中的一个模式产生共振。这种具有振动型材料的系统的固有振动模式局部地随流体流动管和位于该流体流动管中的流动材料的质量之和的变化而变化。流动材料可从位于流量计输入侧上的由所连接着的流体流经管路流入至流量计。所输入的流动材料沿一根或多根流体流动管流动，并由流量计排出至连接在输出侧的流体流经管路。驱动器输出驱动力以使流体流动管振动。当没有流动材料流经流量计时，流体流动管上各个点处的振动处于相同相位。而当有流动材料流经流量计时，科里奥利加速度将使流体流动管上的各个点产生与流体流动管上其它点不同的相位。在流体流动管输入侧处的振动相位将滞后于驱动相位，而在输出侧处的振动相位将超前于驱动相位。配置在流体流动管上的传感器可以产生与流体流动管的运动相对应的正旋信号。在两个传感器输出信号之间的相位差与流经一根或多根流体流动管中的流动材料的质量流速成正比。流经流体流动管的流动材料仅能在振动着的流体流动管的输入端部和输出端部之间产生大约为几度的相位差。当取时间差表示该测量结果时，由流动材料的流动所产生的相位差为仅几十微秒至毫微秒。一般说来，可供实用的流速测量技术的误差为0.1％左右。因此，必须对科里奥利流量计进行精确地设计，这样才能够准确地测量这种微小的相位差。使用单环路串联型流体流动管测量流经流体流经管路的流动材料流速的技术已经是众所周知的。然而，这种单环路串联型流体流动管由于所固有的不平衡性而存在有缺陷。具有单环路串联型流体流动管的科里奥利流量计具有由固定部件上呈悬臂梁形式延伸出的一个弯曲管路或环路。双环路型科里奥利流量计是平衡型流量计。一个双环路型科里奥利流量计具有两个彼此平行的、由固定部件上延伸出的弯曲管路或环路。可以驱动这两个平行流体流动管以便按彼此相反的方式振动，以便用一根流体流动管上产生的振动力抵消另一根流体流动管上产生的振动力。因此在构造适当的双环路型科里奥利流量计中，流量计不会受到位于流量计和流体流经管路之间的安装点处的振动的影响。因此将这种流量计称为“平衡型”流量计。由于可以消除振动，使得这种双环路型科里奥利流量计可以单独地配置在流体流经管路上。具有单环路串联型流体流动管的科里奥利流量计必须牢固地安装在支撑体上，该流体流动管可以倚靠着该支撑体振动。由于单环路串联型流体流动管需要使流体流经管路位于可以作为支撑体的物体附近，所以支撑体的存在限制了这种具有单环路串联型流体流动管的流量计在许多重要工业
中的应用。因此，双环路型流量计是一种比较好的流量计。如何对以低流速流经流体流经管路的材料实施测量是一个更难以解决的问题。当流经流体流经管路的质量流速基本上等于或小于每分钟4磅时，通常被认为是产业应用的下限。可用于测量这种低流速流动材料的科里奥利质量流量计必须由相对较小的小型部件构成，而这种部件包括诸如管路和歧管等等。这种相对较小的部件更难以实施诸如焊接处理等等的处理操作，因而对制造工艺提出了许多挑战。测量低流速流动材料的一种解决方案就是使用具有单环路串联型流体流动管的科里奥利质量流量计。具有单环路串联型流体流动管的科里奥利质量流量计在若干方面具有优点。比如说这种流体流动管的直径可以制造得比较大，从而可以减少材料流经流量计时产生的压力下降。不需要设置歧管以将流动流体分入至两个管路。比较大的流体流动管更容易被轧制成型，且更容易实施焊接连接。具有单环路串联型流体流动管的科里奥利质量流量计还具有许多其它优点。具有单环路串联型流体流动管的流量计的缺点在于它不是一种平衡型流量计，所以不能单独地安装在流体流经管路上。具有双环路平行型流体流动管的流量计可以单独地安装在流体流经管路上。然而测量低流速所必需的小型尺寸使得具有双环路平行型流体流动管的流量计在设计和制作时会遇到许多问题。这些问题限制了双环路双流体流动管的科里奥利流量计在测量低质量流速时的产业应用。具有双环路平行型流体流动管的流量计所存在的一个特殊问题就是，它必需设置有歧管，以便能够将进入至流量计输入端部处的流体分流，进而输入至两根流体流动管。测量低质量流速时所必需的小型尺寸使得难以通过铸造或其它方式制作出这种歧管。而且，歧管还将增大材料流体流经流量计时的压力下降。流体流动管还必需通过熔焊或钎焊方式与歧管相连接。由于管壁非常薄，所以非常难以实施焊接。而且，焊接部位和连接部位还将使得表面不再平滑，而在将流量计应用在排污系统时流量计必需具有平滑的表面。将流量计应用在排污系统时需要具有连续平滑的流体流动管表面，这是为了防止流动材料附着在流体流动管的管壁上。而且，所需要的辅助焊接还将降低生产效率。因此，人们一直在研制可以不使用歧管且可以测量低流速材料的流量计。直径比较小的双流体流动管使得这种管路更容易被堵塞。直径比较小的流体流动管还需要使流经流体流动管的流动材料具有足够的流速。由于在流动材料中比较小的颗粒也可能会妨碍流动材料在比较小的流体流动管中的流动，所以当流动材料流经这种流体流动管时更容易产生堵塞。这种流动性妨碍会使流速的读数不准确，并且有可能使流体流动管产生爆裂。因此，双流体流动管也不能有效地解决如何对低流速材料实施测量的问题。当流动材料为承受有压力的材料时，用科里奥利流量计测量流经流体流经管路的材料流速还可能出现另一个问题。即如果流体流动管发生爆裂，承受有压力的材料将由高压流体流动管中快速地喷射至其压力比流体流动管内低的外侧周围环境处。由流体流动管喷射出的高压流动材料还可能会对流体流经管路和周围环境产生危害。技术方案本专利技术的装置具有双环路串联连接型流体流动管，本专利技术的装置可以解决如上所述的问题以及其它问题。本专利技术中的每一个环路均位于与包含有另一个环路的平面相平行的平面之内。流体流动管由壳体包围着，而且该壳体通过固定连接部件与流体流动管相连接。壳体的结构构成使得它可以容纳当流体流动管爆裂时由流体流动管泄露出的高压流动材料。这些优点使得根据本专利技术构造的装置可以用来测量流经流体流经管路的材料流速，当材料是以低流速流经流体流经管路时也是如此。在本专利技术中，位于串联连接型流体流动管中的双重环路是通过跨接部分相连接的。第一环路中的输出端部在包含该第一环路的平面内与跨接部分的输入端部相连接。第二环路中的输入端部在包含该第二环路的平面内与跨接部分的输出端部相连接。配置在流体流动管中的跨接部分使得本专利技术可以同时具有串联型和平行型流体流动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有连续的串联型流体流动管（１０１）的科里奥利流量计（４００），这种流体流动管（１０１）具有一个由与其相连接的流体流经管路处接收流动流体所用的输入管路（１０３）和一个将流动流体送回至所述流体流经管路所用的输出管路（１０４），所述科里奥利流量计（４００）具有： 所述流体流动管（１０１）的位于第一平面（Ｆ２）中的第一环路（１５１），这一环路（１５１）具有一个第一端部（１１６）和一个第二端部（１１８），环路（１５１）的所述第一端部（１１６）与所述输入管路（１０３）相连接，而且所述第一端部（１１６）和所述第二端部（１１８）具有彼此不平行的纵向轴线； 所述流体流动管（１０１）的位于第二平面（Ｆ１）中的第二环路（１５２），这一环路（１５２）具有一个第一端部（１２６）和一个第二端部（１２８），所述第二环路（１５２）的第二端部（１２８）与所述输出管路（１０４）相连接，而且所述第二环路（１５２）的所述第一端部（１２６）和所述第二端部（１２８）具有彼此不平行的纵向轴线； 所述流体流动管（１０１）的跨接部分（１１５），该跨接部分（１１５）是通过所述流体流动管上的位于所述第一环路（１５１）之第二端部（１１８）与所述第二环路（１５２）之第一端部（１２６）之间的一个弯曲部分形成的，而且所述跨接部分（１１５）将流动流体由所述第一环路（１５１）引导至所述第二环路（１５２）； 用于使所述流体流动管（１０１）产生振动的驱动装置（１３１）； 测量所述流体流动管的运动所用的传感器装置（１３２－１３３）；以及 响应于所述传感器装置以确定流经所述流体流动管的流体流速所用的装置。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CJ奥利拉，DF诺尔门，ED利斯特，
申请(专利权)人：微动公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]