具有轴向顺应性的罩端部的科氏流量计的制作方法

文档序号:6138425阅读:452来源:国知局
专利名称:具有轴向顺应性的罩端部的科氏流量计的制作方法
技术领域
本发明涉及科氏流量计,特别涉及用一个具有轴向顺应性端部的罩封闭的科氏流量计。
问题直管式科氏质量流量计在该技术中是已知的。它们可以包括这样的流量计,就是有一个单独的平直流量管、一个围绕该流量管的圆筒形平衡管,以及一个包围流量管和平衡管二者的更大的圆筒形罩。这样一种流量计示于美国专利5,398,554中。平衡管的两端用牵引杆刚性地固定在流量管上。流量管固定在包括厚端板的罩的端部上。流量管延伸而越过罩的两端部并连接在一管道上。流量计罩的主要目的是为包围在罩内的流量计部件提供物理保护。这些部件可以包括敏感装置,如驱动器、敏感器和相关的电子部件。人们希望,这些部件从操作流量计的环境中得到物理保护。这种保护是由罩提供的,罩用具有足够厚度的强度大的材料有利地制成。
在操作中,流量管相对于平衡管异相地受到电气-机械振动,平衡管的设置用来减少与单独一根未受平衡的流量管有关的振动。此种振动将科氏加速度传递给流过流量管的物料。对该科氏加速度的反作用力对流量管的振动方式形状形成微小变形。该变形是有用的,由连接到流量管或与其关联的传感器测量。这些传感器可以是速度型的或位移型的。流量管中的物料流率正比于由沿平直流量管的长度安置的两个此类传感器产生的信号之间的时间或相位延迟。这些传感器的输出信号加到电子设备上,这些电子设备为流量管中的物料产生所要的信息,如质量流率。
双重直管科氏流量计也是已知的。它们类似于单个直管流量计,不同之处是它们有一个与第一流量管平行的第二流量管。该第二流量管替代该单个流量管实施例的平衡棒。这两个流量管在其两端处连接到流量分流岐管上,后者将物料分到两个流量管上。双重流量管计可以具有或没有使流量管彼此连接的牵引杆。双重流量管科氏质量流量计的流量管彼此异相地振动,而不是与一个平衡棒异相地振动。除此之外,其操作与单个直管流量计相同。
两种类型的直管科氏流量计中的质量流量测量取决于流量管变形或弯曲,这种变形或弯曲是由物料流产生的科氏力或流量管受到的同时发生的电气-机械振动产生的。人们常常希望,科氏质量流量计的精度达到读数的0.1%。因此流量管的变形必须唯一地取决于所产生的科氏力,而不受外力和应力包括那些在流量计不同部分之间操作温度差异所产生的应力的影响。这些热应力可以在流量管中产生不希望有的轴向张力或压缩力。
轴向张力往往使流量管刚性变大而使它们不易响应所产生的科氏力。这造成流量计灵敏度降低,而由科氏力产生的真实流量信息的报告量减少。同样,轴向压缩力使流量管软化,造成所产生的科氏流量信息报告量过大。传统上,直管科氏流量计的制造使罩的两端刚性极大,因此,由连接的管道从外部施加的载荷所产生的力由刚性的罩端部传递到罩上而不是到流量管上。这使流量管与外部载荷成功地隔离,但是罩端部以及罩的刚性产生由流量管的热膨胀/收缩与流量管和流量计罩之间的温度差异导致的问题。
在直管科氏流量计中,在流量管内物料和流量计罩外部空气之间常常存在的温度差可使流量管具有与罩不同的温度。这导致流量管的热膨胀量与罩的热膨胀量不同。这些刚性的罩端部阻止此种差异膨胀并产生一个沿轴向压缩(或拉伸)流量管的轴向力,导致流量管中高的轴向应力和所指示的流率产生误差。
流量管和其罩之间的温度差异造成流量管上的轴向应力,或者是轴向压缩型,或者是轴向张力型。除了影响流量计精度外,这些应力能够超过组成流量管的物料的屈服应力。一个轴向的张应力可以将流量管端部从罩的端部上撕裂下来,或者可以撕裂流量管本身。这种应力也可以使流量管永久变形,从而使其校准因子永久变化,并使其无用。例如,如果一个不锈钢流量管长20英寸(50.8cm),比罩热200°F(93.3℃),那么它力图比罩膨胀0.036英寸(0.091cm)。如果罩和罩端部相当刚性,那么将在流量管中形成约每平方英寸50,000磅(7.25牛顿/平方米)的压缩应力。该应力可能充分地高,从而使流量管永久屈服或变形。当流量管比罩更凉时,存在类似状况,但该应力是张力而非压缩力。
传统上使用两种方法来减小热感生的应力。最普通的方法是,用热膨胀系数比制造罩的材料的热膨胀系数更小的材料来制造流量管。通常用钛来制造流量管,因为钛的膨胀系数小而抗腐蚀性能好。然后使用其热膨胀系数为钛的约两倍的不锈钢作为罩。罩的温度决定于从较热的(在该例子中)流量管流入的热量和向较冷的大气丧失的热量。通过合适的设计从流量管到罩的传导路径,将流量管设计成,罩的平衡温度位于流动物料温度和罩的周围空气温度之间的半中间处。因为罩的膨胀系数是流量管的两倍,所以形成的流量管轴向应力与流体温度无关。其次,由于钛的膨胀系数较低和弹性模量较低,因此通过热应力损坏流量计的可能性大大减小。
该设计有若干问题。最严重的问题是,它只能压热平衡的状态下工作。如果流量管中的物料温度突然变化,那么流量管温度几乎瞬时变化,而它花费时间使罩的温度跟随该变化。在该瞬时间内,流量管沿轴向受到压力,导致测量误差。
当使用不同温度系数的材料来减小管子热应力的另一问题是,不管流体温度多少,流量管只是在单一环境温度下才是没有应力的。这是因为罩的平衡温度处于管子温度和环境温度的半中间。因为对于每个流量温度只有一个罩温度会形成一无应力流量管,所以接下去是,只有一个环境温度会形成无应力流量管。这很容易用简单情况来举例说明,就是流体和环境(以及管子和罩)的温度相同的情况。如果当管子和罩为70°时流量管无应力,那么当管子和罩的温度为100°时管子处在张力中,因为钢罩力图膨胀得比钛管更大。另一方面,如果管子和罩为40°,那么罩收缩得比流量管更大,因而流量管处在压缩中。
用不同材料制造罩和流量管的第三个严重问题是制造成本。钛很昂贵且难以制造。它不能用常规工艺焊接到不锈钢上,而且只能困难地钎接到不锈钢上。
减小热感生的管子应力的另一种广泛使用的实践和方法是在流量管中设计一种几何应变释放。弯管流量计落入该范畴。这包括其流量管为U形、V形以及非平直的不规则形状的所有其它流量管。对于直管流量计,应力释放传统上位于罩端和一靠近罩端的牵引杆部件之间。在该位置中,流量管在动力学上是非活性的,因此应变释放的性能不影响流量管的振动部分的动力学。在所用的各种应变释放设计中有O形环、滑动接头、金属波纹管,以及起有孔隔板作用的减小流量管直径。这些应变释放方法充分地操作,以完成其预定作用,但它们有其自己的独特问题。
波纹管和滑动接头设计的主要问题是,它们不易清洗。这是一个严重的问题,因为可清洗性是顾客选择直管流量计的最普遍理由之一。在靠近管子端部处使用减小的流量管直径以便释放应变的流量计的缺点是流体压力降高。还存在其它几何设计,但它们都有缺点,如可清洗性、压力降或排水性能。
上面讨论了与流量管和围绕的罩之间的热应力关系有关的问题。在一个具有固定在流量管上的平衡管的单管流量计中,就温度差异和热应力而言,平衡管和流量管之间的关系与罩和流量管之间的关系是相同的。平衡管通常通过其端部刚性地固定在流量管上。这样,流量管和平衡管之间的膨胀问题与上述的流量管和罩之间的膨胀问题相同。
也应当理解,虽然有使具有厚的非顺应性罩端部的流量计尽可能减小流量管膨胀/收缩问题的各种技术,但是没有一种是不存在缺点的。特别是,热瞬变状态和变化的环境温度的问题仍然没有解决。
解决方案本发明克服了上述问题,并在提供一种具有罩的流量计技术方面获得进步,其中流量管连接在起罩端部和平衡棒端部作用的轴向顺应性隔板上。包括罩端部和/或平衡棒端部的隔板(此后称为隔板)的轴向顺应性使流量管能够相对于罩和平衡棒收缩和膨胀,使流量管上的轴向应力减小。这使流量管、罩和平衡棒可以用同一材料制成。本发明也不需要测量罩和平衡棒的温度,也不需要顺应性装置如波纹管之类成为流量管的一部分,它们可能产生可清洗性和动力学问题。
本发明的罩端隔板可以有利地用薄板材如不锈钢组成。隔板的取向垂直于流量管纵轴。隔板的周边连接在罩上,隔板的中心部分固定在流量管上,流量管通过它凸出而连接在一个外部管道上。因为隔板与其径向或横向尺寸相比相当薄,所以其中心部分可以容易地沿轴向移动。径向或横向尺寸与厚度尺寸之比至少为16比1。因为流量管连接在隔板的中央部分,所以流量管可以容易地沿轴向相对于罩移动。流量管沿径向的移动受隔板限制。
可以在罩的一端或两端设置单独一个或一对隔板。使用单独一个端部隔板将允许一个连接管道的弯矩或枢轴转矩在流量计罩内被传递到流量管上。这可能损坏流量计或可能影响其精度。因此,最好在罩端部使用双重隔板。由于其径向刚性和它们之间的物理间隔,使用双重隔板使流量管能够抵抗弯矩和防止外部弯曲载荷传递到流量管,而仍然允许由于热膨胀而在罩和流量管之间产生轴向移动。
其次,根据本发明,由于上述同样理由,隔板使平衡管的每一端与流量管连接。平衡管隔板可以在平衡管的每一端包括单独一个或两个互相间隔适当距离的孔阑式板。缘罩端隔板一样,平衡管上有利地使用双重隔板,以防止弯矩通过平衡管端部传输。但是,在平衡棒的情况下,由于流量管的振动而产生有关的弯矩。防止任何流量管弯矩延伸越过平衡管,可以防止整个流量管的摇动,此种摇动能导致流量计不精确和增加驱动该振动的流量管所需的功率。平衡管的双重隔板以类似于罩端隔板的方式允许流量管和平衡管之间的差异膨胀。
使用顺应性罩端部隔板和顺应性平衡管端部隔板允许不同流量计部件之间的差异热膨胀而具有相当小的最终的流量管应力。但是顺应性隔板使流量管承受由管道施加的轴向载荷。良好的管道连接法能够将这些外部载荷减小到一个不会显著影响流量计性能的水平。对于要求极高精度的用途,可以使用一个应变仪或类似的载荷或位移测量装置来测量由管道外加的轴向载荷。可以使用应变或载荷测量来补偿由轴向载荷产生的流量计灵敏度的任何变化。应变仪可以安置在流量管上,邻近流量计的管道上或对轴向载荷灵敏的任何位置上。
附图描述结合附图阅读下列详细描述可以更好地理解本发明的上述和其它方面,图中

图1公开先有技术的直管科氏流量计;图2公开本发明的一种单个直管科氏流量计;图3公开图2的流量计可以联接在一个管道上的情况;图4公开一种有一对直管的科氏流量计;图5例示出现在一个其罩有一单个端部部件的流量管上的弯矩和由此产生的管子偏转;图6公开在一个其罩有一双重端部部件的单个流量管上的弯矩和阻力;图7公开由图1实施例的流量管的差异膨胀产生的管子偏转;
图8公开由图4实施例的流量管的差异膨胀产生的罩终端部件的偏转;图9公开当存在温度梯度因而中心部分温度高于周边区时平面孔板终端部件的两种可能偏转;图10公开图2流量计的罩终端部件的一个可能的实施例,带有因流量管比罩更热和更冷而产生的位移;图11公开一种根据图10的罩端构造的流量计罩,在每个罩端有一对罩端部件。
详细描述图1示出一种典型的先有技术直管科氏流量计100,在其两端具有法兰103,使其能利用通过法兰孔112插入的螺栓联接在一管道上。流量计100具有单独一个流量管104,流量管104封闭在罩102内,罩102具有壁101和罩端部件109,后者利用部件111连接在法兰103上。流量管104被平衡管116封闭,平衡管116具有联接在流量管104上的平衡端部部件108,并利用部件113联接在罩端部件109上。流量管104具有入口105和出口106。
驱动器D与左传感器S1和右传感器S2安置在空间115中,空间115在平衡管116的壁107和流量管104的壁110之间。如该技术中熟知的,可以包括磁体和线圈组合的驱动器D用电子电路(未示出)致动,以便使流量管壁110相对于其纵轴沿横向振荡。传感器S1和S2检测这些振动以及科氏诱生管形变,后者是由通过流量管104的物料流量和同时发生的横向振动产生的。由传感器S1和S2从振荡产生的输出信号被加到相关的电路(未示出)上,该相关电路测定传感器S1和S2的输出信号之间的相位或时间差,并从该信息导出有关包括其质量流率的流动物料信息。
如上所述,科氏流量计的质量流动测量依靠流量管104的变弯曲,这种变弯曲是根据流量管受到的科氏力所产生的。为了获得0.1%读数的所要精度,流量管的形变必须唯一地取决于所产生的科氏力,而不受其它因素包括流量计不同部分之间操作温度差异产生的轴向应力的影响。对于图1的流量计,通常的做法是将罩端109做成极端陡峭,使外力不影响流量管104。虽然该技术使流量管104与外力成功地隔绝,但罩端109的刚性产生与流量管104和罩102包括罩壁101和罩端109之间的操作温度差异有关的问题。这些温度差异能够在流量管104中产生高的轴向应力。如果流量管104中的物料比罩的温度更加充分地高,那么流量管力图膨胀得比罩102包括刚性罩端109更大。刚性的罩端阻止此种由流量管104力图产生的膨胀,并产生一个压缩流量管104的轴向力。该温度差异可以使流量管104如图7中所示地发生弯曲。这能使流量管104永久变形,并破坏其检测科氏力的精度。在图7中,流量管104的壁110代表图1中流量管壁110的正常状态或未变形状态。虚线110a代表流量管壁110由于流量管104温度而产生的弯曲的变形状态,该流量管104的温度显著地高于罩102包括其外壁101和其罩端109的温度。罩端109的厚度阻止流量管壁110力图产生的轴向膨胀,这样做时,使壁110采取由虚线110a表示的变形的弯曲位置。
相反,如果流量管104的温度显著地低于罩102的温度,那么罩试图膨胀得比流量管大。这样做时,罩的膨胀试图沿轴向拉伸流量管104并使流量管不易弯曲。如果该温度差异足够大,该轴向张力能从罩的两端109撕裂流量管104,并使流量计报废。
从上面可以看到,先有技术试图用块体罩材料包括块体端部来平衡流量管的热膨胀和热收缩是不能令人满意的,在温度差异极大的某些情况下,可能导致流量管本身破损,或固定于流量管的传感器所产生的输入信息永远丧失精度。
图2和3的描述图2表示本发明的第一个可能的示范实施例,它包括一个具有单独一个流量管104的流量计200,流量管104位于罩102中,罩102具有壁101和两端处的罩端隔板202和209,隔板通过部件207联接在法兰103上,法兰103通过法兰208联接在管道211和212上。流量管104具有壁110,类似于图1的流量管104,其壁110受具有壁107的圆筒形平衡棒116的围绕。平衡棒壁107的两端通过一对隔板108和218固定到流量管104的壁110上。驱动器D1与传感器S1和S2位于开孔115内,开孔115在平衡棒116的壁107和流量管104的壁110之间。
图1实施例和图2实施例之间的主要差别在于,图2的实施例在罩102的两端有一对隔板202和209,将罩102联接在流量管104上。与图1的单独刚性罩端109相比,隔板202和209沿轴向是顺应性的并相当薄。流量管104的长度由于热变化而产生的变化使顺应性隔板209和202弯曲,并使流量管104上的轴向应力减到最小。
流量管104由于热变化而沿轴向收缩或膨胀。这些轴向变化通过流量管部件207传送到法兰103和法兰208上,这些法兰联接在管道211和212上。管道211和212受部件308和307的支承,并可以设有图3的肘管部件313和314,它们根据流量管104的长度变化而弯曲。肘管313和314吸收流量管104的这些长度变化,并防止它们经过部件305和300传送到管道216和217上。法兰304、303可与图2中的法兰208、103比较。肘管313和314也防止管道306的长度由于外加到图3上罩101内流量管104上的轴向应力而产生的变化。
图4的描述图4公开本发明的另一可能的示范实施例,它包括一个安置在罩102内的双直管流量计400。图4的罩102与图2的罩102的相似之处在于,它有一个圆筒形壁部分101、一对在罩102右端处的隔板209和202、一个在罩102左端处的厚的刚性罩端部109以及部件407,部件407从流量分流岐管406通过刚性的左罩端109与右罩端上的隔板209和202延伸到两端的法兰103上。
图4的实施例与图2的实施例的不同之处在于,图4实施例有一对流量管404和405,而不是单独一个流量管104和一个围绕的平衡管116。一个由磁体和线圈组合成的驱动器D使流量管404和405根据外加到驱动器D上的驱动信号彼此异相地振动。传感器S1和S2检测两个流量管的科氏加速度和位移。
流量管404和405的两端408连接在岐管/流量分流器406上。在操作中,来到流量管左部407的流动物料遇到分流器406,使流动物料在流量管404和405之间分叉。当物料到达流量管405和404的右端时,物料在406处会合,使得全部流体进入右流量管部件407,后者连接在法兰103上。
流量管404和405用同一材料制成,物理尺寸相同,因此它们根据热变化彼此均匀地沿轴向膨胀和收缩。流量管的轴向膨胀/收缩受左端部件109的阻力,但被传送到顺应性的隔板209和202上。这使它们能容纳流量管404和405的长度变化而不会将显著的应力传递给流量管。因为隔板209和202是顺应性的,当流量管如图8中所示地膨胀时,它们向外弯曲。当流量管404和405由于温度降低而收缩时,隔板202和209的顺应性也使它们能向内弯曲。
图5和6的描述图2和4的流量计设有双重隔板,其原因能参考图5和6清楚地说明。图5公开一个具有单一隔板209的罩102。图6有一对位于罩102左端处的隔板209和202。图6的双端隔板保护流量管104免受由管道上的外加弯曲载荷产生的变曲转矩。此种载荷是普遍的,并由于管道振动和管道支承件的不对准而产生。在图5上,可以看到,在管部件207上施加一个力F,使单一隔板209随流量管104围绕由隔板209的表面限定的平面作枢轴式转动而在其上部向外弯曲和在其下部向内弯曲。这种偏转是不希望有的,因为它能对流量管104传递一个位移。流量管104由于外力而产生的这种位移是不希望有的,因为它能使流量管104永久变形,并改变其对科氏力的响应,这种响应用于测定流量管104中物料的流率。
图6的流量计在罩102的左端处有一对罩部件202和209,用于流量管104免受出现在流量管部件207上的外部诱生的力。该对隔板202和209互相隔开一足够的距离,以防止流量管104像图5中流量管104那样围绕隔板作枢轴式转动。虽然隔板202和209沿轴向是顺应性的,但它们沿横向平面方向具有足够的强度,以防止流量管在图6中上下活动。它们在结合部处供给流量管104以足够的力,使隔板抵抗弯曲转矩。
图8的描述除了下述情况以外,图8的实施例相似于图4的实施例,该不同的情况是,由于流量管404和405的轴向膨胀,右端罩隔板209和202相对于罩102示于其向外弯曲的位置。图8还表示,传感器S1和S2与驱动器D通过电路路径802、803和804连接在控制电路801上。控制电路801将信号加在路径804上,使驱动器D让流量管404和405彼此异相地振动。控制电路接受传感器S1和S2在路径802和803上的输出信号,这些信号代表流量管404和405的振荡,这种振荡是由于驱动器D诱生的振荡以及由于物料流通过流量管404和405而引起的科氏振荡而产生的。
图8还公开一个通过路径805连接在控制电路801上的应变仪806。控制电路801通过路径805收到指示流量管部件809遇到的轴向应力的信号。应变仪806可以是这样一个部件,其电阻率随其受到的轴向应力而变化。应变仪806可以固定地连接在流量管部件809上。由应变仪806提供的应力信息通过控制电路801用于需要非常高的输出信息和精度的流量计用途。
图8上也示出温度传感器8,它固定在流量管404的外壁上。温度传感器808通过导体路径807连接在控制电路801上,并将有关流量管404的温度的信息传送给控制电路801。控制电路801从传感器808收到温度信息和从部件806收到应变仪信息,并使用这些信息来校正由流量计产生的包括体积流率和质量流率的输出信息的精度。流量管的温度改变其弹性模量,这转过来又决定流量管的刚性。流量管的刚性转过来又改变流量计的灵敏度,因为比起刚性更小的管子来,刚性更大的管子其顺应性更小。应变仪信息也用于通过控制电路801来校正和改善流量计输出信息的精度。应变仪信息指示流量管受张力的程度。流量管受到的张力越大,它刚性越大和越不灵敏。相反,流量管上的张力越小,它顺应性越大和越加灵敏。
控制电路801以在该技术中熟知的方式使用由温度仪808和应变仪806外加的信息,来提高由流量计输出的信息的精度,从而超过仅仅依靠从传感器S1和S2得到的精度。
图9的描述图9公开罩102的单独隔板209,根据本发明的说明,该隔板相当薄,而具有顺应性。图中没有示出通过其中心部分的流量管,以便例示不存在由流量管外加的任何力时其根据温度梯度的行为。隔板209的中心部分904的温度比其邻近流量管壁101的周边部分的温度要相对更高,由此对隔板209产生的应力使隔板或者向内或者向外弯曲,如图9中虚线901和902所示。相反,如果隔板209的中心部分904的温度比其周边部分低,那么隔板保持平面,像鼓的头部一样拉紧。如果该由于热膨胀而产生的流量管端部位移并不与由于热梯度而产生的隔板最佳位移符合一致,那么这种与温度梯度成非线性的行为可以造成小的但不可预测的流量管应力。例如,当流量管比罩冷时,管子收缩,而隔板需要保持平面。这造成沿流量管的微小应力,在测到的流率中具有小的误差。
图10的描述图10公开一种对图9的平面罩端隔板由于热梯度而产生的非线性行为问题的解决方案。图10的该实施例包括一个流量管104,它有一个围绕的罩102和罩壁101以及一个连接在流量管104的壁110上的永久弯曲的隔板1002。没有热梯度时的隔板正常位置用实线1002表示,它相对于罩102永久向外弯曲。该向外弯曲的形状消除了图9实施例的不可预测的和非线性的行为。一个正的热梯度(管子比罩热)使中心部分向外弯曲更远,如位置1002h所示,而一个负的热梯度使弯曲量减少到位置1002c。对于一个给定温度梯度的中心位移量可以由初始(无梯度)弯曲量确定。对于小的初始弯曲,该移动相当大,而对于较大的初始弯曲量,由于温度梯度的移动变得较小。最佳的初始弯曲量是使隔板的中央部分位移的量与流量管端部相对于罩位移的量相等的那个弯曲量。例如,如果流量管和罩之间的200度差异使管的长度比罩增长0.036,那么应当这样设定隔板的初始弯曲,使得罩和管子之间的200度梯度让隔板的中央部分位移0.036。流量管104可以按照流量管内物料的温度变化而沿轴向收缩或膨胀,如图10中所示。同时,隔板响应热梯度,如果管子比罩热。隔板就增大其向外弯曲,如果管子比罩冷,隔板就减小其向外弯曲。图10表明,对于合适的设计,隔板的移动刚巧匹配管子的有差异的膨胀。对于此种设计,流量管保持与热应力无关。即使快速变化的流体温度也不在流量管中产生应力。如果流体温度突然升高200度,那么在罩终端部件两端的梯度像管子温度一样迅速升高,而其膨胀的速率与管子相同。当罩开始加热时,它膨胀而减小长度差异。但是,变热的罩减小通过端部的梯度,导致端部鼓胀的适当减小。
图11的描述图11公开的本发明实施例与图10的实施例相似,不同之处是,图11的实施例在罩102的两端有一对罩端隔板1101和1102,而图10的实施例只有单独一个罩端隔板1002。图11中的该对隔板1101和1102永久性地向外弯曲,并提供图10实施例的描述中讨论的所有优点。但是,该对隔板1101和1102防止流量管104随外部产生的弯曲力矩而枢轴式转动,并使流量管与这些力矩有利地隔绝,其理由与图6中在流量计罩102的两端有一对罩终端部件的实施例的情况中详细讨论的相同。
图11中包括部件1103和法兰103的实施例可以有利地联接在图3所示的管道系统上,其中流量管104的轴向长度的变化可以被管道的直角部件313和314吸收,图11的流量计可以利用法兰103联接在这些直角部件313和314上。
可以清楚地理解,本发明不限于优选实施例的描述,而是包括处在本发明概念的范围和精神中的其它修改和变化。
例如,流量计罩不一定是圆筒形,如果需要,可以是矩形、三角形或不规则形状。该罩可以由一个球组成。
权利要求
1.一种流量计,包括一个圆筒形罩(102);一个盘状隔板机构(202),组成所述罩的至少一端并置于所述罩内,垂直于所述罩的纵轴;所述隔板机构的周边,固定在所述罩的圆筒形壁(101)上;一个基本上平直的流量管机构(104),安置于所述罩内,平行于所述罩的纵轴,所述流量管机构的端部通过所述隔板机构延伸到一个终端(103),该终端适合于联接到一物料源和一物料容器上;所述隔板机构的横向尺寸显著大于其厚度,其轴向顺应性显著地大,使所述流量管机构能够沿轴向膨胀/收缩,而没有随所述流量管机构内的热变化而产生的相对于所述罩的永久变形。
2.权利要求1所述的流量计,其特征在于,所述隔板机构包括一个组成所述罩的第一端部的第一隔板(202)和一个组成所述罩的第二端部的第二隔板。
3.权利要求1所述的流量计,其特征在于,所述隔板机构包括一个组成所述罩的第一端部的第一隔板(202),而其中所述流量计还包括一个组成所述罩的第二端部的刚性非顺应性部件(109)。
4.权利要求2所述的流量计,其特征在于,所述隔板机构包括位于所述罩的第一端部处的第一对隔开的隔板(202、209)和位于所述罩的第二端部处的第二对隔开的隔板;每一对所述隔开的隔板有效地防止所述流量管机构所连接的管子的外部弯矩围绕一枢转点枢轴转所述流量管机构,该枢转点由所述一对隔开的隔板组成。
5.权利要求1所述的流量计,其特征在于,所述隔板机构具有轴向顺应性,足以使其相对于所述罩沿轴向向内和沿轴向向外弯曲一个量,该量基本上等于所述流量管机构的长度由于流量管机构热变化而产生的增量和减量。
6.权利要求1所述的流量计,其特征在于,所述隔板机构具有轴向顺应性,足以使其相对于所述罩沿轴向弯曲一个量,该量基本上等于所述流量管机构的长度变化减去所述罩的长度变化,这些长度变化是由于所述流量管机构相对于所述罩的热变化而产生的。
7.权利要求1所述的流量计,其特征在于,所述隔板机构(1002)有一永久弯曲的表面,以其凸出的侧面从所述罩沿所述流量管机构的纵轴向外而取向。
8.权利要求7所述的流量计,其特征在于所述隔板机构(1002)取这样一个向外弯曲的凸出位置,该凸出位置的曲率随所述隔板机构的邻近所述流量管机构的部分的温度高于所述隔板机构的邻近所述罩的部分的温度而增大;所述隔板机构取这样一个向外弯曲的凸出位置,该凸出位置的曲率随所述隔板机构的邻近所述流量管的部分的温度低于所述隔板机构的邻近所述罩的部分的温度而减小。
9.权利要求1所述的流量计,其特征在于,隔板机构(202)与其直径相比较足够地薄,因此,当所述流量计在预定的温度限度内操作时,该隔板机构对所述流量管的长度方向热膨胀并不提供足够的阻力以便超过流量管机构的屈服应力。
10.权利要求1所述的流量计,其特征在于,所述隔板机构相对于其横向尺寸足够地薄,因此,当所述流量管机构遭受热变化而产生长度变化时,隔板机构中心部分的温度高于其周边温度,导致所述隔板机构当不连接到所述流量管机构上时沿轴向位移一个量,该量基本上等于当连接到所述流量管机构上时所述隔板机构的中心部分沿轴向移动的量。
11.权利要求1所述的流量计,与下列组合一个平衡棒(107),其位置基本上平行于所述流量管机构;平衡棒隔板机构(108、218),将所述平衡棒的端部部分连接在所述流量管机构上;所述流量管机构固定在所述平衡棒隔板机构上并通过它延伸;所述平衡棒隔板机构具有轴向顺应性,足以使所述流量管机构随其相对于所述平衡棒的热变化而产生没有永久变形的长度变化。
12.权利要求11所述的流量计,其特征在于,所述平衡棒为圆筒形,并围绕所述流动管机构。
13.权利要求1所述的流量计,其特征在于,所述流量管机构(104)包括单独一个流量管。
14.权利要求13所述的流量计,其特征在于,所述单独一个流量管固定在一个平衡棒上,平衡棒的位置基本上平行于所述流量管机构。
15.权利要求1所述的流量计,其特征在于,所述流量管机构包括一对平行的流量管(404、405)。
16.权利要求1所述的流量计,其特征在于所述流量管机构基本上是平直的;所述罩是圆筒形的;所述隔板机构是盘形的;所述隔板机构有一个基本上平的表面;所述周边包括一个所述盘形隔板机构的圆周。
17.权利要求1所述的流量计,其特征在于,所述隔板机构具有轴向的顺应性,足以便于所述流量管机构由于其相对于所述罩的热变化而产生相对于所述罩的长度增减。
18.权利要求17所述的流量计,还包括一个用于产生驱动器信号的控制电路(801);一个联接在所述流量管机构上的驱动器(D),用于根据所述驱动器信号的产生而使所述流量管机构发生振荡;所述流量管机构上的传感器机构(S1、S2),用于产生代表所述流量管机构的振荡的传感器输出信号;用于将所述传感器机构输出信号处加到所述控制电路上的机构(802、803);在所述流量管机构上的温度检测器(808),用于产生代表所述流量管机构温度的输出信号;用于将所述温度检测器输出信号外加到所述控制电路上的机构(807);一个在所述流量管机构上的应力仪(806),用于产生代表所述流量管机构上的轴向应力的输出信息;用于将所述应力信息外加到所述控制电路上的机构(805);所述控制电路响应所述传感器机构输出信号的接收,用于产生有关所述流量计中物料流量的第一等精度的输出信息;所述控制响应所述温度信息和所述应力信息以及所述传感器机构输出信息的接收,用于产生有关所述流量计中物料流量的更高等级精度的输出信号。
19.一种制造流量计的方法,包括下列步骤将一个隔板机构的周边固定在一个罩上,使得所述隔板机构形成所述罩的至少一个端部,所述罩有一个第一和第二端部;将流量管机构安置在所述罩内,并从所述罩内通过所述隔板机构延伸到一个在所述罩外的终端(103)上;将所述流量管机构固定在所述隔板机构上;所述隔板机构包括至少一个隔板,其横向尺寸显著大于其厚度;所述隔板机构具有轴向顺应性,足以使所述流量管机构随其相对于所述罩的热变化而产生没有永久变形的长度增减。
全文摘要
一种流量计,位于一个罩内,具有用于罩端部的顺应性隔板。这些隔板具有轴向顺应性,足以使流量管能够随热变化而自由地膨胀/收缩,并不产生流量管的永久变形。
文档编号G01F1/84GK1249033SQ98802858
公开日2000年3月29日 申请日期1998年2月17日 优先权日1997年2月27日
发明者C·B·范克勒维, R·S·洛维, G·T·朗哈姆 申请人:微动公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1