专利名称：质流控制装置的分流结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种质流控制装置的分流结构，特别涉及用于质流控制装置，具有使支通道流量与主通道流量的比例维持一定值的分流结构。
传统的质流控制装置包含一主通道，一流体量测支通道自该主通道一侧分出。量测元件位于该流体量测支通道，以量测该流体量测支通道的流体流量。除非支通道流量与主通道流量的比例为一定值，否则量测所得的流量必定产生误差，因此，通过主通道的流体必须保持层流(Laminar flow)，使支通道流量与主通道流量的比例为一定值。
美国专利第5,439,026号揭示一质流控制装置，其包含一主体，该主体设有一入口71、一出口及一通道73，该通道73连接入口71及出口，一流体调整元件调整流体在通道73的流量，一流量检测元件74检测通道的流量，以及一流体分流结构70经流量检测元件74输出流量控制信号至流体调整元件75，使流量达预设定的流量值，如
图1所示。此外，至少设有一入口及一出口于该通道一侧，使检测流量与通道流量一致。该发明专利案所揭示的流体分流结构是由数根细管环状固定于一中空管组成，由于细管为不锈钢材质制成，加工制造十分困难且现成品不易取得，所以该流体分流结构具有制造不易及成本昂贵的缺点。
美国专利第4,858,463号揭示一分流装置，其包含二稳定元件，该二稳定元件互相邻接。每一稳定元件包含数个轴向通孔，其可借该二稳定元件相对旋转，使该二稳定元件的数个轴向通孔位于一直线上从而形成通路。此外，其设有数个定位元件使该二稳定元件位置固定。该发明专利案所揭示的封闭的轴向通孔，具有容易产生回流的缺点。
美国专利第5,099,881号揭示质流控制装置的一分流装置，其包含一主体8，具有主通道81，该主通道包含一上游环形通道811、一下游环形通道812及一锥状环形通道813，该锥状通道813连通上游环形通道811及下游环形通道812。一栓80置于主通道81，该栓80包含一第一柱体801、一第二柱体802及一锥体803。第一通道82由上游环形通道811内表面及第一柱体801形成，而第二通道83由下游环形通道812内表面及第二柱体802形成。一缩小通道84则由锥状通道813内表面及锥体803形成，如图2所示。该发明专利所揭示的缩小通道，由于通道的截面积缩小，其对流过的流体产生压缩作用。
本实用新型的分流结构克服了上述的缺点，该分流结构使通过主通道的流体保持层流状态，且该分流结构具有制造简单及成本降低的功效。
本实用新型的主要目的在于提供一种质流控制装置的分流结构，其使通过主通道的流体保持层流状态，其分流结构具有制造简单及成本降低的功效。
本实用新型的目的是这样实现的，即提供一种质流控制装置的分流结构，其包含一外管，设有一内孔，所述内孔包含一内表面；一内柱体，包含一外表面，置于外管的内孔内；及数个间隔元件，将所述外管内孔内的内柱体予以固定；其中所述外管的内表面、所述内柱体的外表面及所述数个间隔元件之间形成数个缝隙，该缝隙可供流体通过。该间隔元件的长度与外管及内柱体的长度相等，使该缝隙的截面积保持一致，而且外管、内柱体及间隔元件采用耐蚀材质，使该缝隙的边界条件均匀一致。因此，通过该缝隙的流体所受的边界条件均匀一致。本实用新型的缝隙宽度可使通过的流体产生层流。本实用新型可由增加或减少外管内径及内柱体外径；或一外管内设数个同心圆的缝隙，并借增加或减少缝隙数量以供各种流量的质流控制装置使用。
本实用新型装置的优点在于外管、内柱体、数个固定元件及内管制造及组合容易，且可在组装特定流量的质流控制装置之前，以量产方式加工，组装完成各种流量范围的分流结构组件，然后快速装于质流控制装置内，使其具有制造简单及成本降低的功效。
为了使本实用新型的上述和其他目的、特征、和优点能更明显，以下列举本实用新型的较佳实施例，并配合附图作详细说明。
图1传统的质流控制装置的剖面图；图2另一传统的质流控制装置的剖面图；图3本实用新型的质流控制装置的剖面图；图4本实用新型的第一较佳实施例的分解立体图5本实用新型的第一较佳实施例的侧视图；图6本实用新型的第二较佳实施例的侧视图；及图7本实用新型的第三较佳实施例的侧视图。图中1外管 11内孔12内表面2内柱体 21外表面 22贯穿孔3间隔元件 3′间隔元件4缝隙 4′缝隙5内管 51内表面 52外表面90质流控制装置 91主通道92支通道 921入口 922出口93检测元件7主体 70流体控制元件71入口72出口73通道74检测元件75流体调整元件8主体 80栓 801第一柱体802第二柱体 803锥体 81主通道811上游环形通道 812下游环形通道 813锥状环形通道82第一通道83第二通道84缩小通道参照图3，传统的质流控制装置包含主通道91，该主通道91一侧设有支通道92，该支通道92包含入口921及出口922。两检测元件93则位于该支通道92一侧，以量测该两检测元件93间的流量。本实用新型的质流控制装置的分流结构则位于主通道91，其两端恰位于支通道92的入口921及出口922。流体则由质流控制装置的分流结构一端进入并由其另一端流出。
请再参照图4及图5所示，本实用新型质流控制装置的分流结构的第一较佳实施例主要包含一外管1、一内柱体2及数个间隔元件3。外管1系设有一内孔11，该内孔11包含一内表面12。内柱体2设有外表面21并可置于外管1的内孔11内。该外管1与内柱体2至少以三个长条间隔元件3将内柱体2以紧配合方式固定于外管1内，并在外管1的内表面12、内柱体2的外表面21及数个固定元件3之间产生缝隙4，该缝隙4可供流体通过。
间隔元件3的长度与外管1及内柱体2的长度相等，使该缝隙4的截面积保持一致，而且外管1、内柱体2及间隔元件3采用各种耐腐蚀性材质，其较佳采用SUS316L不锈钢材料，使该缝隙4的边界条件均匀一致，因此，通过该缝隙4的流体所受的边界条件均匀一致。本实用新型的缝隙4宽度则可使通过的流体产生层流，其雷诺数值[Re]小于2300。本实用新型可由增加或减少外管内径及内柱体外径；或一外管内设数个同心圆的缝隙，并借以增加或减少缝隙数量以供各种流量的质流控制装置使用。
请再参照图6，本实用新型质流控制装置的分流结构的第二较佳实施例主要包含一外管1、一内柱体2、数个间隔元件3、3′及至少一内管5。外管1设有一内孔11，该内孔11包含一内表面12。内管5设有内表面51及外表面52，该内管5置于外管1的内孔11内。该外管1的内管5至少以三个长条间隔元件3将内管5以紧配合方式固定于外管1内。在外管1的内表面12、内管5的外表面52及数个固定元件3之间产生缝隙4，该缝隙4可供流体通过。内柱体2设有外表面21并可置于内管5内。该内管5的内柱体2至少以三个长条间隔元件3′将内柱体2以紧配合方式固定于内管5内。在内管5的内表面51、内柱体2的外表面21及数个固定元件3之间产生缝隙4′，该缝隙4′可供流体通过。此外，本实用新型可借直径不等的数个内管5套置后，再置于外管1及内柱体2之间形成数个同心圆的缝隙4及4′。
间隔元件3及3′的长度与外管1及内柱体2的长度相等，使该缝隙4及4′的截面积保持一致，而且外管1、内柱体2、固定元件3、3′及内管5采用各种耐腐蚀性材质使该缝隙4及4′的边界条件均匀一致，因此，通过该缝隙4及4′的流体所受的条件均匀一致。本实用新型的缝隙4及4′宽度则可使通过流体产生层流效果。本实用新型控制流体流量的方法是外管内设数个同心圆的缝隙4及4′，并借增加或减少缝隙4及4′数量控制流量。
请再参照图7，本实用新型质流控制装置的分流结构的第三较佳实施例主要包含一外管1、一内柱体2、数个间隔元件3、3′及数个不等径的内管5。外管1系设有一内孔11，该内孔11包含一内表面12。内管5设有内表面51及外表面52，该内管5置于外管1的内孔11内。该外管1的内管5至少以三个长条间隔元件3将内管5以紧配合方式固定于外管1内。在外管1的内表面12、内管5的外表面52及数个固定元件3之间产生缝隙4，该缝隙4可供流体通过。内柱体2设有外表面21并可置于内管5内，该较佳实施例主要是在内柱体2内设有数个贯穿孔22，该贯穿孔22可供流体通过，且可使通过的流体维持层流。该内管5的内柱体2至少以三个长条间隔元件3′将内柱体2以紧配合方式固定于内管5内。在内管5的内表面51、内柱体2的外表面21及数个固定元件3之间产生缝隙4′，该缝隙4′可供流体通过。数个直径不等的内管5套置后，再置于外管1及内柱体2之间形成数个同心圆的缝隙4及4′。本实用新型较佳实施例主要是靠贯穿孔22，缝隙4及4′供流体通过且使通过的流体维持层流。
虽然本实用新型已以上述较佳实施例说明，然而其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围以所附的权利要求书所界定的为准。
权利要求1.一种质流控制装置的分流结构，其特征在于，包括一外管，设有一内孔，所述内孔包含一内表面；一内柱体，包含一外表面，置于外管的内孔内；及数个间隔元件，将所述外管内孔内的内柱体予以固定；其中所述外管的内表面、所述内柱体的外表面及所述数个间隔元件之间形成数个缝隙。
2.根据权利要求1所述的质流控制装置的分流结构，其特征在于，还包括至少一内管，所述内管套置于所述外管的内孔内，所述数个间隔元件，将所述外管内孔内的所述内管及内管内的内柱体分别予以固定；其中所述外管的内表面、所述内管的内、外表面，所述内柱体的外表面及所述数个间隔元件之间形成数个缝隙。
3.根据权利要求1或2所述的质流控制装置的分流结构，其特征在于，所述内柱体的轴向设数个贯穿孔，所述贯穿孔可使通过的流体维持层流。
4.根据权利要求1或2所述的质流控制装置的分流结构，其特征在于，所述外管、内柱体及数个间隔元件由耐蚀材料制成。
5.根据权利要求4所述的质流控制装置的分流结构，其特征在于，所述耐蚀材料为SUS316L不锈钢。
6.根据权利要求1或2所述的质流控制装置的分流结构，其特征在于，所述间隙可使通过流体维持层流。
专利摘要一种质流控制装置的分流结构,包含一外管、一内柱体及数个间隔元件,其中内柱体设置在外管内,并以数个间隔元件固定,在外管、内柱体及数个间隔元件之间产生可供流体通过的环状缝隙。间隔元件的长度与外管及内柱体的长度相等,使缝隙的截面积保持一致,而且外管、内柱体及间隔元件采用耐蚀材质,使通过该环状缝隙的流体所受的边界条件均匀一致。环状缝隙宽度使通过的流体维持层流,支通道流量与主通道流量的比例维持一定值。
文档编号G05D7/00GK2370446SQ98245709
公开日2000年3月22日 申请日期1998年11月9日 优先权日1998年11月9日
发明者蔡陈德, 吴锦清, 李建兴, 涂运泉, 王汉聪 申请人:财团法人工业技术研究院