直线型列管式质量流量计的制作方法

本发明涉及质量流量计领域，具体地说，涉及直线型列管式质量流量计。

背景技术：

流体为了反抗这种强迫振动，会给管子一个与其流动方向垂直的反作用力，在这种被叫做科里奥利效应力的作用下，管子的震动不同步了，入口段管与出口段管在振动的时间先后商会出现差异，(差异是由于入口段和出口段流体流向是相反的)，这叫做相位时间差。这种差异与流过管子的流体质量流量的大小成正比。如果通过电路能检测出这种时间差异的大小，则就能将质量流量的大小给确定了。这种流量计被称作科里奥利直接质量流量计，它与世界上目前在用的几十种常规容积式流量计的最大不同是它测的质量的大小，使用的单位是kg/h。用质量(如千克)作单位的流量计比用容积(如立升或立方米)作单位的容积式流量计要准确和恒定。因为质量是遵循守恒定律的。

科氏力质量流量计的发明是科技界苦苦求索几十年的结果，它不但具有准确性、重复性、稳定性，而且在流体通道内没有阻流元件和可动部件，因而其可靠性好，使用寿命长，还能测量高粘度流体和高压气体的流量。现在汽车用的清洁燃料压缩天然气(cng)的计量就是靠它测准的，而在石油、化工、冶金、建材、造纸、医药、食品、生物工程、能源、航天等工业部门，其应用也越来越广泛。它的问世带来了流体测量技术的一次深刻变革，被专家誉为是21世纪的主流流量计。

科里奥利质量流量计是一种直接而精密地测量流体质量流量的新颖仪表，以结构主体采用两根并排的u形管，让两根管的回弯部分相向微微振动起来，则两侧的直管会跟着振动，即它们会同时靠拢或同时张开，即两根管的振动是同步的，对称的。如果在管子同步振动的同时，将流体导入管内，使之沿管内向前流动，则管子将强迫流体与之一起上下振动。

目前，为了输送更多的流体，就会采用管径更大的管子，但在大管径流体质量测量时，由于管子的直径较大，现有的科里奥利质量流量计容易产生测量误差，降低了可靠性。

因此，本发明提供了一种直线型列管式质量流量计。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供直线型列管式质量流量计，克服现有技术的困难，能够通过多管排列的方式在流量不变的情况下，尽可能减少用于科里奥利质量流量测量的流量管的直径，从而减小测量误差，提高测量可靠性。

本发明的实施例提供一种直线型列管式质量流量计，包括：

一管壳；

两导流套，分别连接在所述管壳的两端；

多根平行的导流管，设置在所述管壳内，所述导流管的两端分别连通所述导流套；

一对平行的流量管，设置在所述管壳内，所述流量管的两端分别连通所述导流套；

一驱动元件，固定于两所述流量管，所述驱动元件驱动一对所述流量管产生振动，且所述驱动元件位于所述流量管的长度方向的中央；以及

两检测元件，每个所述检测元件分别固定于两所述流量管检测振动，且两所述驱动元件分别位于所述驱动元件的两侧。

优选地，还包括一弹性连接管，所述弹性连接管的一端连接所述管壳，另一端连接所述导流套。

优选地，所述弹性连接管是弹性波纹管。

优选地，还包括多个固定板，所述固定板沿所述管壳的长度方向间隔设置在所述管壳内，所述固定板与所述管壳的长度方向相垂直，所述固定板上设有多个定位孔，所述导流管与所述定位孔过盈配合。

优选地，所述定位孔在所述固定板上蜂巢状排列或矩阵排列。

优选地，所述导流管和所述流量管的外径和内径都相等。

优选地，所述管壳沿水平面设置时，两所述流量管的水平高度低于所述导流管的水平高度。

优选地，相邻所述导流管和/或所述流量管的间距相等。

优选地，所述导流管的数量大于7根。

优选地，还包括一温度传感器，连接在所述导流管外壁。

优选地，还包括两个阻尼板，每个所述阻尼板与两所述流量管焊接，且所述阻尼板位于所述流量管的长度方向的两端。

本发明的直线型列管式质量流量计能够通过多管排列的方式在流量不变的情况下，尽可能减少用于科里奥利质量流量测量的流量管的直径，从而减小测量误差，提高测量可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本发明的直线型列管式质量流量计的立体图；

图2是本发明的直线型列管式质量流量计的示意图；

图3是基于图2的左视图；

图4是基于图2的右视图；

图5是本发明的直线型列管式质量流量计拆除管壳后的立体图；

图6是图5中a-a向的剖视图；

图7是本发明的直线型列管式质量流量计拆除管壳后的示意图；

图8是图5中e-e向的剖视图；

图9是图5中b-b向的剖视图；

图10是图5中c-c向的剖视图；

图11是图5中d-d向的剖视图；

图12是本发明中导流管与流量管的一种排列示意图；

图13是本发明中导流管与流量管的另一种排列示意图；

图14是本发明中导流管与流量管的另一种排列示意图；以及

图15是本发明中导流管与流量管的另一种排列示意图。

附图标记

1导流套

21导流管

22流量管

3管壳

4弹性连接管

5固定板

6检测元件

7驱动元件

8阻尼板

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

图1是本发明的直线型列管式质量流量计的立体图。图2是本发明的直线型列管式质量流量计的示意图。图3是基于图2的左视图。图4是基于图2的右视图。图5是本发明的直线型列管式质量流量计拆除管壳后的立体图。图6是图5中a-a向的剖视图。图7是本发明的直线型列管式质量流量计拆除管壳后的示意图。图8是图5中e-e向的剖视图。图9是图5中b-b向的剖视图。图10是图5中c-c向的剖视图。以及图11是图5中d-d向的剖视图。如图1至11所示，本发明的直线型列管式质量流量计，包括：一管壳3、两导流套1、多根平行的导流管21、一对平行的流量管22、一驱动元件7以及两检测元件6。

本实施例中的管壳3是一根圆管，但不以此为限。管壳3可以包容传感器的构件，也具屏蔽功能，减少仪表环境工况对传感器的信号干涉，但不以此为限。

两导流套1分别连接在管壳3的两端。本发明中的导流套1是多孔均匀布置的构件，分流进入系统介质的功能。导流套1是保证介质形成稳定层流，不产生气蚀的核心构件。导流套1的第一端连接管壳3，导流套1的第一端设有多个连接管口，每个连接管口分别连接一根导流管21或一根流量管22。导流套1的第二端设有一个开口，可以连接国家标准高颈法兰。国家标准高颈法兰的口径与质量流量计的口径、工作压相同，密面依工况定。导流套1的第一端到第二端之间设有与连接管口数量相等的流道分叉部分，自第一端到第二端的过程中，流道分叉部分汇总到第二端的开口，从而实现多根列管(导流管21、流量管22)的分流或是汇总。

多根导流管21设置在管壳3内，导流管21的两端分别连通导流套1。本发明中导流管21的功能仅导流系统介质。数量与质量流量计工程口径相关。也就是说，本发明通过多根导流管21来负责流体的导流，导流管21不参加质量流量的测量。当本发明的直线型列管式质量流量计被连接到更大直径的流体管时，可以通过增加导流管21的数量，而不是改变导流管21的直径来满足流量需求。优选地，导流管的数量大于7根，但不以此为限。随着流体流量的增加，导流管可以增加到20根、30根、50根等，不以此为限。

一对流量管22设置在管壳3内，流量管22的两端分别连通导流套1。本发明中的流量管22是计量流量的基础构件，为一对。当被测介质流过时，在7作用下产生正弦波感应电动势，因进、出口端科氏力不同而发生的相位差与流经介质质量成正比，变送器据此计算显示流经质量流量数值，输出单位(t/h或nm³/h)。流量管22的选材优选钛管。在一个优选实施例中，当质量流量计口径dn≧500时，传感器流量管组中的流量管选定管径φ50.8×1.8钛管做核心元件。本发明中，管壳3一端的导流套1将流体分流到多根列管(导流管21、流量管22)中，经过了质量流量测试后，再由管壳3另一端的另一个导流套1将多根列管(导流管21、流量管22)中的流体汇总。

在一个优选实施例中，本发明中的导流套1、导流管21、流量管22和管壳3可以组焊，导流套1、导流管21、流量管22和管壳3的材质可以是钛复合板，解决制造熔焊课题，减少活动部件，但不以此为限。

驱动元件7固定于两流量管22，驱动元件7驱动一对流量管22产生振动，且驱动元件7位于流量管22的长度方向的中央。本实施例中的驱动元件7可以是激励组件，由永磁铁、线圈绕组及支架构成，固定在流量管上。当线圈绕组得到交变电源后，通过永磁铁吸斥作用，沿空心轴线产生交变磁场，与流量管固有频率耦合，为变送器基础工作频率。频率范围200-400hz。

每个检测元件6分别固定于两流量管22检测振动，且两驱动元件7分别位于驱动元件7的两侧。检测元件6分别与驱动元件7间隔一端距离，以便更好地检测振动。检测元件6由永磁铁、线圈绕组及支架构成，固定在流量管上。当流量管振动时，永磁铁与线圈绕组产生相对运动形成正弦波感应电动势，当有介质流经时左右线圈绕组在科氏力作用下的感应电动势产生相位差，差值与介质流经质量是正比关系，变送器依此计算输出数值。

本发明还包括一弹性连接管4，弹性连接管4的一端连接管壳3，另一端连接导流套1。弹性连接管4对流量管22受被测介质温度影响、管壳3受环境温度影响所产生不均等膨胀量进行补偿。弹性连接管4是弹性波纹管，但不以此为限。

本发明还包括多个固定板5，固定板5是紧固在导流管上的构件，使导流管不产生振动，消除科氏力表现。固定板5沿管壳3的长度方向间隔设置在管壳3内，固定板5与管壳3的长度方向相垂直，固定板5上设有多个定位孔，导流管21与定位孔过盈配合。定位孔在固定板5上蜂巢状排列或矩阵排列，但不以此为限。导流管21和流量管22的外径和内径都相等，但不以此为限。相邻导流管21和/或流量管22的间距相等，但不以此为限。

本发明还包括一温度传感器(图中未示出)，连接在导流管21外壁。温度传感器采用pt100铂电阻，为体积流量补偿修正提供参数，输出流量显示nm³。

本发明还包括两个阻尼板8，每个阻尼板8与两流量管22焊接，且阻尼板8位于流量管22的长度方向的两端。阻尼板8与流量管22真空钎焊组合。阻尼板8的功能是阻止驱动元件7作用于流量管22所生振动的传导，减少信号干涉。

在一个优选实施例中，参考图9、10、11，管壳3沿水平面设置时，两流量管22的水平高度低于导流管21的水平高度。使得流量管22位于流体经过的最底部，保证流量管22内被流体充满，竟可能地减少气泡的产生，避免了气泡对质量流量测量的干扰。

在一个优选实施例中，图12是本发明中导流管与流量管的一种排列示意图，如图12所示，本发明中的导流管21与流量管22可以呈四行四列的排列方式，两根流量管22位于最低的一行，共14根导流管21。

在一个优选实施例中，图13是本发明中导流管与流量管的另一种排列示意图，如图13所示，本发明中的导流管21与流量管22可以呈四行四列的矩形排列方式，第一行和第四行只设两根，以便配合圆形的管壳3，两根流量管22位于最低的一行，共10根导流管21。

在一个优选实施例中，图14是本发明中导流管与流量管的另一种排列示意图，如图14所示，本发明中的导流管21与流量管22可以呈五行倒梯形的排列方式，两根流量管22位于最低的一行，共18根导流管21，以便匹配更大的流量。

在一个优选实施例中，图15是本发明中导流管与流量管的另一种排列示意图，如图15所示，本发明中的导流管21与流量管22可以成蜂巢状排列，两根流量管22位于最低的一行，共22根导流管21，以便匹配更大的流量。

本发明的流量管采用两根小口径钛管为核心元件，驱动灵敏，检测精度高，为大口径质量流量计的发展方向，可提高了仪表在线功能。如dn80-250为φ23×0.7，dn300以上为φ50.8×1.8。

本发明中的弹性连接管能有效解决不均等应力问题，可适应复杂工作环境，无需变送器运行应变感应程序补偿，就能进行精密检测，为变送器标准化创造条件。

本发明中的导流套采用复合板(钛与不锈钢)，与其他部件焊接组装，机械密封性高，无易损部件，无需维修更换。

本发明中固定板与导流管过盈组装方法，在传感器制造上的应用，保证导流管不振动、消除科氏力表现。

本发明的直线型列管式质量流量计与传统的△型、∪型和微弯型相比，被测介质在流量管中压力损失明显降低。

本发明专利，体积小、重量轻，安装方便。长度变化随质量流量计口径加大，而导流套微量增长、过程法兰变化后的总长不超过1.5米。易于在线工程安装。

本发明专利，结构简单，方便加工制造，易于实现自动化、规模化生产。

本发明专利，设计合理，检测精准，输出信号稳定，易于成为仪表行业标准，为进一步推动变送器数字化、规模化生产奠定基础。

综上，本发明的直线型列管式质量流量计能够通过多管排列的方式在流量不变的情况下，尽可能减少用于科里奥利质量流量测量的流量管的直径，从而减小测量误差，提高测量可靠性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。