电磁流量计的制作方法

本发明涉及一种具备与测定管配合来形成流体通道的接头的电磁流量计。

背景技术：

作为以往的电磁流量计，例如有专利文献1、专利文献2所述的那样，为了连接上游侧的管道、下游侧的管道而具备接头的电磁流量计。该接头具备形成流体通道的筒状部和从该筒状部朝径向的外侧突出地固定于电磁流量计的壳体的凸缘部。在筒状部的一端部，形成有用于供测定管的顶端部插入来进行连接的圆形孔，并且设置有用于对该圆形孔与测定管的外周面之间进行密封的密封构件。

在筒状部的另一端部设置有供管道拧入的内螺纹和利用工具用的八角形的突起部。电磁流量计的壳体由金属或塑料形成。测定管由陶瓷或塑料形成，接头由金属形成。

可是，在测定管被连接至接头的结构的电磁流量计中，在装配结束后对测定管与接头的连接部分进行密封性的检查。该检查通过用检查用的流体充满由测定管和接头构成的流体通道，向该流体通道施加压力来进行的。通过实施该检查，流体的压力从流体通道侧施加到设置于测定管与筒状部的圆形孔之间的o形圈。在o形圈的密封性未达到规定的基准的情况下，流体会泄露，因此能够判定密封性低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5887683号公报

专利文献2：日本专利第6250580号公报

技术实现要素：

[发明要解决的问题]

在测定管经由接头连接至管道的电磁流量计中，测定管被施加过大的弯曲载荷或压缩载荷，因而有测定管破损的担忧。

该弯曲载荷多在将电磁流量计连接至管道时被施加于测定管。在将电磁流量计连接至管道时，通常在固定了接头的状态下，将管道拧入该接头。

然而，当操作人员在固定了壳体而非接头的状态下将管道拧入接头时，扭转方向上的载荷和弯曲方向上的载荷从该接头施加到壳体。当像这样施加载荷时，在壳体的固定部分与接头之间，壳体发生弹性变形，并且接头随之发生位移。此时，当测定管的顶端抵靠在接头上时，测定管与接头一体地发生位移从而破损。

像这样的壳体的变形在上游侧的管道与下游侧的管道发生轴偏差那样的情况下也会产生。当在像这样发生轴偏差的上游侧管道与下游侧管道之间安装电磁流量计时，弯曲载荷从连接有管道的壳体两侧的一对接头施加到壳体，从而壳体发生弹性变形。即使在像这样的情况下，当壳体的变形量变多时，测定管无法承受变形从而破损。

另一方面，过大的压缩载荷被施加到测定管的原因是管道、各部件(壳体、接头、测定管等)会发生热膨胀。管道由于由流体的温度、电磁流量计周围的温度上升而引起的热膨胀而伸长。上游侧的管道与下游侧的管道分别伸长，从而压缩载荷被施加到测定管。另外，各部件的热膨胀率因每个部件的不同而不同，因此有时因为热膨胀差而引起的压缩载荷被施加到测定管。当像这样的压缩载荷过大时，测定管无法承受变形而破损。

为了防止像这样的测定管的破损，可以考虑在测定管的顶端面与接头之间插入环状的橡胶部件，并使测定管的顶端隔着橡胶部件抵靠在接头上。通过采用该构成，用接头保持测定管的同时，接头能够与橡胶部件发生弹性变形的程度相应地相对于测定管发生位移。

然而，当像这样将橡胶部件设置于测定管与接头之间时，橡胶部件作为流体的密封构件起作用，因此会产生问题。也就是说，流体变得无法到达设置于测定管与接头的圆形孔之间的o形圈，从而无法检查o形圈的密封性。

为了消除像这样的问题，可以考虑将橡胶部件形成为c字状而非环状，以使流体可以到达o形圈。然而，像这样的c字状的橡胶部件形状不稳定，因此有顶端侧的一部分发生变形而突出到测定管内的担忧。当橡胶部件的一部分像这样突出到测定管内时，该突出部分会扰乱在测定管内流动的测定流体的流动，从而无法在电磁流量计中正确地进行流量测定。

本发明的目的在于采用能够正确地进行流量测定、密封性检查的构成的同时，防止测定管的破损。

[解决问题的技术手段]

为了达成该目的，本发明的电磁流量计具备：测定管，其供测定对象的流体流动；壳体，其收纳所述测定管，在与被收纳的所述测定管的端部相对的位置具有连接口；筒状的接头，其具有供所述测定管的端部插入的通孔以及与插入到所述通孔的所述测定管的顶端面相对的平坦面，并且所述接头被插入所述壳体的所述连接口从而被固定于所述壳体；密封构件，其被设置于所述测定管的外表面与所述通孔的孔壁面之间；以及环状的弹性构件，其被设置于所述测定管的顶端面与所述平坦面之间，所述弹性构件在所述测定管的顶端面与所述平坦面之间形成导压路经，所述导压路径连通由所述测定管以及所述接头所限定的、供所述流体流动的内部空间和由所述测定管的外表面、所述通孔的孔壁面、所述平坦面以及所述密封构件所限定的空间。

本发明也可为，在所述电磁流量计中，所述弹性构件由垫圈形成，所述垫圈的接触所述测定管的顶端面的第1接触部与接触所述接头的所述平坦面的第2接触部在周向上交替排列。

本发明也可为，在所述电磁流量计中，所述弹性构件由碟形弹簧形成。

本发明也可为，在所述电磁流量计中，所述碟形弹簧在其外周缘以及内周缘的至少一方具有切口。

本发明也可为，在所述电磁流量计中，所述弹性构件由压缩螺旋弹簧形成，该压缩螺旋弹簧位于与所述测定管同轴的轴上。

本发明也可为，在所述电磁流量计中，所述弹性构件由金属材料形成。

[发明效果]

在本发明中，从接头传达到测定管的载荷通过弹性构件发生弹性变形而缓和。另外，通孔内的流体经过导压路径到达密封构件，因此能够正确地进行密封构件的密封性的检查。进一步地，弹性构件形成为环状，并且不会突出到通孔内，因此能够正确地进行流量测定。

因此，根据本发明，可以提供一种采用能够正确地进行流量测定及密封性检查的构成的同时、防止测定管的破损的电磁流量计。

附图说明

图1是第1实施方式的电磁流量计的壳体部分的截面图。

图2是壳体部分的平面图。

图3是电磁流量计的壳体侧的分解立体图。

图4是放大示出壳体的一端侧的截面图。

图5是放大示出主要部分的截面图。

图6是弹性构件的主视图。

图7是弹性构件的立体图。

图8是第2实施方式的电磁流量计的壳体部分的截面图。

图9是示出弹性构件的变形例的截面图。

图10是示出弹性构件的变形例的主视图。

图11是示出弹性构件的变形例的主视图。

图12是示出弹性构件的变形例的截面图。

具体实施方式

(第1实施方式)

下面，参考图1～图7，对本发明的电磁流量计的一实施方式进行详细说明。

图1所示的电磁流量计1为电容式，是使用箱状的壳体2和盖子3而构成，所述壳体2位于图1的下侧，所述盖子3将该壳体2的开口部2a堵住。图1为作为壳体部分的俯视图的图2中的i-i线截面图。

如图2及图3所示，壳体2从开口侧(图3中为上侧)观察是形成为长方形状，具有长方形的底壁4、沿底壁4的长度方向延伸的第1侧壁5及第2侧壁6、以及沿底壁4的宽度方向延伸的第3侧壁7及第4侧壁8。第1侧壁5与第2侧壁6是相互平行地形成的。第3侧壁7与第4侧壁8是相互平行地形成的。该实施方式的壳体2是以作为绝缘材料的塑料为材料而成形为规定形状。因此，底壁4、第1侧壁5及第2侧壁6、以及第3侧壁7及第4侧壁8通过一体成形而形成为一体。

下文中，为方便起见，将底壁4与开口部2a排列的方向作为上下方向、将底壁4的长度方向作为左右方向、将底壁4的宽度方向作为前后方向来进行说明。如图1所示，第3侧壁7位于壳体2的左侧，第4侧壁8位于壳体2的右侧。此外，如图2所示，第1侧壁5位于壳体2的前侧，第2侧壁6位于壳体2的后侧。进而，底壁4位于壳体2的下端部，开口部2a位于壳体2的上端部。

在壳体2的底壁4上安装有磁轭11。在该磁轭11的前端部和后端部分别安装有励磁线圈12。通过对该励磁线圈12进行励磁，在磁轭11的前端部与后端部之间产生磁场。如图1所示，磁轭11以励磁线圈12成为与后文叙述的测定管13相同的高度的方式与底壁4相距规定高度地置于开口部2a侧。因此，从励磁线圈12产生的磁场在前后方向上横穿测定管13。

在壳体2的第1侧壁5及第2侧壁6上分别安装有第1印刷基板14和第2印刷基板15。第1印刷基板14以沿前后方向和上下方向延伸的状态位于第3侧壁7的附近，第2印刷基板15以沿前后方向和上下方向延伸的状态位于第4侧壁8的附近。

这些第1印刷基板14及第2印刷基板15分别形成为四角形的板状。在这些第1印刷基板14及第2印刷基板15的中央部分别穿设有圆形的通孔16。测定管13穿通在该通孔16中。

测定管13是供未图示的测定对象的流体流动的管子，由陶瓷或塑料形成为圆筒状，被压入在第1印刷基板14及第2印刷基板15的通孔16中。测定对象的流体在图1中从左侧流至右侧。测定管13的材质只要是电气绝缘材料，便可以酌情进行变更，例如也可为塑料。第1印刷基板14及第2印刷基板15设置在该测定管13的两端部。此外，虽未图示，但可以在第1印刷基板14与第2印刷基板15之间设置覆盖测定管13的屏蔽罩。

测定管13上设置有流量测定用的第1电极21及第2电极22，而且设置有导电率测定用的第3电极23。第1电极21及第2电极22配置在从上下方向夹住测定管13的位置，连接到第2印刷基板15上设置的流量测定用电路24。

第1电极21～第3电极23由薄膜状的金属材料(例如铜箔)构成，通过粘接剂粘接在测定管13上。

第1电极21及第2电极22以在与从励磁线圈12产生的磁场垂直的方向上相对的方式配设。

第3电极23形成为跨及全周地覆盖测定管13的左侧的一部分的形状，连接到第1印刷基板14上设置的导电率测定用电路25。

第1印刷基板14及第2印刷基板15以固定在测定管13的两端部的状态将前后方向的两端部安装在壳体2的第1侧壁5及第2侧壁6上。通过将第1印刷基板14及第2印刷基板15如此安装至壳体2，第1印刷基板14及第2印刷基板15和测定管13被收纳至壳体2内。

将第1印刷基板14及第2印刷基板15安装至壳体2的安装结构如下：将第1印刷基板14及第2印刷基板15的前后方向的两端部插入至壳体2的第1侧壁5及第2侧壁6上设置的引导槽26。引导槽26形成于沿上下方向延伸的一对突条27、27彼此之间。该安装结构是以如下方式构成：第1印刷基板14及第2印刷基板15能够抵抗摩擦阻力而相对于壳体2在前后方向、左右方向及上下方向上移动。

如图1所示，在壳体2的第3侧壁7和第4侧壁8上，在与测定管13的端部相对的位置形成有连接口31、32。这些连接口31、32形成为分别沿左右方向贯穿第3侧壁7及第4侧壁8。这些连接口31、32中分别插入有后文叙述的接头41的筒状部42。

接头41用于连接未图示的管道，固定在壳体2的左右方向的两端部。

位于壳体2的左侧端部的接头41和位于壳体2的右侧端部的接头41相互为同一结构。该实施方式的接头41由筒状部42和凸缘部44构成，所述筒状部42形成为筒状，并且与测定管13配合来形成流体通道43，所述凸缘部44从该筒状部42沿上下方向和前后方向突出。此外，该接头41由相对于测定对象的流体具有耐腐蚀性的金属材料形成。

如图4所示，筒状部42的中空部由通道孔45形成。该实施方式的通道孔45由第1孔46、螺纹孔47及第2孔48形成，所述第1孔46朝壳体2内开口，供测定管13插入，所述螺纹孔47朝壳体2外开口，所述第2孔48将这些第1孔46与螺纹孔47连通。第1孔46和第2孔48的开口形状为圆形。螺纹孔47中形成有管道连接用的内螺纹47a。

第2孔48的孔径比第1孔46和螺纹孔47的孔径小，与测定管13的内径大致相等。在第1孔46与第2孔48的交界部分形成有与筒状部42的轴线c正交的第1平坦面49。该第1平坦面49从筒状部42的轴线方向观察是形成为圆环状。

如图5所示，第1孔46的孔径比测定管13的两端部的外径略大。因此，测定管13以间隙配合状态嵌合在第1孔46中。在测定管13的外周面13a与第1孔46的孔壁面46a之间形成有间隙d。

在第1孔46的孔壁面46a上形成有环状的槽51。在该环状的槽51中安装有o形圈52。该o形圈52以液密方式将测定管13的外周面13a与第1孔46之间密封。在该实施方式中，该o形圈52相当于本发明中所说的“密封构件”。

测定管13插入至第1孔46中，由此，上述环状的第1平坦面49与测定管13的顶端面13b相对。在这些第1平坦面49与测定管13的顶端面13b之间设置有环状的弹性构件53。该实施方式的弹性构件53的外径是与第1孔46嵌合的外径。另外，弹性构件53的内径是与测定管13的内径大致相等的外径。

该实施方式的弹性构件53由波形垫圈54形成，该波形垫圈54由金属材料形成。形成该波形垫圈54的金属材料是相对于测定对象的流体具有耐腐食性的材料。

在该实施方式中，该波形垫圈54相当于在技术方案2所述的发明中所说的“垫圈”。

如图5所示，波形垫圈54具有与测定管13的顶端面13b接触的第1接触部54a和与筒状部42的第1平坦面49接触的第2接触部54b，并且被顶端面13b与第1平坦面49夹着并被略微压缩。如图6及图7所示，第1接触部54a和第2接触部54b在波形垫圈54的周向上交替排列。此外，波形垫圈54的形状不限定于该实施方式所示的形状。例如，波形垫圈54也可以是形成为波状的裸线卷绕成线圈状的形状。

如图5所示，该波形垫圈54在测定管13的顶端面13b与筒状部42的第1平坦面49之间形成导压路径55。导压路径55连通供测定对象的流体流动的内部空间56和通向o形圈52的空间57。内部空间56是由测定管13以及接头41所限定的、供测定对象的流体流动的空间。

空间57是由测定管13的外周面13a、第1孔46的孔壁面46a、筒状部42的第1平坦面49、以及o形圈52所限定的空间。

如图3所示，接头41的凸缘部44形成为四角形的板状，通过未图示的固定用螺栓固定在壳体2的第3侧壁7及第4侧壁8上。如图3所示，突出到筒状部42的壳体2外的部分具有八角形的卡合凸部42a，以便能够使用工具(未图示)。

如图4所示，在筒状部42的位于壳体2内的顶端形成有与筒状部42的轴线c正交的第2平坦面61。

该第2平坦面61从筒状部42的轴线方向观察是形成为圆环状。在接头41已安装在壳体2上的状态下，该第2平坦面61与第1印刷基板14及第2印刷基板15的一主面14a、15a相对。

在该第2平坦面61与第1印刷基板14及第2印刷基板15之间分别设置有由波形垫圈构成的连接构件62。该连接构件62形成为具有能插入测定管13的中空部63的环状。

要组装像上述那样构成的电磁流量计1，首先，在壳体2上安装由磁轭11和励磁线圈12构成的组件，接着，安装由测定管13和第1印刷基板14及第2印刷基板15构成的组件。继而，将测定管13的端部穿通于连接构件62的中空部63并使连接构件62分别保持在测定管13的两端部。其后，将接头41的筒状部42插入至壳体2的连接口31、32而将一对接头41安装至壳体2的左右方向的两端部。在将接头41连接至壳体2之前，在筒状部42的内部预先安装好o形圈52和弹性构件53。

通过利用固定用螺栓(未图示)将凸缘部44紧固在壳体2的第3侧壁7及第4侧壁8上，由此将接头41固定在壳体2上。通过将接头41如此固定在壳体2上，筒状部42内的弹性构件53被筒状部42内的第1平坦面49和测定管13的顶端面13b夹住，并且在位于筒状部42的顶端的第2平坦面61与第1印刷基板14及第2印刷基板15之间夹有连接构件62。

在该装配工序中，弹性构件53在壳体2的左右方向上稍微弹性变形并被压缩。

在该电磁流量计1的装配作业完成后，进行o形圈52的密封性的检查。该检查通过在两方的接头41分别连接检查器(未图示)，并在流体通道43充填检查用的液体来进行。该液体从测定管13的顶端面13b和筒状部42的第1平坦面49之间的内部空间56，通过导压路径55和由测定管13的外周面13a、第1孔46的孔壁面46a、筒状部42的第1平坦面49以及o形圈52所限定的空间57从而到达o形圈52。因此，流体通道43内的压力经由液体传播到o形圈52，从而能够正确地进行密封性的检查。

当将电磁流量计1连接至管道(未图示)时，管道在固定了接头41的状态下被拧入接头41。此时，如果错误地在固定了壳体2的状态下将管道拧入接头41，则接头41有时会随着壳体2的弹性变形以相对于测定管13倾斜的方式发生位移。如果接头41像这样相对于测定管13发生位移时，弹性构件53被测定管13的顶端面13b与接头41的第1平坦面49夹着而发生弹性变形。因此，弹性构件53吸收接头41的位移从而缓和施加于测定管13的载荷。

另外，在供电磁流量计1安装的上游侧的管道(未图示)与下游侧的管道(未图示)产生轴偏差的情况下，当将电磁流量计1安装于这些管道时，弯曲载荷从接头41施加到测定管13。然而，该情况下，也由于弹性构件53发生弹性变形，从接头41施加到测定管13的弯曲载荷得到缓和。

进一步地，即使在压缩载荷因为壳体2、测定管13、接头41、管道等的热膨胀而被施加到测定管13那样的情况下，压缩载荷也通过弹性构件53发生弹性变形而得到缓和。

弹性构件53形成为环状，因此其一部分不会突出到通孔45内。因此，弹性构件53不会妨碍电磁流量计1的流量测定。

因此，根据该实施方式，可以提供一种采用能够正确地进行流量测定及密封性的检查的构成的同时、能够防止测定管13的破损的电磁流量计。

在该实施方式中，能用弹性构件53来推测定管13的顶端面13b，因此能够用弹性构件53的弹力来对测定管1进行弹性支承。因此，通过将弹性构件53的弹力设定为相对于测定管13合适的弹力，从而能够以合适的载荷来固定测定管13。

该实施方式的弹性构件53由金属制的波形垫圈54形成，该波形垫圈54的接触测定管13的顶端面13b的第1接触部54a与接触接头41的第1平坦面49的第2接触部54b在周向上交替排列。

因此，根据该实施方式，能够将成品的波形垫圈作为弹性构件53来使用，因此能够低价地实现本发明。

(第2实施方式)

在上述实施方式中，示出了将本发明适用于测定管13通过一对印刷基板14、15被支承于壳体2的电磁流量计1的一例。然而，本发明并非限定于此，如图8所示，也能适用于不使用印刷基板来支承测定管的电磁流量计。在图8中，对与通过图1～图7所说明的构件相同或等同的构件，附上相同的符号并酌情省略详细的说明。

在图8所示的电磁流量计71中，测定管13的两个端部以间隙配合状态被插入接头41的第1孔46中。在测定管13的两个端部分别设置有圆环状的凸肩部72。o形圈52通过该凸肩部72安装于测定管13的顶端侧。该o形圈52对测定管13的外周面13a与第1孔46之间进行密封。

在测定管13的顶端面13b与接头41的第1平坦面49之间设置有弹性构件53。该弹性构件53由与采用第1实施方式时所使用的垫圈同样的波形垫圈54形成。

测定管13在两个端部嵌合于接头41的筒状部42内、且由弹性构件53的弹力从两侧挤压的状态下被一对接头41所支承。

设置于测定管13的中央部的第1电极21和第2电极22通过未图示的引线与位于壳体2的开口侧的流量测定电路部73连接。

即使是像这样的测定管13仅由一对接头41所支承的结构，相对于测定管13的接头41的位移与采用第1实施方式时同样地通过弹性构件53的弹性变形而被吸收。因此，在该实施方式中，可以提供一种采用能够正确地进行流量测定及密封性的检查的结构的同时、能够防止测定管13的破损的电磁流量计。

(弹性构件的变形例)

弹性构件53不限定于上述波形垫圈54，能够进行酌情变更。

弹性构件53能像例如图9～12所示那样来形成。

在图9～图12中，对与通过图1～图8所说明的构件相同或等同的构件，附上相同的符号并酌情省略详细的说明。

图9所示的弹性构件5由金属制的碟形弹簧81形成。形成该碟形弹簧81的金属材料是相对于测定对象的流体具有耐腐食性的材料。该碟形弹簧81的外周缘81a与内周缘81b分别形成为圆形。虽然未图示，但在外周缘81a与内周缘81b上，在形成碟形弹簧81时设定的公差的范围内形成有微小的凹凸。即使像这样的碟形弹簧81分别紧贴于测定管13的顶端面13b与筒状部42的第1平坦面49，也无法对碟形弹簧81与这些顶端面13b、第1平坦面49之间进行密封。也就是说，在图9所示的碟形弹簧81中，形成于外周缘81a、内周缘81b上的微小的凹部构成导压路径55的一部分。

图10所示的弹性构件53由在外周部具有许多切口82的金属制的碟形弹簧83形成。在图10所示的碟形弹簧83中，外周部的切口82构成导压路径的一部分。

图11所示的弹性构件53由在内周部具有许多切口84的金属制的碟形弹簧85形成。在图11所示的碟形弹簧85中，内周部的切口84构成导压路径的一部分。形成碟形弹簧81以及碟形弹簧85的金属材料是相对于测定对象的流体具有耐腐食性的材料。

通过采用图9～图11所示的构成，能够将成品的碟形弹簧81、83、85作为弹性构件53来使用，因此能够使用低价的弹性构件53来降低电磁流量计的价格。

图12所示的弹性构件53由金属制的压缩螺旋弹簧86形成，该压缩螺旋弹簧86位于与测定管13同轴的轴上。形成压缩螺旋弹簧86的金属材料是相对于测定对象的流体具有耐腐食性的材料。

在图12所示的压缩螺旋弹簧86中，在裸线彼此之间形成有导压路径55。通过采用该构成，能够将成品的压缩螺旋弹簧76作为弹性构件53来使用，因此能够使用低价的弹性构件53来降低电磁流量计的价格。

上述各实施方式所示出的弹性构件53都是由相对于测定对象的流体具有腐蚀性的金属材料形成。因此，即使长时间使用电磁流量计1、71，弹性构件53的性能也不会降低，因此为了在长时间使用后进行维护而相对于管道(未图示)拆装电磁流量计1、71时，测定管13不会破损。

符号说明

1、71…电磁流量计，

2…壳体，13…测定管，

13b…顶端面，

31，32…连接口，

41…接头，

42…筒状部，

45…通孔，

46a…孔壁面，

49…第1平坦面(平坦面)，

52…o形圈(密封构件)，

53…弹性构件，

54…波形垫圈，

54a…第1接触部，

54b…第2接触部，

55…导压路径，

56…内部空间，

57…空间，

81、83、85…碟形弹簧，

82、84…切口，

86…压缩螺旋弹簧，

d…间隙。