专利名称：双环路型科里奥利质量流量计的制作方法
技术领域：
本发明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，本发明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，本发明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技术领域中的应用。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。
技术方案本发明的装置具有双环路串联连接型流体流动管，本发明的装置可以解决如上所述的问题以及其它问题。本发明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发明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。
在本发明中，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发明可以同时具有串联型和平行型流体流动管的优点，从而使得它能够对低流速的流动材料实施测量。
本发明提供了一种串联连接型流体流动管。具有串联型流体流动管的流量计和具有平行型流体流动管的流量计均具有各自的优点和缺点。由于所有的流动材料均将流经串联型流体流动管上的每一部分，而仅有一半流动材料流经平行型流体流动管上的每一部分，所以在诸如内管直径、管壁厚度、管路几何形状等等的管路参数相同的条件下，振动着的串联型流体流动管会比振动着的平行型流体流动管产生更大的科里奥利力。串联型流体流动管的缺点在于当管路参数相同时，流动材料流经串联型流体流动管时产生的压力下降要比流经平行型流体流动管时大。为了减少压力下降的影响，配置在串联型流体流动管上的传感器通常要具有比较大的直径，并且要使流体流动管的壁厚相应增大，才能获得基本上与具有平行型流体流动管的流量计相等的压力下降。因此，具有串联型流体流动管的科里奥利流量计天生就要比具有平行型流体流动管的流量计大。对于科里奥利流量计来说，体积大通常是一个缺点。然而对于低流速传感器来说，它又是一个优点。直径比较大的流体流动管可以减少流体流动管被材料颗粒堵塞的可能性。在通过熔焊或钎焊方式对直径比较大、壁厚比较厚的流体流动管实施连接时，使得本发明的流量计更容易制作，而且更适合于使用在排污系统中。因此，本发明的流量计可以被应用于一般双环路平行型流量计所不能应用的产业领域中。
由于本发明并不需要采用歧管，所以本发明还相对于具有双环路平行型流体流动管的流量计做出了重大改进。在双流体流动管型流量计中使用歧管是为了将进入至流量计的流动材料分流输入至两根流体流动管中。由于本发明采用的是串联连接型流体流动管，所以不再需要使用歧管实施分流。因此，本发明所提供的流量计不仅更容易实施焊接，而且还可以减少所需要的焊接操作。
本发明的流体流动管中的两个环路按彼此相反的方式振动。由环路的共振所产生的振动将彼此抵消，从而不会在流量计的端部产生影响。因此，本发明提供的流量计是一种平衡型流量计，它不需要安装在支撑部件上。换句话说就是，本发明的流量计可以单独地安装在流体流经管路上，而不需要先将流量计安装固定在支撑部件上。
本发明的流体流动管可以在跨接部分附近通过固定连接部件实施固定。这种固定连接部件是一种固定安装部件，流体流动管的双环路从该固定安装部件呈悬臂梁状伸出。这种固定连接部件固定在流量计壳体上。流体流动管上的输入管路和输出管路通过适配器与壳体相连接，而适配器用于将流体由流体流动管传递至处理用连接部件。这种处理用连接部件为连接流体流动管与流体流经管路所用的法兰盘或类似部件。因此，流体流动管、固定连接部件和壳体具有相应的物理参数。壳体的结构构成使得它可以在流体流动管产生爆裂时能够容纳所泄露出的高压流体。固定连接部件与壳体和流体流动管相连接，使流体流动管固定就位，以便使流体流动管在壳体中具有足够的自由振动空间。固定连接部件还用于将流体流动管固定在壳体上，以尽可能地减少流体流动管畸变的影响。在通过焊接方式将流体流动管直接安装固定在壳体上时往往会出现这种畸变。而且，固定连接部件还可以将位于固定连接部件之上的流量计的振动部分与将流量计安装至流体流经管路上的流量计非振动部分分离开。
本发明的流体流动管中的输入和输出部分可以具有所需要的各种构成形式。例如，流体流动管中的输入和输出部分可以按彼此对准的方式形成，也可以使它们呈螺旋、偏置形式，进而使流量计构成为自排型流量计。
本发明流量计的模块型构造使得设计者可以对流体流动管中的与流体流动相关的各部件作出多种设计。由于流体仅仅与流体流动管和适配器相接触，所以壳体和固定连接部件可以用于由不同材料制作的流体流动管和适配器，而不需要在设计方面作任何改变。
本发明的装置具有如上所述的和其它的优点，能够用来对流经流体流经管路的低流速流动材料实施测量。与现有技术中的科里奥利流量计不同，本发明的流量计具有串联连接的平衡型流体流动管。配置在流体流动管中的跨接部分连接着流体流动管中的两个环路。这种串联连接型流体流动管的构成方式使得本发明所提供的流量计可以按照具有双流体流动管的流量计的方式操作，同时又可以具有串联型流体流动管的特点。固定连接部件和壳体用于为流体流动管提供支撑，并且可以将流体流动管的畸变抑制至最小。
附图的简要说明
图1为表示具有根据本发明构造的跨接部分的流体流动管的视图。
图2为表示具有本发明一个优选实施例中所示形状的流体流动管的视图。
图3为表示本发明的流体流动管的顶视图。
图4为表示本发明的整个流量计在移去顶部壳体以曝露出内部结构时的顶视图。
图5为表示根据本发明构造的具有B型环路部分的流体流动管的视图。
图6为表示根据本发明构造的具有圆型环路部分的流体流动管的视图。
图7为表示作为本发明科里奥利流量计的一个优选实施例的组装示意图。
图8为说明制作本发明流量计时的各步骤的流程图。
图9为表示支撑杆半体的视图。
图10为表示两根流体流动管环路的一部分和两个相互连接着的支撑杆半体的视图。
详细描述流体流动管的几何形状-图1至图4作为本发明一种基本实施形式的流体流动管101如图1所示。该串联连接型流体流动管101上的输入管路103连接在流体流经管路上，以便从流体流经管路上接收流动材料。输出管路104连接在流体流经管路上，以将流动材料送出至流体流经管路中。这种串联连接型流体流动管101具有两个环路151和152。跨接部分115连接着这两个环路151和152，以形成为一个连续的流体流动管101。
图3为表示该流体流动管101的顶视图。在本申请的各附图中，同一部件由相同的参考标号表示。流体流动管环路151定位设置在平面F1中，流体流动管环路152定位设置在平面F2中，而且平面F1与平面F2彼此平行。跨接部分115在平面F1中形成有第一端部，在此它与环路151相连接。跨接部分115上的中间部分由平面F1延伸至平面F2。跨接部分115还具有一个与位于平面F2中的环路152相连接的第二端部。这样，通过由跨接部分115将环路151和152连接起来的方式便可以构成一个连续的流体流动管101。
在本发明中，跨接部分115可以通过在流体流动管101中形成一个弯曲部来形成。采用弯曲流体流动管101而形成跨接部分的成型方式，便可以用同一根连续的流体材料管形成环路151、跨接部分115和环路152。由于流体流动管101是用同一根材料管形成的，所以不再需要采用焊接方式将流体流动管101上的各部分连接起来或是将环路151和环路152连接到歧管上。这防止在流体流动管101的内侧表面发生变形，从而可以在流体流动管101中提供一个平滑的连续内表面，进而使得这种流体流动管101可以使用在用于排污设备的流量计中。
驱动线圈131安装在流体流动管环路151和152的中间部位处，以使环路151和152产生彼此相反的振动。左侧信号拾取传感器132和右侧信号拾取传感器133分别安装在流体流动管环路151和152的顶侧部分的相应角部处。传感器132和133用来检测流体流动管环路151和152在振动过程中的相对速度。
在如图1所示的实施例中，环路151和152分别基本上呈三角形形状。这种流体流动管中的环路151和152包括有弯曲部分111、112、121和122。每一个弯曲部分111、112、121和122均分别呈135度角左右。在各弯曲部分111、112、121和122处连接有直线部分116、117、118、126、127和128。环路151上的直线部分116和118与环路152上的直线部分126和128彼此不相平行，而且沿着它们的纵向轴线彼此呈大约90度角。跨接部分115将位于环路151右侧位置处的直线部分118与位于环路152左侧位置处的直线部分126连接起来。跨接部分115上的复合弯曲部分连接在环路151和环路152之间，以使流动材料可以沿相同的方向流经每一个环路。
图2为表示本发明一个优选实施例的串联连接型流体流动管101的形状的视图。流体流动管101除了具有如图1所示的各元件之外，还具有作为辅助元件的输入弯管201和输出弯管202。输入管路103和输出管路104与流体流经管路(图中未示出)位于同一平面内，且与平面F1或平面F2位于不同的平面内(参见图3)。通过引导输入管路103至平面F1并与直线部分118相连接，使得输入弯管201将输入管路103连接于环路151。通过引导输出管路104至平面F2且与直线部分128相连接，使得输出弯管202将输出管路104与环路152连接。使用这两个输入和输出弯管，即可以将科里奥利流量计101安装在流体流经管路上，并且使两个环路与流体流经管路位于不同的平面内。
如图4所示的流量计400包括有流体流动管101、固定连接部件401和壳体基座450。在与流体流动管101上的跨接部分115相邻近的位置处，将流体流动管101固定安装在固定连接部件401上。流体流动管环路151-152在固定连接部件401上的一侧从固定连接部件401延伸出来。跨接部分115在固定连接部件401上的另一侧从固定连接部件401延伸出来。将环路151-152连接在固定连接部件401上所用的一种方式是使用块体411和块体412。在固定连接部件401上形成有与流体流动管101的外径相对应的凹入部分。类似的，在块体411和412上也形成有相应的凹入部分。在实施组装的过程中，可通过钎焊方式将固定连接部件401、块体411-412和流体流动管101连接在一起，以形成位于固定连接部件401与块体411-412交接部位处的处在流体流动管101和固定连接部件401之间的牢固连接。随后通过熔焊方式利用凸台部件(图中未示出)将固定连接部件401连接在壳体基座450上，所述的凸台部件与凸台部件413-414相对应且与其相对地配置。在流量计400的操作过程中，流体流动管101上的非振动部分为由固定连接部件401上的表面部分432延伸出的部分，而流体流动管101上的振动部分为由固定连接部件401上的与非振动部分相对的表面部分延伸出的部分。
流体流动管101上的输入管路103与适配器402相连接，而且最好是通过在位置421处的环绕焊接(orbital weld)实施这一连接。流体流动管101上的输出管路104与适配器403相连接，而且最好是通过在位置422处的环绕焊接实施这一连接。由于输入管路103和输出管路104属于流量计上非振动动态部分中的一部分，所以它们可以根据需要呈任何需要的配置形式。如果举例来说，输入管路103和输出管路104可以如图3所示，使得平面F1-F2和与该流量计相连接着的流体流经管路相垂直。输入管路103和输出管路104还可以按照使流量计400为自排式流量计的方式配置。驱动线圈131和传感器132和133可以按如图1所示的方式实施配置和操作。支撑杆425-426固定连接在流体流动管101上的环路151和152之间。支撑杆-图9和图10图9和图10示出了支撑杆425-426的一种优选实施形式。每一个支撑杆425-426均包括有两个支撑杆半体900。每一个支撑杆半体900均具有一个主体部分901和一个重叠接头部分903。而且每一个支撑杆半体900还具有一个孔902，使得流体流动管101可以由该孔902中穿过。图10为表示将两个支撑杆半体900连接起来以形成一个单一的支撑杆425或426的视图。支撑杆半体900A具有主体部分901A和重叠接头部分903A，并且它配置在流体流动管环路151上。支撑杆半体900B具有主体部分901B和重叠接头部分903B，并且它配置在流体流动管环路152上。重叠接头部分903A和重叠接头部分903B彼此重叠，并且在其重叠区域实施定位点焊连接。这样便可以在流体流动管环路151和152之间形成一个固定的单一支撑杆。每一个支撑杆425-426均具有如上所述的两个支撑杆半体900。
由两个支撑杆半体900构成的这种支撑杆425-426使得本发明的流量计组装特别方便。还可以在将流体流动管101连接在适配器402-403之前的适当时候先将支撑杆半体900螺纹安装在流体流动管101上。而且还可以在将支撑杆半体对焊接在一起以形成完整固定的支撑杆之前，先对流体流动管101实施进一步的处理。对流量计的组装-图7和图8图7为表示具有壳体700的一个完整流量计用的剖开示意图，其中的壳体700包括有壳体盖701、壳体基座450和如下所述的保持部件。壳体盖701具有分别与凸台部件414和413相匹配的孔721-722。壳体盖701还具有可使凸台部件703-704穿过所用的孔724-723。
通过适当的环绕焊接方式，可以将适配器402-403在位置421-422处连接在流体流动管101上。适配器403上的表面部分727与壳体盖701和壳体基座450上的表面部分728焊接在一起。适配器402上的相应表面部分(图中未示出)与壳体基座450上的表面部分729焊接连接。正如图9所示，每一个支撑杆425-426均由两个支撑杆半体900构成，并通过焊接方式而形成为一个完整的支撑杆。固定连接部件401和块体411-412通过钎焊方式连接在流体流动管101上，以形成位于流体流动管101和固定连接部件401之间的固定连接。位于块体411-412上的凹入部分730和位于固定连接部件401上的凹入部分731按照与流体流动管环路151-152的外径相匹配的方式形成。固定连接部件401上还形成有底部凸台部件(图中未示出)，后者插入安装在壳体基座450上的孔725-726中。在底部凸台部件贯穿插入在孔725-726中时，将固定连接部件401焊接连接在壳体基座450上。凸台部件413-414和703-704分别插入至孔722-721和723-724中。将壳体盖701和凸台部件413-414与703-704焊接在一起。最后，沿着位于壳体基座450和壳体盖701之间的匹配边缘的整个外周边，将壳体基座450焊接连接在壳体盖701上。
采用这种构成方式，便可以通过固定连接部件401和适配器402-403将流体流动管101连接在流量计壳体700上，进而连接在流体流经管路(图中未示出)上。由流体流经管路在流量计上感应出的任何应力仅仅可以在流体流动管101中位于固定连接部件401之下的非振动部分处被观察到。因此，流体流动管101上的振动的激励测量部分并不会受到外部作用力、力矩和振动的影响。固定连接部件401的质量相当大，从而在对壳体基座450和壳体盖701实施焊接时会产生微小畸变，进而使流体流动管101也会由于焊接操作而产生微小畸变。然而出现在流体流动管101上的任何畸变均会至少等同地出现在两个环路151-152上，因此可以使它们对流量计的测量操作的影响最小化。
可以用相当厚的材料制作壳体基座450和壳体盖701，以便使流量计壳体700可以承受相当大的压力。当将流量计使用在其中流动有高压材料的流体流经管路中时，这是一个相当大的优点。因为当流体流动管101发生破裂时，流量计壳体700需要能够承受该高压流体。在本发明的一个优选实施例中，壳体盖701和壳体基座450是用钢铸造制成的，从而为流量计提供了一个辅助封闭容器(可以承受每平方英寸500磅的压力)。连通线路(图中未示出)为由流量计壳体700的内部延伸至流量计壳体700的外部所用的导线。
图8为说明装配本发明流量计所用的一种优选方法的各步骤的流程图。这种组装过程由程序步骤802开始实施。在程序步骤804中将支撑杆半体以螺纹方式安装在流体流动管上。在将支撑杆半体拧在该流体流动管上之前，可以先对流体流动管实施部分弯曲操作或全部弯曲操作。
在将支撑杆半体螺纹安装在流体流动管上之后，在程序步骤806将适配器安装在流体流动管上的输入管路和输出管路处。可以根据需要，在程序步骤808对流体流动管上的输入管路、输出管路和已经安装的适配器实施弯曲操作，以使流体流动管最终成型。在一个优选实施例中，流体流动管上的输入管路和输出管路彼此位于一条直线上，并且与安装有流量计的流体流经管路成一条直线。因此在程序步骤808，对流体流动管上的输入管路和输出管路实施弯曲操作，以便使适配器位于同一条直线上。
在程序步骤810中对支撑杆半体对实施焊接操作，以形成刚性的支撑杆。还可以在这一程序步骤中将该刚性支撑杆焊接在流体流动管上，或是在程序步骤812中将支撑杆钎焊在流体流动管上。
在程序步骤812中实施的操作最好为钎焊。在这一程序步骤中实施了该流体流动管的所有其它所需的连接操作。这包括将固定连接部件、支撑杆托架、信号拾取传感器托架和驱动器附件安装在流体流动管上。在一个变形实施例中，也可以通过多次焊接操作将所需要的附件安装在流体流动管上。通过这一程序步骤即制作出了整根流体流动管组件。这种流体流动管组件包括有流体流动管和构成该连接于流体流动管的整个流量计上的所有部件，比如说固定连接部件、支撑杆、适配器、驱动部件托架和信号拾取传感器托架。
在程序步骤814中，将流体流动管组件插入在壳体基座中。随后将固定连接部件焊接在该壳体基座上。在程序步骤814中还对流量计所需要的内部导线实施安装。
在程序步骤816中，使壳体盖与壳体基座相匹配，以制作出流量计。将固定连接部件焊接连接在壳体盖上。将适配器焊接连接在壳体盖和壳体基座上。沿着壳体的整个周向边缘将壳体基座和壳体盖加以焊接，以构成提供压力二次封装的一个壳体。随后在程序步骤818结束流量计的组装操作。替换实施例-图5和图6
图5示出了作为一种变形形式的流体流动管500。该流体流动管500具有两个环路501和502。这两个环路501和502基本上呈B型，并分别位于彼此平行的平面内。输入管路503上的一端与流体流经管路(图中未示出)相连接，另一端与环路501相连接。输入管路503的弯曲部分将流体由流体流经管路所在的平面传送至环路501所在的平面。流经环路501的流体通过跨接部分505进入至环路502。然后，流体流经环路502，在此通过输出管路504返回至流体流经管路所在的平面。流体流动管500中的跨接部分与如图1至图4所示的流体流动管中的相类似。
图6示出了作为另一种变形形式的流体流动管600。两个环路601和602基本上呈圆形并分别位于彼此平行的平面内。输入管路603上的一端与流体流经管路(图中未示出)相连接，另一端与环路601相连接。流经流体流动管600的流体由流体流经管路所在的平面传送至环路601所在的平面。然后，流体流经环路601，在此通过跨接部分605进入至环路602。随后流体流过环路602。输出管路504将流动流体由环路152所在的平面传送至流体流经管路所在的平面。流体流动管600中的跨接部分与图1至图5所示的相类似。
本发明包括一种利用复合弯曲部分将流动流体由第一环路引导至第二环路的双环路串联连接型流体流动管。本发明还包括一种将流体流动管固定至壳体上所用的固定连接部件。而且本发明还包括双件型支撑杆，以及对具有本发明技术特征的流量计实施组装所用的方法。虽然在此公开了本发明的几个实施例，然而本领域的技术人员可以容易地设计出由下述权利要求的文字及其等同物的范围所限定的呈其它形式的双环路串联连接型流体流动管。
权利要求
1.一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。
2.如权利要求1所述的科里奥利流量计，其特征在于所述的第一平面(F2)与所述第二平面(F1)基本上相平行。
3.如权利要求1所述的科里奥利流量计，其特征在于所述的第一环路(151)和所述的第二环路(152)基本上呈三角形。
4.如权利要求1所述的科里奥利流量计，其特征在于所述的跨接部分(115)基本上沿90度将所述流动流体由所述第一环路引导至所述第二环路。
5.如权利要求4所述的科里奥利流量计，其特征在于所述的流体流动管(101)的所述输入管路(103)位于输入管路的平面内，而且所述流量计还包括有一个所述流体流动管的输入弯管(201)，以便沿曲线方向将流动流体从位于所述输入管路平面内的所述输入管路(103)引导至位于所述第一平面(F2)内的第一环路(151)中。
6.如权利要求4所述的科里奥利流量计，其特征在于所述的流体流动管(101)上的所述输出管路(104)位于输出管路的平面内，所述流量计(400)还包括有一个所述流体流动管(101)的输出弯管(202)，以便沿曲线方向将流动流体从位于所述第二平面(F1)内的第二环路(152)引导至位于输出管路平面内的输出管路中。
7.如权利要求4所述的科里奥利流量计，还进一步包括有所述第一环路(151)的第一弯角部分(111)，该弯角部分(111)配置在所述第一环路(151)上的基本为直线的第一部分(116)和基本为直线的第二部分(117)之间；所述第一环路(151)的第二弯角部分(112)，该弯角部分(112)配置在所述第一环路(151)上的基本为直线的第二部分(117)和基本为直线的第三部分(118)之间；所述第二环路(152)上的第一弯角部分(121)，该弯角部分(121)配置在所述第二环路(152)上的基本为直线的第一部分(126)和基本为直线的第二部分(127)之间；以及所述第二环路(152)的第二弯角部分(122)，该弯角部分(122)配置在所述第二环路(152)上的基本为直线的第二部分(127)和基本为直线的第三部分(128)之间。
8.如权利要求7所述的科里奥利流量计，其特征在于所述第一环路(151)和所述第二环路(152)上的第一弯角部分(111，121)和第二弯角部分(112，122)形成所述流体流动管(101)的基本上呈45度角弯曲的部分。
9.如权利要求1所述的科里奥利流量计，其特征在于所述的第一环路(501)和所述的第二环路(502)基本上呈B型。
10.如权利要求9所述的科里奥利流量计，其特征在于所述流体流动管(500)的所述输入管路(503)位于输入管路平面内，而且所述流量计还包括有一个所述流体流动管的输入弯管，以便沿曲线方向将流动流体从位于所述输入管路平面内的所述输入管路引导至位于所述第一平面内的第一环路中。
11.如权利要求9所述的科里奥利流量计，其特征在于所述的输出管路(504)位于输出管路平面内，所述流量计(400)还包括有一个输出弯管，以便沿曲线方向将流动流体从位于所述第二平面内的第二环路引导至位于输出管路平面内的输出管路(504)中。
12.如权利要求1所述的科里奥利流量计，其特征在于所述的第一环路(601)和所述的第二环路(602)基本上呈圆形。
13.如权利要求12所述的科里奥利流量计，其特征在于所述流体流动管(600)的所述输入管路(603)位于输入管路平面内，而且所述流量计还包括有一个输入弯管，以便沿曲线方向将流动流体从位于所述输入管路平面内的所述输入管路引导至位于所述第一平面(F2)内的第一环路(601)中。
14.如权利要求12所述的科里奥利流量计，其特征在于所述流体流动管(600)的所述输出管路(604)位于输出管路平面内，而且所述流量计还包括有一个输出弯管，以便沿曲线方向将流动流体从位于所述第二平面(F1)内的第二环路(602)引导至位于输出管路平面内的输出管路中。
15.如权利要求1所述的科里奥利流量计，还进一步包括有在所述流体流动管(101)的输入管路(103)和输出管路(104)处与所述流体流动管(101)相连接的一个壳体(700)；以及固定连接在所述壳体(700)上的固定连接部件(401)，该固定连接部件(401)还连接在所述第一环路(151)的第一端部(116)和第二端部(118)以及所述第二环路(152)的第一端部(126)和第二端部(128)处，所述第一环路(151)和所述第二环路(152)由所述固定连接部件的第一表面部分延伸，所述跨接部分(115)由所述固定连接部件(401)的第二表面部分(432)延伸。
16.如权利要求15所述的科里奥利流量计，还进一步包括有固定连接在所述流体流动管(101)的所述输入管路(103)上的第一适配器(402)，该适配器(402)用于将所述输入管路(101)与所述壳体(700)相连接，并且用于接收由所述流体流经管路流动至所述输入管路(103)的流动流体；以及固定连接在所述流体流动管(101)的所述输出管路(103)上的第二适配器(403)，该适配器(403)用于将所述输出管路(103)与所述壳体(700)相连接，并且用于将流动流体由所述输出管路输送至所述流体流经管路中。
17.如权利要求15所述的科里奥利流量计，其特征在于所述的固定连接部件(401)包括有具有一个第一端部和一个第二端部的固定连接部件基体(401)，所述第一端部固定连接在所述第一环路(151)的第一端部(116)和所述第二环路(152)的第一端部(126)处，并且与所述第一端部(116)和第一端部(126)的外径相适配；所述第二端部固定连接在所述第一环路(151)的第二端部(118)和所述第二环路(152)的第二端部(128)处，并且与所述第二端部(118)和第二端部(128)的外径相适配；而且所述固定连接部件基体(401)固定连接在所述壳体上；第一管路连接块体(412)，该块体(412)固定连接在所述第一环路(151)的第一端部(116)和所述第二环路(152)的第一端部(126)处，并且与所述第一端部(116)和第一端部(126)的外径相适配；而且所述第一管路连接块体(412)还固定连接在所述固定连接部件基体(401)的所述第一端部处；以及第二管路连接块体(411)，该块体(411)固定连接在所述第一环路(151)的第二端部(118)和所述第二环路(152)的第二端部(128)处，并且与所述第二端部(118)和第二端部(128)的外径相适配；而且所述第二管路连接块体(411)还固定连接在所述固定连接部件基体(401)的所述第二端部处。
18.如权利要求15所述的科里奥利流量计，其特征在于所述的壳体(700)具有固定连接在所述固定连接部件(601)的第一焊接表面部分处的壳体基座(450)；以及固定连接在所述固定连接部件(601)的第二焊接表面部分处的壳体盖(701)，而且所述壳体盖(701)沿着其周向与所述壳体基座(450)固定连接，以便在所述壳体内形成一个密封腔室。
19.如权利要求18所述的科里奥利流量计，其特征在于所述的壳体基座(450)与所述壳体盖(701)形成为当两者固定连接在一起时容纳正压力。
20.如权利要求15所述的科里奥利流量计，其特征在于所述的固定连接部件(401)是用与所述流体流动管的材料不同的材料形成的。
21.如权利要求1所述的科里奥利流量计，还进一步包括有固定连接在所述第一环路(151)上的并且朝向所述第二环路延伸的第一支撑杆半体(900A)；固定连接在所述第二环路(152)上的并且朝向所述第一环路延伸的第二支撑杆半体(900B)；以及在所述第一支撑杆半体和所述第二支撑杆半体彼此重叠的位置，使所述第一支撑杆半体(900A)和所述第二支撑杆半体(900B)彼此固定连接。
22.一种制造科里奥利流量计的方法，其步骤包括对管路(101)实施弯曲的步骤(808)，以形成一个弯曲管路，该弯曲管路具有一个输入管路(103)、一个由所述输入管路(103)延伸的第一环路(151)、一个由所述第一环路(151)延伸且与所述第一环路(151)平行的第二环路(152)、以及一个由所述第二环路(152)延伸的输出管路(104)；将所述弯曲管路(101)与固定连接部件(101)相连接的步骤(812)，以便使所述第一和第二环路(151、152)由所述固定连接部件的第一表面部分延伸，并且使所述输入管路和输出管路由所述固定连接部件的第二表面部分延伸；将所述固定连接部件(401)焊接连接在壳体基座(450)上的步骤(814)；以及将壳体盖(701)安装在所述壳体基座(450)上以形成包绕着所述弯曲管路的密封壳体(700)的步骤(816)。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于所述的弯曲步骤包括有将第一支撑杆半体(900A)螺纹安装在所述第一环路(151)上的步骤(804)，以便使所述第一支撑杆半体(900A)由所述第一环路(151)向所述第二环路(152)方向延伸；将第二支撑杆半体(900B)螺纹安装在所述第二环路(152)上的步骤(804)，以便使所述第二支撑杆半体(900B)由所述第二环路(152)向所述第一环路(151)方向延伸；以及在所述第一支撑杆半体(900A)和所述第二支撑杆半体(900B)彼此重叠的位置将所述第一支撑杆半体(900A)和所述第二支撑杆半体(900B)彼此连接起来的步骤(810)。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于所述的弯曲步骤还包括有将输入适配器(402)连接在所述弯曲流体流动管(101)的所述输入管路(103)上并且将输出适配器(403)连接在所述弯曲流体流动管(101)的所述输出管路(104)上的步骤(806)。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于所述的弯曲步骤(808)还包括有对所述弯曲管路实施弯曲以便使所述输入适配器(402)和所述输出适配器(403)相对准的步骤。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于所述的将固定连接部件(401)焊接连接在壳体基座(450)上的步骤(814)包括将所述输入适配器(402)和所述输出适配器(403)焊接连接在所述壳体基座(450)上的步骤。
全文摘要
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。
文档编号G01F1/84GK1250517SQ98803311
公开日2000年4月12日 申请日期1998年2月25日 优先权日1997年3月11日
发明者C·J·奥利拉, D·F·诺尔门, E·D·利斯特 申请人:微动公司