CN109813380A - 一种带平衡结构的楔形流量传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带平衡结构的楔形流量传感器，包括楔形管道，所述楔形管道内设置楔形块；三通管道，设置于所述楔形管道的两端与其连通，且所述三通管道的上方设置取压管道；以及平衡单元，所述平衡单元的两端与所述取压管道连通。本发明的有益效果：本发明一是通过楔形导管内焊接楔形块，内部焊接方式更好的解决传统工艺制作楔形流量传感器中的焊接变形和泄漏的问题；二是平衡引管连接在两个连接取压标准法兰之间，平衡引管上安装平衡阀，更好的解决了与差压变送器安装后的零点漂移问题，更好的保证了楔形流量的测量精度。

Description

一种带平衡结构的楔形流量传感器

技术领域

本发明涉及流量传感器的技术领域，尤其涉及一种带平衡结构的楔形流量传感器。

背景技术

近年来，楔形流量传感器的作原理与其他差压式仪表一样，楔形流量传感器也是根据伯努利公式，利用流体在流动过程中遵守能量守恒定律，即动能和静压能之和不变，以流体通过起节流作用的圆缺楔形块时产生压差的原理而进行流量测量的。当流体流经楔形节流块时，流通面积减少，流速增大，静压减小，从而产生静压力差。由于压差的平方根与流量成正比，测得压差即可求得管道中的流量。

目前的楔形流量传感器存在以下缺点：一是取压口焊接处容易泄漏，楔形块焊接处容易泄漏；同时在焊接后，焊接处不允许打磨，影响产品外观；二是焊接困难、耗时且焊接后容易变形；三是零部件加工工艺繁琐，过多的机加工配合尺寸；四是现场与双法兰压力变送器安配合装产生零点漂移后，需要调整差压变送器。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有楔形流量传感器存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明目的是提供一种楔形流量传感器，能够在流量计安装时零部件不通过焊接，结构紧凑，且自带平衡阀，提高制作效率，测量更精确。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种带平衡结构的楔形流量传感器，包括楔形管道，所述楔形管道内设置楔形块；三通管道，设置于所述楔形管道的两端与其连通，且所述三通管道的上方设置取压管道；以及平衡单元，所述平衡单元的两端与所述取压管道连通。

作为本发明所述的带平衡结构的楔形流量传感器的一种优选方案，其中：所述三通管道还包括主管道，所述主管道与所述取压管道相垂直连通。

作为本发明所述的带平衡结构的楔形流量传感器的一种优选方案，其中：所述主管道的一端与所述楔形管道相连通，另一端与安装法兰连接，所述取压管道上方与取压法兰连接。

作为本发明所述的带平衡结构的楔形流量传感器的一种优选方案，其中：所述楔形管道的两侧管道内壁设置螺纹，所述主管道与所述楔形管道通过所述螺纹进行螺纹对接。

作为本发明所述的带平衡结构的楔形流量传感器的一种优选方案，其中：所述楔形块沿所述楔形管道的直径方向延伸凸出，且与延伸方向相对的所述楔形管道内壁相距一定距离。

作为本发明所述的带平衡结构的楔形流量传感器的一种优选方案，其中：所述楔形块的两侧还对称设置阻流面，且两侧的所述阻流面相向倾斜后相交。

作为本发明所述的带平衡结构的楔形流量传感器的一种优选方案，其中：两侧的所述阻流面相交后形成的角度为0～90度。

作为本发明所述的带平衡结构的楔形流量传感器的一种优选方案，其中：所述平衡单元还包括平衡引管和平衡阀，所述平衡引管连通设置于所述平衡阀的两侧。

作为本发明所述的带平衡结构的楔形流量传感器的一种优选方案，其中：所述平衡引管一端与所述平衡阀连通，另一端与所述取压管道连通。

作为本发明所述的带平衡结构的楔形流量传感器的一种优选方案，其中：双法兰差压变送器对应接入所述取压法兰进行取压。

本发明的有益效果：本发明一是通过楔形导管内焊接楔形块，内部焊接方式更好的解决传统工艺制作楔形流量传感器中的焊接变形和泄漏的问题；二是平衡引管连接在两个连接取压标准法兰之间，平衡引管上安装平衡阀，更好的解决了与差压变送器安装后的零点漂移问题，更好的保证了楔形流量的测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一个实施例所述带平衡结构的楔形流量传感器的整体结构示意图；

图2为本发明第一个实施例所述带平衡结构的楔形流量传感器中楔形管道的整体结构示意图；

图3为本发明第一个实施例所述带平衡结构的楔形流量传感器中楔形管道的剖视结构示意图；

图4为本发明第二个实施例所述连接装置的整体结构示意图；

图5为本发明第二个实施例所述连接装置的整体爆炸结构示意图；

图6为本发明第三个实施例所述连接装置中安装部的张开结构示意图；

图7为本发明第三个实施例所述连接装置中安装部的闭合结构示意图；

图8为本发明第三个实施例所述连接装置中转动部的爆炸结构示意图；

图9为本发明第三个实施例所述连接装置中转动部的另一视角爆炸结构示意图；

图10为本发明第三个实施例所述连接装置的局部放大示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1～3的示意，为了能够解决现有楔形流量传感器一是在取压口的焊接处容易泄漏，以及楔形块焊接处容易泄漏；二是焊接后，焊接处不允许打磨，影响产品外观；三是焊接困难、耗时且焊接后容易变形，以及现场与双法兰压力变送器安配合装产生零点漂移后，需要调整差压变送器的问题。本实施例中提出一种带平衡结构的楔形流量传感器，包括楔形管道100、三通管道200和平衡单元300，楔形管道100为内置楔形块101的连接管道；三通又称管件三通或者三通管件，三通接头等，其主要用于改变流体方向的，用在主管道要分支管处，本实施例中两个三通管道200对称设置于楔形管道100的两端且相互连通；以及平衡单元300对应设置于三通管道200的上方，将两个对称设置的三通管道200连通，用于平衡两个三通管道200之间的流量压差，解决取压时两端产生零点漂移的问题。

具体的，楔形管道100包括内设置且位于管道中间处设置楔形块101以及设置于管道口内壁的螺纹102；三通管道200包括取压管道201、主管道202，取压管道201设置于三通管道200的上方，主管道202设置于三通管道200的一侧，且主管道202与取压管道201相垂直连通。其中楔形块101沿楔形管道100的直径方向延伸凸出，且与延伸方向相对的楔形管道100内壁相距一定距离，留有供流体流通的流通面积，且楔形块101的两侧还对称设置阻流面103，且两侧的阻流面103相向倾斜后相交，作为本实施例的优化，两侧的阻流面103相交后形成的角度为0～90度，当流体流经楔形块101时，流通面积减少，流速增大，静压减小，从而产生静压力差，需要说明的是，此处当设置的楔形块101向下延伸的高度相同时，即在流体能够流通的面积在不变的情况下，发现其角度为0～90度之间时，流体的增加的流速明显高于角度为大于90度下的流速，因此效果更加明显，从而测量更加的精准。同时楔形管道100的两侧管道内壁设置螺纹102，主管道202与楔形管道100通过螺纹102进行螺纹对接完成安装。

进一步的，三通管道200设置于楔形管道100的两端，通过主管道202与楔形管道100实现连通。主管道202的一端与楔形管道100相连通，另一端与安装法兰203连接，而取压管道201上方与取压法兰204连接，安装法兰203与外接待测量的管道进行法兰安装，用于将楔形流量传感器接入待测量的管道，而取压法兰204用于差压变送器在取压管道201端的取压安装。需要说明的是，在本实施例中三通管道200对应设置于楔形管道100的两端，因此对应的在取压时具有两个对应设置的取压管道201，需要用到的差压变送器为双法兰差压变送器，从而在取压时会产生零点漂移，也会影响测量的精度。差压变送器是一种典型的自平衡检测仪表，它利用负反馈的工作原理克服元件材料、加工工艺等不利因素的影响，是测量工艺管道或罐体中介质的压力差，并且通过数据的转换、开方将测量的差压值转换成电流信号输出，进一步获得流体的流量信息。由于双法兰差压变送器具有两个取压端，安装后会存在零点漂移问题，需要通过调整差压变送器才能更好的保证楔形流量的测量精度。因此本实施例中还设置平衡单元300，平衡单元300还包括平衡引管301和平衡阀302，平衡引管301连通设置于平衡阀302的两侧，平衡引管301一端与平衡阀302连通，另一端与取压管道201连通。平衡引管301将两端的取压管道201连通，且平衡引管301之间设置平衡阀302，通过控制平衡阀302的开启和关闭，平衡两端平衡引管301的压差，从而更好的解决了与双法兰差压变送器安装后的零点漂移问题，更好的保证了楔形流量的测量精度。

实施例2

参照图4～5的示意，在第一个实施例中，在使用过程中平衡单元300需要与其两端的取压管道201相连通安装，当楔形管道100两端安装三通管道200后，两端的取压管道201距离随即确定，因此平衡单元300安装入两个取压管道201之间的过程中，对于固定长短的平衡单元300，若平衡单元300的长度小于两个取压管道201之间的距离，平衡单元300放入时，二者的管道对接处存在距离间隙，从而之间的挤压力也会由于间隙的存在而不够，影响管道对接的密封性能。但是若增加平衡单元300的长度，即两端平衡引管301的长度，也即大于两个取压管道201之间的距离长度，这样确实可以增加平衡单元300与取压管道201间的挤压力，从而增加管道对接时的密封性，但是长度过长，在安装时，例如需将平衡单元300的左侧一端向取压管道201方向用力挤压，直到平衡单元300右侧端能够插入右侧的取压管道201中，因此这种情况下，操作者在安装时会十分的费力，且过程比较复杂繁琐，大大的耗费工作效率。针对上述问题，本实施例中还提出一种管道的连接装置400，该连接装置400设置于平衡单元300的两端，用于平衡单元300与其两侧取压管道201的快捷对接，不仅具有良好密封性的同时，还能够适应一定范围内不同长短的平衡单元300在取压管道201上的安装，以及平衡单元300的便捷拆卸清洗、更换维护。

具体的，连接装置400包括安装部401和转动部402，其中安装部401通过套设于平衡单元300的两端管道边缘完成安装且固定二者无法发生相对转动，转动部402插入平衡单元300的管道内且与安装部401配合发生相对转动，两侧取压管道201的管道端插入转动部402内。

进一步的，安装部401还包括开口环401a，该开口环401a套设于平衡单元300的管道端，且开口环401a的上端面向转动部402的一侧延伸且与平衡单元300的管道侧面之间构成凹陷部401b。转动部402还包括面向安装部401的方向延伸设置的内嵌部402a和外嵌部402b，该外嵌部402b由转动部402的侧端面上向安装部401方向延伸，且其内径和延伸的厚度与凹陷部401b的凹陷厚度相等；内嵌部402a设置于外嵌部402b上向安装部401方向延伸，且内嵌部402a的内径大小与平衡单元300两侧的管道口303的内径大小相适应；本实施例中转动部402背向安装部401还设置环口402c，该环槽402c的槽口大小与取压管道201向外延伸管道的管壁厚度相适应。本实施例中为了便捷安装，首先开口环401a先套设于平衡单元300两侧的法兰上完成与其之间的安装，此为安装部401在平衡单元300上的安装；之后内嵌部402a向管道口303中嵌入，直至外嵌部402b对应嵌入凹陷部401b内并限位，且为了实现较好的密封性，在内嵌部402a和管道口303之间还设置第一密封环404，此为安装部401和转动部402之间的对接安装，且安装部401和转动部402之间能够发生一定的伸缩；最后由于安装部401和转动部402之间的伸缩运动，能够很轻易的将取压管道201向外延伸管道插入环口402c中，且为了密封性能在环口402c槽内还设置第二密封环403，完成取压管道201与转动部402之间的对接。平衡单元300的两侧对称，安装方式同理，因此经过上述的安装过程能够实现平衡单元300两侧的平衡引管301与取压管道201之间通过连接装置400的便捷安装对接。

实施例3

参照图6～10的示意，本实施例中实现安装部401和转动部402之间的伸缩运动的转动调节从而实现对不同长度平衡单元300的适应，能够使得不同长度下的平衡单元300具有更好的密封性。因此与第二个实施例之间不同之处在于：安装部401还包括固定延伸部401c、锁定部401d、伸缩部401e、弹力部401f以及限位槽401g；以及与安装部401相配合的转动部402还包括弹簧柱402d、限位轴402e、转环402f、拨动齿402g和把手402h。更加具体的，本实施例中的开口环401a为两个转轴连接的对称半环体，开口环401a打开时，平衡引管301两端的法兰部分通过嵌入设置的限位槽401g中卡合限位，需要说明的是，限位槽401g中可以通过设置凸起，限制开口环401a与平衡引管301间的相对转动。且并通过开口环401a另一半的合上完成开口环401a另一半套设于平衡引管301两端的法兰上。开口环401a闭合时，通过锁定部401d进行锁定，为了实现快捷锁定，本实施例中锁定部401d包括分别设置于两个半环上的两个部分块，可以是其中任一个部分块上设置卡槽401d-1，另一部分块表面上设置压缩卡块401d-2，该压缩卡块401d-2具有导向面，当其一部分块向另一部分块合并时，部分块由于导向面的作用，能够将压缩卡块401d-2压入部分块中至与其上表面平行，部分块继续运动至压缩卡块401d-2与卡槽401d-1位置对应吻合，压缩卡块401d-2向上弹起，卡入卡槽401d-1中将两个合并的部分块限位。进一步的，为了实现便捷的解锁，具有卡槽401d-1的部分块上还设置与卡槽401d-1连通的按钮401d-3，按钮401d-3贯穿部分块进入卡槽401d-1中，与压缩卡块401d-2抵触，操作者通过按压按钮401d-3挤压压缩卡块401d-2下缩，从而能够将合并的部分块移开实现锁定部401d的解锁。进一步的，安装部401上还设置沿边缘向外延伸的固定延伸部401c，该固定延伸部401c上设置伸缩部401e和弹力部401f，且两个半环上均对称设置一组或者多组伸缩部401e和弹力部401f；且弹力部401f为固定设置于固定延伸部401c上的弹簧，伸缩部401e还包括齿轮401e-1和螺柱401e-2，螺柱401e-2固定设置于固定延伸部401c上，齿轮401e-1套设于螺柱401e-2上螺纹配合，即通过齿轮401e-1的转动，能够相对于螺柱401e-2进行前后的伸缩。

进一步的，为了实现转动部402与安装部401的配合，转动部402实际为圆盘，其面向安装部401的盘面上设置与弹力部401f对应的弹簧柱402d，该弹簧柱402d对应插入弹簧圈中完成限位。同时安装部401的盘面上还设置限位轴402e，该限位轴402e分为两个限位部分，齿轮401e-1能够嵌入限位轴402e的底部轴上发生转动，而限位轴402e还具有延伸轴部分，该延伸轴部分能够插入螺柱401e-2上设置的限位孔401e-3中，且限位孔401e-3为扁平轴。因此齿轮401e-1能够相对限位轴402e发生转动，而螺柱401e-2由于延伸轴的限位不能相对限位轴402e发生转动，从而将安装部401的旋转固定。进一步的，转动部402还包括设置于其边缘且能够与其发生相对转动的转环402f，该转环402f上面向安装部401的侧面设置与齿轮401e-1对应的拨动齿402g，以及转环402f的环面上设置向外延伸的把手402h，操作者通过把手402h转动转环402f带动拨动齿402g的转动，从而拨动齿带动齿轮401e-1的旋转。本实施例中由于安装部401的固定，因此设置于其上的螺柱401e-2固定且不能发生旋转，从而安装部401无法转动，仅有齿轮401e-1能够发生转动，因此齿轮401e-1相对于螺柱401e-2发生伸缩位移，而齿轮401e-1抵触安装部401的侧端面，因此能够实现安装部401和转动部402之间的距离调节。

本实施例中应用连接装置400的安装过程为，首先打开开口环401a套入平衡引管301两端的法兰上，在将开口环401a闭合并通过锁定部401d进行锁定，在将转动部402通过弹簧柱402d、限位轴402e的对应关系实现限位安装，安装完成后，可以根据平衡引管301的实际大小，适当调节，即先转动把手402h，将安装部401和转动部402间距调小后，将取压管道201延伸的管道插入环口402c中，另一侧同理，可根据实际长短进行间距的调节，当两侧都安装后，由于先前的间距调下操作，管道对接处存在挤压力过小导致的密封性下降，因此需要将把手402h反转，将安装部401和转动部402间距调大，增大管道连接处的挤压力，增大管道对接处的密封性。当需要拆卸时，与安装操作相反即可。因此本实施例中不仅能够解决不同长端管道对接难以安装的问题，且具有较好的密封性，能够适应不同长短的管道间距便捷安装、拆卸、清洗和维护。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种带平衡结构的楔形流量传感器，其特征在于：包括，

楔形管道(100)，所述楔形管道(100)内设置楔形块(101)；

三通管道(200)，设置于所述楔形管道(100)的两端与其连通，且所述三通管道(200)的上方设置取压管道(201)；以及，

平衡单元(300)，所述平衡单元(300)的两端与所述取压管道(201)连通。

2.如权利要求1所述的带平衡结构的楔形流量传感器，其特征在于：所述三通管道(200)还包括主管道(202)，所述主管道(202)与所述取压管道(201)相垂直连通。

3.如权利要求2所述的带平衡结构的楔形流量传感器，其特征在于：所述主管道(202)的一端与所述楔形管道(100)相连通，另一端与安装法兰(203)连接，所述取压管道(201)上方与取压法兰(204)连接。

4.如权利要求2或3所述的带平衡结构的楔形流量传感器，其特征在于：所述楔形管道(100)的两侧管道内壁设置螺纹(102)，所述主管道(202)与所述楔形管道(100)通过所述螺纹(102)进行螺纹对接。

5.如权利要求4所述的带平衡结构的楔形流量传感器，其特征在于：所述楔形块(101)沿所述楔形管道(100)的直径方向延伸凸出，且与延伸方向相对的所述楔形管道(100)内壁相距一定距离。

6.如权利要求5所述的带平衡结构的楔形流量传感器，其特征在于：所述楔形块(101)的两侧还对称设置阻流面(103)，且两侧的所述阻流面(103)相向倾斜后相交。

7.如权利要求6所述的带平衡结构的楔形流量传感器，其特征在于：两侧的所述阻流面(103)相交后形成的角度为0～90度。

8.如权利要求5～7任一所述的带平衡结构的楔形流量传感器，其特征在于：所述平衡单元(300)还包括平衡引管(301)和平衡阀(302)，所述平衡引管(301)连通设置于所述平衡阀(302)的两侧。

9.如权利要求8所述的带平衡结构的楔形流量传感器，其特征在于：所述平衡引管(301)一端与所述平衡阀(302)连通，另一端与所述取压管道(201)连通。

10.如权利要求9所述的带平衡结构的楔形流量传感器，其特征在于：双法兰差压变送器对应接入所述取压法兰(204)中进行取压。