專利名稱:小型科里奧利流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及科里奧利流量計(jì)。具體地,本發(fā)明涉及采用使流量管的整個(gè)長(zhǎng)度振動(dòng)的方法來(lái)降低科里奧利流量計(jì)的信號(hào)發(fā)送器的尺寸。更具體地,本發(fā)明涉及利用兩組支撐板,第一對(duì)支撐板充分地分離振動(dòng)的頻率,第二組支撐板增強(qiáng)系統(tǒng)的零穩(wěn)定性。
問(wèn)題利用科里奧利效應(yīng)質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量通過(guò)一管路的物料流的質(zhì)量流量和其它信息是眾所周知的,如在1985年1月1日公布的授予J.E.Smith等人的美國(guó)專利4491025和1982年2月11日公布的授予J.E.Smith的Re31450中公開的。這些流量計(jì)具有一個(gè)或多個(gè)彎曲結(jié)構(gòu)的流量管??评飱W利質(zhì)量流量計(jì)中的每一個(gè)流量管都具有一組固有的振動(dòng)模式,可以是一種簡(jiǎn)單的彎曲扭轉(zhuǎn)的,或組合形式的。驅(qū)動(dòng)每一個(gè)流量管以產(chǎn)生振動(dòng)響應(yīng)這些固定模式中的一個(gè)。充入系統(tǒng)中的振動(dòng)物料的固有振動(dòng)模式部分地由流量管和流量管內(nèi)的物料的組合質(zhì)量來(lái)限定。物料在流量計(jì)的入口側(cè)從一相連接的管路流入流量計(jì)。而后物料通過(guò)單個(gè)流量管或多個(gè)流量管并從流量計(jì)排出至與其出口側(cè)相連的管路中。
一驅(qū)動(dòng)器向流量管施加一力以使流量管以一理想的模式振動(dòng)。一般理想的振動(dòng)模式是一第一異相彎曲模式。當(dāng)沒有物料流經(jīng)流量計(jì)時(shí),沿流量管的所有點(diǎn)都以相同的相位振動(dòng)。當(dāng)物料開始流動(dòng)時(shí),科里奧利加速作用使沿流量管的每一點(diǎn)相對(duì)于沿流量管的其它點(diǎn)具有不同的相位。在流量管的入口側(cè)的相位滯后于驅(qū)動(dòng)器,而在流量管的出口側(cè)的相位超前于驅(qū)動(dòng)器。傳感器設(shè)置在流量管上以產(chǎn)生代表流量管運(yùn)動(dòng)的正弦曲線式的信號(hào)。兩個(gè)傳感器信號(hào)之間的相位差與流經(jīng)單個(gè)流量管或多個(gè)流量管的物料流的質(zhì)量流量成正比。而后連接到傳感器上的電子部件利用該相位差和信號(hào)的頻率物料的質(zhì)量流量和其它性能。
科里奧利流量計(jì)優(yōu)于其它質(zhì)量流量測(cè)量裝置的特點(diǎn)是該流量計(jì)在物料的計(jì)算質(zhì)量流量中一般具有小于0.1%的誤差。其它常用的質(zhì)量流量測(cè)量裝置如孔板型、透平型和渦流型流量計(jì),流量測(cè)量中的誤差一般為0.5%或更大。雖然科里奧利質(zhì)量流量計(jì)與其它形式的質(zhì)量流量裝置相比具有更高的準(zhǔn)確度,但是科里奧利流量計(jì)的制造成本也更高。流量計(jì)的使用者在價(jià)格和準(zhǔn)確度之間更注重節(jié)省成本而選擇更便宜的流量計(jì)。因此科里奧利流量計(jì)的制造商為了生產(chǎn)出能夠與其它的質(zhì)量流量測(cè)量裝置相競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品,必須使科里奧利流量計(jì)的制造成本降低并能夠以實(shí)際質(zhì)量流量的0.5%之內(nèi)的準(zhǔn)確度確定質(zhì)量流量。
科里奧利流量計(jì)比其它的裝置昂貴的一個(gè)原因是需要有降低施加到流量管上的不需要的振動(dòng)的數(shù)量的部件。一個(gè)這樣的部件是將流量管固定到一管路上的集流管。在一雙管科里奧利流量計(jì)中,集流管還將從一管路接受的物料流分成兩個(gè)單獨(dú)的支流并將物料流導(dǎo)入各流量管中。為了降低由外部振動(dòng)源如一連接到管路上的泵產(chǎn)生的振動(dòng),集流管必須具有足夠的剛度以吸收這樣的振動(dòng)。最常見的集流管由鑄造金屬制成以便具有足夠的重量。而且,在集流管之間有一保持入口和出口集流管之間的定位的定位架。該定位架也是由金屬或其它的剛性材料制成,以防止外力使流量管產(chǎn)生振動(dòng)。利用了大量的金屬來(lái)制造這些外殼增加了流量計(jì)的制造成本。然而,不需要的振動(dòng)的排除大大提高了流量計(jì)的準(zhǔn)確度。
對(duì)科里奧利流量計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)講遇到的第二個(gè)問(wèn)題是流量計(jì)所具有的信號(hào)發(fā)送器尺寸太大以至于不能在某些場(chǎng)合下應(yīng)用。在我們的描述中,信號(hào)發(fā)送器尺寸是指一流量管回路從一管路向外延伸的長(zhǎng)度。在有的應(yīng)用環(huán)境下,應(yīng)用空間受到限制或者空間是相當(dāng)寶貴的。具有一般的信號(hào)發(fā)送器尺寸的流量計(jì)不能適合這樣的受到限制的應(yīng)用環(huán)境。因此需要一種具有信號(hào)發(fā)送器尺寸縮小的科里奧利流量計(jì),它可以在應(yīng)用空間受到限制或空間是相當(dāng)寶貴的情況下插入一管路中并且仍然能夠提供在物料流的實(shí)際流量的0.5%之內(nèi)的讀數(shù)。
技術(shù)方案本發(fā)明所提供的具有尺寸縮小的信號(hào)發(fā)送器的科里奧利流量計(jì)解決了上述的和其它的問(wèn)題,并具有該領(lǐng)域的先進(jìn)性。本發(fā)明的科里奧利流量計(jì)不具有通常的集流管和定位架。因此本發(fā)明的制造成本降低了。本發(fā)明的科里奧利流量計(jì)還具有一縮小了的信號(hào)發(fā)送器尺寸,使得該科里奧利流量計(jì)適用于空間是相當(dāng)寶貴的而具有常規(guī)的信號(hào)發(fā)送器尺寸的常規(guī)的科里奧利流量計(jì)根本不能使用的應(yīng)用場(chǎng)合。
為了排除常規(guī)的集流管并降低科里奧利流量計(jì)的信號(hào)發(fā)送器尺寸,每一流量管的整個(gè)長(zhǎng)度必須振動(dòng)。因此必須以下述方式設(shè)計(jì)流量計(jì)。該流量計(jì)具有一對(duì)彼此平行的流量管。
每一流量管都是一具有連續(xù)長(zhǎng)度的被分成數(shù)個(gè)部分的流量管。在每一流量管的入口端和出口端,流量管具有直線部分,這些部分具有一縱向軸線,該縱向軸線位于包含有相連接的管路的一第一平面內(nèi)。直線部分的一第一端連接流量管至入口和出口集流管。每一流量管的彎曲部分從流量管的直線部分的一第二端向外延伸。每一彎曲部分是一管的彎曲部分,該管將流量管的縱向軸線的定位從第一平面改變至大體垂直于包含管路的第一平面的方向上。
一U形部分在每一流量管的兩個(gè)彎曲部分之間延伸。該U形部分具有一從一第一彎曲部分向外延伸的第一段,該第一彎曲部分具有一縱向軸線,該縱向軸線位于基本上垂直于包含有管路的第一平面的方向上。U形部分的第二彎曲段彎曲流量管以連接U形部分的第一段和一第三段。U形部分的第三段具有一大體垂直于第一平面的縱向軸線,并將U形部分的彎曲段連接至一第二彎曲部分以完成該流量管。在一最佳實(shí)施例中,U形部分的第一段和第三段從具有一縱向軸線的彎曲部分向外延伸,該縱向軸線大體是距離垂直于第一平面的位置3度,當(dāng)管路和第一平面基本上垂直于地面時(shí),這樣的定位使流量計(jì)能夠自排空。
由于每一個(gè)流量管的整個(gè)長(zhǎng)度必須振動(dòng)以降低流量計(jì)的信號(hào)發(fā)送器尺寸,因此需要一第一組和一第二組支撐板以處理流量管的振動(dòng),使由科里奧利效應(yīng)所產(chǎn)生的相位差能夠以足夠的準(zhǔn)確度測(cè)定出,使從測(cè)量的相位差計(jì)算出的流量在正確值的0.5%之內(nèi)。第一組支撐板處理振動(dòng)以更好地分離流量管的振動(dòng)模式。第二組支撐板增強(qiáng)流量管的零穩(wěn)定性以使測(cè)量更準(zhǔn)確。
為了在流量管振動(dòng)時(shí)分離流量管中的振動(dòng)模式,第一組支撐板在流量管的每一彎曲段上的一點(diǎn)處被固定到兩個(gè)流量管上,在該點(diǎn),流量管的縱向軸線位于相對(duì)于第一平面大體為45度的方向上。支撐板是在沿流量管的大體相同的位置上固定到每一流量管上的金屬部件。
第二組支撐板固定到流量管上的位置是在位于第一組支撐板和成直線的流量管部分之間的沿流量管的彎曲部分的一點(diǎn)上。第二組支撐板增強(qiáng)流量管的零穩(wěn)定性。零穩(wěn)定性是沒有流量經(jīng)過(guò)流量管的情況下所顯示的流動(dòng)量。理想的情況下,沒有流體經(jīng)過(guò)時(shí)所顯示的應(yīng)該是零流量。在本發(fā)明的一最佳實(shí)施例中,第二組支撐板在一點(diǎn)被固定到流量管的彎曲部分上,在該點(diǎn),縱向軸線位于相對(duì)于第一平面至少7.5度且不大于22.5度的方向上。
一第一集流管連接到流量管的一入口端。該集流管設(shè)置成連接到一管路上并接受來(lái)自該管路的物料流。該物料流而后被分成兩個(gè)獨(dú)立的支流,每一個(gè)支流導(dǎo)入一流量管內(nèi)。再后物料流流經(jīng)每一個(gè)流量管并流到一第二法蘭處。第二集流管將兩個(gè)獨(dú)立的支流合并成一出口流并將該物料流返送至管路。
也可將一定位架固定到第一和第二集流管上。該定位架封閉流量管的直線部分和彎曲部分并具有一開口,流量管的U形部分通過(guò)該開口伸出。還可將一封閉流量管的U形部分的殼體固定到定位架上。
通過(guò)以上的描述,本發(fā)明的一個(gè)方面是一科里奧利流量計(jì),包括一對(duì)平行的流量管,其中每一個(gè)所述流量管被分成多個(gè)部分,包括限定每一個(gè)所述流量管的相對(duì)端部分的直線部分,其中所述直線部分具有一縱向軸線,該縱向軸線大體平行于一管路的縱向軸線并被包含在一包含所述管路的一第一平面內(nèi),每一所述流量管中的彎曲部分,該部分從所述直線部分的一端延伸并限定了將位于所述第一平面內(nèi)的每一所述流量管的所述縱向軸線改變至位于大體垂直于所述第一平面的方向上的彎曲,和一大體為U形的部分,該部分在所述流量管的相對(duì)端部分上的所述彎曲部分之間延伸,其中每一所述流量管的所述大體為U形的部分限定了在每一所述流量管中的彎曲,該彎曲改變所述流量管的所述縱向軸線至一大體平行于所述第一平面的方向以橫過(guò)所述彎曲部分之間;固定到每一所述流量管上的一第一組支撐板,其固定點(diǎn)在所述彎曲部分上,在該處,所述流量管的所述縱向軸線大體為離開平行于所述第一平面的位置45度;提供所述流量管的振動(dòng)模式之間的頻率分離的所述第一組支撐板;和固定到所述流量管上的一第二組支撐板,其固定點(diǎn)在所述流量管的所述相對(duì)端上的所述彎曲部分上,在所述直線部分和所述第一組支撐板之間,其中所述第二組支撐板增強(qiáng)了每一所述流量管的零穩(wěn)定性。
本發(fā)明的另一方面是一科里奧利流量計(jì),還包括一入口集流管,該集流管連接到每一所述流量管的所述直線部分的第一個(gè)上并接受來(lái)自所述管路的流動(dòng),將所述流動(dòng)分成兩股支流并將所述兩股支流中的每一個(gè)導(dǎo)入不同的所述流量管。
本發(fā)明的再一方面的科里奧利流量計(jì)還包括一固定到所述入口集流管上的入口法蘭,用于將所述入口集流管連接至所述管路。
本發(fā)明的再一方面是一科里奧利流量計(jì),還包括一出口集流管,該集流管連接到每一所述流量管的所述直線部分的第二個(gè)上并接受來(lái)自所述流量管的所述流動(dòng),并將所述流動(dòng)合并成一出口流,將所述出口流導(dǎo)入所述管路。
本發(fā)明的另一方面是一科里奧利流量計(jì),還包括一固定到所述出口集流管上用于將所述出口集流管連接至所述管路的出口法蘭。
本發(fā)明的再一方面的科里奧利流量計(jì)還包括固定到所述流量管的相對(duì)端上的集流管;一固定到所述集流管上的定位架,所述定位架封閉每一所述流量管的所述直線部分和所述彎曲部分;和一所述定位架上的開口,每一所述流量管的所述U形部分通過(guò)該開口從所述定位架伸出。
本發(fā)明的再一方面是一科里奧利流量計(jì),其中所述U形部分具有一尺寸縮小的信號(hào)發(fā)送器部分。
本發(fā)明的另一方面的科里奧利流量計(jì),還包括所述U形部分的一第一支柱和一第二支柱,從所述彎曲部分向外延伸,具有一大體定位于離開垂直于所述第一平面的方向3度的方向上的縱向軸線。
本發(fā)明的再一方面的科里奧利流量計(jì),其中所述第一平面垂直于地平面,所述流量管可以自身排空。
本發(fā)明的另一方面的科里奧利流量計(jì),還包括一封閉所述流量管的殼體。
本發(fā)明的再一方面的科里奧利流量計(jì),其中每一所述流量管的整個(gè)長(zhǎng)度振動(dòng)。
本發(fā)明的再一方面是一科里奧利流量計(jì),其中所述第二組支撐板連接到所述流量管上的所述點(diǎn)在這樣一點(diǎn)上,即在該點(diǎn)所述流量管的所述縱向軸線在相對(duì)于所述第一平面的7.5度到22.5度的角度范圍內(nèi)定位。
本發(fā)明的另一方面的科里奧利流量計(jì),還包括一使所述一對(duì)流量管產(chǎn)生振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
本發(fā)明的還有一方面的科里奧利流量計(jì),還包括一在所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的入口側(cè)固定到所述一對(duì)流量管上的第一拾取器;和一在所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的出口側(cè)固定到所述一對(duì)流量管上的第二拾取器。
本發(fā)明的再一方面的科里奧利流量計(jì),還包括接受來(lái)自所述拾取器的顯示所述流量管的所述振動(dòng)的信號(hào)并確定通過(guò)所述流量計(jì)的物料流的質(zhì)量流量的流量計(jì)電子部件。
從以下的詳細(xì)描述和附圖中可以看出本發(fā)明的上述特征和其它的特征,附圖包括圖1示出了一個(gè)具有一尺寸減小的信號(hào)發(fā)送器的科里奧利流量計(jì);圖2示出了一安裝到一定位架上的本發(fā)明的科里奧利流量計(jì);和圖3示出了一安裝到一定位架上并封閉在一殼體內(nèi)的科里奧利流量計(jì)。
詳細(xì)說(shuō)明科里奧利流量計(jì)概述—圖1圖1所示的科里奧利流量計(jì)5具有一流量計(jì)傳感器10和流量計(jì)電子部件20。流量計(jì)電子部件20通過(guò)導(dǎo)線100連接到流量計(jì)傳感器10上,以向管路26提供密度、質(zhì)量流量、容積流量、累積質(zhì)量流量、溫度和其它的信息。無(wú)論驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量、拾取傳感器的數(shù)量、振動(dòng)的操作方式如何,本發(fā)明都可以適用任何型號(hào)的科里奧利流量計(jì)5,這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的。而且,本發(fā)明可以用在任一當(dāng)一物料流流經(jīng)該流量管時(shí)振動(dòng)兩個(gè)流量管103A-103B以便測(cè)量科里奧利效應(yīng)而后利用科里奧利效應(yīng)來(lái)測(cè)量物料的性能的系統(tǒng)。
流量計(jì)傳感器10包括一對(duì)法蘭101和101’;集流管102-102’;流量管103A和103B;支撐板120-123;驅(qū)動(dòng)器104;和拾取器105和105’。法蘭101-101’安裝到集流管102-102’上。集流管102-102’安裝到流量管103A-103B的相對(duì)端上。支撐板120-124安裝到流量管103A-103B,如下所述。驅(qū)動(dòng)器104安裝到流量管103A-103B上,其位置使得驅(qū)動(dòng)器能夠互相對(duì)立地振動(dòng)流量管103A-103B。拾取器105和105’在相對(duì)端安裝到流量管103A-103B上以在流量管103A-103B的相對(duì)端監(jiān)測(cè)振動(dòng)的相位差。
法蘭101和101’安裝到集流管102-102’上并將流量管103A-103B連接至一管路(未示出)。當(dāng)流量計(jì)傳感器10插入一攜帶被測(cè)量的物料的管路系統(tǒng)(未示出)時(shí),物料通過(guò)入口法蘭101進(jìn)入流量計(jì)傳感器10,并且總的物料流被入口集流管102分成兩個(gè)支流并被同樣地導(dǎo)入流量管103A和103B。而后物料流流經(jīng)流量管103A和103B進(jìn)入將兩支流合在一起的出口集流管102’。再后物料流經(jīng)出口法蘭101’并由此排出流量計(jì)傳感器10。集流管102和102’利用了極少量的物料。
選擇流量管103A和103B并將其適當(dāng)?shù)匕惭b到入口集流管102和出口集流管102’上,以便它們繞彎曲軸W-W和W’-W’具有大體相同的質(zhì)量分布、慣性力矩和彈性模量。流量管從集流管以一基本上平行的方式向外延伸。
流量管103A-B由驅(qū)動(dòng)器104以相位相對(duì)的方式繞其各自的彎曲軸W和W’驅(qū)動(dòng),在所謂的流量計(jì)第一異相彎曲模式下。驅(qū)動(dòng)器104可以是很多的已知裝置中的一種,如安裝到流量管103A上的一磁鐵和安裝到流量管103B上的一相對(duì)應(yīng)的線圈。交流電流通過(guò)相對(duì)應(yīng)的線圈以使兩個(gè)流量管103A-B產(chǎn)生振動(dòng)。由流量計(jì)電子部件20施加一合適的驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線110輸送至驅(qū)動(dòng)器104。圖1所述僅提供了使用科里奧利流量計(jì)的一個(gè)例子,并不是為了限定本發(fā)明。
流量計(jì)電子部件20接受分別出現(xiàn)在導(dǎo)線111和111’上的右和左速度信號(hào)。流量計(jì)電子部件20還產(chǎn)生導(dǎo)線110上的驅(qū)動(dòng)信號(hào),該驅(qū)動(dòng)信號(hào)使驅(qū)動(dòng)器104驅(qū)動(dòng)流量管103A和103B產(chǎn)生振動(dòng)。這里所述的本發(fā)明可產(chǎn)生用于多種驅(qū)動(dòng)器的多種驅(qū)動(dòng)信號(hào)。流量計(jì)電子部件20處理左和右速度信號(hào)以計(jì)算質(zhì)量流量。管路26提供了一輸入和輸出裝置,該裝置提供了流量計(jì)電子部件與一操作者相聯(lián)系的方式。流量計(jì)電子部件20是一種常規(guī)的電子部件,因此為了簡(jiǎn)便起見省略了流量計(jì)電子部件的全部描述。
科里奧利流量計(jì)傳感器10的結(jié)構(gòu)使得流量管103A-103B具有一較小的信號(hào)發(fā)送器尺寸而能將讀數(shù)的精確度保持在實(shí)際質(zhì)量流量的5%的范圍內(nèi)。信號(hào)發(fā)送器的尺寸是流量管的回路從一垂直于回路并包含連接管路的平面向外伸出的長(zhǎng)度??评飱W利流量計(jì)傳感器10的結(jié)構(gòu)的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可使用價(jià)格便宜的集流管和定位架。其第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)轉(zhuǎn)換流量管的U形部分的支柱的角度,在定位適當(dāng)時(shí)可以使流量管自身排空。
為了使信號(hào)發(fā)送器的尺寸縮小,必須使流量管103A-103B的總長(zhǎng)度振動(dòng)。因此,應(yīng)以下述方式構(gòu)造流量管103A-103B。流量管103A-103B的定位是大體彼此平行。每一個(gè)流量管103A-103B都具有下述的相同的部分位于流量管103A-103B的入口和出口的成直線的兩個(gè)部分150-150’,從直線部分150-150’延伸的兩個(gè)彎曲部分151-151’,和連接彎曲部分151-151’的U形部分152。
直線部分150-150’具有連接到集流管102-102’上的第一端160-160’。每一個(gè)直線部分150-150’是具有一縱向軸線的流量管的一部分,該縱向軸線在一包含有管路和每一個(gè)流量管103A-103B的直線部分150-150’的第一平面內(nèi)基本上平行于該管路。直線部分150接受來(lái)自入口集流管102的物料,直線部分150’將物料返送至出口集流管102’。
彎曲部分151-151’的一第一端170-170’從直線部分150-150’的第二端161-161’向外延伸。彎曲部分151-151’的第一端170-170’在第一平面內(nèi)。流量管103A-103B的彎曲部分151-151’具有一第二端171-171’,該第二端171-171’具有一大體垂直于第一平面的縱向軸線。彎曲部分151-151’在第一端170-170’和第二端171-171’之間彎曲。
U形部分152是連接彎曲部分151-151’的第二端171-171’的流量管103A-103B的彎曲部分。每一個(gè)U形部分152的第一支柱部分153的第一端180從每一個(gè)彎曲部分150的第二端171開始延伸。第一支柱部分153從彎曲部分150向外延伸并具有一縱向軸線,該縱向軸線大體垂直于包含有管路和直線部分150-150’的第一平面。在一實(shí)施例中,第一支柱部分153從具有一縱向軸線的第一彎曲部分150向外延伸,該縱向軸線從垂直于第一平面的位置上越過(guò)3度,以使當(dāng)流量管103A-103B的位置垂直于地平面時(shí)流量管103A-103B自身可以排空。U形部分152的第二支柱部分154的第一端181從具有一縱向軸線的每一個(gè)彎曲部分150’的第二端171’向外延伸,該縱向軸線大體垂直于第一平面。在一最佳的實(shí)施例中,第一支柱部分154在一方向上向外延伸,該方向?yàn)閺拇怪庇诘谝黄矫娴奈恢蒙铣虻谝粡澢糠?51越過(guò)3度,以便當(dāng)流量管103A和103B定位于大體垂直于地平面的方向上時(shí),流量管103A-103B能夠自身排空。
彎曲部分155連接流量管103A和103B中的第一支柱153的第二端182和第二支柱154的第二端183。彎曲部分155從具有一縱向軸線的第一支柱153的第二端182向外延伸,該縱向軸線基本上平行于包含有管路的第一平面并大體垂直于第一和第二支柱153和154的縱向軸線以連接第二支柱154的第二端183。
為了使信號(hào)發(fā)送器的尺寸縮小,流量管103A和103B的整個(gè)長(zhǎng)度必須響應(yīng)由驅(qū)動(dòng)器104施加的力而振動(dòng)。為了增加由振動(dòng)和物料流所產(chǎn)生的科里奧利效應(yīng)的測(cè)量精確度,必須將兩組支撐板固定到流量管103A和103B上。第一組支撐板122-123處理流量管103A和103B中的振動(dòng)以分離振動(dòng)模式。第二組支撐板120-121是增強(qiáng)流量計(jì)傳感器10零穩(wěn)定性所必需的。這使得流量計(jì)電子部件20能夠更容易地測(cè)量由科里奧利效應(yīng)所產(chǎn)生的相位差。
第一組支撐板122和123在彎曲部分151內(nèi)的一點(diǎn)上固定到流量管103A和103B上,該點(diǎn)處于流量管的角度相對(duì)于包含有管路的第一平面大體為45度的位置上。第一組支撐板122和123分離多種振動(dòng)模式的頻率。
為了降低零穩(wěn)定性,第二組支撐板120和121連接流量管103A-103B。第二組支撐板在位于第一組支撐板122-123和直線部分150-150’之間的彎曲部分151-151’的一點(diǎn)上固定到流量管103A和103B上。在一最佳實(shí)施例中,第二組支撐板固定到流量管103A-103B上的位置為在彎曲部分151-151’上的一位置,在該位置其縱向軸線相對(duì)于第一平面的角度為介于7.5度至22.5度之間。
固定到集流管102和102’上的定位架—圖2圖2示出了固定到流量計(jì)傳感器10上的一定位架。定位架200在相對(duì)側(cè)具有方形端190-191。在一最佳實(shí)施例中,方形端190-191(參見圖1)作為集流管102-102’中的方形板。由壁201-202表示的四壁連接方形端190-191的每一邊以形成一封閉體。直線部分150-150’(參見圖1)和彎曲部分151-151’(參見圖1)由殼體200包圍。U形部分152從在殼體200的頂部的開口210和211伸出。開口210和211具有足夠大的尺寸以使兩個(gè)流量管103A-B均能適當(dāng)?shù)貜脑撻_口伸出。由于兩個(gè)流量管103A和103B適當(dāng)?shù)赝ㄟ^(guò)開口210-211伸出,因此流量管103A和103B不會(huì)以任何方式固定到殼體200上,并且流量管的整個(gè)長(zhǎng)度都可以響應(yīng)由驅(qū)動(dòng)器104施加的力而產(chǎn)生振動(dòng)(圖1)。
用于流量管103A-103B的殼體—圖3圖3示出了用于封閉(圖1所示的)流量管103A和103B的殼體300。殼體300具有一裝配流量管103A和103B的中空的內(nèi)部,并以一定方式如焊接或螺栓螺母連接固定到殼體200上。殼體300在流量管103A和103B中的一個(gè)或兩個(gè)破裂的情況下防止物料泄漏。
以上描述了具有極小的信號(hào)發(fā)送器尺寸的科里奧利流量計(jì)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以并且能夠設(shè)計(jì)出其它的科里奧利流量計(jì),完全照搬本發(fā)明或通過(guò)等同原則而侵害由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種科里奧利流量計(jì)(5),包括一對(duì)平行的流量管(103A-103B),其中每一個(gè)所述流量管(103A-103B)被分成多個(gè)部分,包括限定每一個(gè)所述流量管(103A-103B)的相對(duì)端部的直線部分(150-150’),其中所述直線部分(103A-103B)具有一縱向軸線,該縱向軸線大體平行于一管路的縱向軸線并被包含在一包含所述管路的第一平面內(nèi),每一所述流量管(103A-103B)中的彎曲部分(151-151’),該部分從所述直線部分(150-150’)的一端(161-161’)延伸并限定了從位于所述第一平面內(nèi)的每一所述流量管的所述縱向軸線改變至位于大體垂直于所述第一平面的方向上的彎曲,和一大體為U形的部分(152),該部分在所述流量管的相對(duì)端部上的所述彎曲部分(151-151’)之間延伸,其中每一所述流量管(103A-103B)的所述大體為U形的部分(152)限定了在每一所述流量管(103A-103B)中的彎曲,該彎曲將所述流量管的所述縱向軸線改變至一大體平行于所述第一平面的方向,以橫過(guò)所述彎曲部分之間;固定到每一所述流量管(103A-103B)上的一第一組支撐板(122-123),其固定點(diǎn)在所述彎曲部分(151-151’)上,其中所述流量管的所述縱向軸線大體為偏離平行于所述第一平面的位置45度;提供所述流量管的振動(dòng)模式之間的頻率分離的所述第一組支撐板(122-123);和固定到所述流量管(103A-103B)上的一第二組支撐板(120-121),其固定點(diǎn)在所述流量管的所述相對(duì)端上的所述彎曲部分(151-151’)上,在所述直線部分和所述第一組支撐板之間,其中所述第二組支撐板增強(qiáng)了每一所述流量管的零穩(wěn)定性。
2.如權(quán)利要求1所述的科里奧利流量計(jì)(5),其特征在于還包括一入口集流管(102),該集流管連接到每一所述流量管(103A-103B)的所述直線部分(150)的第一個(gè)上,并接納來(lái)自所述管路的流動(dòng),將所述流動(dòng)分成兩股支流,并將所述兩股支流中的每一股導(dǎo)入所述流量管(103A-103B)中的互異的一個(gè)。
3.如權(quán)利要求2所述的科里奧利流量計(jì)(5),其特征在于還包括一固定到所述入口集流管(102)上、用于將所述入口集流管(102)連接至所述管路的入口法蘭(101)。
4.如權(quán)利要求1所述的科里奧利流量計(jì)(5),其特征在于還包括一出口集流管(102’),該集流管連接到每一所述流量管(103A-103B)的所述直線部分(150-150’)的第二個(gè)上,并接納來(lái)自所述流量管(103A-103B)的所述流動(dòng),并將所述流動(dòng)合并成一出口流,將所述出口流導(dǎo)入所述管路。
5.如權(quán)利要求4所述的科里奧利流量計(jì)(5),其特征在于還包括一固定到所述出口集流管(102’)上、用于將所述出口集流管(102’)連接至所述管路的出口法蘭(101’)。
6.如權(quán)利要求1所述的科里奧利流量計(jì)(5),其特征在于還包括固定到所述流量管(103A-103B)的相對(duì)端上的集流管(102-102’);一固定到所述集流管(102-102’)上的定位架(200),所述定位架(200)封閉每一所述流量管(103A-103B)的所述直線部分(150-150’)和所述彎曲部分(151-151’);和一所述定位架上的開口(210-211),每一所述流量管(103A-103B)的所述U形部分(152)通過(guò)該開口經(jīng)所述定位架(200)伸出。
7.如權(quán)利要求1所述的科里奧利流量計(jì),其特征在于所述U形部分(152)具有一尺寸縮小的信號(hào)發(fā)送器部分。
8.如權(quán)利要求1所述的科里奧利流量計(jì),其特征在于還包括所述U形部分(150)的一第一支柱(153)和一第二支柱(154),該支柱從所述彎曲部分(150)向外延伸,具有一大體定位于偏離垂直于所述第一平面的方向3度的方向上的縱向軸線。
9.如權(quán)利要求8所述的科里奧利流量計(jì),其特征在于所述第一平面垂直于地平面,所述流量管可以自排空的。
10.如權(quán)利要求1所述的科里奧利流量計(jì),其特征在于還包括一封閉所述流量管(103A-103B)的殼體(300)。
11.如權(quán)利要求1所述的科里奧利流量計(jì),其特征在于每一所述流量管的整個(gè)長(zhǎng)度發(fā)生。
12.如權(quán)利要求1所述的科里奧利流量計(jì),其特征在于所述第二組支撐板(122-123)連接到所述流量管(103A-103B)上的所述點(diǎn)在這樣一點(diǎn)上,即在該點(diǎn)所述流量管的所述縱向軸線位于相對(duì)于所述第一平面的7.5度到22.5度的角度范圍內(nèi)。
13.如權(quán)利要求1所述的科里奧利流量計(jì),其特征在于還包括一使所述一對(duì)流量管產(chǎn)生振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(104)。
14.如權(quán)利要求14所述的科里奧利流量計(jì),其特征在于還包括一在所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(104)的入口側(cè)固定到所述一對(duì)流量管(103A-103B)上的第一拾取器(105);和一在所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(104)的出口側(cè)固定到所述一對(duì)流量管(103A-103B)上的第二拾取器(105’)。
15.如權(quán)利要求15所述的科里奧利流量計(jì),其特征在于還包括接受來(lái)自所述第一拾取器和所述第二拾取器的顯示所述流量管的所述振動(dòng)的信號(hào)的流量計(jì)電子部件,其中所述流量計(jì)電子部件確定通過(guò)所述流量計(jì)的物料流的質(zhì)量流量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有尺寸縮小的信號(hào)發(fā)送器的科里奧利流量計(jì)傳感器(10)。信號(hào)發(fā)送器尺寸是指流量管回路從一管路向外伸出的長(zhǎng)度。為了縮小信號(hào)發(fā)送器的尺寸,流量管(103A-103B)的整個(gè)長(zhǎng)度必須振動(dòng)以使流量計(jì)傳感器(10)對(duì)科里奧利效應(yīng)更敏感。當(dāng)流量管的整個(gè)長(zhǎng)度產(chǎn)生振動(dòng)時(shí),連接到流量管上的第一組支撐板(122-123)分離流量管(103A-103B)中的振動(dòng)頻率。連接到流量管上的第二組支撐板(120-121)增強(qiáng)流量計(jì)的零穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)G01F1/84GK1351707SQ00807686
公開日2002年5月29日 申請(qǐng)日期2000年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月19日
發(fā)明者M·T·克里斯菲爾德, S·J·約翰斯頓, J·R·麥卡錫 申請(qǐng)人:微動(dòng)公司