一种超声水表、热量表、流量计用中心套管束流结构及方法 |
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| 申请号 | CN201710120215.0 | 申请日 | 2017-03-02 | 公开(公告)号 | CN106679749A | 公开(公告)日 | 2017-05-17 |
| 申请人 | 汇中仪表股份有限公司; | 发明人 | 张力新; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种超声 水 表、热量表、流量计用中心套 管束 流结构及方法，属于声学、 传感器 技术领域。技术方案是：包含中心 套管 和束流部件（3），中心套管为管状，中心套管的中间部分，内径缩小，为缩小部分（6），缩小部分（6）的中心管腔为测流通道（2）；所述束流部件至少布置于测流通道（2）外的上游侧，束流部件（3）安装 定位 在中心套管的内壁上。本发明的有益效果：由于在中心套管上增加束流部件，从而简化了仪表整体结构，同时也简化了仪表组装工艺，在降低仪表整体生产成本的同时还提大幅高了生产效率，提高束流效果，非常有利于产品的大批量自动化生产。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种超声水表、热量表、流量计用中心套管束流结构，其特征在于：包含中心套管和束流部件（3），中心套管为管状，中心套管的中间部分，内径缩小，为缩小部分（6），缩小部分（6）的中心管腔为测流通道（2）；所述束流部件至少布置于测流通道（2）外的上游侧，束流部件（3）安装定位在中心套管的内壁上。 |
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| 说明书全文 | 一种超声水表、热量表、流量计用中心套管束流结构及方法技术领域背景技术[0002] 目前，现有超声水表、热量表、流量计，特别是小口径仪表（小口径仪表，指的是测量管道的内径小于等于100mm的仪表），传感器的反射体设置在管道内，一对相互匹配的反射体之间的管段为测量通道，为了解决小流速测量问题，都会在一对相互匹配传感器反射体之间缩小测流通道面积，用于在相同流量条件下可提高被测介质流速，有利于超声测量分辨率的提高，从而提高仪表测量精度，例如：本申请人已申请的专利技术，在一对相互匹配的传感器反射体之间，设置中心套管，中心套管减少了测流通道的面积，并通过中心套管对传感器反射体固定定位。同时，为了改善管道内流体流态，避免在某些状况下（如仪表上游直管段长度不够，仪表上游装有弯头、阀门等元件）造成的流态不稳定而影响仪表测量，已有技术处理办法基本上都是在一对相互匹配传感器反射体的上游管道内，额外组装或安装整直器、整流器、束流板等部件。已有技术存在问题是：在一对相互匹配传感器反射体的上游及下游安装束流部件，需要在管道内组装或安装，受周围环境影响较大，空间狭小，组装工艺比较复杂、生产效率低、生产成本高，不适合大批量生产，另外，束流效果也不理想。 发明内容[0003] 本发明目的是提供一种自身具有束流功能的超声水表、热量表、流量计用中心套管束流结构及方法，结构简单、组装方便，既解决了改善流态问题，还解决了小流速测量问题，提高生产效率，降低成本，解决背景技术中存在的问题。 [0004] 本发明的技术方案是：一种超声水表、热量表、流量计用中心套管束流结构，包含中心套管和束流部件，中心套管为管状，中心套管的中间部分，内径缩小，为缩小部分，缩小部分的中心管腔为测流通道；所述束流部件至少布置于测流通道外的上游侧，束流部件安装定位在中心套管的内壁上。 [0005] 所述中心套管为管状，整体分为三部分，中心套管的中间部分为缩小部分，缩小部分两侧的中心套管，内径扩大，为扩大部分。 [0006] 所述束流部件，其形状和数量都是任意的，例如：形状为片状的束流片，沿中心套管的轴向（水流方向）布置，数量为四个。 [0007] 所述束流部件与中心套管通过一体注塑的形式制成，中心套管与束流部件为整体结构，束流部件与中心套管共同构成中心套管组件。 [0008] 所述束流部件与中心套管为分体结构，中心套管和束流部件分别单独成形，然后束流部件与中心套管组装定位，束流部件与中心套管共同构成中心套管组件；例如：束流部件与中心套管通过卡槽、粘接、螺钉、嵌件注塑等方式固定定位。 [0009] 所述束流部件，可以是位于同一直线上的断续结构，也就是由同一直线上的多段部件组成为束流部件；例如：束流部件为束流片，多段束流片位于同一直线上布置。 [0010] 所述束流部件，也可以是由多片束流板组合在一起构成；例如：四片束流板组合成截面为十字型的束流部件，束流板沿中心套管的轴向（水流方向）布置。 [0011] 所述束流部件，还可以是均布通孔的束流筛，束流筛的筛体沿中心套管的径向（垂直于水流方向）布置，束流筛的筛孔与水流方向平行。 [0012] 所述中心套管的扩大部分上开有超声传感器安装孔，通过安装孔设置超声传感器反射体，一对相互匹配传感器反射体分别布置在缩小部分的测流通道两侧。 [0013] 所述中心套管还可以是其它形式，例如中心套管与反射体采用嵌件形式一体注塑成型，中心套管上只有包含测量通道的缩小部分，没有扩大部分和超声传感器安装孔。 [0014] 本发明包括以下几种实施方式：①所述束流部件布置于测流通道外面上游侧的中心套管扩大部分上，束流部件的形状是片状，束流部件从扩大部分的端部开始，沿轴向方向（即水流方向）延伸至缩小部分的端部；也就是束流部件不伸出中心套管的端部，也不进入缩小部分，其长度小于等于中心套管扩大部分的长度。 [0015] 束流部件数量是多片。可以沿束流部件圆周方向均匀布置，也可以非均匀布置。束流部件的高度可以低于缩小部分的中心管腔，也可以高于或等于缩小部分的中心管腔。 [0016] 中心套管扩大部分上设有反射体安装槽，反射体通过反射体安装槽固定定位。 [0017] 上述结构也可以布置在测流通道外面下游侧的中心套管扩大部分上。 [0018] 上述结构还可以同时布置在测流通道外面下游侧和上游侧的中心套管扩大部分上。 [0019] ②所述束流部件，沿轴向方向（即水流方向）布置定位在中心套管扩大部分上，束流部件的端部伸出中心套管的端部，也就是伸出扩大部分的端部；或者，束流部件的端部伸入中心套管的测流通道内；或者束流部件的一端伸出中心套管的端部，另一端伸入中心套管的测流通道内。 [0020] 束流部件的整体长度，可以大于等于中心套管扩大部分的长度，也可以小于中心套管扩大部分的长度。 [0021] 束流部件数量是多片。可以沿束流部件圆周方向均匀布置，也可以非均匀布置。束流部件的高度可以低于缩小部分的中心管腔，也可以高于或等于缩小部分的中心管腔。 [0022] 上述结构也可以布置在测流通道外面下游侧的中心套管扩大部分上。 [0023] 上述结构还可以同时布置在测流通道外面下游侧和上游侧的中心套管扩大部分上。 [0024] ③束流部件沿轴向方向（即水流方向）贯穿整个中心套管。 [0025] 每个束流部件是一根整体，贯穿中心套管的缩小部分和扩大部分，束流部件的端部可以与中心套管端部平齐，也可以大于或小于中心套管端部位置。 [0026] 所述束流部件数量是多片。可以沿束流部件圆周方向均匀布置，也可以非均匀布置。束流部件的高度可以低于缩小部分的中心管腔，也可以高于或等于缩小部分的中心管腔。 [0027] ④所述中心套管扩大部分上设有卡槽，束流部件卡在卡槽内进行定位固定。 [0028] 可以沿扩大部分端部圆周上设置多个卡槽，每个束流部件匹配一个卡槽，进行固定。 [0029] 如果束流部件是由多片束流板一体注塑成型，束流部件整体定位在扩大部分的卡槽上。例如：四片束流板一体注塑成型，构成束流部件，其截面整体呈十字形，扩大部分端部沿圆周上设有四个卡槽，束流部件十字形的四个端部分别卡入四个卡槽进行定位固定。 [0030] 如果束流部件是均布通孔的束流筛，束流筛整体定位在扩大部分的卡槽上。或者，束流筛的外圆周上设有定位柱，定位柱定位在扩大部分的卡槽上。 [0031] 一种超声水表、热量表、流量计用中心套管束流方法，包含如下步骤：①中心套管为管状，整体分为三部分，中心套管的中间部分，内径缩小，为缩小部分，缩小部分的中心管腔为测流通道，缩小部分两侧的中心套管，内径扩大，为扩大部分； ②束流部件至少布置于测流通道外的上游侧，束流部件安装定位在中心套管的内壁上，在中心套管内设有束流部件，构成中心套管组件； ③将中心套管组件通过管道（测量管段）的端口进行安装，固定在管道内，中心套管在提升被测介质流速的同时，具有束流功能。 [0032] 所述中心套管的扩大部分上开有超声传感器安装孔，通过安装孔设置超声传感器反射体，一对相互匹配传感器反射体分别布置在缩小部分的测流通道两侧。 [0033] 所述中心套管内的束流部件，与中心套管一体注塑成型，为一个整体的中心套管组件，在中心套管组件内安装超声传感器反射体，然后直接将具有束流部件和反射体的中心套管，通过管道（测量管段）的端口进行安装，固定在管道内。 [0034] 所述中心套管内的束流部件，与中心套管和超声传感器反射体为分体结构，首先在中心套管内组装固定束流部件，成为中心套管组件，中心套管组件内组装超声传感器反射体，然后将具有束流部件和反射体的中心套管，通过管道（测量管段）的端口进行安装，固定在管道内。 [0035] 本发明通过在中心套管上增加束流部件，使中心套管在提升被测介质流速的同时又增加了束流功能，简化了仪表整体结构，使得仪表整体结构更简单、合理。由于中心套管上本身具有束流部件（可以与中心套管一体注塑成型，也可以分体组装固定），且反射体是在管道外提前组装的，所以其整个组装过程操作方便，工艺难度低；然后，将具有束流部件和反射体的中心套管结构整体放入管道内，即完成仪表的组装，其工艺难度明显低于已有技术，组装更方便、组装效率高，非常适合大批量生产。本发明在相互匹配传感器反射体之间束流，其束流效果也明显高于在反射体外面进行束流。 [0036] 本发明的有益效果：由于在中心套管上增加束流部件，从而简化了仪表整体结构，同时也简化了仪表组装工艺，在降低仪表整体生产成本的同时还提大幅高了生产效率，提高束流效果，非常有利于产品的大批量自动化生产。附图说明 [0037] 图1是已有技术中心套管剖视结构示意图；图2是本发明实施例一剖视结构示意图； 图3是本发明实施例一装配结构示意图； 图4是本发明实施例二结构示意图； 图5是本发明实施例三结构示意图； 图6是本发明实施例四结构示意图； 图7是本发明实施例五结构示意图； 图8是本发明实施例六结构示意图； 图9是本发明实施例七结构示意图； 图10是本发明实施例八结构示意图； 图中：反射体1、测量通道2、束流部件3、反射体安装槽4、超声传感器安装孔5、缩小部分 6、扩大部分7、卡槽8、束流板9、束流筛10、定位柱11、导流柱12。 具体实施方式[0038] 以下结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。 [0039] 一种超声水表、热量表、流量计用中心套管束流结构，包含中心套管和束流部件3，中心套管为管状，中心套管的中间部分，内径缩小，为缩小部分6，缩小部分6的中心管腔为测流通道2；所述束流部件至少布置于测流通道2外的上游侧，束流部件3安装定位在中心套管的内壁上。 [0040] 所述中心套管为管状，整体分为三部分，中心套管的中间部分为缩小部分6，缩小部分两侧的中心套管，内径扩大，为扩大部分7。 [0041] 所述束流部件3，其形状和数量都是任意的，例如：形状为片状的束流片，沿中心套管的轴向（水流方向）布置，数量为四个。 [0042] 所述束流部件3与中心套管通过一体注塑的形式制成，中心套管与束流部件3为整体结构，束流部件3与中心套管共同构成中心套管组件。 [0043] 所述束流部件3与中心套管为分体结构，中心套管和束流部件3分别单独成形，然后束流部件3与中心套管组装定位，束流部件3与中心套管共同构成中心套管组件；例如：束流部件3与中心套管通过卡槽、粘接、螺钉、嵌件注塑等方式固定定位。 [0044] 所述束流部件3，可以是位于同一直线上的断续结构，也就是由同一直线上的多段部件组成为束流部件3；例如：束流部件3为束流片，多段束流板位于同一直线上布置。 [0045] 所述束流部件3，也可以是由多片束流板组合在一起构成；例如：四片束流板组合成截面为十字型的束流部件3，束流板沿中心套管的轴向（水流方向）布置。 [0046] 所述束流部件3，还可以是均布通孔的束流筛，束流筛的筛体沿中心套管的径向（垂直于水流方向）布置，束流筛的筛孔与水流方向平行。 [0047] 所述中心套管的扩大部分7上开有超声传感器安装孔5，通过安装孔设置超声传感器反射体1，一对相互匹配传感器反射体1分别布置在缩小部分的测流通道2两侧。 [0048] 一种超声水表、热量表、流量计用中心套管束流方法，包含如下步骤：①中心套管为管状，整体分为三部分，中心套管的中间部分，内径缩小，为缩小部分6，缩小部分6的中心管腔为测流通道2，缩小部分6两侧的中心套管，内径扩大，为扩大部分7； ②束流部件3至少布置于测流通道2外的上游侧，束流部件3安装定位在中心套管的内壁上，在中心套管内设有束流部件3，构成中心套管组件； ③将中心套管组件通过管道（测量管段）的端口进行安装，固定在管道内，中心套管在提升被测介质流速的同时，具有束流功能。 [0049] 所述中心套管的扩大部分7上开有超声传感器安装孔5，通过安装孔设置超声传感器反射体1，一对相互匹配传感器反射体1分别布置在缩小部分的测流通道2两侧。 [0050] 所述中心套管内的束流部件3，与中心套管一体注塑成型，为一个整体的中心套管组件，在中心套管组件内安装超声传感器反射体1，然后直接将具有束流部件3和反射体1的中心套管，通过管道（测量管段）的端口进行安装，固定在管道内。 [0051] 所述中心套管内的束流部件3，与中心套管和超声传感器反射体1为分体结构，首先在中心套管内组装固定束流部件3，成为中心套管组件，中心套管组件内组装超声传感器反射体1，然后将具有束流部件3和反射体1的中心套管，通过管道（测量管段）的端口进行安装，固定在管道内。 [0052] 实施例一，参照附图2、3。 [0053] 所述束流部件3布置于测流通道2外面上游侧的中心套管扩大部分7上，束流部件3的形状是片状，束流部件3从扩大部分7的端部开始，沿轴向方向（即水流方向）延伸至缩小部分6的端部；也就是束流部件3不伸出中心套管的端部，也不进入缩小部分，其长度等于中心套管扩大部分7的长度。 [0054] 束流部件3数量是四片。沿束流部件3圆周方向非均匀布置。束流部件3的高度等于缩小部分的中心管腔。 [0055] 中心套管的扩大部分7上设有反射体安装槽4，反射体1通过反射体安装槽4固定定位。反射体1按照附图中的安装方向固定在中心套管扩大部分7上。 [0056] 实施例二，参照附图4。 [0057] 所述束流部件3，沿轴向方向（即水流方向）布置定位在中心套管扩大部分7上，束流部件3的端部伸出中心套管的端部，也就是伸出扩大部分7的端部；束流部件3的一端伸出中心套管的端部，另一端不伸入中心套管的测流通道2内。 [0058] 束流部件3的整体长度，大于中心套管扩大部分7的长度。 [0059] 束流部件3数量是四片，沿束流部件3圆周方向均匀布置。束流部件3的高度低于缩小部分的中心管腔。 [0060] 实施例三，参照附图5。 [0061] 本实施例中，测流通道2外面上游侧和下游侧，均布置束流部件3，束流部件3定位固定在中心套管的扩大部分7上，束流部件3的形状是片状（板状），束流部件3从扩大部分7的端部开始，沿轴向方向延伸至缩小部分6的端部；也就是束流部件3不伸出中心套管的端部，也不进入缩小部分，其长度等于中心套管扩大部分7的长度。 [0062] 束流部件3数量是四片。沿束流部件3圆周方向非均匀布置。束流部件3的高度等于缩小部分的中心管腔。 [0063] 实施例四，参照附图6。 [0064] 束流部件3沿轴向方向（即水流方向）贯穿整个中心套管。每个束流部件3是一根整体，贯穿中心套管的缩小部分6和扩大部分7，束流部件3的端部与中心套管端部平齐。 [0065] 实施例五，参照附图7。 [0066] 所述中心套管扩大部分7上设有卡槽8，束流部件3卡在卡槽内进行定位固定。束流部件3通过设置在中心套管上的卡槽8与中心套管进行固定定位，束流部件3固定在中心套管上游侧，束流部件3的长度是任意的。 [0067] 本实施例中，束流部件3由四片束流板9一体注塑成型，束流部件3整体定位在扩大部分7的卡槽8上，束流板9沿轴向方向（即水流方向）布置。四片束流板一体注塑成型，构成束流部件3，其截面整体呈十字形，扩大部分7端部沿圆周上设有四个卡槽，束流部件3十字形的四个端部分别卡入四个卡槽进行定位固定。 [0068] 中心套管扩大部分7上设有反射体安装槽4，反射体1通过反射体安装槽4固定定位。反射体1按照附图中的安装方向固定在中心套管扩大部分7上。 [0069] 实施例六，参照附图8。 [0070] 本实施例中，所述束流部件3，是均布通孔的束流筛10，束流筛的筛体沿中心套管的径向（垂直于水流方向）布置，束流筛的筛孔与水流方向平行。束流筛10的外圆周上设有定位柱11，定位柱定位在扩大部分7的卡槽8上。 [0071] 实施例七，参照附图9。 [0072] 束流部件3由四片束流板9与导流柱12一体注塑成型，导流柱12位于中心，四片束流板9围绕导流柱12 布置，构成束流部件3，其截面整体呈十字形，扩大部分7端部沿圆周上设有四个卡槽，束流板沿轴向方向（即水流方向）布置，束流部件3十字形的四个端部分别卡入四个卡槽进行定位固定。 [0073] 实施例八，参照附图10。 [0074] 束流部件3由四片束流板9与反射体1一体焊接成型，四片束流板9布置在反射体1上游侧构成束流部件3，其截面整体呈十字形，中心套管是由缩小部分6和反射体1组成，没有扩大部分7。反射体1与缩小部分6可一体注塑成型也可组装成型，然后整体进行组装使用。 [0075] 本发明通过在中心套管上增加束流部件3，使中心套管在提升被测介质流速的同时又增加了束流功能。在测流通道的上游侧布置束流部件3，或者束流部件3贯通整个中心套管，束流效果较佳。 [0076] 本发明的突出的技术效果是：简化了仪表整体结构，使得仪表整体结构更简单、合理。由于中心套管上本身具有束流部件3且反射体1是在管道外提前组装，然后将具有束流部件3和反射体1的中心套管结构整体放入管道内，即完成仪表的组装，其工艺难度明显低于已有技术，组装更方便、组装效率高，非常适合大批量生产。本发明在相互匹配的反射体1之间束流，其束流效果也明显高于在反射体1外面进行束流。 |
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