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專利名稱：流體流通設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體流通設(shè)備，特別涉及流體流動(dòng)測(cè)量?jī)x、流體混合器及流體分散設(shè)備。
背景技術(shù)：
美國(guó)專利4,638,672、4,812,049和5,363,699公開(kāi)了一種流通流動(dòng)測(cè)量?jī)x及流體分散和混合設(shè)備，其特征是具有對(duì)稱地安裝在一管道中的一獨(dú)特的靜態(tài)流體流動(dòng)移位部件，該部件可有效地線性化流過(guò)管道中移位部件和管道內(nèi)表面之間區(qū)域的流體，且能夠平整在管道中流動(dòng)的流體在移位部件上游和下游的流速分布圖。該設(shè)備可確保對(duì)管道中流體流動(dòng)狀態(tài)的可靠的測(cè)量，并且可均勻的混合和分散各種流體和/或包含顆粒物質(zhì)的流體。
該獨(dú)特的流體流動(dòng)測(cè)量?jī)x及混合器由加州Hemet的McCrometer，Inc.生產(chǎn)且以注冊(cè)商標(biāo)“V-CONE”銷售，McCrometer，Inc.也是以上專利的所有人及本發(fā)明的受讓人。
V-CONE設(shè)備中的流體流動(dòng)移位部件包括兩個(gè)通常為圓錐體形的截錐體，該兩截錐體在它們的較大端相連接且同軸地安裝于管道的一特別化的部分。截錐體以基本垂直于該部分的軸線和流體流動(dòng)方向的方向安裝，其外周面從管道部分的內(nèi)表面向內(nèi)對(duì)稱地分隔開(kāi)。依據(jù)移位部件相對(duì)于管道部分的尺寸，移位部件可有效地線性化以預(yù)定流速范圍流過(guò)該部分的流體。
通常用焊接方法將兩個(gè)截錐體在較大端相連接來(lái)形成移位部件。面向上游方向的截錐體通常用例如焊接方法連接在其上游端，其較小端連接到一導(dǎo)管或管子中，該導(dǎo)管或管子延伸經(jīng)過(guò)移位部件至其下游面，通過(guò)該導(dǎo)管采集一壓力讀數(shù)或者通過(guò)該導(dǎo)管引入第二流體以與流過(guò)管道的基本流體相混合。該導(dǎo)管或管子從移位部件向外彎曲且穿過(guò)管道部分上游的壁。該導(dǎo)管或管子用例如焊接方法連接到管道部分的壁上、且方便地被用作把移位部件同軸安裝在管道部分中的裝置。
因?yàn)樾枰獙?shí)質(zhì)性的連接，“V-CONE”測(cè)量?jī)x和混合器的制造需要相當(dāng)密集的勞動(dòng)力。而且，因?yàn)閷?dǎo)管或管子安裝定位在移位部件的上游，這是一個(gè)易于將流體中的異物引入要將流體流動(dòng)的速度進(jìn)行線性化的區(qū)域中的位置。
還有，按照目前的結(jié)構(gòu)，為了線性化和測(cè)量流過(guò)各個(gè)流速范圍的流體，就需要有分別與各種大小規(guī)格測(cè)量?jī)x中的每一種相應(yīng)的各個(gè)測(cè)量?jī)x及其相關(guān)的傳感設(shè)備。
因此，“V-CONE”測(cè)量?jī)x及混合器在此前有效和高效率地滿足了工業(yè)需求，并得到了廣泛的認(rèn)同和商業(yè)銷售的成功，但同時(shí)仍存在改進(jìn)的余地。
本發(fā)明的介紹本發(fā)明的目的在于對(duì)上列專利中公開(kāi)的設(shè)備和商業(yè)銷售實(shí)例“V-CONE”測(cè)量?jī)x、流體混合器及分散設(shè)備的幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。
第一方面內(nèi)容，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種無(wú)須實(shí)質(zhì)性連接類型的流體流通設(shè)備，這就省去了焊接和/或其他將一個(gè)部件固定連接到另一個(gè)部件或部分上的裝置。
另一方面，本發(fā)明的一個(gè)目的是使之適應(yīng)于用比迄今認(rèn)為可用的更大范圍的材料來(lái)制造所述的流體流通設(shè)備。
第二方面內(nèi)容，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種所述類型的流體流通設(shè)備，其中流體流通移位部件可拆卸且可替換地安裝在管道部分中，因此可以拆去已有的移位部件、而用一個(gè)或多個(gè)不同的移位部件來(lái)替換，用以與流過(guò)所述管道部分的不同的流體和不同的流速范圍相適應(yīng)。以該方式，單個(gè)管道部分、即單個(gè)測(cè)量體可以與各種移位部件一起使用，以與流過(guò)測(cè)量體的各種液體、氣體和大的流速范圍相適應(yīng)。
第三方面內(nèi)容，本發(fā)明的一個(gè)目的是在移位部件的下游位置支承該移位部件，由此消除在測(cè)量體和移位部件之間的紊流。消除該區(qū)域的紊流確保了更為一致和穩(wěn)定的流體流動(dòng)，從而也保證了穩(wěn)定、可靠和精確的測(cè)量。
第四方面內(nèi)容，本發(fā)明的一個(gè)目的是設(shè)置穿過(guò)管道部分或測(cè)量體的壁的流動(dòng)測(cè)量活栓，因此在移位部件中就無(wú)須再有先前技術(shù)中所需的測(cè)量活栓或其他的孔或通道，在。這個(gè)目的的達(dá)到有助于容易地達(dá)到其他目的，并且提供了比較容易制造和操作非常可靠的流體流通設(shè)備。
另一方面，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種設(shè)備中沒(méi)有停滯區(qū)域的流體流通設(shè)備，其中能使流體平穩(wěn)、連續(xù)、無(wú)停滯地流過(guò)該設(shè)備。從而又使設(shè)備可使用在衛(wèi)生健康的環(huán)境中，即用于衛(wèi)生健康作為首要要素的條件下和區(qū)域中。
可借助流體流通設(shè)備特別結(jié)構(gòu)模式來(lái)達(dá)到本發(fā)明的這些和其他目的及優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)結(jié)合附圖來(lái)描述當(dāng)前的較佳實(shí)施例。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是按照本發(fā)明較佳實(shí)施例的流體流動(dòng)移位部件的側(cè)視圖；圖2是移位部件的后視圖；圖3是按照本發(fā)明較佳實(shí)施例、包含有測(cè)量體的管道部分的垂直縱向剖視圖；圖4是測(cè)量體的后視圖；還有圖5是安裝在管路中且已裝配好以測(cè)量流體流動(dòng)、即作為流體流動(dòng)測(cè)量?jī)x使用的本發(fā)明較佳實(shí)施例的垂直縱向剖視圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式以下是發(fā)明人目前所設(shè)想的實(shí)施本發(fā)明的最佳方式的一流體流動(dòng)測(cè)量?jī)x的較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述。隨著描述的進(jìn)行，其中的改進(jìn)和變化對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員而言將變得顯而易見(jiàn)。
首先參見(jiàn)圖5，以10標(biāo)示按照本發(fā)明的流體流動(dòng)測(cè)量?jī)x適于安裝在管路或包含有管路部分12的其他流體流通管道中，管路部分12在其端部具有螺栓凸緣14。流動(dòng)測(cè)量?jī)x10由計(jì)量體20和同軸安裝在計(jì)量體20中的流體流動(dòng)移位部件40組成。計(jì)量體20主要包括適于螺栓固定或固定在兩段管道之間、例如圖示的管路部分12的凸緣14之間的一段管道或?qū)Ч堋Ｓ?jì)量體是較佳的所謂薄夾片設(shè)計(jì)(wafer design)且簡(jiǎn)單地靠接在凸緣14之間，并且通過(guò)環(huán)形分布的螺栓16(只示出一個(gè))同心或共軸地與管路部分12對(duì)齊，螺栓16在凸緣之間伸展且并將凸緣相互連接。
計(jì)量體部分20具有一內(nèi)孔或通孔22，孔22作為管路12的一組成部分來(lái)使用且構(gòu)成流體流通的一連續(xù)通道。如箭頭指示，在圖中流體流動(dòng)的方向是從左向右。管路12和導(dǎo)管部分20通常是圓柱體形，盡管并不總是這樣，但孔22通常具有與管路部分12相同的內(nèi)部截面和尺寸。
縱向分布的壓力活栓24和26在其位置上徑向延伸穿過(guò)計(jì)量體20的壁，其功能將在此后描述。
如圖3和4所示，在計(jì)量體20的內(nèi)壁后端或下游端上設(shè)置有多個(gè)環(huán)形分布向后開(kāi)口的具有有限縱向、徑向和弧形伸展的凹槽或溝槽28。在較佳實(shí)施例中，在計(jì)量體后端部分中有兩個(gè)正相對(duì)的槽。
參見(jiàn)圖1和圖2，移位部件40由流動(dòng)調(diào)整部分或移位部件42和支承或安裝部分44組成。
流動(dòng)調(diào)整或移位部件42由一個(gè)通常為柱形的主體組成，該主體具有在邊緣46的一橫向大直徑或尺寸和兩個(gè)相對(duì)的、通常是圓錐體形的傾斜壁48和50，兩壁在計(jì)量體20中分別面對(duì)上游和下游方向且向著主體的軸線方向?qū)ΨQ地向內(nèi)逐漸變細(xì)。除了此后所描述的，流動(dòng)調(diào)整部件42具有與使用在McCrometer，Inc生產(chǎn)的“V-圓錐體”設(shè)備中的流動(dòng)移位部件基本相同的實(shí)際特性和基本相同的功能。這些在專利公開(kāi)4,638,672、4,812,049和5,363,699中揭示的內(nèi)容幾乎全部引述在此，以供參考。
如先前專利中所描述的，部件42具有比管道20中的孔22小的尺寸，并且部件42同軸地安裝在垂直于流體流動(dòng)方向的孔中，傾斜壁48和50從管道壁的內(nèi)表面或內(nèi)部向內(nèi)對(duì)稱分布。傾斜壁的較大且相鄰的端面具有相同的尺寸和形狀，并且在接合處界定了一明顯的外周緣46，外周緣46所處的平面垂直于流體流動(dòng)的方向。上游壁48比下游壁50長(zhǎng)且在上游端較佳地逐漸變細(xì)成為一點(diǎn)或基本成為一點(diǎn)。該壁相對(duì)于外周緣46所界定的平面以大約39度至75度之間的角度形成，其中較佳的角度是大約67.5度。下游壁50相對(duì)于邊緣46所界定的平面的角度范圍是大約15°至30°，其中較佳的角度是大約26度。部件42相對(duì)于管道20內(nèi)徑的β比率較佳地為大約0.4至大約0.94。
當(dāng)流體進(jìn)入管道20的入口或上游端時(shí)，流體被上游壁48所移位或偏移而進(jìn)入一截面面積逐漸變小的環(huán)形區(qū)域中，直到外周緣46所界定的平面所在的最小截面面積的區(qū)域。流體然后進(jìn)入下游壁50界定的面積逐漸變大的環(huán)形區(qū)域中。作為結(jié)果，部件42上游和下游的流體流動(dòng)都得到了穩(wěn)定和調(diào)整。特別地，部件42可有效地將部件42和管道20的壁之間的區(qū)域中的流體流動(dòng)線性化，并且能夠使以預(yù)定流速范圍流動(dòng)在管道中移位部件上游和下游的流體流速分布圖變得平坦。因而，上游和下游的流速分布圖形都變得較平坦、對(duì)稱、軸線位于管道的中心且具有一較大、與流速無(wú)關(guān)的基本不變的平均流動(dòng)直徑。還有，那兒的流體和任何固體材料變得很均勻，所以管道20在其整個(gè)橫截面區(qū)域中注滿了一基本均質(zhì)的混合物。
此外，當(dāng)在部件下游的管道中流過(guò)的流體恢復(fù)為自由流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，下游壁50可以有效地優(yōu)化流體的恢復(fù)速度。明顯的外周緣46和下游壁50一起導(dǎo)致了較短的渦流在下游方向從外周緣處分散開(kāi)。這些渦流具有較小的幅度和較高的頻率，因此有助于優(yōu)化流體流動(dòng)的恢復(fù)速度。小幅度和高頻率的渦流可有效地減小外加的下游紊流或所謂的“噪聲”，從而便于高精確和可靠的測(cè)量。
為了在孔22中同軸地安裝部件42，按照本發(fā)明，移位部件42上設(shè)置有一體的安裝或支承部件44。特別是，部件40在其一端上設(shè)置有多個(gè)環(huán)形分布的沿徑向向外伸展的凸起或舌52，凸起或舌52以相同的數(shù)字標(biāo)示且位于相同空間例如計(jì)量體或管道部分20中的凹槽或槽28中。在較佳實(shí)施例中，舌52設(shè)置在部件40的后端或下游端，并且包括兩正相對(duì)的舌，在部件40的下游端兩舌實(shí)際上形成了一堅(jiān)硬的橫桿，如圖2所示。較佳地，橫桿占據(jù)了較短的下游距離且通過(guò)一柱形延伸54接合在此。延伸部分54可以是不同的長(zhǎng)度以適應(yīng)不同尺寸和形狀的移位部件，用以相對(duì)于以下將描述的測(cè)量活栓24和26適當(dāng)?shù)囟ㄎ灰莆徊考?br> 比較圖2和圖4可以發(fā)現(xiàn)，舌52具有與計(jì)量體中的槽28相同且與之相配的一徑向伸展和末端的構(gòu)造。因此，通過(guò)簡(jiǎn)單地把相同部分插入管道或孔22的下游端且使舌52牢固地、穩(wěn)定地接合在槽28中，就可以方便地把移位部件40安裝在計(jì)量體20中。在把計(jì)量體裝配在管路中時(shí)，下游管路部分12的凸緣14將舌52鎖定在槽28中，且能防止移位部件42相對(duì)于計(jì)量體20的孔22的移動(dòng)或錯(cuò)位。
當(dāng)移位部件裝配在計(jì)量體20中后，外周緣46位于兩壓力活栓24和26之間，因此活栓位于外周緣46所界定的區(qū)域或平面的兩側(cè)，在該區(qū)域流體流動(dòng)面積最小，而流動(dòng)速度最快。活栓分別與管道中的上游和下游區(qū)域相連通，在此流體流動(dòng)的流速分布圖形較平坦、成線性且穩(wěn)定。借助于活栓通過(guò)與活栓相連接的傳統(tǒng)的流體流速測(cè)量?jī)x器就可得到高精確的流速測(cè)量，如圖5中所示。按照本發(fā)明的設(shè)備給測(cè)量?jī)x器提供了一很可靠且穩(wěn)定的信號(hào)，該信號(hào)相當(dāng)精確。
上游測(cè)量活栓24可放在邊緣46和從上游傾斜壁48的上游端向上兩倍于管道直徑、即兩倍于孔22的直徑的一點(diǎn)之間。較佳的位置是剛好位于壁48尖端的上游處的區(qū)域中，如圖5所示。下游活栓26可放在邊緣46和從該邊緣兩倍于管道直徑的一點(diǎn)之間的區(qū)域中。尤其是，移位部件42會(huì)導(dǎo)致收縮斷面、即一流動(dòng)收縮的區(qū)域以形成邊緣46下游的一可預(yù)測(cè)的或可確定距離的流體流動(dòng)，下游活栓的較佳位置是在發(fā)生收縮斷面的區(qū)域中。在這些位置測(cè)得的壓力以及所測(cè)得的壓力之間的壓差提供了信息，可用合適的儀器由此信息來(lái)確定和測(cè)得管路中的流動(dòng)狀態(tài)，如圖5中簡(jiǎn)要所示。
測(cè)量?jī)x器一般包括一加法存儲(chǔ)器和一瞬時(shí)流速指示器中的一個(gè)或它們兩者。如果需要較優(yōu)的精確度，活栓24和26可裝備有固態(tài)或電子轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生傳送到諸如計(jì)算機(jī)或微處理器之類的合適處理單元中的信號(hào)。因?yàn)檫@樣的儀器在流速測(cè)量工業(yè)中很普通，故沒(méi)有畫(huà)在圖中。帶有上述組成部分的整個(gè)系統(tǒng)的精確度，即液壓、機(jī)械、電氣和/或電子系統(tǒng)的綜合精確度是99％或更高。整個(gè)系統(tǒng)的綜合誤差一般為存儲(chǔ)器或指示器讀數(shù)的±1％之內(nèi)。已知道，加法存儲(chǔ)器可提供加侖、立方英尺、英畝英尺(acre feet)、立方米和其他標(biāo)準(zhǔn)度量的讀數(shù)。相似地，流速指示器可提供加侖/分、英尺3/秒和其他標(biāo)準(zhǔn)度量的讀數(shù)。
因?yàn)檩^佳實(shí)施例中的移位部件支承在壓力活栓24和26下游的位置，支承件或舌52不會(huì)將任何紊流或異物引入活栓所在的區(qū)域。在流體接觸支承件之前就已進(jìn)行了流體流動(dòng)測(cè)量，這就對(duì)流動(dòng)測(cè)量的可靠性、穩(wěn)定性和精確度更為有利。
壓力活栓24和26在管道部分20中的應(yīng)用消除了已有技術(shù)中對(duì)一管道需軸向延伸經(jīng)過(guò)移位部件、以測(cè)量該部件下游端壓力的需要，從而也消除了存在于該管道中的流體零流動(dòng)的無(wú)效和停滯區(qū)域。因而，本發(fā)明流體測(cè)量?jī)x可以用于以衛(wèi)生健康作為首選要素的工業(yè)應(yīng)用中的流體流動(dòng)測(cè)量。尤其是，通過(guò)利用在兩活栓中的隔膜型壓力傳感器，就保證了衛(wèi)生條件。
而且，徑向壓力活栓的應(yīng)用使得移位部件及其支承結(jié)構(gòu)可作為一體、單一和堅(jiān)固的組件來(lái)制造，不再需要譬如焊接之類的任何實(shí)質(zhì)性的連接。還有，由舌52和槽28提供的支承系統(tǒng)消除了利用譬如焊接之類的實(shí)質(zhì)性連接、以把支承件固定到部件40和管道部分20的壁上的需要。因而，大大減少了勞動(dòng)力消耗。
還有，部件40作為一個(gè)堅(jiān)固整體來(lái)制造使得可以使用以前認(rèn)為不適于作為此目的使用的結(jié)構(gòu)材料，例如塑料，特別是諸如特氟隆、得潤(rùn)(Delrin)和聚四氟乙烯等不具有粘性性能的塑料。此外，使用這樣的結(jié)構(gòu)材料允許將移位部件作為單一的組件來(lái)鑄造或模制，由此進(jìn)一步降低成本。
本發(fā)明的移位部件安裝或支承系統(tǒng)也方便了設(shè)備快捷的轉(zhuǎn)換，例如從第一β比率轉(zhuǎn)換至另一β比率，或者從第一流速范圍轉(zhuǎn)換至其他不同的流速范圍。具體而言，尺寸和/或結(jié)構(gòu)、例如移位部件相對(duì)于管道部分20中的孔22的傾斜角度決定了β比率，其上流過(guò)各種類型和流速范圍的流體的移位部件可有效地將流過(guò)移位部件和管道壁內(nèi)表面之間的流體線性化。移位部件的尺寸和/或結(jié)構(gòu)的變化可以改變系統(tǒng)所響應(yīng)的流體流動(dòng)的類型和范圍。因而，通過(guò)拆去第一移位部件而換上一不同的移位部件，系統(tǒng)可以精確地響應(yīng)不同的流速和流體。根據(jù)本發(fā)明，這可通過(guò)以下的方法簡(jiǎn)單快捷地完成，即松開(kāi)并移去在凸緣14之間延伸的螺栓16，從管路中拆去薄夾片部分20，從安裝槽28和管道20中拆去移位部件，用另一不同的移位部件來(lái)替換該移位部件，并將部件20裝回到管路12中的位置上。因而，無(wú)須用一完全不同的測(cè)量體來(lái)替換已有的測(cè)量體。一個(gè)管道部分20及其相聯(lián)系的傳感器就足以用來(lái)測(cè)量許多范圍流速和多種不同流體、包括液體和氣體的流動(dòng)。
因此已經(jīng)展示了本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)，可用一種方便、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)和容易的方式來(lái)達(dá)到本發(fā)明的目的。
盡管在此已對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述和說(shuō)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，只要不超出所附權(quán)利要求書(shū)界定的本發(fā)明的范圍，還可進(jìn)行各種各樣的改變、重新布置和變型改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種流體流通設(shè)備，其特征在于，它包括組合在一起的以下部分一管道，所述管道具有可拆卸且可替換的管道部分，所述管道部分具有一帶有內(nèi)表面的外壁，以沿一給定方向傳送其中的流體，所述管道部分還具有相對(duì)于流體流動(dòng)方向的一上游端和一下游端；以及一個(gè)流體流動(dòng)移位部件，所述移位部件位于具有相對(duì)于流體流動(dòng)方向的一上游端和一下游端的所述管道部分中，所述移位部件比所述管道部分的尺寸小，并且在所述管道部分兩端之間具有斜壁裝置，所述斜壁裝置形成了所述移位部件上的外周面，以使流體偏轉(zhuǎn)流過(guò)所述移位部件外周面和所述管道部分內(nèi)表面之間的區(qū)域，至少在所述區(qū)域所述斜壁裝置可有效地使以預(yù)定流速范圍流過(guò)所述管道部分的流體的流速分布圖形基本線性化，所述移位部件和所述管道部分在其一端具有相互協(xié)作的裝置，所述裝置可使所述移位部件可拆卸且可替換地安裝在所述管道部分中，由此，可以拆去所述移位部件、而用不同的移位部件來(lái)替換，以容納流過(guò)所述管道部分的不同流速范圍相適應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的流體流通設(shè)備，其特征在于，所述相互協(xié)作的裝置包括一個(gè)舌和一個(gè)槽，所述舌和所述槽分別位于所述移位部件和所述管道部分中的一個(gè)部件上，所述槽可拆卸地接納所述舌，以將所述移位部件可拆卸地安裝在所述管道部分中。
3.如權(quán)利要求1所述的流體流通設(shè)備，其特征在于，所述相互協(xié)作的裝置位于所述移位部件和所述管道部分的下游端。
4.如權(quán)利要求1所述的流體流通設(shè)備，其特征在于，所述管道部分在其下游端的內(nèi)表面上具有多個(gè)槽，所述移位部件在其下游端具有向外伸展的多個(gè)舌，所述多個(gè)舌與所述多個(gè)槽相配且可拆卸地容納在所述多個(gè)槽中，以將所述移位部件安裝在其下游端處的所述管道部分中。
5.如權(quán)利要求1所述的流體流通設(shè)備，其特征在于，它具有與所述管道部分相聯(lián)系的流動(dòng)傳感裝置并與其一起形成一測(cè)量體，所述移位部件可以被不同的移位部件所替換，由此，可使用一單一的測(cè)量體來(lái)測(cè)量不同的流體和不同的流速范圍。
6.一種流體流通設(shè)備，其特征在于，它包括組合在一起的以下部分沿給定方向傳送其中之流體的一管道，所述管道具有帶有一內(nèi)表面的一外壁；一個(gè)流體流動(dòng)移位部件，所述移位部件位于具有相對(duì)于流體流動(dòng)方向的一上游端和一下游端的所述管道中，所述移位部件比所述管道的尺寸小，并且具有形成其外周面的斜壁裝置，以使流體偏轉(zhuǎn)流過(guò)所述移位部件外周面和所述管道部分內(nèi)表面所界定的區(qū)域，所述管道具有相對(duì)于流體流動(dòng)方向、位于所述移位部件上游和下游的區(qū)域，至少在所述區(qū)域所述斜壁裝置可有效地使以預(yù)定流速范圍流過(guò)所述管道部分的流體的流動(dòng)基本線性化，并且使得所述移位部件上游和下游區(qū)域的所述管道中的流速分布圖形平整化，所述移位部件包括一個(gè)無(wú)實(shí)際連接區(qū)域的一體件，所述移位部件和所述管道具有相互協(xié)作的裝置，以把所述移位部件安裝在所述管道中，兩者之間不存在永久的連接，所述設(shè)備可無(wú)實(shí)質(zhì)連接地制造和裝配。
7.如權(quán)利要求6所述的流體流通設(shè)備，其特征在于，它具有延伸經(jīng)過(guò)所述管道的壁的流動(dòng)測(cè)量活栓，所述活栓分別與流速分布圖形較平坦的上游和下游區(qū)域相連通。
8.如權(quán)利要求7所述的流體流通設(shè)備，其特征在于，所述測(cè)量活栓中具有隔膜壓力傳感器。
9.如權(quán)利要求7所述的流體流通設(shè)備，其特征在于，所述移位部件在其下游端安裝在所述測(cè)量活栓的下游端處的所述管道中的下游端處，由此，在所述相互協(xié)作安裝裝置的上游、且在所述相互協(xié)作安裝裝置可能造成流體流動(dòng)任何紊流之前進(jìn)行測(cè)量。
10.一種流體流通設(shè)備，其特征在于，它包括組合在一起的以下部分沿給定方向傳送其中流體的一管道，所述管道具有帶有內(nèi)表面的一外壁，一個(gè)流體流動(dòng)移位部件，所述移位部件位于具有相對(duì)于流體流動(dòng)方向的一上游端和一下游端的所述管道中，所述移位部件比所述管道的尺寸小，并且具有形成其外周面的斜壁裝置，以使流體偏轉(zhuǎn)流過(guò)所述移位部件外周面和所述管道部分內(nèi)表面所界定的區(qū)域，所述管道具有相對(duì)于流體流動(dòng)方向、位于所述移位部件上游和下游的區(qū)域，至少在所述區(qū)域所述斜壁裝置可有效地使以預(yù)定流速范圍流過(guò)所述管道部分的流體的流動(dòng)基本線性化，并且使得所述移位部件上游和下游區(qū)域的所述管道中的流速分布圖形平整化，以及把鄰近下游端的所述移位部件安裝在所述管道中所述移位部件下游的一個(gè)位置處的裝置，由此，可在所述安裝裝置的上游處、且在所述安裝裝置造成流體流動(dòng)任何紊流之前對(duì)流體流動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。
11.如權(quán)利要求10所述的流體流通設(shè)備，其特征在于，它具有延伸經(jīng)過(guò)所述管道的壁的一對(duì)測(cè)量活栓，其中一個(gè)所述活栓與所述管道的流體流動(dòng)的流速分布圖形較平坦的上游區(qū)域相連通，另一個(gè)活栓與所述管道中的流體流動(dòng)的流速分布圖形較平坦的下游區(qū)域相連通，所述管道外部的流動(dòng)測(cè)量裝置通過(guò)所述測(cè)量活栓與所述管道的內(nèi)部相連通。
12.如權(quán)利要求10所述的流體流通設(shè)備，其特征在于，所述安裝裝置包括位于所述管道中、且在所述移位部件下游端上的相互協(xié)作裝置，以將所述移位部件可拆卸且可替代地安裝到所述管道中，由此，可以拆去所述移位部件而用不同的移位部件相替換，以與流過(guò)所述管道的不同的流體和不同的流速范圍相適應(yīng)。
13.如權(quán)利要求10所述的流體流通設(shè)備，其特征在于，所述管道具有一段可拆卸的部分，所述部分具有一上游端和一下游端及位于其下游端內(nèi)表面的環(huán)形分布的多個(gè)溝槽，所述移位部件具有相同數(shù)目且分布在其下游端的多個(gè)向外伸展的舌，所述舌與所述溝槽相配且可拆卸地接納在所述溝槽中，以把所述移位部件可拆卸且可替換地安裝在其下游端的所述管道部分中。
14.如權(quán)利要求12所述的流體流通設(shè)備，其特征在于，所述移位部件包括一無(wú)實(shí)際連接區(qū)域的一體件，所述相互協(xié)作裝置將所述移位部件可拆除地安裝在所述管道中，而沒(méi)有永久地將所述移位部件連接在所述管道上，由此，可無(wú)實(shí)質(zhì)性連接地制造和裝配所述設(shè)備。
15.一種流體測(cè)量?jī)x，其特征在于，它包括組合在一起的以下部分沿給定方向傳送其中之流體的一管道，所述管道具有帶有內(nèi)表面的一外壁，且具有相對(duì)于流體流動(dòng)方向的一上游方向和一下游方向；在所述管道中的一個(gè)移位部件，所述移位部件具有一個(gè)面向上游方向且向所述管道的軸線方向逐漸變細(xì)的第一斜壁部分和相鄰的一個(gè)面向下游方向且向所述管道的軸線方向逐漸變細(xì)的第二斜壁部分，所述兩斜壁部分形成了所述移位部件的外周面且在其兩較大端的連接處界定了一外周緣，所述第二斜壁部分的軸向伸展比所述第一斜壁部分短，而傾斜度比所述第一斜壁部分大，所述移位部件同軸地安裝在所述管道中，且所述外周緣所處的平面基本垂直于流體流動(dòng)的方向，所述斜壁部分和所述外周緣從所述管道的內(nèi)表面向內(nèi)對(duì)稱地分布，所述移位部件使流體偏轉(zhuǎn)以流過(guò)所述移位部件和所述管道內(nèi)表面之間的區(qū)域，且能夠有效地使流過(guò)所述區(qū)域的流體線性化，以使在所述移位部件上游和下游區(qū)域所述管道中的流體流速分布圖形平整化，一個(gè)第一壓力活栓，它在所述外周緣的上游處的流速分布圖形較平坦區(qū)域延伸穿過(guò)所述管道的壁，以及一個(gè)第二壓力活栓，它在所述外周緣的下游處的流速分布圖形較平坦區(qū)域延伸穿過(guò)所述管道的壁，所述第一和第二壓力活栓便于確定所述邊緣上游側(cè)和下游側(cè)之間流體壓差，用于在所述移位部件中不設(shè)置一壓力活栓的情形下測(cè)量流過(guò)所述管道的流體流動(dòng)。
16.如權(quán)利要求15所述的一種流體測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述第一壓力活栓位于所述外周緣和所述第一斜壁部分上游兩倍于所述管道直徑的一位置之間的區(qū)域，所述第二壓力活栓位于所述外周緣和所述外周緣下游兩倍于所述管道直徑的一位置之間的區(qū)域。
17.如權(quán)利要求16所述的一種流體測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述第一斜壁部分在上游方向逐漸變細(xì)且基本成為一點(diǎn)，所述第一壓力活栓剛好位于所述點(diǎn)的上游處。
18.如權(quán)利要求16所述的一種流體測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述移位部件在所述邊緣下游處產(chǎn)生了流體流動(dòng)中的一收縮斷面，所述第二壓力活栓位于發(fā)生收縮斷面的區(qū)域中。
19.如權(quán)利要求15所述的一種流體測(cè)量?jī)x，其特征在于，相對(duì)于所述外周緣所處的平面，所述第一傾斜壁具有大約39°至75°的傾斜角，相對(duì)于所述外周緣所處的平面，所述第二傾斜壁具有大約15°至30°的傾斜角，所述移位部件相對(duì)于所述管道的內(nèi)表面的β比率是大約0.4至大約0.94。
20.如權(quán)利要求19所述的一種流體測(cè)量?jī)x，其特征在于，它具有把所述移位部件可拆卸且可替換地安裝在所述管道中的裝置，可拆去所述移位部件而用不同尺寸和/或不同結(jié)構(gòu)的移位部件來(lái)替換，以與流過(guò)所述管道的不同的流體和不同的流速范圍相適應(yīng)，且便于在所述管道中采用不同β比率的移位部件。
全文摘要
一種流體流通設(shè)備(10),它包括一個(gè)單件的流體移位部件(42),該移位部件(42)可拆卸地安裝在流體管道(20)的一段中,因此不需要實(shí)質(zhì)性的連接。該移位部件可拆卸且可替換地安裝在管道部分中,所以一個(gè)移位部件可以被另一個(gè)或其他更多的移位部件所替換,因此可與一較大范圍的流體流動(dòng)相適應(yīng)。安裝或支承件(44)設(shè)置在該移位部件的下游端,這能消除流體流動(dòng)中環(huán)繞移位部件的紊流,從而提供一高穩(wěn)定的信號(hào)。通過(guò)管道壁中的測(cè)量活栓(24,26)可獲得該信號(hào),所以無(wú)須設(shè)置位于移位部件中或穿過(guò)該移位部件的測(cè)量活栓。
文檔編號(hào)G01F1/42GK1254413SQ98804726
公開(kāi)日2000年5月24日 申請(qǐng)日期1998年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月1日
發(fā)明者R·N·平克頓, S·A·艾夫特 申請(qǐng)人:麥克科羅米特股份有限公司