專利名稱：在科氏流量計的測量管上固定金屬體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法，用在科氏流量計的一根直的鈦或鋯制測量管的外圓周上固定一金屬體，該金屬體有一周緣面和一與此外圓周面適配的孔。這種金屬體與一激勵器或與一傳感器協(xié)同工作或用作測量管的懸臂質(zhì)量或端段。
眾所周知，用科氏流量計可測量在一裝有科氏流量計的管道內(nèi)流動的流體的質(zhì)量流量和/或密度。本發(fā)明涉及的此類流量計的一種特殊的型式中有唯一的一根直的測量管。為了達(dá)到流量計足夠的工作溫度范圍，測量管用鈦或鋯制造，然而不用不銹鋼。
測量管被上面已提及的激勵器激振。當(dāng)一種流體流過流量計時，在測量管上作用科氏力。因此測量管的流體進(jìn)口側(cè)部分相對于其流體出口側(cè)部分不同相地振動。眾所周知，這種相位移是瞬時流量的一種度量。瞬時的流體密度已知與測量管的瞬時振動頻率成正比，并因而同樣能測出。
相位移借助于例如兩個傳感器測出，其中之一裝在測量管的流體進(jìn)口側(cè)部分的這一側(cè)上，另一個裝在測量的流體出口側(cè)部分的那一側(cè)上。
在工業(yè)上通用的具有所提及的單一測量管的科氏流量計中，迄今金屬體與測量管釬焊或熔焊，這是一種在高溫下從事的工序。這導(dǎo)致一種尤其是局部的測量管加熱。
這種加熱促使用鈦或鋯制的測量管材料的屈服極限顯著減小，對于鈦屈服點例如從800N/mm2降至500N/mm2。由此導(dǎo)致降低允許的軸向應(yīng)力并因而減小了科氏流量計的工作溫度范圍。
因此本發(fā)明的目的在于提供一種用于將金屬體固定在科氏流量計測量管上的方法，這種方法不需要任何加熱過程，如釬焊或熔焊。
為了達(dá)到此目的，本發(fā)明包含在一種用于在科氏流量計的一根單一的直的鈦或鋯制的測量管外圓周上固定一與激勵器協(xié)同工作或與傳感器協(xié)同工作或用作科氏流量計的懸臂質(zhì)量并具有一周緣面的金屬體的方法中，科氏流量計的金屬體有一與測量管外圓周相配的孔，按此方法，金屬體套在測量管上并接著通過以下所述在環(huán)境溫度下壓緊在測量管上，即，在周緣面的至少一部上施加一個足以用于固定但實際上又不使測量管在固定點處的內(nèi)徑變小的壓力。
在GB-A2261837中介紹了一種用于在金屬管端部的外圓周上固定一具有錐形或圓柱形周緣面的金屬體的方法，該金屬體有一與外圓周適配的孔，按此方法，金屬體套在金屬管上并接著在一沖模中壓緊在金屬管上，直至在錐形周緣面的情況下金屬管的圓柱形和端部成錐形，或在圓柱形圓周面的情況下金屬管端部的直徑變得比原始的小時為止。
在US-A3745633中公開了一種金屬壓力機(jī)，用于在金屬管端部的外圓周上固定具有六邊形周緣面的鎂陽極，該鎂陽極有一與金屬管外圓周適配的孔，它套在此金屬管上并接著在沖模中在約175℃至260℃的溫度下壓緊在金屬管上。
按本發(fā)明第一種最佳設(shè)計此測量是圓柱形的。
按本發(fā)明第二種最佳設(shè)計，金屬體是一金屬盤。
按本發(fā)明第三種最佳設(shè)計，金屬體是一圓環(huán)形金屬盤，以及在其整個圓周面上施加壓力，這一設(shè)計也可在第一或第二種設(shè)計中應(yīng)用。
按本發(fā)明第四種最佳設(shè)計，金屬體在孔的部位有預(yù)定的厚度和一與之相比較薄的凸肩，壓力施加在金屬體從較薄的凸肩伸出的部分上。
本發(fā)明的重要優(yōu)點尤其在于，可以取消用于將金屬體固定在測量管上的釬焊或熔焊過程，因為通過壓力的作用導(dǎo)致在測量管與金屬體之間的一種極穩(wěn)定的機(jī)械連接。這種連接如此牢固，以致即使經(jīng)過測量管長期持續(xù)的扭轉(zhuǎn)振動它也不可能脫開。
由于注意到在本發(fā)明中測量管在固定金屬體的地方的內(nèi)徑實際上不變小，所以保證在測量管內(nèi)不會形成任何沉積，這種沉積會造成壓力損失。
下面借助于附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，圖中部分透視地表示了不同的實施例以及相同的部分用同一個符號表示。


圖1表示固定在科氏流量計的一根僅畫有局部的圓柱形單一測量管上的圓盤形金屬體透視圖；圖2表示固定在科氏流量計的一根僅畫有局部的圓柱形單一測量管上的方盤形金屬體透視圖；圖3表示固定在科氏流量計的一根僅畫有局部的圓柱形單一測量管上的圓盤形并具有一凸肩的金屬體透視圖；圖4為部分剖開表示的帶有被固定的金屬體的第一種科氏流量計的縱視圖；以及圖5為部分剖開表示的帶有被固定的金屬體的第二種科氏流量計的縱視圖。
圖1透視和局部地表示單一的圓柱形測量管1，它是科氏流量計的組成部分并在其延伸過程中在測量管1的一個外圓周1′上固定一圓盤形金屬體2。
為此，按本發(fā)明的方法首先將有一與測量管1的外圓周適配的孔21和圓周面22的金屬體2套在測量管1上直到規(guī)定的固定地點；在圖1中此固定地點在測量管1的中央。
然后金屬體2借助于圖中沒有表示的機(jī)器這樣壓緊在測量管1上，即，至少在部分圓周面22上施加一足夠用于固定的壓力。這一壓力沿徑向向里并由機(jī)器的多個與圓周面22面接觸的鉗嘴施加。只施加這樣的壓力，即，它實際上并不在固定位置使測量管1的內(nèi)徑變小。
在如圖1所示的固定狀態(tài)下，在鉗嘴接觸面處的圓周面22成為凹陷面23，它所處的位置比圓周面22上未受壓力作用的那些部分略深一些。這種情況表示，在圓周面22上產(chǎn)生了塑性變形。
圖2表示的狀態(tài)是在單一的圓柱形測量管3上仍大體在中央固定了一個方盤形的金屬體4。這基本上如由對圖1的說明中已知的那樣進(jìn)行。在金屬體4周圍的表面42上施加壓力的機(jī)器的鉗嘴現(xiàn)在最好貼靠在其全部面上，所以看不到任何凹陷面。仍然只施加一個實際上不會使固定位置處的測量管1的內(nèi)徑變小的壓力。
圖3表示了一個舉例，說明金屬體也可以有任何別的適合的幾何形狀來代替圓盤或方盤形，按圖3，在圓柱形測量管5上大體在中央固定了一個帶有凸肩7的圓盤形金屬體6。
這基本上如由對圖1的說明中已知的那樣來進(jìn)行。在金屬體6圓周面62上施加所需壓力的機(jī)器的鉗嘴貼靠在金屬體6的前部圓盤61和后部圓盤63上，所以現(xiàn)在重新產(chǎn)生凹陷面62、64。
圖4和5中局部剖切的縱向視圖表示了一種科氏流量計10，在使用的情況下它插入一根被要測量的流體流過但出自于視圖清晰的原因圖中沒有表示的有給定直徑的管道線路中并應(yīng)與管道在工作中流體密封地連接起來。
在圖4和5中為此目的表示了相應(yīng)的法蘭111、121，它們分別通過一短的管段112、122與各自的端段113、123連接，單一的直的測量管13的進(jìn)口端11和出口端12分別通入或在此端段113、123中并固定在其中。取代通過法蘭111、121，流量計10也可以通過其他常用的固定裝置插接在管道內(nèi)。
測量管13的進(jìn)口端11和出口端12固定在一支架上，支架例如可設(shè)計為開口或封閉的框架的形式或圓柱管14的形式。封閉的框架或圓柱管14按一個外殼的型式完全包圍著測量管13。測量管13與端段113、123按本發(fā)明的方法互相固定。
在端段113、123之間的中央，在測量管13上按本發(fā)明的方法固定一圓盤形金屬體15，后者與一激勵器16協(xié)同工作，激勵器裝在端段113、123之間的大體中央。它例如是一種電磁激勵器，激勵器例如包括固定在支架或管14上的線圈161和固定在金屬體15上的永久磁鐵162。
在科氏流量檢測元件和科氏流量計的先有技術(shù)中介紹的用于此目的各種類型的激勵器可以在這里用作激勵器。借助于激勵器16激勵測量管13使之在工作時彎曲振動，彎曲振動的頻率等于流體通過它流動的測量管瞬時機(jī)械共振頻率。
在圖5中金屬體15有一凸肩151，如在圖3中已經(jīng)表示的那樣。凸肩用作懸臂質(zhì)量，在先前的EP中請97810059.2中對它已作了詳盡的說明。
此外，在圖4和5中示意表示了測量管13進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)運動的第一和第二傳感器17、18，它們裝在測量管中央與進(jìn)口側(cè)和出口側(cè)端段113和123之間的等距離處。在測量管13上在各傳感器所在位置有另一個圓環(huán)形金屬體132、133，它們按本發(fā)明的方法固定在那里并與傳感器17、18協(xié)同工作。
在科氏流量檢測元件和科氏流量計的先有技術(shù)中介紹的用于此目的的各種類型的傳感器可在這里用作傳感器17、18，例如距離、速度或加速度傳感器，它們例如按電動的或光學(xué)的原理工作。
金屬體的金屬可以與鈦或鋯制的單一測量管的金屬不同，尤其是可以用不銹鋼制成金屬體。
權(quán)利要求
1.在科氏流量計的一根單一的直的用鈦或鋯制的測量管(13)外圓周上固定一與激勵器(16)協(xié)同工作或與傳感器(17、18)協(xié)同工作或用作端段(113、123)或用作科氏流量計的懸臂質(zhì)量并且有一周緣面的金屬體(15；132、133；151)的方法，科氏流量計的金屬體(15；132、133；151)有一與測量管外圓周相配的孔，按此方法，金屬體套在測量管上并接著通過以下所述在環(huán)境溫度下壓緊在測量管上，即，在周緣面的至少一部分上施加一個足以用于固定但實際上又不使測量管在固定點處的內(nèi)徑變小的壓力。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，測量管是圓柱形的。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，金屬體是一金屬盤。
4.按照權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征在于，金屬體是一圓環(huán)形金屬盤，以及在其整個圓周面上施加此壓力。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，金屬體在孔的部位有預(yù)定的厚度和有一與之相比較薄的凸肩(7)，以及，壓力施加在金屬體從較薄的凸肩伸出的部分(61、63)上。
全文摘要
為了避免高溫過程,提出了一種在科氏流量計的測量管(1)的外圓周(1′)上固定一具有圓周面(22)的金屬體(2)的方法,該金屬體有一個與外圓周匹配的孔(21),將金屬體首先套在測量管上。然后金屬體在環(huán)境溫度下這樣壓緊在測量管上,即,在至少一部分圓周面上施加一個足以使之固定的壓力,但實際上又不使測量管的內(nèi)徑變小。此金屬體與一激勵器或與傳統(tǒng)器協(xié)同工作或用作懸臂質(zhì)量或用作端段。
文檔編號G01F1/00GK1201903SQ9810549
公開日1998年12月16日 申請日期1998年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月17日
發(fā)明者恩尼奧·比托, 賴納·洛倫茨 申請人:安德雷斯和霍瑟·弗羅泰克有限公司