CN105092101A - 超声波热量表 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种超声波热量表，该超声波热量表包括：超声波热量表表体以及测量管；所述超声波热量表表体具有内腔；所述测量管具有内腔，所述测量管设置于所述超声波热量表表体内腔中，且所述测量管和超声波热量表表体之间过盈配合；所述测量管内腔与所述超声波热量表表体内腔共同形成流体通道，且所述流体通道在所述测量管与超声波热量表表体的衔接处呈流线型。本发明的超声波热量表的装配过程简单，装配机械化程度高，并能够尽可能的避免对流体通道中的流体的流动状态产生不良影响；从而本发明提供的超声波热量表具有易于装配、计量精度高以及计量稳定性好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及计量技术领域，特别是涉及一种超声波热量表。
背景技术
超声波热量表是一种利用超声波来测量流体(即热载体，如水等)流量，并可以计算出流体在流经热交换系统过程中所释放的热量或者吸收的热量的仪表。
目前，超声波热量表通常主要包括：超声波热量表表体、换能器、反射镜、测量管、温度传感器以及计算器等部件；其中，测量管设置于超声波热量表表体内腔中，从而测量管内腔和超声波热量表表体内腔共同形成流体通道，即超声波热量表表体和测量管共同决定了流体的流动状态。
发明人在实现本发明过程中发现：现有的超声波热量表通常采用定位销以及O型圈对位于超声波热量表表体内腔中的测量管进行定位以及密封，不但装配过程复杂，而且需要人工装配完成；另外，超声波热量表的量产以及人工装配测量管的操作会对超声波热量表表间计量的一致性产生不良影响；还有，由于测量管通常为注塑件，因此，测量管往往会不可避免的存在拔模角度，而测量管的拔模角度会导致测量管内的流体的流速分布不均匀，从而影响了流体在流体通道内的流动状态，而流体的流动状态会对超声波热量表的计量精度以及计量稳定性产生较大的影响；另外，超声波热量表的来流的流动状态也会对流体在流体通道内的流动状态产生不良影响；因此，现有的超声波热量表在装配性能、计量精度以及计量稳定性等方面有待于进一步提高。
有鉴于上述现有的超声波热量表存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验以及专业知识，并配合学理运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的超声波热量表，能够解决现有的超声波热量表存在的技术问题，使其更具有实用性。经过不断的研究和设计，经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，解决现有超声波热量表存在的问题，而提供一种新型结构的超声波热量表，所要解决的技术问题包括：尽可能的简化装配过程，并减少人工装配操作，尽可能的避免对流体通道中的流体的流动状态产生不良影响，以提高超声波热量表的计量精度以及计量稳定性。
本发明的目的及解决其技术问题可采用以下的技术方案来实现。
依据本发明提出的一种超声波热量表，主要包括：所述超声波热量表表体具有内腔；所述测量管具有内腔，所述测量管设置于所述超声波热量表表体内腔中，且所述测量管和超声波热量表表体之间过盈配合；所述测量管内腔与所述超声波热量表表体内腔共同形成流体通道，且所述流体通道在所述测量管与超声波热量表表体的衔接处呈流线型。
本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
较佳的，前述的超声波热量表，其中所述超声波热量表表体内腔中设置有第一凸台，所述测量管一侧的端面与所述第一凸台抵接。
较佳的，前述的超声波热量表，其中所述第一凸台包括：至少一个凸块，且所述凸块的最高点不突出于所述测量管的内壁。
较佳的，前述的超声波热量表，其中所述第一凸台包括：圆环状第一凸台，且所述测量管一侧的端面的内径与所述圆环状第一凸台的内径相同。
较佳的，前述的超声波热量表，其中所述流体通道在所述测量管与第一凸台的衔接处呈流线型。
较佳的，前述的超声波热量表，其中所述超声波热量表还包括：整流环，设置于所述超声波热量表表体的流体入口处的内腔中。
较佳的，前述的超声波热量表，其中所述整流环和超声波热量表表体之间过盈配合。
较佳的，前述的超声波热量表，其中所述超声波热量表表体内腔中设置有第二凸台，所述整流环一侧的端面与所述第二凸台抵接。
较佳的，前述的超声波热量表，其中所述测量管的公称直径为25毫米。
较佳的，前述的超声波热量表，其中所述测量管的公称直径为20毫米。
借由上述技术方案，本发明的超声波热量表至少具有下列优点及有益效果：本发明通过使测量管和超声波热量表表体之间采用过盈配合，使测量管被紧密的固定在超声波热量表表体内腔中，可以避免后期的人工装配操作；通过使由超声波热量表表体内腔和测量管内腔形成的流体通道在测量管与超声波热量表表体衔接处呈流线型，如通过对超声波热量表表体和与其过盈配合的测量管进行一体式机加工而获得流线型的流体通道，不但可以避免测量管的拔模角度对流体在流体通道内的流动状态的不良影响，而且还可以避免超声波热量表的量产对表间计量一致性的不良影响；本发明通过在超声波热量表表体中安装整流环，可以有效改善超声波热量表的来流的流动状态；从而本发明提供的超声波热量表具有易于装配、计量精度高以及计量稳定性好等特点。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征以及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的一个超声波热量表的结构示意图；
图2为图1的A-A剖面示意图。
图3为本发明的另一个超声波热量表的立体示意图；
图4为本发明的另一个超声波热量表的结构示意图；
图5为图4的B-B剖面示意图。
附图标记：
1超声波热量表表体；2反射镜；
3测量管；4圆环状第一凸台；
5整流环6圆环状第二凸台。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的超声波热量表的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明的超声波热量表的结构如图1-图5所示。
在图1-图5中，本发明的超声波热量表主要包括：超声波热量表表体1、换能器(图中未示出)、反射镜2、测量管3、温度传感器(图中未示出)、计算器(图中未示出)以及整流环5等部件。由于本发明主要是对超声波热量表表体1和测量管3进行了改进，并可以在超声波热量表中增设整流环5，因此，下面主要对超声波热量表表体1、测量管3以及整流环5分别进行详细说明。
本发明中的超声波热量表表体1具有内腔，从而使超声波热量表为流体提供了流动空间。
测量管3(如公称直径为20毫米的测量管或者公称直径为25毫米的测量管等)同样具有内腔，以便于流体流经测量管3。
测量管3设置于超声波热量表表体1内腔中，且测量管3和超声波热量表表体1之间过盈配合，即测量管3的外径应略大于超声波热量表表体1的内径，从而在将测量管3从超声波热量表表体1的一侧开口(如表体的流体入口)插入超声波热量表表体1内腔中时，测量管3被紧密牢固的设置于超声波热量表表体1内腔中。本发明通过使测量管3和超声波热量表表体1之间过盈配合，可以避免后续对测量管3的人工装配操作。
设置于超声波热量表表体1内腔中的测量管3与超声波热量表表体1一起为流体形成流体通道，即测量管3内腔和超声波热量表表体1内腔共同形成流体通道，使流体可以在测量管3的内腔与超声波热量表表体1的内腔共同界定出的空间中流动。该流体通道在测量管3与超声波热量表表体1的衔接处呈流线型，也就是说，该流体通道至少在测量管3与超声波热量表表体1的衔接处为流线型流体通道；换而言之，本发明中由测量管3内腔与超声波热量表表体1内腔所形成的流体通道可以整体呈流线型，也可以部分呈流线型。
由于本发明由测量管3内腔与超声波热量表表体1内腔所形成的流体通道至少在测量管3与超声波热量表表体1的衔接处为流线型流体通道，因此，本发明有效避免了设置于超声波热量表表体1中的测量管3的拔模角度对流体在流体通道内的流动状态的不良影响，且流线型流体通道的设计有助于降低流体在流动过程中的局部压力损失。
由于本发明的测量管3与超声波热量表表体1之间过盈配合，因此，本发明可以对超声波热量表表体1以及紧密牢固的设置于超声波热量表表体1内腔中的测量管3进行一体式机加工，以使超声波热量表具有上述流线型流体通道，从而可以有效避免超声波热量表的量产对表间计量一致性的不良影响。
本发明可以在超声波热量表表体1内腔中设置第一凸台，该第一凸台主要用于限定测量管3在超声波热量表表体1内腔中的位置(即测量管3的插入深度)，也就是说，在将测量管3从超声波热量表表体1的一侧开口插入超声波热量表表体1内腔中的过程中，当测量管3的一侧的端面与第一凸台抵接时，测量管3不能被继续插入，从而使测量管3被限定在第一凸台的一侧。
本发明中的第一凸台可以具体为至少一个凸块(如三个凸块或者四个凸块等)，也可以具体为圆环状第一凸台4(如图2和图5所示)。在第一凸台采用至少一个凸块的情况下，每一个凸块的最高点均不会突出于测量管3的内壁。在第一凸台采用如图2和图5所示的圆环状第一凸台4的情况下，测量管3的与圆环状第一凸台4抵接的一侧的端面的内径与圆环状第一凸台4的内径相同，从而使圆环状第一凸台4不会突出于测量管3的内壁。在超声波热量表表体1内腔中设置有第一凸台的情况下，流体通道在测量管3与第一凸台的衔接处仍应呈流线型(如图2和图5所示)。超声波热量表表体1内腔中的第一凸台可以是在对超声波热量表表体1内腔进行加工时形成的。
具有整流环5的超声波热量表如图3-图5所示，其中，图3为设置有整流环6的超声波热量表的立体图。
在图3-图5中，整流环5设置于超声波热量表表体1内腔中，且整流环5和超声波热量表表体1之间过盈配合，即整流环5的外径应略大于超声波热量表表体1的内径，从而在将整流环5从超声波热量表表体1的一侧开口(如表体的流体入口)插入超声波热量表表体1内腔中时，整流环5被紧密牢固的设置于超声波热量表表体1内腔中。本发明通过使整流环5和超声波热量表表体1之间过盈配合，可以避免后续对整流环5的人工装配操作。
整流环5通常设置于超声波热量表表体1的流体入口处的内腔中，即整流环5应设置于超声波热量表表体1的来流一侧(即流体入口侧)，而且，整流环5的一侧端面通常不会突出于超声波热量表表体1的端面。
本发明可以在超声波热量表表体1内腔中设置第二凸台，该第二凸台主要用于限定整流环5在超声波热量表表体1内腔中的位置(即整流环5的插入深度)，也就是说，在将整流环5从超声波热量表表体1的一侧开口插入超声波热量表表体1内腔中的过程中，当整流环5的一侧的端面与第二凸台抵接时，整流环5不能被继续插入，从而使整流环5被限定在第二凸台的一侧。
本发明中的第二凸台可以具体为至少一个凸块(如三个凸块或者四个凸块等)，也可以具体为圆环状第二凸台6(如图5所示)。超声波热量表表体1内腔中的第二凸台可以是在对超声波热量表表体1内腔进行加工时形成的。
本发明的超声波热量表的一种加工工艺可以为：首先，通过注塑成型方式形成具有内腔的测量管3的粗胚，且测量管3的粗胚的内径应小于预先设定的内径设计值，通过机加工方式对超声波热量表表体1进行粗加工形成具有内腔以及圆环状凸台4的超声波热量表表体1的粗胚，且超声波热量表表体1的粗胚的内径应小于预先设定的内径设计值，超声波热量表表体1的粗胚的内径应略小于测量管3的粗胚的外径；然后，将测量管3从超声波热量表表体1的一端开口压入超声波热量表表体1内腔，直到测量管3的一侧端面与圆环状第一凸台4抵接，由于测量管3与超声波热量表表体1之间过盈配合，因此，测量管3被紧密牢固的设置于超声波热量表表体1内腔中；之后，对测量管3和超声波热量表表体1进行一体式机加工，即对超声波热量表表体1与设置于其中的测量管3一起进行二次机加工，使超声波热量表表体1内腔与测量管3内腔之间平滑过渡，形成流线型流体通道，从而不但可以消除测量管3的拔模角度对流体在流体通道内的流动状态所产生的不良影响，而且还可以避免超声波热量表的量产对表间计量一致性的不良影响。
本发明的超声波热量表的另一种加工工艺可以为：首先，通过注塑成型方式形成具有内腔的测量管3的粗胚，且测量管3的粗胚的内径应小于预先设定的内径设计值，通过机加工方式对超声波热量表表体1进行粗加工形成具有内腔、圆环状第一凸台4以及圆环状第二凸台6的超声波热量表表体1的粗胚，且超声波热量表表体1的粗胚的内径应小于预先设定的内径设计值，超声波热量表表体1的粗胚的内径应略小于测量管3的粗胚的外径；然后，将测量管3从超声波热量表表体1的一端开口压入超声波热量表表体1内腔，直到测量管3的一侧端面与圆环状第一凸台4抵接；由于测量管3与超声波热量表表体1之间过盈配合，因此，测量管3被紧密牢固的设置于超声波热量表表体1内腔中；之后，对测量管3和超声波热量表表体1进行一体式机加工，即对超声波热量表表体1与设置于其中的测量管3一起进行二次机加工，使超声波热量表表体1内腔与测量管3内腔之间平滑过渡，形成流线型流体通道，从而不但可以消除测量管3的拔模角度对流体在流体通道内的流动状态所产生的不良影响，而且还可以避免超声波热量表的量产对表间计量一致性的不良影响；之后，将整流环5从超声波热量表表体1的流体入口一侧压入超声波热量表表体1内腔，直到整流环5的一侧端面与圆环状第二凸台6抵接；由于整流环5与超声波热量表表体1之间过盈配合，因此，整流环5被紧密牢固的设置于超声波热量表表体1的流体入口处的内腔中。
由上述两种加工工艺而分别获得的超声波计量表，其流线型流体通道(流线型内腔)设计有助于降低流体流动的局部压力损失，且超声波计量表表体1与测量管3的过盈配合以及超声波计量表表体1与测量管3的一体式机加工不仅可以简化装配过程、避免后续的人工装配操作，而且还能够有效改善流体在测量管3内的速度分布趋势，并能够有效提高表间计量的一致性；通过在超声波热量表表体1的流体入口处设置整流环5，可以有效改善超声波热量表的来流的流动状态；从而本发明的超声波计量表具有易于装配、计量精度高以及计量稳定性好等特点。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而，上述描述并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明的技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种超声波热量表，其特征在于，所述超声波热量表包括：超声波热量表表体以及测量管；
所述超声波热量表表体具有内腔；
所述测量管具有内腔，所述测量管设置于所述超声波热量表表体内腔中，且所述测量管和超声波热量表表体之间过盈配合；
所述测量管内腔与所述超声波热量表表体内腔共同形成流体通道，且所述流体通道在所述测量管与超声波热量表表体的衔接处呈流线型。
2.如权利要求1所述的超声波热量表，其特征在于，所述超声波热量表表体内腔中设置有第一凸台，所述测量管一侧的端面与所述第一凸台抵接。
3.如权利要求2所述的超声波热量表，其特征在于，所述第一凸台包括：至少一个凸块，且所述凸块的最高点不突出于所述测量管的内壁。
4.如权利要求2所述的超声波热量表，其特征在于，所述第一凸台包括：圆环状第一凸台，且所述测量管一侧的端面的内径与所述圆环状第一凸台的内径相同。
5.如权利要求2所述的超声波热量表，其特征在于，所述流体通道在所述测量管与第一凸台的衔接处呈流线型。
6.如权利要求1或2或3或4或5所述的超声波热量表，其特征在于，所述超声波热量表还包括：
整流环，设置于所述超声波热量表表体的流体入口处的内腔中。
7.如权利要求6所述的超声波热量表，其特征在于，所述整流环和超声波热量表表体之间过盈配合。
8.如权利要求6所述的超声波热量表，其特征在于，所述超声波热量表表体内腔中设置有第二凸台，所述整流环一侧的端面与所述第二凸台抵接。
9.如权利要求6所述的超声波热量表，其特征在于，所述测量管的公称直径为25毫米。
10.如权利要求1或2或3或4或5所述的超声波热量表，其特征在于，所述测量管的公称直径为20毫米。
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