本發(fā)明屬于液體流體計量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型大口徑超聲波流量計換能器組件及大口徑超聲波流量計。

背景技術(shù)：

超聲波流量計已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到大口徑熱量表及大口徑水表等工業(yè)流量計量領(lǐng)域中。為了達(dá)到更為精準(zhǔn)的流量計量，考慮流量計量的安全性和可靠性，大口徑超聲波流量計換能器的安裝結(jié)構(gòu)在不斷發(fā)生變化。由先前一對換能器與流量計流體流動方向成一定角度的安裝方式轉(zhuǎn)變成垂直于流體流動方向的安裝方式。例如，授權(quán)公開號CN 204694317U公開的一種大口徑超聲波流量計換能器座，其換能器安裝座采用的垂直流體流動方向的設(shè)置。這種結(jié)構(gòu)的變化，一方面是增大一對換能器間的連線與流體方向投影距離，提高了流量計精度及流量比；另一方面也改變過去一對換能器孔柱里只能安裝一對換能器的缺陷，可以在一對換能器孔柱里安裝數(shù)對換能器，形成雙通道(或多通道)結(jié)構(gòu)。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中，采用換能器安裝座垂直于流體流動方向設(shè)置的結(jié)構(gòu)時存在著以下幾個技術(shù)難點：

1.換能器安裝座安裝在管段殼體兩端垂直開設(shè)的安裝孔中，目前，對于換能器安裝座在安裝孔中的旋轉(zhuǎn)自由度的限制采用的方案是在換能器安裝座上開設(shè)孔，通過螺釘穿過此孔與管段殼體螺紋連接。此種定位方式精度低，換能器座會產(chǎn)生微小的旋轉(zhuǎn)，直接影響一對換能器之間的信號的發(fā)送和接受，從而影響計量精度。所以如何定位換能器安裝座，防止其在安裝孔中旋轉(zhuǎn)，是一個難點課題。

2.對于換能器安裝座與安裝孔之間密封，目前采用的結(jié)構(gòu)是換能器安裝座上設(shè)有凸沿，密封圈位于凸沿的下面，并且凸沿一圈有定位螺絲孔，螺釘穿過螺絲孔與安裝孔連接。為了達(dá)到有效的密封，那么凸沿蓋直徑必須加大，這就使得安裝孔直徑較大，這對于孔徑相對較小的流量計管體來說，它會影響到流量計法蘭螺栓安裝。因此，換能器安裝座只有設(shè)置于離法蘭較遠(yuǎn)的位置，在一定長度的管段殼體上使得兩個換能器間的直射距離減小，影響流量計計量精度及量程比。如何優(yōu)化換能器安裝座的密封結(jié)構(gòu)，成為一個難點課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中換能器安裝座定位精度低和換能器安裝座密封結(jié)構(gòu)體積較大等問題，提供了一種大口徑超聲波流量計換能器固定柱。

一種新型大口徑超聲波流量計換能器組件，其特征在于：包括換能器和固定柱。固定柱中間部開設(shè)有至少一個第一安裝孔，換能器數(shù)量與第一安裝孔相同并一一設(shè)置于所述第一安裝孔中。所述固定柱上部開設(shè)有穿線孔，所述穿線孔與第一安裝孔連通。所述固定柱上具有第一圓柱體和第二圓柱體，所述第一圓柱體位于固定柱的上部，所述第二圓柱體位于固定柱的下部，所述第一圓柱體的下部具有第一定位平面，所述第一定位平面為沿平行于第一圓柱體軸線方向在第一圓柱體圓周上去除材料形成。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述第一定位平面共四處，沿圓周均勻分布。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，相互平行的兩個第一定位面的垂直距離大于所述固定柱中間部的直徑。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述第二圓柱體與固定柱之間形成第一定位臺階面。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，還包括：固定件，所述第一安裝孔中形成有第一安裝面，所述換能器設(shè)置于第一安裝孔中一端與第一安裝面貼合，所述第一安裝面上開設(shè)有與穿線孔連通的通孔，所述固定件上開設(shè)有與換能器相適配的第二安裝孔，所述固定件與第一安裝孔螺紋連接。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述換能器與第一安裝面之間設(shè)置有第一密封墊。

一種大口徑超聲波流量計，其特征在于，包括上述新型換能器組件和管段殼體。所述新型換能器組件為兩個，所述管段殼體兩端各開設(shè)有第三安裝孔，兩個換能器組件分別設(shè)置于所述第三安裝孔中。所述第三安裝孔包括第一圓孔和第二圓孔，所述第一圓孔與第一圓柱體相適配，所述第一圓孔上具有與第一定位平面相適配的第二定位平面，所述第二定位平面為第一圓孔內(nèi)壁沿徑向向內(nèi)延伸形成，所述第二定位平面與第一定位平面數(shù)量相同且位置相應(yīng)，所述第二定位平面與第一定位平面相貼合，第二圓孔與第二圓柱體配合，所述第二圓孔的頂部的第二定位臺階面與第一定位臺階面相貼合。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，還包括第二密封圈、第三密封圈和彈性擋圈，所述第三安裝孔上部開設(shè)有第一槽體、第二槽體和第三槽體，所述第一槽體與彈性擋圈相適配，所述固定柱上部開設(shè)有與彈性擋圈相適配的第四槽體，所述彈性擋圈設(shè)置于第一槽體和第四槽體中，所述第二密封圈設(shè)置于第二槽體中，所述第三密封圈設(shè)置于第三槽體中。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，還包括塑料蓋，其設(shè)置于第三安裝孔中并位于固定柱上方，所述塑料蓋與第三安裝孔之間設(shè)置有第四密封圈，所述塑料蓋與固定柱螺紋連接，所述塑料蓋上開設(shè)有鉛封孔。

本實用新型的有益效果：

1.固定柱設(shè)置有第一定位面，有效地解決了專利CN 204694317U的設(shè)計不足，將固定柱準(zhǔn)確定位，不會繞軸線轉(zhuǎn)動。

2.固定柱密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，安裝孔較小，換能器固定柱可以設(shè)置在距離管段殼體兩端法蘭較近的位置，一定長度的管段殼體下，獲得了最大的換能器間連線與流體流動方向投影的距離，提高了流量計的計量精度和量程比。

附圖說明

圖1為本實用新型所述新型大口徑超聲波流量計換能器組件的爆炸視圖；

圖2為本實用新型所述大口徑超聲波流量計結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中固定柱局部放大視圖；

圖4為相互配合的第一圓柱體和第一圓孔的橫截面圖。

具體實施方式

下面結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種新型大口徑超聲波流量計換能器組件，包括換能器5和固定柱301，固定柱301中間部開設(shè)有至少一個第一安裝孔302，所述換能器5數(shù)量與第一安裝孔302相同并一一設(shè)置于所述第一安裝孔302中。本實施例設(shè)置有兩個第一安裝孔302，換能器設(shè)置于第一安裝孔302中。固定柱301上部開設(shè)有穿線孔303，其與第一安裝孔301連通。換能器5的電線121經(jīng)第一安裝孔301引入穿線孔303，最后由固定柱301上方引出。

為了準(zhǔn)確定位換能器組件，防止其轉(zhuǎn)動，固定柱301上具有第一圓柱體204和第二圓柱體202，所述第一圓柱體204位于固定柱301的上部，所述第二圓柱體202位于固定柱301的下部，所述第一圓柱體204的下部具有第一定位平面203，所述第一定位平面203為沿平行于第一圓柱體204軸線方向在第一圓柱體204圓周上去除材料形成。通過定位第一定位平面203來限制固定柱301的旋轉(zhuǎn)自由度，定位平面通過去除材料方式獲得，不用增第一圓柱體204的外圓半徑，使得固定柱301結(jié)構(gòu)緊湊。并且此種定位方式精度高，固定柱301不會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)移位，如圖2所示，換能器502和換能器504之間的信號的發(fā)送和接受穩(wěn)定，保證了計量精度。為了方便安裝，以第一圓柱體204的半徑大于第二圓柱體202的半徑為宜。另外，第一圓柱體204和第二圓柱體202都是常規(guī)的易于加工的形狀，加工成本低。

可以理解的是，第一定位平面203可以設(shè)置一處以上，本實施例設(shè)置了四處，如圖4所示，四處第一定位平面203沿圓周均勻分布。一個換能器組件中可以設(shè)置一個或多個換能器5，優(yōu)選的，本實施例設(shè)置有兩個。

如圖1所示，為了方便將換能器5固定于第一安裝孔302中，新型大口徑超聲波流量計換能器組件，還包括固定件601。第一安裝孔302中形成有第一安裝面105，第一安裝面105上開設(shè)有與穿線孔303連通的通孔，所述換能器5設(shè)置于第一安裝孔302中，固定件601上開設(shè)有與換能器5相適配的第二安裝孔。換能器5發(fā)射端具有臺階面，與第二安裝孔相配合，換能器5另一端與第一安裝面105相貼合，實現(xiàn)在換能器軸線方向準(zhǔn)確定位。固定件601與第一安裝孔302螺紋連接并將換能器5壓緊固定在第一安裝孔302中。

為了實現(xiàn)密封，防止液體經(jīng)換能器5和第一安裝孔302之間的間隙泄漏，換能器與第一安裝面105之間設(shè)置有第一密封墊701，第一密封墊701是硅膠墊。

如圖2所示，一種大口徑超聲波流量計，包括上述換能器組件和管段殼體10。換能器組件共2件，管段殼體10兩端分別設(shè)置有法蘭102和法蘭201，法蘭設(shè)置有螺栓孔，通過螺栓連接所要測量流量的管道。管段殼體10兩端靠近法蘭102和法蘭201處設(shè)置有兩個第三安裝孔9，分別位于管段殼體10左右兩端，第三安裝孔9用于安裝定位換能器組件，第三安裝孔9垂直于管段殼體1設(shè)置。電路盒設(shè)置于管段殼體10的外部，電路盒中設(shè)置有控制器。管段殼體10上開設(shè)有穿線通道，其將第三安裝孔9和電路盒連通。從固定柱301上方引出的電線121，經(jīng)由穿線通道與控制器連接。

為了防止固定柱301沿軸線方向的移動和繞軸線方向的轉(zhuǎn)動，如圖3所示，所述第二圓柱體202與固定柱301之間形成第一定位臺階面309。所述第三安裝孔9包括第一圓孔901和第二圓孔902。所述第一圓孔901與第一圓柱體204相適配，所述第一圓孔901上具有與第一定位平面203相適配的第二定位平面909。所述第二定位平面909為第一圓孔901內(nèi)壁沿徑向向內(nèi)延伸形成，所述第二定位平面909與第一定位平面203數(shù)量相同且位置相應(yīng)。安裝定位后，第一圓孔901與第一圓柱體204相配合，第二定位平面909與第一定位平面203相貼合，限制固定柱301繞軸線方向的轉(zhuǎn)動；第二圓孔902與第二圓柱體202配合，所述第二圓孔902的頂部的第二定位臺階面903與第一定位臺階面309相貼合，限制固定柱301沿軸線方向的移動。

優(yōu)選的，大口徑超聲波流量計采用的雙層密封結(jié)構(gòu)，如圖3所示，包括第二密封圈801、第三密封圈802和彈性擋圈904，第三安裝孔9上部開設(shè)有第一槽體905、第二槽體907和第三槽體906，第一槽體905與彈性擋圈904相適配，第一圓柱體204上部開設(shè)有與彈性擋圈904相適配的第四槽體908，彈性擋圈904設(shè)置于第一槽體905和第四槽體908中，第二密封圈801設(shè)置于第二槽體907中，第三密封圈802設(shè)置于第三槽體906中。第二密封圈801和第三密封圈802使得換能器固定柱301與第三安裝孔9間實現(xiàn)密封。此種密封結(jié)構(gòu)緊湊，無需增大固定柱301的外徑和第三安裝孔9的內(nèi)徑，所以固定柱301可以最大限度的靠近管段殼體10的兩端設(shè)置，相對于現(xiàn)有技術(shù)，在一定長度的管段殼體10下獲得了最大的換能器間連線與流體流動方向投影的距離，提高了流量計的計量精度和量程比。彈性擋圈904將固定柱301和第三安裝孔9卡死固定，將固定柱301沿軸線方向定位準(zhǔn)確。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，如圖3所示，大口徑超聲波流量計，還包括塑料蓋111，其設(shè)置于第三安裝孔9中并位于固定柱301上方，塑料蓋111與第三安裝孔9之間設(shè)置有第四密封圈803。塑料蓋16中間部位相下形成一圓柱，圓柱末端為螺紋，與固定柱301上的螺紋孔螺紋連接，塑料蓋111上開設(shè)有鉛封孔112。在流量計的維護(hù)維修過程中，當(dāng)需要拆卸換能器組件時，可先拆卸塑料蓋16，然后拆卸彈性擋圈904，此時再將卸下的塑料蓋111裝入，由于塑料蓋111和固定柱301螺紋連接，可以通過牽引塑料蓋111將二者一起取出，方便拆卸。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，如圖3所示，固定柱301下方還設(shè)置有硅膠墊401，彈性擋圈904將固定柱301壓緊后，硅膠墊401處于壓縮狀態(tài)，對固定柱301和彈性擋圈904有向上的彈力，定位準(zhǔn)確。

可理解的是，盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。