流体计测用流路装置 【技术领域】
本发明涉及一种具有多个扁平流路的流体计测用流路装置。
背景技术
现有的流量计测装置中有一种为超声波式流量计测表，这种超声波式流量计测表使流体在计测用流路中流动，同时通过设置在流体上下游的超声波收发器之间的超声波传播时间测定出流体流速，进而计算出流量等信息。
上述的计测用流路截面呈矩形状，其中互相相对的两个短边侧分别设有超声波收发器，从一侧的超声波收发器发送的超声波斜向穿过在计测用流路中流动的流体，再被另一侧的超声波收发器所接收。
近年来，为了提高计测精度，有的计测用流路中并行地设置有多个隔板，从而使计测用流路成为多层流路(其中的一例可参考PCT国际公布WO2004/074783)。
另外，对于具有多层流路的计测用流路也有各种改良方案。例如，如图10所示，在计测用流路101的外表面上形成有兼作密封环的凸条102，同时在收纳部件103的相对部位上设有凹部104，通过将凸部102嵌入到凹部104中，可以使计测用流路101在收纳部件103内的定位进行固定，促使组装作业变得简单(其中的一例可参考日本专利公开公报2006-053067)。
但是，在将计测用流路制成多层流路的情况下，设置在计测用流路中的两个超声波收发器与将计测用流路分割成层流通道的多层流路之间的位置关系、以及用于形成多层流路的隔板的两缘由框架支承时因隔板间隔尺寸的误差产生计测精度下降的问题。如果要进行高精度的计测，就需要具有高精度的多层流路部件。
另外，在计测用流路的外表面形成有凸部、同时在收纳部件的相对表面上形成有凹部、在组装作业时将凸部嵌入到凹部中的构造中，在组装作业中也会产生由于凹凸部的尺寸误差造成计测用流路嵌入到收纳部件中的尺寸精度下降的问题。
这样一来，在计测用流路内流动的流体会受到影响，无法进行高精度的测定。
【发明内容】
本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题，提供一种计测精度高的流体计测用流路装置。
为了实现所述目的，本发明的流体计测用流路装置包括：通过隔板将计测流路分隔成多个扁平流路的多层流路部件、和具有收纳上述多层流路部件的收纳部的流体路径。所述多层流路部件的外周面上设有朝外部突起的凸条，所述流体路径的收纳部在与所述凸条对应的内壁上设有供凸条嵌合的凹条。此外，所述凸条的一部分上设有在外力作用下变形的突起部，多层流路部件通过所述突起部的变形被固定在所述收纳部中。这样，通过在凸条上设置在外力作用下变形的突起部，从而可以正确、无间隙的将多层流路部件固定在收纳部中。
本发明产生的技术效果如下。通过本发明可以将多层流路部件正确、无间隙地固定在收纳部中，并且流体的计测精度也很高，促进了安装作业的效率化。
下面对本发明的具体实施方式进行概述。本发明的流体计测用流路装置包括：通过隔板将计测流路分隔成多个扁平流路的多层流路部件、和具有收纳上述多层流路部件的收纳部的流体路径。所述多层流路部件的外周面上设有朝外部突起的凸条，所述流体路径的收纳部在与所述凸条对应的内壁上设有供凸条嵌合地凹条。此外，所述凸条的一部分上设有在外力作用下变形的突起部，多层流路部件通过所述突起部的变形被固定在所述收纳部中。这样，通过在凸条上设置在外力作用下变形的突起部，从而可以正确、无间隙的将多层流路部件固定在收纳部中。另外，由于外力由凸条来承受，多层流路部件不会产生变形。
所述多层流路部件和所述流体路径的收纳部的截面形状被设定为矩形，所述突起部则设置在凸条的角部两侧。
这样，由于外力由凸条来承受，其产生的应力加在凸条的长度方向上，从而可以更加可靠地防止多层流路部件变形。
具体地说，突起部分别形成在与呈矩形框状的凸条中与长度方向对应的部位上。
凸条可以在多层流路部件的长度方向上形成有多条。这样，流体路径的收纳部中与凸条分别对应地也凹设有多个凹条的话，即使收纳部和多层流路部件之间有间隙，也可以形成弯曲形、构成迷宫状，从而可以抑制流体在该间隙中的流动。
如果所述凸条和凹条在多层流路部件和收纳部的长度方向上设置成非对称的话，就可以防止多层流路部件在收纳部中装反。另一方面，若在长度方向上形成对称的话，安装时可以消除方向性。
此外，本发明的另一种流体计测用流路装置包括：由用于将计测流路隔成多个扁平流路的隔板、与所述隔板垂直相交并对其两缘部进行支承的侧板、和平行地设置在所述隔板的上下方并与所述侧板结合对其两缘部进行支承的顶板及底板构成的多层流路部件，和设有通过上方开口将所述多层流路部件加以收纳的收纳部、和将所述开口加以封闭的盖部的流体路径。所述多层流路部件的外周面上设有向外突起的凸条，所述流体路径的收纳部和盖部的内壁上设有与所述凸条对应的、供凸条嵌合的凹条。所述凸条的一部分上设有在外力作用下变形的突起部，所述多层流路部件通过突起部的变形被固定在所述收纳部中。
这样，将本发明的流体计测用流路装置使用在超声波式流量计测表中时，就可以高精度地计测出流体的流速和/或流量。
【附图说明】
图1为本发明实施例1中的超声波式流量计测表的整体分解斜视图，
图2为本发明实施例1中的流体计测用流路装置的分解斜视图，
图3为图2的A部放大斜视图，
图4为图2的B部放大斜视图，
图5为该流体计测用流路装置的正截面图，
图6为该流体计测用流路装置的另一个正截面图，
图7为该流体计测用流路装置的侧视截面图，
图8为本发明实施例2中的流体计测用流路装置的侧视截面图，
图9为本发明实施例3中的流体计测用流路装置的局部斜视图，
图10为现有流体计测用流路装置的截面图。
上述附图中，1为超声波式流体计测装置，2为流体路径，6为收纳部，7为扁平流路，8为多层流路部件，9为盖部，13为隔板，14，15为侧板，16为顶板，17为底板，24，24a，26，26a为突起部，22，22a，22b为凹条。
【具体实施方式】
下面参照附图对本发明的一些实施例进行详细说明。需要说明的是，这样的实施例不具有限定本发明范围的作用。
(实施例1)
图1～图7中示出了实施例1在超声波式流量计测表1中进行实施的情况。图1中，流体路径2由铝铸成，包括位于左右的垂直流路3a、3b和将其相连接的水平流路4，大致形成倒“U”形。
水平流路4为截面呈矩形的长方体，上表面开口，内部设有收纳部6，相对的两个侧壁上具有超声波收发器安装部5a、5b。
所述收纳部6中收容着多层流路部件8。如图5、6中所示，多层流路部件8中设有多个扁平流路7，整体呈长方体形，截面为矩形，并用盖部9将上面的开口加以封闭。
所述多层流路部件8可以用(比方说)充填有玻璃纤维的聚乙烯、聚乙烯对苯二酸酯等合成树脂成型而成。
图1中，流入到垂直流路3a中的流体先由多层流路部件8中的多个扁平流路7进行分流后，接着再从垂直流路3b中流出。
通过在收纳部6以及多层流路部件8的侧壁上设置与所述超声波收发器安装部5a、5b对应的超声波通过口10、11，就形成了超声波传播路径12。
上述超声波传播路径12被设置成倾斜地穿过在多层流路部件8的扁平流路7中以层流状态流动的流体。
使超声波传播路径12倾斜形成的设置方式称为Z路径或Z法，本实施例中示出的即为Z路径设置的例子。
如图2中所示，多层流路部件8由多个隔板13、侧板14及15、顶板16和底板17形成矩形箱状。其中，隔板13分隔出多个扁平流路7，侧板14、15对隔板13中沿流动方向对缘部13a进行支承，顶板16和底板17则与侧板14、15在内侧进行结合。隔板13在左右侧板14、15之间保持水平，彼此隔开一定的间隔。
进一步说，在侧板14，15的相对的内侧面上，还设有多个用于使隔板13插入、从而保持一定间隔的多个细槽18。
为使得被隔板分流后的扁平流路7的截面积保持一致，上述的这些细槽18在与流体的流动方向垂直的上下方向上等间隔设置。
另外，在形成在多层流路部件8侧壁的超声波通过口11上，还设有能够使超声波透过的、(比方说)具有细小网眼的丝网或金属冲压网等形成的过滤部件19。
隔板13为整体呈矩形的薄板状部件，其缘部13a上设有多个鄂部13b。
鄂部13b可以设置为(比方说)从隔板13的四个角和中段向宽度方向的外侧突出。
另一方面，在侧板14、15上的细槽18中，在与隔板13上的鄂部13b相对应的位置上还设有通孔18a。这样，鄂部13b的端面就可以穿过通孔18a，伸出到侧面外面。
而且，如图2所示，在多层流路部件8的外周面沿长度方向的中间位置上，还设有在外周方向连续的、一体形成的2条凸条20、21。同时，如图1所示，水平流路4中的收纳部6和将其上方开口密闭的盖部9上则设有呈凹陷状的、与上述凸条20、21相嵌合的一个凹条22。
所述多层流路部件8的一个凸条20由与侧板14、15一体形成的凸条部件20a、20b和与顶板16及底板17一体形成的凸条部件20c、20d联接成框状结构而成。同样，另一个凸条21由与侧板14、15一体形成的凸条部件21a、21b和与顶板16及底板17一体形成的凸条部件21c、21d联接成框状结构而成。
另外，如图2所示，与侧板14、15一体形成的凸条部件20a、20b的上下端部从侧板14、15的上下缘要突出，其内侧与顶板16和底板17一侧的凸条部件20c、20d的两端接合。同样，与顶板16和底板17一体形成的凸条部件21c、21d的两端部则穿过侧板14、15上的切口23(图4)突出到顶板16和底板17的侧面外侧，并与侧板14、15的其他凸条部件21a，21b的上下端相接合。
如图4所示，从所述侧板14、15的上下缘突出的凸条部件20a、20b的上下端部形成凹状，该凹状结构的底面上设有柱状突起部24。所述突起部24高于顶板16和底板17一侧的凸条部件20c、20d，设定为从凸条部件20c、20d向外侧伸出。
此外，如图3所示，在所述顶板16及底板17上的其他凸条部件21c、21d的两端部、亦即穿过侧板14、15上的切口23突出到顶板16和底板17侧面外部的部位上，设有其下方留有间隙25的三角形突起部26。所述突起部26的高度设定为高于侧板14、15上的凸条部件21a，21b。
以上为多层流路部件8的构成，下面对流体路径2与多层流路部件8的组装进行说明。
首先，将多层流路部件8从收纳部6的上方开口部插入。此时，突出地设置在多层流路部件8的侧板14、15上的凸条部件20a、20b及21a、21b与收纳部6的两个内壁上形成的凹条22嵌合，能起到引导操作的作用，因此上述的插入作业会很顺畅地进行。接着，将设在多层流路部件8的底板17上的凸条部件20d、21d嵌入到收纳部6的内底面上的凹条22中，插入作业就可完成。
接下来，用盖部9覆盖住收纳部6的上方开口部就可以了。
并且，在将多层流路部件8从收纳部6的上方开口部插入时，由于顶板16、底板17上的水平凸条部件21c、21d的两端形成的三角形突起部26的高度高于侧板14、15上的凸条部件21a、21b的高度，因而其顶点部分会受到挤压、产生变形。
另外，将多层流路部件8从收纳部6的上方开口部插入后，再用盖部9进行按压的话，由于侧板14、15上的垂直凸条部件20a、20b的上下端形成的三角形突起部24的高度高于顶板16、底板17上的凸条部件20c、20d的高度，因而其顶点部分也会受到挤压、产生变形。这样一来，无论在横向还是纵向都可以可靠地防止所述多层流路部件8发生晃动，在收纳部6中保持固定。
这里，由于所述多层流路部件8被收容在计测流路2的收纳部6内，并用盖部9加以密闭，因此不管其四周有无间隙，也不用担心流体发生泄漏等现象。但是，由于超声波传播路径12中的流体流动是作为代表值来进行计测的，故多层流路部件8的外侧流动量与内侧即扁平流路7内的流动量之间的关系、及构成超声波传播路径12的多层流路部件8的位置关系等就显得非常重要。
换句说话，多层流路部件8如果有晃动或其周围的间隙不一致的话，就会影响到流体流动的计测精度。为了使超声波传播路径12内流动的流体保持稳定，在将多层流路部件8装到收容部6中并用盖部9加以密闭时，需要保证多层流路部件8已经被可靠地固定住。
在本实施例中，通过使突起部24，26发生变形，就可以确保多层流路部件8的固定可靠。
另外，由于一侧的突起部24的体积小于凹状部的容积，同样另一侧的突起部26的附近存在着间隙25，即使其发生变形，也不会发生挤出一部分、挤出部分夹在收纳部6与多层流路部件8的外壁之间、造成盖部9盖不上等现象，可以不受尺寸误差的影响，实现可靠固定，且可以减小收纳部6与被收纳的多层流路部件8之间的间隙。
此外，由于突起部24、26处于与凸条部件20a～20d及21a～21d的长度方向端部相对应的位置上，突起部24、26产生的变形应力将由凸条部件20a～20d及21a～21d来承受，而不会加到多层流路部件8的侧板14、15及顶板16、底板17上。换句话说，多层流路部件8自身的变形可以得到防止，可靠地实现固定。
(实施例2)
图8中示出了本发明的实施例2。其中，与图7相同作用的结构只是标上了相同的符号，具体说明援用实施例1。
与实施例1的不同点在于：凸条20、21分别嵌入到各自独立的不同凹条22a、22b内。
采用这样的结构之后，流体路径2中的收纳部6与多层流路部件8之间的流路加长(迷宫)效果就会很高，从而可以可靠地促使流体往多层流路部件8的扁平流路7中流动。
(实施例3)
图9示出了本发明的实施例3。其中，与图2作用相同的结构标上了相同的符号，具体说明援用实施例1。
与实施例1的不同点在于：凸条20，21上直接形成有突起部24a、26b，这些突起部24a，26b的形状设定为大致呈一座山的形状，且其顶部很容易发生变形。
在本实施例中，凸条设置在多层流路部件8在长度方向上的中间位置。这样一来，多层流路部件8在收纳方向就没有方向性，这对于防止组装错误是非常有效的。如果在收纳方向上有方向性，则需要通过变更位置对准部位的数量，或者会成为左右非对称的形状，方向相反就无法组装。
此外，虽然在上面的说明中，在多层流路部件装到收纳部中后、再用盖部密闭时，采用了使突起部变形从而使多层流路部件8在收纳部6中固定不动的构成，但是，还可以在突起部的旁边增加设置台阶，使多层流路部件的外周与收纳部和盖部中的任一个进行定位，对多层流路部件的外周面与收纳部、盖部之间的间隙进行限制。
这样的话，在将多层流路部件装到收纳部中后用盖部密闭时，突起部就会变形到与和台阶相对应的壁面接触的程度，这样多层流路部件的外周面与收纳部、盖部的间隙就可以得到保持一定，同时也能控制突起部的变形量，从而可以得到稳定的固定力。
综上所述，本发明中的流体计测用流路装置结构简单，防止了多层流路部件的晃动并能进行了可靠的固定，从而有很高的可靠性，将此应用在超声波式流量计测表中时，可以实现高精度计测。