專利名稱：寬程流量的流體振蕩器及具有這種振蕩器的流體流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是流體振蕩器和具有這種流體振蕩器的流動(dòng)液體或氣體的流體流量計(jì)。
多年以來，市場上出現(xiàn)的流量計(jì)都含有流體振蕩器，這些流量計(jì)與傳統(tǒng)的渦流式或膜片式流量計(jì)的不同處在于其運(yùn)行不會(huì)隨時(shí)間推移而出現(xiàn)任何運(yùn)動(dòng)部件的磨損。
這些流體振蕩器的尺寸可以很小，結(jié)構(gòu)可以很簡單，而且可靠性也很好。此外，這些振蕩器還傳送出可以很容易被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的頻率信號(hào)，這對(duì)于流量計(jì)的遠(yuǎn)距離讀出特別有利。
在本發(fā)明人提出的法國專利申請(qǐng)No9205301中描述了一種相對(duì)于縱向?qū)ΨQ平面為對(duì)稱的流體振蕩器，這種振蕩器包括一個(gè)流體入口，該入口有一個(gè)寬度為d的輸入開口。輸入開口可以形成振蕩二維流體射流。
流體振蕩器包括一個(gè)稱為振蕩室的腔室，在該振蕩室中二維流體射流可以進(jìn)行振蕩。該振蕩室的各個(gè)壁彼此以縱向?qū)ΨQ平面為準(zhǔn)相對(duì)進(jìn)行設(shè)置，振蕩室通過第一端與流體輸入開口相連通，而通過與第一端相對(duì)的第二端與流體輸出開口相連通。流體的輸入和輸出開口沿著縱向?qū)ΨQ平面對(duì)齊。
流體振蕩器還有一個(gè)設(shè)置在振蕩室中的與振蕩室各壁一起構(gòu)成若干側(cè)向通道的障礙物，各側(cè)向通道相對(duì)于縱向?qū)ΨQ平面對(duì)稱設(shè)置，以便使流體朝著流體振蕩器的下游流動(dòng)。
障礙物有一個(gè)前部和一個(gè)后部，前部的一個(gè)腔對(duì)著流體輸入開口設(shè)置。后部對(duì)著流體輸出開口設(shè)置，后部有一端與所述的流體輸出開口一起限定出一個(gè)自由空間，所述通道與該空間連通，使流體朝流體振蕩器的下游流動(dòng)。
如此，流體射流從輸入開口進(jìn)入振蕩室中，射流掃射腔壁，其作用在于既形成流體射流，又在所述前部的對(duì)面產(chǎn)生渦流，這些渦流交替變強(qiáng)和變?nèi)?，它們互相反相并與射流的振蕩有關(guān)。
用例如這樣的方法進(jìn)行對(duì)流量的測定在射流振蕩期間測出射流對(duì)腔底的掃射，振蕩頻率正比于流體流量。
此時(shí)流體交替地朝著流體振蕩器的下游流動(dòng)排放，更確切地說通過設(shè)置在障礙物兩側(cè)的通道朝著所述的空間和所述的輸出開口流動(dòng)排放。
這樣就定義了一個(gè)稱作K的系數(shù)，該系數(shù)等于射流振蕩頻率相對(duì)于流體流量Q的比，例如當(dāng)系數(shù)K的相對(duì)變化小于±1.5％時(shí)，則認(rèn)為用在市場氣體流量計(jì)中的流體振蕩器在0.6到40m3/h的流量范圍內(nèi)是線性的。
對(duì)于每個(gè)流體振蕩器來講，人們用通過稱為校準(zhǔn)曲線的曲線表示的(如

圖1所示)系數(shù)K的相對(duì)變化與雷諾數(shù)Re的關(guān)系，來評(píng)價(jià)該流體振蕩器的線性(Re等于振蕩室輸入開口右邊的流體速度乘以該開口的寬度和除以所述流體的運(yùn)動(dòng)粘度)。
圖1表示從某一個(gè)雷諾Re數(shù)值開始，校準(zhǔn)曲線不再落在系數(shù)K的相對(duì)變化小于±1.5％的范圍內(nèi)，這表明了所述流體振蕩器的非線性。
在振蕩現(xiàn)象的每半個(gè)周期內(nèi)，占用某一個(gè)側(cè)向通道的流動(dòng)流體流入自由空間，并被引向排放管道。
然而，流體流動(dòng)引起另一個(gè)通道中的壓力上升，該壓力上升沿著渦流方向傳播到上游，這樣它就擾亂了上述渦流的振蕩因而也擾亂了射流的振蕩。這說明了圖1校準(zhǔn)曲線上顯示出的偏差，并表明流體下游的流動(dòng)對(duì)流體振蕩器線性有影響。雷諾數(shù)越大則這種影響就越明顯。
本發(fā)明所提出的流體振蕩器和具有這種構(gòu)思非常簡單的流體振蕩器的流量計(jì)的目的在于克服上述缺陷，所述流體振蕩器的線性得到了改善，特別是在大流量時(shí)更是如此。
因此本發(fā)明的目的在于提供一種流體振蕩器，這種振蕩器對(duì)稱于縱向?qū)ΨQ平面P，它包括用于產(chǎn)生相對(duì)于所述縱向?qū)ΨQ平面P作橫向振蕩的二維流體射流的設(shè)備，用于形成所述渦流射流并用于使流體流向流體振蕩器下游的設(shè)備，所述渦流受到下游流體流動(dòng)的影響。
本發(fā)明的流體振蕩器包括用于限制下游流體的流動(dòng)對(duì)渦流振蕩產(chǎn)生影響的設(shè)備。
更具體地說，完成本發(fā)明目的的流體振蕩器包括一個(gè)有寬度為d的輸入開口的、能形成二維振蕩流體射流的流體入口，一個(gè)通過其一端與流體輸入開口相連，而通過其另一端與流體輸出開口相連的振蕩室，所述兩個(gè)開口沿著縱向?qū)ΨQ平面P對(duì)齊，振蕩室的各內(nèi)壁彼此設(shè)置在所述平面P的兩側(cè)，
一個(gè)設(shè)置在所述振蕩室中的障礙物，該障礙物與振蕩室的內(nèi)壁一起構(gòu)成了使流體朝著流體振蕩器下游流動(dòng)的通道，所述障礙物有一個(gè)前部和一個(gè)后部，在前部中開辟了一個(gè)面對(duì)著流體輸入開口的腔，后部的設(shè)置面對(duì)著流體輸出開口，障礙物的端部與所述的輸出開口一起限定出一個(gè)自由空間，所述通道與該自由空間相連通。
用于限制下游流體的流動(dòng)對(duì)渦流振蕩產(chǎn)生影響的設(shè)備包括一個(gè)處于流體輸入和輸出開口連線上的縱向元件，該元件至少有一部分處于上面限定的自由空間內(nèi)，以便部分地將該自由空間分成兩個(gè)相同的區(qū)域，同時(shí)在所述的這兩個(gè)區(qū)域之間設(shè)置至少一個(gè)流體連接通路，流體連接通路的通道中間截面處在縱向?qū)ΨQ平面P中。
最好縱向元件有一個(gè)上游端以及另一個(gè)處于相反端的下游端，該下游端距流體輸入開口的距離為8.5d到16.2d之間。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案，將連接通路設(shè)置在障礙物后部端頭和縱向元件上游端之間，這些端部構(gòu)成所述連接通路的邊緣。
根據(jù)本發(fā)明的其它特點(diǎn)縱向元件大體呈T形，其橫桿構(gòu)成了連接通路若干邊緣中的一個(gè)邊緣；縱向元件為具有若干側(cè)面的形狀，這些側(cè)面從上游端延伸到下游端，每一個(gè)側(cè)面與縱向?qū)ΨQ平面P都形成了一個(gè)相同的連續(xù)減小的角度，縱向元件為三角形，其頂點(diǎn)構(gòu)成下游端。
在本發(fā)明該實(shí)施方案中，傳送通路的通道截面形狀基本為矩形，該截面垂直于流動(dòng)方向。
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案，縱向元件構(gòu)成一個(gè)從其上游端延伸到其下游端的隔板，該下游端與障礙物的后端部匯合，將連接通路設(shè)置在所述隔板中。
根據(jù)該實(shí)施方案的其它特點(diǎn)，連接通路的通道截面形狀基本為矩形，該截面垂直于流體流動(dòng)方向；連接通路的通道截面形狀基本為橢圓形，該截面垂直于流體流動(dòng)方向；連接通路的通道截面形狀為狹長橢圓形，該截面垂直于流體流動(dòng)方向。
根據(jù)本發(fā)明的另一些特點(diǎn)連接通路的縱向尺寸與其寬度尺寸相符，寬度為0.5d到5d之間。
流體輸入開口和連接通路中間橫向平面之間的距離為7.5d到15d之間。
連接通路的橫向尺寸為0.5d到5d之間。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種包括滿足上述任一特征的流體振蕩器的流動(dòng)液體或氣體的流體計(jì)數(shù)器。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)下面結(jié)合附圖對(duì)非限定性和說明性實(shí)例的描述得出，其中已經(jīng)描述過的圖1表示系統(tǒng)K隨現(xiàn)有技術(shù)的流體振蕩器的雷諾數(shù)R的相對(duì)變化，圖2為本發(fā)明第一實(shí)施方案的流體振蕩器的頂視示意圖；圖3為圖2的流體振蕩器局部透視示意圖；圖4為表示圖2的流體振蕩器后部的另一實(shí)施方案的局部頂視示意圖，圖5為圖4的另一實(shí)施方案的透視示意圖；圖6為表示圖2的流體振蕩器后部的又一實(shí)施方案的局部頂視示意圖；圖7為圖6的另一實(shí)施方案的透視示意圖；圖8為本發(fā)明第二實(shí)施方案的流體振蕩器后部的局部示意圖，所述流體振蕩器的前部與圖2的相同；圖9和10為表示圖8的流體振蕩器后部的又一實(shí)施方案的局部透視示意圖；圖11和12為本發(fā)明的流體振蕩器前部在不同時(shí)刻處于過渡狀態(tài)工作時(shí)的局部頂視示意圖；圖13表示系數(shù)K隨本發(fā)明的流體振蕩器的雷諾數(shù)R的相對(duì)變化(實(shí)線)，以及系數(shù)K隨現(xiàn)有技術(shù)的流體振蕩器的雷諾數(shù)的相對(duì)變化(虛線)。
如圖2到圖10所示，總體上用標(biāo)號(hào)1表示的本發(fā)明的流體振蕩器有一個(gè)縱向?qū)ΨQ平面P。
在該流體振蕩器中流動(dòng)的流體是氣體，但也可以是液體。
如圖2所示，流體從入口E進(jìn)入流體振蕩器中，該入口由一個(gè)靜息室10和一個(gè)收斂形氣道14構(gòu)成，靜息室與一個(gè)流體輸入管道12相連通，收斂形氣道的終端為矩形輸入開口16。收斂形氣道14使流體的速度加快，它的另一作用是形成振蕩二維射流。
為此，與振蕩室18的一端18a相連通的輸入開口16的形狀是高為如圖3所示的h，寬為d的矩形，這兩個(gè)尺寸的比值遵循普通技術(shù)人員公知的二維條件。
通常比值h/d約為6甚至大于6。
在下面的描述中，寬度d將構(gòu)成基準(zhǔn)單位?？紤]到流動(dòng)現(xiàn)象是二維的，本發(fā)明流體振蕩器的各個(gè)構(gòu)件將只在與流體射流的振蕩平面相平行的平面中描述。
振蕩的二維流體射流進(jìn)入到振蕩室18中，振蕩室的一端18b與流體輸出開口20相連通，而其相反的一端18a與流體輸入開口16相連通。
流體輸出開口20與流體排放管道22的輸入開口相接。
如圖2所示，流體輸入和輸出開口16和20按照縱向?qū)ΨQ平面P對(duì)齊，而振蕩室18相對(duì)于該平面對(duì)稱。相對(duì)于縱向?qū)ΨQ平面P對(duì)稱的障礙物24被設(shè)置在振蕩室18中，該障礙物有一個(gè)前部26和一個(gè)后部28，前部與流體輸入開口16相距的距離Do為1d到10d之間，例如該距離為2.5d，后部28對(duì)著流體輸出開口20，這兩個(gè)前后部基本與所述縱向?qū)ΨQ平面P垂直。
障礙物24的前部26的寬度Lo為5d到30d之間，例如該寬度可以為12d。
振蕩室18的寬度Lc更長，在其平坦處安放障礙物的前部26；Lc可以在10d到50d之間，例如Lc可以為20d。
在圖2中，將流體流動(dòng)的兩個(gè)對(duì)稱通道C1，C2區(qū)別開來，這兩個(gè)通道在縱向?qū)ΨQ平面P的相對(duì)兩側(cè)。通道C1位于圖2所示的縱向?qū)ΨQ平面P的上方，它的第一長度部分處在障礙物24的前部26和振蕩室18前壁29的一個(gè)部位29a之間，它的第二長度處在障礙物24的側(cè)壁30，32中的一個(gè)壁30和所述振蕩室的側(cè)壁34，36中的一個(gè)壁34之間。
通道C2位于圖2所示的縱向?qū)ΨQ平面P的下方，它的第一長度部分處在障礙物24的前部26和振蕩室18前壁29的一個(gè)部位29b之間，它的第二長度處在障礙物24的另一側(cè)壁32和所述振蕩室的另一側(cè)壁36之間。
這兩個(gè)通道C1，C2與障礙物24下游(相對(duì)于流體的流動(dòng)方向)的自由空間38相連通，自由空間被限定在障礙物24后部28的一端24a和流體輸出開口20之間。
這些通道的寬度大體為Lc-Lo的差。
將一個(gè)稱作主腔40的腔室設(shè)在障礙物24的前部26中，該腔與輸入開口16相對(duì)。該主腔40有一個(gè)入口，入口的寬度Le為2d到20d之間，例如為5d；主腔還具有大體形成V形的側(cè)壁42和44，V形分支朝腔40的外部擴(kuò)大開口。
壁42，44相對(duì)于對(duì)稱平面P有一個(gè)張角a1，該角為0°到80°之間，a1最好在10°到45°之間，例如可以是45°。如圖2所示，主腔40的側(cè)壁42，44由大體呈拋物線的底46重新關(guān)閉。主腔40的底對(duì)著輸入開口16，該底與該開口相距的距離為Df，Df為3d到15d之間。例如Df可以為6d。
射流進(jìn)入振蕩室18后以來回吹掃的運(yùn)動(dòng)掃射主腔40的壁和底。
伴隨振蕩室18中二維射流振蕩的是在該射流兩旁形成的渦流，這些渦流交替變強(qiáng)和變?nèi)?，它們是互相反相的并且與振蕩有關(guān)。這些渦流主要處在障礙物24的前部26和室18的前壁29的部位29a和29b之間的空間內(nèi)，輸入開口16與該室18相連通。
在圖2中，將兩個(gè)稱作次腔的腔50和52相對(duì)于對(duì)稱平面P對(duì)稱地設(shè)置在障礙物24的前部26中，這兩個(gè)腔位于主腔40的兩側(cè)。這兩個(gè)次腔50和52分別對(duì)著振蕩室18的前壁29的部位29a和29b。
次腔50和52的頂視形狀處于一個(gè)四邊形中，該四邊形的一個(gè)邊為敞開的，以形成一個(gè)入口。所以次腔的形狀與四邊形的三個(gè)邊相切。
側(cè)壁相對(duì)于與對(duì)稱平面P平行的一個(gè)平面的傾斜角可以取很大的值，如果裝置的運(yùn)行不因此而大大變化的話。
在圖2中，次腔50，52的底部垂直于對(duì)稱平面P，但也可以與該平面形成一個(gè)張角，該角可以高達(dá)+45°。
每一個(gè)次腔的入口的寬度Ls為1d到15d之間，例如為3.75d。
這兩個(gè)次腔50，52的作用在于使渦流的徑向延伸取決于射流流動(dòng)狀態(tài)。通過徑向延伸，就可以了解所考慮的渦流中心和其外周之間的距離。
這些腔可以采用各種不同的幾何形狀來完成上述功能。
在湍流狀態(tài)中，不論主腔4中的流體射流的沖擊位置如何，在每個(gè)次腔5，52中都會(huì)形成次渦流。這些次渦流的強(qiáng)度足以使流體振蕩器的整體運(yùn)行方式與沒有次腔的振蕩器的運(yùn)行方式相同。
次腔5，52能改善流體振蕩器的線性，所以在層流狀態(tài)和過渡狀態(tài)特別有用。
這樣，在過渡狀態(tài)中，如圖11和12所示，流體F射流的沖擊對(duì)端點(diǎn)11和12之間的主腔26進(jìn)行掃射，而伴隨著振蕩，障礙物24的前部和振蕩室18的前壁29之間形成主渦流T1和T2。在圖11中，射流的沖擊到達(dá)點(diǎn)I1，因而渦流T1集中變強(qiáng)，渦流T2變?nèi)?。射流流體主要從通道C2沿著自由空間38流向障礙物24的下游。
在湍流狀態(tài)中，兩個(gè)次腔5，52中充滿了交替變強(qiáng)和變?nèi)醯拇螠u流Ts1和Ts2，次渦流與主渦流的相位相反。但流量越小，這些次渦流的強(qiáng)度或集中程度也就越小。
因此在圖11中所示的強(qiáng)的主渦流T1的徑向延伸增加，這樣，當(dāng)流量減小時(shí)，逐步占領(lǐng)次腔50使次渦流Ts1減弱，最終全部消失。
反之，由射流流體的排出而引起的次渦流Ts2仍然處在次腔52中。
如圖12所示，射流流體沖擊在I2上，在此情況下是渦流T2出現(xiàn)了增大的徑向延伸，當(dāng)流量減小到足夠低時(shí)，次渦流Ts2全部消失。當(dāng)主渦流集中在一起變強(qiáng)時(shí)，這些主渦流在過渡狀態(tài)時(shí)的徑向延伸比湍流狀態(tài)時(shí)的徑向延伸大(因?yàn)樵诤笠环N狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)次腔都由次渦流占據(jù)，可給予主渦流擴(kuò)大的空間減小了)。主渦流的徑向延伸越大，振蕩頻率就越小。
但在每半個(gè)振蕩現(xiàn)象的周期內(nèi)，對(duì)于所有的流動(dòng)狀態(tài)來講，流體在占據(jù)了某一個(gè)流動(dòng)通道C1、C2以后，流體流向障礙物24的下游到自由空間38中，而在另一個(gè)通道中引起壓力增加，壓力增加傳播到振蕩室18的上游，并影響渦流的振蕩。
如果流動(dòng)狀態(tài)是湍流，這種影響就更明顯。
為此，本發(fā)明的流體振蕩器1包括用于限制流體下游的流動(dòng)對(duì)渦流振蕩造成影響的設(shè)備。
此外，本申請(qǐng)人還注意到這種影響不該全部消除。
這些設(shè)備包括一個(gè)圖2到圖7中用標(biāo)號(hào)54、58、60和由圖8到圖1用標(biāo)號(hào)62表示的縱向元件，該元件與流體的輸入和輸出開口16、2成一線，并且相對(duì)于平面P對(duì)稱。
該縱向元件54、58、60、62至少部分處于自由空間38中，即該元件原則上可以有一部分進(jìn)入到流體排放管道22中。但是，鑒于包括這種振蕩器的流體流量計(jì)構(gòu)成了易于裝入到流體輸入和排放管道12、22之間的緊湊單元，最好將縱向元件的位置限制在振蕩室18中。
縱向元件54、58、60、62部分地將自由空間分成兩個(gè)相同的區(qū)域38a和38b，這兩個(gè)區(qū)域位于縱向?qū)ΨQ平面P的兩側(cè)，通道C1、C2中的一個(gè)通道與這兩個(gè)區(qū)域之一相連通。
用于限制流體下游的流動(dòng)對(duì)渦流振蕩造成影響的設(shè)備還包括一個(gè)由圖2到圖7的標(biāo)號(hào)56和由圖8到1標(biāo)號(hào)64、66、68表示的連接通路，該通路設(shè)置在自由空間38的兩個(gè)區(qū)域38a和38b之間，但該通路也可以考慮用若干連接通路。這種連接通路56、64、66、68具有讓流體從中間通過的截面，該中間通道的截面處在縱向?qū)ΨQ平面P中。
縱向元件54、58、60、62具有相反的兩端54a和54b、58a和58b、6a和6b、62a和62b，所述的兩端沿著對(duì)稱平面P對(duì)齊，其中一端54a、58a、60a、62a稱作上游端，另一端45b、58b、60b、62b稱作下游端。下游端54b、58b、60b、62b距流體輸入開口16的距離為8.5d到16.2d之間，例如等于16.2d。根據(jù)圖2和3所示的本發(fā)明的第一實(shí)施方案，將連接通路56設(shè)置在障礙物24的后部28的端部24a和縱向元件54的上游端54a之間。這兩個(gè)端部24a和54a沿著對(duì)稱平面P對(duì)齊，它們限定了連接通路56的縱向尺寸，即寬度，而且構(gòu)成了該連接通路的邊緣。
連接通路56的另一縱向尺寸(高度)和障礙物24及流體輸入開口16的縱向尺寸(即高度h)相同。
如圖3所示，縱向元件54在射流振蕩平面中的剖視圖為大體T形的形狀，它沿著流體的流動(dòng)方向臥倒，T形的水平邊對(duì)應(yīng)于所述縱向元件54的上游端54a，在此處它甚至構(gòu)成了連接通路的一個(gè)邊。
這種形狀的好處在于結(jié)構(gòu)簡單。
連接通路56的通道截面大體為矩形，它的取向垂直于流體的流動(dòng)方向。
連接通路56的寬度為0.5d到5d之間，例如該寬度為1.8d。
確實(shí)，縱向元件的上游端54a不應(yīng)該離障礙物24的后部28的端部24a太遠(yuǎn)，以便使來自通道C1，C2中的一個(gè)通道的流體的流動(dòng)不能從一個(gè)區(qū)域轉(zhuǎn)到另一個(gè)區(qū)域，因而不能干擾渦流的形成。
該上游端54a也不該為了不消除流體射流的振蕩現(xiàn)象而離障礙物24太近。
流體輸入開口16和連接通路56的中間橫向平面之間的距離為7.5d到15d之間，例如為12.1d，所述的連接通路的中間橫向平面與對(duì)稱平面P及流體的流動(dòng)方向垂直。
此外，連接通路56的橫向尺寸與其高度相符，其值為0.5d到5d之間，例如為2.4d。
最好所設(shè)置的縱向元件54的上游端54a的橫向尺寸大到足以能夠避免流體的流動(dòng)從一空間轉(zhuǎn)到另一個(gè)空間。
最好縱向元件54的外形能使流體在它的側(cè)壁上易于流動(dòng)。
另外，由橫條構(gòu)成的連接通路56的邊緣54a的縱向尺寸對(duì)應(yīng)于它的厚度，其值為0.1d到4d之間，例如等于0.8d。
為了限制載荷的損失，還適宜于減小縱向元件54在其上游端54a的下游處的橫向尺寸。
縱向元件沿著流體流動(dòng)方向的縱向尺寸為0.5到8.2d之間，例如等于3.2d。
在振蕩室18的自由空間38的兩個(gè)區(qū)域38a和38b之間如此地設(shè)置連接通路56之后，來自某一通道，例如來自通道C1的流體流動(dòng)在連接通路56的右邊引起壓力變化，該壓力變化使另一區(qū)域38b中的壓力增加比沒有縱向元件54時(shí)產(chǎn)生的壓力增加小。
這種適度的壓力增加在另一個(gè)通道C2中朝著渦流上游方向傳播，所述的渦流處在靠流動(dòng)通道C2最近的次腔52中，這種適度的壓力增加于是使流體射流轉(zhuǎn)向另一側(cè)，而不會(huì)對(duì)渦流的自然振蕩產(chǎn)生太大的干擾。
因此本發(fā)明可以減少兩個(gè)流動(dòng)通道C1，C2之間的耦合，這樣就可以減少流體振蕩器1的上下游之間的相互影響，這種相互影響在流體大流量情況下更為重要。
根據(jù)圖4和5所示的本發(fā)明的一個(gè)變型，縱向元件58的形狀具有側(cè)面58c和58d，這兩個(gè)側(cè)面從上游端58a延伸到下游端58b。每個(gè)側(cè)面58c和58d與對(duì)稱平面P所構(gòu)成的夾角相同，而且這個(gè)夾角連續(xù)地減小。
如圖4所示，側(cè)面58c和58d在射流振蕩平面中的剖面圖上為凹形。
根據(jù)圖6和7所示的本發(fā)明的又一個(gè)變型，縱向元件60在圖6上的射流振蕩平面中的剖面圖上為三角形，該三角形相對(duì)于流體的流動(dòng)方向臥倒，三角形的頂點(diǎn)構(gòu)成了所述縱向元件的下游端。
在上述各個(gè)發(fā)明變型中，連接通路56的寬度，深度以及流體輸入開口和中間橫向平面之間的距離都相同的。本發(fā)明的縱向元件54，58，60在與流體射流振蕩平面相平行的任何平面中保持相同的形狀。
在圖8所示的本發(fā)明的第二實(shí)施方案中，只示出了流體振蕩器的后部，前部與圖2所示的前部相同，縱向元件構(gòu)成了一個(gè)從它的上游端62a開始延伸直到其下游端62b的隔板62，該上游端與障礙物24的后部28的端部24a相匯合。
將連接通路64設(shè)置在該隔板62內(nèi)，連接通路可以具有各種形狀。
如圖8所示，連接通路64的截面基本為矩形，其方向垂直于流體流動(dòng)的方向。
根據(jù)圖9所示的本發(fā)明的一個(gè)變型，連接通路66的截面基本為橢圓形，其方向垂直于流體流動(dòng)的方向。
根據(jù)圖10所示的本發(fā)明的又一個(gè)變型，連接通路68的截面基本為狹長橢圓形，其方向垂直于流體流動(dòng)的方向。
為了不對(duì)流體振蕩器的運(yùn)行從而不對(duì)流體流量的測量有所干擾，應(yīng)當(dāng)使連接通路的通道截面在各個(gè)與流體射流振蕩平面平行的平面中沒有很大的變化。
如圖8-10所示的連接通路64、66、68的縱向尺寸，即寬度為0.5d到5d之間，例如為1.8d，其橫向尺寸，即深度為0.5d到5d之間，例如為2.4d。流體輸入開口16和連接通路64、66、68的中間橫向平面之間的距離為7.5d到15d之間，例如等于12.1d。
最好使位于連接通路下游的隔板部件62能夠有一個(gè)使流體易于在所述隔板各側(cè)壁上進(jìn)行流動(dòng)的外形(未示出)，并使該隔板的橫向尺寸足夠小，以便限制流體載荷的損失。
本發(fā)明第一實(shí)施方案的描述中所提及的特征和優(yōu)點(diǎn)同樣也適用于上述的第二實(shí)施方案中。
圖13表示系數(shù)K隨本發(fā)明的流體振蕩器的雷諾數(shù)R的相對(duì)變化(實(shí)線)，以及系數(shù)K隨現(xiàn)有技術(shù)的流體振蕩器的雷諾數(shù)的相對(duì)變化(虛線)。
顯然，本發(fā)明的流體振蕩器的校準(zhǔn)曲線保持在K值的相對(duì)變化小于±1.5％的范圍內(nèi)，這表示本發(fā)明的這種流體振蕩器相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的流體振蕩器的線性改進(jìn)程度，現(xiàn)有技術(shù)的流體振蕩器的校準(zhǔn)曲線的系數(shù)K的相對(duì)變化值高于±1.5％。
因此在湍流狀態(tài)時(shí)可以增加本發(fā)明的流體振蕩器的頻率。
圖2所示的流體振蕩器可以測量通過它的流體的流量，測量依賴于兩個(gè)設(shè)置在主腔40內(nèi)的流體射流吹掃的端點(diǎn)處的壓力傳感器70和72。這些壓力傳感器與公知的能夠測量射流振蕩頻率的裝置相連。由于預(yù)先作了校正，這種頻率與流量有關(guān)。由市場供應(yīng)的裝有圖2所示的流體振蕩器的氣體流量計(jì)在很大測量范圍內(nèi)呈線性特征，所以這種流量計(jì)特別適用。因?yàn)橐环矫嫠哂心軌蚴箿u流徑向延伸與流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)的設(shè)備，這樣就改善了層流狀態(tài)和過渡狀態(tài)的線性特征，另一方面，它具有限制流體下游的流動(dòng)對(duì)渦流振蕩的影響，這特別有利于改善湍流狀態(tài)時(shí)的線性特征。
本發(fā)明同樣也適用于障礙物沒有設(shè)置次腔的流體振蕩器。
權(quán)利要求
1.一種相對(duì)于縱向?qū)ΨQ平面(P)對(duì)稱的流體振蕩器，它包括用于產(chǎn)生相對(duì)于所述縱向?qū)ΨQ平面(P)作橫向振蕩的二維流體射流的設(shè)備(10，14，16)，用于在所述射流兩側(cè)形成渦流射流并用于使流體流向流體振蕩器下游的設(shè)備(24，26，40，C1，C2)，所述渦流受到下游流體流動(dòng)的影響，其特征在于所述的流體振蕩器包括用于限制下游流體的流動(dòng)對(duì)渦流振蕩產(chǎn)生影響的設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的流體振蕩器，它包括一個(gè)有寬度為d的輸入開口(16)、能形成二維振蕩流體射流的流體入口(E)，一個(gè)通過其一端(18a)與流體輸入開口(16)相連，而通過其相反的另一端(18b)與一個(gè)流體輸出開口(20)相連的振蕩室(18)，所述兩個(gè)開口根據(jù)縱向?qū)ΨQ平面(P)對(duì)齊，振蕩室的各壁彼此設(shè)置在所述的平面(P)的兩側(cè)，一個(gè)設(shè)置在所述振蕩室(18)中的障礙物(24)，該障礙物與振蕩室的各壁一起構(gòu)成了使流體朝著流體振蕩器下游流動(dòng)的通道(C1，C2)，所述障礙物有一個(gè)前部(26)和一個(gè)后部(28)，在前部中設(shè)置了一個(gè)相對(duì)著流體輸入開口(16)的腔(40)，后部的安放相對(duì)著流體輸出開口(20)，障礙物的端部(24a)與所述的輸出開口一起限定出一個(gè)自由空間(38)，所述通道(C1，C2)與該自由空間相連通，其特征在于用于限制下游流體的流動(dòng)對(duì)渦流振蕩產(chǎn)生影響的設(shè)備包括一個(gè)處于流體輸入和輸出開口(16，20)連線上的縱向元件(54、58、60、62)，該元件至少有一部分處于上述自由空間(38)內(nèi)，以便部分地將該自由空間分成兩個(gè)相同的區(qū)域(38a、38b)，同時(shí)在所述的這兩個(gè)區(qū)域之間設(shè)置至少一個(gè)流體連接通路(56、64、66、68)，所述流體連接通路的通道中間截面處在縱向?qū)ΨQ平面(P)中。
3.如權(quán)利要求2所述的流體振蕩器，其特征在于縱向元件(54、58、60、62)有一個(gè)上游端(54a、58a、60a、62a)以及另一個(gè)處于相反端的下游端(54b、58b、60b、62b)，下游端距流體輸入開口(16)的距離在8.5d到16.2d之間。
4.如權(quán)利要求2或3所述的流體振蕩器，其特征在于將連接通路(56)設(shè)置在障礙物(24)后部(28)端頭(24a)和縱向元件(54，58，60)上游端(54a，58a，60a)之間，這些端部構(gòu)成所述連接通路的邊緣。
5.如權(quán)利要求4所述的流體振蕩器，其特征在于縱向元件(54)基本呈T形，其橫桿構(gòu)成了連接通路(56)若干邊緣中的一個(gè)邊緣(54a)。
6.如權(quán)利要求4的流體振蕩器，其特征在于縱向元件(58)為具有若干側(cè)面(58c，58d)的形狀，這些側(cè)面從上游端(58a)延伸到下游端(58b)，每一個(gè)側(cè)面與縱向?qū)ΨQ平面(P)都形成了一個(gè)相同的連續(xù)減小的角度。
7.如權(quán)利要求4所述的流體振蕩器，其特征在于縱向元件(60)為三角形，其頂點(diǎn)構(gòu)成下游端(60b)。
8.如權(quán)利要求2和3所述的流體振蕩器，其特征在于縱向元件構(gòu)成一個(gè)從其上游端(62a)延伸到其下游端(62b)的隔板(62)，該上游端與障礙物(24)的后部(28)端頭(24a)匯合，將連接通路(64，66，68)設(shè)置在所述隔板(62)中。
9.如權(quán)利要求4或8所述的流體振蕩器，其特征在于連接通路(56，64)的通道截面形狀基本為矩形，該截面垂直于流體流動(dòng)方向。
10.如權(quán)利要求8所述的流體振蕩器，其特征在于連接通路(66)的通道截面形狀基本為橢圓形，該截面垂直于流體流動(dòng)方向。
11.如權(quán)利要求8的流體振蕩器，其特征在于連接通路(68)的通道截面形狀為狹長橢圓形，該截面垂直于流體流動(dòng)方向。
12.如權(quán)利要求2到11之一所述的流體振蕩器，其特征在于連接通路(56，64，66，68)的縱向尺寸與其寬度尺寸相符，寬度為0.5d到5d之間。
13.如權(quán)利要求2到11之一所述的流體振蕩器，其特征在于流體輸入開口(16)和連接通路(56，64，66，68)中間橫向平面之間的距離為7.5d到15d之間。
14.如權(quán)利要求2到11之一所述的流體振蕩器，其特征在于連接通路(56，64，66，68)的橫向尺寸為0.5d到5d之間。
15.一種流動(dòng)流體的流量計(jì)，其特征在于它包括一個(gè)如權(quán)利要求1到14中任一權(quán)利要求所述的流體振蕩器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種相對(duì)于縱向?qū)ΨQ平面(p)對(duì)稱的流體振蕩器，該振蕩器包括用于產(chǎn)生二維振蕩流體射流的元件(10，14，16)，一個(gè)其前部(26)帶有腔(40)的障礙物(24)，所述的腔受到振蕩射流的掃射，以及一個(gè)處于自由空間(38)中的縱向元件(54，58，60，62)，所述自由空間位于所述障礙物的下游，以便部分地將所述空間分成兩個(gè)相同的區(qū)域(38a，38b)，同時(shí)在這兩個(gè)相同的區(qū)域之間設(shè)置至少一個(gè)流體連接通路(56，64，66，68)。本發(fā)明還涉及包括這種流體振蕩器的流體流量計(jì)。
文檔編號(hào)G01D5/44GK1130939SQ9419338
公開日1996年9月11日 申請(qǐng)日期1994年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月13日
發(fā)明者黃寶團(tuán) 申請(qǐng)人:施藍(lán)姆伯格工業(yè)公司