

5 弯管传感器的加工
从弯管传感器的结构分析,弯管传感器就是一个具有固定尺寸的弯头,而影响弯管流量计流量系数的关键因素又是弯管的弯径比。但是,要想加工出任意尺寸、任意弯径比的弯头绝非易事。也就是说,弯管的可加工性能极差,难度极大。这一点与孔板具有的良好的加工性能差别很大。
既然弯管的可加工性能差、加工难度大,人们在研究弯管流量计时自然会将目光锁定在可以容易获得的常用管件弯头的身上。因此,标准件弯管就成为弯管传感器最主要的坯件来源。
5.1 标准件弯管的加工
5.1.1 推制弯管
推制是标准管件弯管最重要的加工方式之一。由于其加工效率高,相对成本较低,适合大批量生产力。管径小于400mm的弯头几乎都是用这种方式加工的。利用这样的弯管加工获得的弯管传感器称为推制式弯管传感器。
由于弯管在推制过程中不可避免的椭圆变形,使这样的弯管传感器同一性偏差比较大。但是其结构性能良好,属于无缝钢管,适合在各种条件下使用。
5.1.2 压制弯管
对于大管径的弯管,一般采用压制的加工模式。压制弯管的同一性比较好。但是,它在成型过程中有一条焊缝,结构强度不如推制式弯管,用这种方式加工的弯管传感器称为压制式弯管传感器。它不适合在高温、高压的蒸汽流量条件下使用。
5.1.3 焊接式弯管
焊接式弯管就是俗称虾米腰的弯头。它的价格低廉,适合在低压、大管径的条件下使用。虽然焊接式弯管有明显的折弯,但是用这种方式加工的弯管传感器仍然有很好的稳定性和足够高的测量精度。
5.2 弯管传感器的特殊加工
利用常用管件弯管加工获得的弯管传感器其最大的问题就是同一性不好。虽然这并不影响流量计的测量精度,但是,这对于弯管流量计的标准化、系列化是不利的。于是,我们选择了利用特殊加工的方式获得统一规范尺寸的弯管传感器,解决同一性不理想的问题。采用特殊加工的方式获得的弯管传感器我们统一称之为机加弯管传感器。
5.2.1 数控机床加工模式
数控机床加工模式获得的弯管传感器同一性质量好,但加工费用高,且加工尺寸有较大的限制。
5.2.2 普通机床特殊机具加工模式
普通机床特殊机具加工模式获得的弯管传感器同一性质量也很好,其加工费用相对低廉,利用普通机床回转直径大的特点,可以加工更大尺寸的弯管传感器。是一种十分有前途的加工模式。
5.2.3 精密铸造加工模式
采用精密铸造一次成型直接加工弯管传感器,这是一种具有前瞻性的加工模式,目前尚无具体实施的例子。
5.3 不同弯管传感器加工模式的市场认可程度的分析
5.3.1测量精度和稳定性
无论是采用哪一种加工模式(包括标准件式的弯管传感器还是特殊加工的机加弯管传感器)获得的弯管传感器在测量精度和稳定性方面都具备良好的品质,它们之间的区别仅仅在于同一性和标准化。
5.3.2价格因素的影响
由于采用的加工方式不同,弯管传感器的价格差别十分明显,这是机加弯管传感器不能够替代传统弯管传感器的原因之一。
5.3.3 结构强度
机加弯管传感器与压制式弯管传感器一样,它在成型过程中有一条焊缝,结构强度不如推制式弯管传感器,在实际使用过程中受到限制。这是机加弯管传感器不能够完全替代传统弯管传感器的另一个重要原因。
6 弯管流量计的设计计算
弯管流量计的设计计算方法与孔板流量计的设计计算方法正好相反。
孔板流量计的设计计算是先确定差压范围,再计算孔板的开孔直径。这是因为孔板具有良好的任意加工性能。
而弯管(传感器)的任意加工性能非常差。无论我们采用那种方式获得的弯管(传感器)它的几何尺寸都是固定的,不能够随意改变。于是,弯管流量计的设计计算是先确定弯管(传感器)的几何尺寸,再计算可能产生的差压范围。由于智能型差压变送器的出现,其差压范围的调整已经变得十分方便和随意,这给弯管流量计的推广应用带来了便利。
唐山华硕仪表自动化有限公司
2006-5-11