渦街流量計在定位夾具生產中的應用
引言 渦街流量計是70年代發展起來的一種流體振動的流量計，它利用旋渦脫離誘發流體振動的原理實現流量的計量，其主要特點是無運動部件，因此不必考慮流體中雜質對流量計的物理損害，極大地拓展了精密流量計的應用范圍，而且有良好的線性度、較大的量程和很強的介質適應性，可用于不同流體的穩態和瞬態流量的計量。此外，它還具有壓力損失小、可靠性高、維護方便以及不受流體組成、密度、溫度、壓力影響等優點，是測量氣體、液體、蒸汽、混合型和腐蝕性流體的理想的流量計。
1 渦街流量計的生產工藝流程
（1）渦街流量計的工作原理
渦街流量計是根據“卡門渦街”原理研制成的一種流體振蕩型流量儀表。當非流線型阻流體垂直插入流體中，隨著流體流動，阻流體就產生漩渦分離，此漩渦形成了有規矩的排列，稱此排列為渦街（如圖1）。根據卡門研究，大多數排列情況或多或少地有些不穩定，只有排列成兩排內旋且互相交替的漩渦列，渦列寬度與漩渦間距之比為0.2806時，渦列才是穩定的，稱為卡門渦街。
根據卡門渦街原理，漩渦頻率f與流速V間有下列關系：
f=Sr·V/b
式中：f— 卡門渦街的釋放頻率，
Sr—系數（稱為斯特勞哈爾數），
V— 流速，
b—柱狀物的寬度。
（2）渦街流量計的生產工藝流程圖（如圖2）
（3）關鍵工藝分析
由渦街流量計的工作原理和生產工藝流程我們可以看出，在確定了渦街流量計理論上合理的設計結構和參數之后，儀表的*終性能能否達到預期要求，將取決于制造精度。渦街流量計在定位夾具生產中的應用在確保了各零件加工精度的前提下，能否在阻流體與表體焊接過程中保證其位置精度就成為關鍵的技術要求。為此，我們設計制作了專用焊接定位夾具，以保證該項關鍵工藝的實施。
2 定位夾具在渦街流量計生產中的應用
（1）定位夾具的設計方案
我廠生產的渦街流量計包括DN25/40/50/80/100/125/150/200/250/300共十種口徑，為了保證所有產品的質量，針對每種口徑的產品，我們設計了相應的定位夾具。
根據前面關鍵工藝的分析，阻流體在表體中的焊接位置有如下具體技術要求：
a）阻流體與探頭水平方向有距離位置的要求；
b）阻流體垂直方向與探頭垂直方向平行；
c）阻流體、探頭垂直方向的軸線均應位于表體垂直方向的軸線平面內。
針對以上三項技術要求，我們完成了焊接定位夾具一定位芯的設計。如圖3所示，為定位夾具在使用時的安裝示意圖。
（2）應用效果
a）簡化了生產程序中阻流體定位的“劃線”工序，給生產車間和操作人員減小了工作量；
b）操作方便、定位準確，不但保證了產品性能的一致性，而且提高了工作效率和焊接質量；
c）產品的整機檢測性能達到設計要求。表1為部分渦街流量計檢定的數據：
表1 部分渦街流量計檢定數據
規格 重復性% 線性度% 流量范圍（m3/h） 準確度 儀表系數L-1 檢定介質 檢定單位
DN25 0.09 0.77 7.9- 57.9 1.0 73.289 空氣 中國航空工業流量計量站
DN25 0.21 0.76 1- 12.6 1.0 75.92 水 機械工業第十三計量測試中心站
DN40 0.14 1.0 17.4- 174.1 1.0 18.818 空氣 中國航空工業流量計量站
DN40 0.22 0.68 5- 30 1.0 18.5405 -10#柴油 甘肅省油流量計量檢定站
DN50 0.05 1.0 27.2- 269.1 1.0 9.4009 空氣 中國航空工業流量計量站
DN50 0.03 0.93 7- 56 1.0 9.5086 -10#柴油 甘肅省油流量計量檢定站
DN80 0.10 0.53 44.4- 637.6 1.0 2.4175 空氣 中國航空工業流量計量站
DN80 0.15 0.82 20- 140 1.0 2.2579 -10#柴油 甘肅省油流量計量檢定站
DN100 0.14 0.87 107.4- 1120.7 1.0 1.1605 空氣 中國航空工業流量計量站
DN125 0.20 0.83 162.1- 1614.4 1.0 0.59811 空氣 中國航空工業流量計量站
DN150 0.19 0.97 203.56- 2002.9 1.0 0.34557 空氣 中國航空工業流量計量站
DN200 0.28 0.62 581.86- 4012.7 1.0 0.14473 空氣 中國航空工業流量計量站
DN300 0.14 0.84 227.9- 1438 1.0 0.0442 水 機械工業第十三計量測試中心站
3 結論
定位夾具在渦街流量計生產中的應用，經過實際要求。生產的驗證，達到了保證質量、提高效率的要求，解決了生產中的關鍵工藝。渦街流量計產品現已通過了相關權威部門的專業檢定，儀表性能達到了預期的設計要求。