[0001] 本申请涉及撑杆，并且更特别地涉及一种用于流导管组件的撑杆。本申请为分案申请，其母案的申请号为201780094457.5，申请日为2017年8月29日，方面名称为“集成式撑杆”。

[0002] 振动流量计(诸如例如，密度计和科里奥利传感器)用于测量流动物质的特性。例如，振动流量计可测量密度、质量流率、体积流率、总质量流量、温度或关于流体的任何其他信息。振动流量计包括一个或多个流导管，所述流导管可具有多种形状，诸如例如笔直的、U形的或不规则的构型。所述一个或多个流管具有一组固有振动模式，包括例如简单弯曲模式、扭转模式、径向模式和耦合模式。为了确定流动物质的特性的目的，通过至少一个驱动器使所述一个或多个流管在这些模式中的一者中以共振频率振动。

[0003] 图1描绘了示例振动流量计100的剖视图。例如，振动流量计100可以是科里奥利流量计或传感器。振动流量计100包括四个撑杆102、壳体104、两个流管106和两个歧管108。在振动流量计100的示例中，两个流管106各自包括四个弯曲部以形成U形构型。歧管108在振动流量计100的入口和出口处将流导管106联接到壳体104。撑杆102将流管106彼此联接。

[0004] 振动流量计100还包括将正弦驱动信号传输到驱动器110的一个或多个电子器件，驱动器10通常是磁体/线圈组合，其中磁体通常固定到流导管106中的一者，并且其中线圈通常固定到支撑结构或流导管106中的第二者。驱动信号引起驱动器使流导管106在流导管106的固有模式中的一者中以共振频率振动。例如，驱动信号可以是传输到线圈的周期性电流。

[0005] 振动流量计100可包括至少一个敏感元件112l、112r，所述敏感元件检测流管的运动并生成表示该运动的正弦敏感元件信号。与驱动器110相似，敏感元件112l、112r通常固定到流导管106中的一者，并且其中线圈通常固定到支撑结构或流导管106中的第二者。敏感元件信号被传输到所述一个或多个电子器件，所述电子器件根据众所周知的原理来确定流动物质的特性或调节驱动信号(如果必要的话)。

[0006] 振动流量计可包括将两个流导管106连接在一起的撑杆102。振动流量计通常包括朝向计量器的入口或出口的一个或多个撑杆。在振动流量计100的示例中，四个撑杆102对称地定位在流导管106上，其中两个撑杆102定位在歧管108和在振动流量计100的入口端和出口端中的每一者处的第一弯曲部之间。撑杆102允许在流导管106的固有频率或流导管通常被驱动以确定流动物质的特性所处的频率和结构中存在的其他振动模式之间进行分离。

[0007] 因此，通过改变撑杆102的数量和位置，可在某种程度上控制将在振动流量计100中诱发各种振动模式所处的频率。

[0008] 此外，也可期望使用撑杆102来减小在流管106振荡时其上的应力，特别是减小存在于入口或出口处的歧管或法兰和流导管106之间的连接区域上的应力。

[0009] 图2描绘了撑杆102的俯视图。如从图2可看到，每个撑杆102包括用于接收两个流管106的两个孔口202，这两个流管可穿过孔口202中的每一者。撑杆102允许两个流管106被连接到单个振动结构中。然而，为了使撑杆有效地发挥在这方面的能力，撑杆保持恰当的对准是至关重要的。

[0010] 虽然撑杆102的设计可易于制造，但是将振动流量计与撑杆102组装在一起可能带来挑战。首先，当将撑杆102螺纹连接到流管106上时，有可能损坏流管106。因此，撑杆102的孔口202必须足够大，以允许其螺纹连接到流管106上而不会引起对流管106的损坏。

[0011] 其次，当将撑杆102联接到流管106时，有可能损坏这些流管。为了确保将撑杆102钎焊或焊接到流管106是可行的，孔口202还必须足够小，以在流管106周围留下相对小的间隙。然而，由于圆形的流管106在弯曲时采取略微呈卵形的形状，因此孔口202和流管106之间的距离可变化，这意味着联接各零件的角焊缝的尺寸也可能变化。因此，在间隙不均匀的情况下联接撑杆102和流管106的挑战可能会增加焊珠渗透的风险。这可导致诸如开裂之类的缺陷，尤其是在流管106壁薄的情况下。焊珠渗透也会导致内部流动路径的部分阻塞，这在小型计量器中尤其成问题，在小型计量器中，小渗透也会引起流动面积的显著减小。

[0012] 因为现有的撑杆102孔口202包绕流管106，因此它们需要额外的撑杆材料。另外，由于撑杆102的设计延伸到流管106之外的区域中，因此撑杆102需要更大的振动计壳体，这进一步需要附加的材料和重量。

[0013] 所需要的是一种撑杆，该撑杆易于制造、在组装时不损坏流管、使用更少的材料且允许更紧凑的壳体。

[0045] 本申请描述了新颖的撑杆、以及包括该撑杆的流导管组件和振动计、及其制造方法。

[0046] 图3描绘了根据示例的流导管组件300。流导管组件300可被包括在上文所描述的振动流量计(诸如，振动流量计100)中。例如，如参考振动流量计100所描述的，流导管组件300可代替流管106、撑杆102和歧管108的任何组合。

[0047] 流导管组件300包括第一流管302、第二流管303和联接到第一流管302的第一撑杆304，其中，第一撑杆304不包围第一流管302和第二流管303。

[0048] 第一流管302和第二流管303是可以将流体引导通过振动流量计100的导管。在图3的示例中，第一流管302和第二流管303的形状被描绘为圆形。然而，这并不旨在为限制性的，因为如技术人员将理解的，其他流管周边形状也是可能的。

[0049] 尽管图3将流管302、303描绘为包括形成U形状的四个弯曲部，但这并不旨在为限制性的。如技术人员将容易理解的，流管的另外的取向也是可能的，包括笔直的流管或具有弯曲部的其他变型的流管。

[0050] 流导管组件300包括撑杆304。撑杆将两个流管联接在一起。撑杆可被定位和设计成选择流导管组件的模式、或减小流导管组件的流管和歧管之间的接头上的应变。

[0051] 如图3中可看到，第一撑杆304不包围第一流管302和第二流管303，包围是现有技术的撑杆102利用其双孔口202设计所达到的方式。换句话说，第一撑杆304不包绕第一流管302和第二流管303的周边。

[0052] 通过提供不具有存在于现有技术中的孔口的撑杆，也许有可能简化振动流量计的组装。撑杆304不需要螺纹连接到流管302和303上，并且因此降低了在组装期间损坏流管的风险。因为撑杆304在其设计成被联接的情况下可形成为符合流管302和303的各部分，因此代替设计有足够大的孔口以沿着流管的各区段螺纹连接到联接位置的做法是，撑杆304可减小流管和撑杆之间的间隙，或甚至完全消除该间隙。这可允许更容易将撑杆304联接到流管302和303，尤其是在钎焊或点焊时。

[0053] 撑杆304还提供了一种最小的设计，该设计可比现有的设计使用更少的材料，从而在制造方面节省了钱财并减轻了所组装的振动计的重量。因为撑杆304不环绕流管，因此它还可允许更紧凑的壳体设计。紧凑的壳体设计还可减少构建壳体所需的材料，从而提供更紧凑、重量减少的振动计。

[0054] 在示例中，第一撑杆304可联接到第一流管302和第二流管303。例如，第一撑杆304可被钎焊、点焊、紧固或胶合到第一流管302和第二流管303。

[0055] 图4、图5和图6中提供了第一撑杆304的另外的视图。图4描绘了图3中所表示的流导管组件300的横截面A‑A'。图5描绘了不具有流导管的撑杆304的透视图。最后，图6描绘了图3中所表示的流导管组件300的横截面B‑B'。

[0056] 在示例中，第一撑杆可完全定位在第一流管和第二流管之间的体积内。例如，图4描绘了联接到流管302、303的撑杆304的横截面切片。第一流管和第二流管之间的区域可被限定为第一端402、第二端403和在流管302、303的周边之间的区域之间的空间。第一端402和第二端403可各自表示这样的相应平面，即在该平面中，第一流管302和第二流管303的直径沿垂直于流管的纵向轴线以及垂直于流管的对准轴线的方向呈其最宽状态。可通过沿着流导管组件300的纵向长度对第一流管和第二流管之间的区域进行积分来确定第一流管和第二流管之间的体积。

[0057] 在流管300的示例中，可看到，撑杆304形成了沙漏的横截面形状，其中向内形成轮廓部分中的每一者联接到流管，并且两个笔直的部分平行于第一端402和第二端403但在由它们限定的边界内。因此，撑杆304完全定位在第一流管和第二流管之间的体积内。这可允许与现有的撑杆设计相比使用更少材料、重量更轻并且占用更少空间的最小撑杆，这也可提供更紧凑的计量器设计。

[0058] 图5提供了撑杆304的视图。撑杆304包括：第一纵向表面502a；第二纵向表面502b，其与第一纵向表面相对；第一端部表面504a；与第一端部表面504a相对的第二端部表面504b；第一联接表面506a，其向内形成轮廓以用于联接到第一流管；以及与第一联接表面相对的第二联接表面506b，其向内形成轮廓以用于联接到第二流管。

[0059] 第一纵向表面502a和第二纵向表面502b基本上平行于第一端402和第二端403定位。在撑杆304的示例中，第一纵向表面502a和第二纵向表面502b形成平坦的矩形表面。然而，在另外的示例中，第一纵向表面502a和第二纵向表面502b可以是梯形的、斜面的，或包括技术人员已知的任何其他形状。

[0060] 第一端部表面504a和第二端部表面504b既垂直于第一纵向表面502a和第二纵向表面502b，又垂直于流管的轴线。在撑杆304的示例中，第一端部表面504a和第二端部表面504b提供了沙漏的横截面。

[0061] 第一联接表面506a向内形成轮廓以紧密配合到流管303，并且第二联接表面506b向内形成轮廓以紧密配合到流管302。在流导管组件300的示例中，第一流管302和第二流管303的形状为圆柱形，或者其横截面为圆形。因此，第一联接表面506a和第二联接表面506b形成圆柱形横截面，以提供与圆形流管302、303的牢固联接。然而，流导管组件300的示例并不旨在为限制性的。在另外的示例中，流管302、303可以是卵形、方形、菱形、六边形或技术人员已知的任何其他形状。在这些附加的示例中，第一联接表面506a和第二联接表面506b在继续向内形成轮廓以联接到流管302、303的同时可采用不同的形状以符合流管周边的外部形状。

[0062] 在示例中，第一撑杆的形状可以是基本上平面的。就基本上为平面而言，第一撑杆304可主要被包含在矩形体积中，该矩形体积的深度为长度和宽度的一小部分。例如，图5描绘了撑杆304的横截面，该撑杆主要被包含在矩形体积内，该矩形体积的深度d 508与长度l 
510或宽度w 512相比是小的。通过提供基本上平面的撑杆，这可提供甚至更加最小的撑杆设计。

[0063] 在示例中，第一撑杆304可包括沿垂直于第一流管的轴线的方向的最长尺寸。例如，第一撑杆304包括沿长度l 510的方向的最长尺寸。

[0064] 在示例中，流导管组件300还可包括联接到第一流管的第二撑杆。例如，流导管组件300还可包括撑杆305、306或307的任何组合。在示例中，撑杆305、306或307可基本上与撑杆304相同(如图3中所描绘)，或者不同。

[0065] 在示例中，第一撑杆可与第一流管集成在一起。然而，在另外的示例中，第一撑杆也可与第二流管集成在一起。

[0066] 通过集成，撑杆304可形成有第一流管302的撑杆304所联接的至少一部分，使得不需要执行将撑杆304联接到第一流管302的附加步骤。撑杆304和第一流管302可经由以下方式形成为集成的单元：例如，经由增材三维(3D)打印技术，诸如立体光刻、数字光处理、熔融沉积成型、选择性激光烧结、选择性激光熔化、电子束熔化或叠层实体制造；经由注射模制；或经由减材制造技术，诸如机械加工、放电机械加工、电化学机械加工、电子束机械加工、光化学机械加工、或超声波机械加工。也可经由技术人员已知的任何另外的技术来形成集成的撑杆304、第一流管302和/或第二流管303。

[0067] 通过提供不需要与第一流管组装在一起的集成式撑杆，可减少由于焊接错误而在制造期间损坏流导管组件或在组装期间无意中弯曲流管的机会，由此产生更强健的振动流量计。

[0068] 通过经由3D打印、注射模制或减材制造形成集成式撑杆，还也许有可能提供撑杆相对于流管的更精确定位。经由3D打印、注射模制或减材制造来形成集成式撑杆还可允许容易地调节撑杆的厚度，而不引起流管和撑杆之间的钎焊问题。

[0069] 在不需要组装第一撑杆和第一流管的情况下，这可允许最小化管之间的空间的振动流量计，从而提供更紧凑的振动流量计。这可能需要更少的材料用于撑杆和振动流量计壳体。最小化流管之间的空间还可允许更简单的歧管几何形状，或者允许具有通向流管的被设计得更狭窄的分支的歧管几何形状。

[0070] 在另外的示例中，流导管组件还可包括联接到第一流管或第二流管的歧管。因为撑杆304可提供更紧密间隔的流管，因此歧管可提供具有更狭窄的歧管分支的简化设计，从而防止了现有技术的振动流量计歧管设计所经历的一些压降。另外，由于歧管中的空隙可更容易地填充有过程流体(尤其是在高流体速度下)，因此改进的歧管可允许更容易地清洁，这特别有益于卫生市场。

[0071] 然而，在另外的示例中，歧管308、309可与流管302和303中的至少一者一体形成。提供具有集成的歧管的流导管组件可允许需要更少组装的流导管组件，从而提供更少的计量器缺陷以及更小的在组装期间由于焊接所引起的损坏潜在性。

[0072] 在示例中，支架可与第一流管集成在一起。支架可允许将附加部件附接到流导管组件300。例如，支架310可被集成到流管302，以允许将驱动器110联接到流导管组件300。在其他示例中，支架311可允许将敏感元件112r联接到流管302，并且另外的支架(未描写)可允许将敏感元件112l联接到流管302。类似地，支架310'可允许联接驱动器110，支架311'可允许联接敏感元件112r，并且支架312'可允许将敏感元件112l联接到流管303。

[0073] 如许多现有设计中所实践的那样，通过提供集成的支架而不是被联接的支架，也许有可能在组装流导管组件300时进一步减少对流管302、303的损坏。

[0074] 图7描绘了根据另外的示例的流导管组件700。流导管组件700与流导管组件300相似，除了它包括示例撑杆704之外。

[0075] 图8、图9和图10中提供了流导管组件700和第一撑杆704的另外的视图。图8描绘了如图7中所表示的流导管组件700的横截面C‑C’，并且图10描绘了也在图7中所表示的流导管组件700的横截面D‑D’。图9描绘了撑杆704的透视图。

[0076] 撑杆704和撑杆304相似，除了它沿着流管302、303的纵向方向延伸得更远之外。示例撑杆704包括沿着第一流管的纵向长度的最长尺寸。如图7、图8和图10中可看到，第一撑杆704沿着流管302、303的长度延伸。

[0077] 图9描绘了不具有流管的撑杆704。撑杆704包括：第一纵向表面902a；与第一纵向表面相对的第二纵向表面502b；第一端部表面904a；与第一端部表面904a相对的第二端部表面504b；第一联接表面906a，其向内形成轮廓以用于联接到第一流管；以及与第一联接表面相对的第二联接表面906b，向内形成轮廓以用于联接到第二流管。第一纵向表面902a和第二纵向表面902b、以及第一联接表面906a和第二联接表面906b比撑杆304中的它们的对应部分更长。

[0078] 撑杆704可在流管302、303之间提供比较小撑杆304更牢固的联接，同时继续提供低轮廓、紧凑设计的优点。

[0079] 在示例中，撑杆、第一流管和第二流管还可包括弯曲部。例如，在图7至图10中可看到，第一流管302和第二流管303以及撑杆704包括弯曲部314。

[0080] 在示例中，第一联接表面可包括弯曲的圆柱形横截面。例如，可看到，联接表面906b向内形成轮廓，以配合到弯曲的圆柱形流管。因此，联接表面906b采取弯曲的圆柱形横截面的形式。

[0081] 通过提供具有弯曲部的撑杆704，也许有可能将撑杆联接到流管弯曲而不会如现有的撑杆设计常常发生的那样损坏流管，现有的撑杆设计包括需要通过弯曲部螺纹连接到适当位置的孔口。此外，由于撑杆704可形成为精确地联接到包括弯曲部的流管的特定区段，因此在组装期间可更容易精确地对准撑杆704。

[0082] 在示例中，流导管组件300或700可被并入到振动流量计中。振动流量计还可包括附接到第一流管和第二流管的敏感元件。例如，如上文所描述，振动流量计可包括联接到支架311、311'或312、312'的敏感元件112l、112r。在另外的示例中，振动流量计可包括经由本领域中已知的任何其他技术联接到第一流管302和第二流管303的敏感元件112l、112r。

[0083] 振动流量计还可包括联接到第一流管和第二流管的驱动器，该驱动器被构造成使第一流管和第二流管振动。例如，如上文描述的，振动流量计可包括联接到支架310、310'的驱动器110。然而，在另外的示例中，振动流量计可包括经由本领域中已知的任何其他技术联接到第一流管302和第二流管303的驱动器。

[0084] 图11描绘了方法1100。方法1100可用于制造流导管组件。例如，方法1100可用于制造流导管组件300或700，从而提供上文所描述的益处。

[0085] 方法1100从步骤1102开始。在步骤1102中，提供第一撑杆。例如，可提供撑杆304、306或704。第一撑杆可经由本领域技术人员已知的任何方法形成，包括但不限于任何提取过程、增材过程、浇铸过程、注射模制过程或成形过程、或其任何组合。

[0086] 在步骤1104中，提供第一流管，并且在步骤1106中，提供第二流管。例如，第一流管302和第二流管303可经由上文所描述的技术中的任一者形成。第一流管和第二流管可经由技术人员已知的任何方法形成，包括但不限于任何提取过程、增材过程、浇铸过程、注射模制过程或成形过程、或其任何组合。

[0087] 方法1100继续步骤1108。在步骤1108中，将第一撑杆联接到第一流管和第二流管，其中，第一撑杆不包围第一流管和第二流管。例如，如上文描述的，第一撑杆304、704可联接到第一流管302。第一撑杆304、704可经由技术人员已知的任何方法联接到第一流管302，包括但不限于粘合、紧固、焊接或钎焊。

[0088] 在示例中，如上文所描述，第一撑杆可完全定位在第一流管和第二流管之间的体积内。

[0089] 在示例中，如上文所描述，第一撑杆的形状可以是基本上平面的。

[0090] 在示例中，如上文所描述，第一撑杆可包括沿垂直于第一流管的轴线的方向的最长尺寸。

[0091] 在示例中，如上文所描述，第一撑杆可包括沿着第一流管的纵向长度的最长尺寸。

[0092] 在示例中，如上文所描述，第一撑杆、第一流管和第二流管可包括弯曲部。

[0093] 在示例中，方法1100可包括另外的步骤。例如，方法1100可包括步骤1110和1112。在步骤1110中，可提供第二撑杆。

[0094] 在步骤1112中，如上文所描述，可将第二撑杆联接到第一流管和第二流管。

[0095] 在示例中，第一撑杆可与第一流管集成在一起。例如，如上文所描述，第一流管302可与第一撑杆304、704集成在一起。在示例中，如上文所描述，第一撑杆还可与第二流管集成在一起。

[0096] 在示例中，第二撑杆可与第一流管集成在一起。例如，如上文所描述，第二撑杆306可与第一流管302集成在一起。在示例中，第二撑杆还可与第二流管集成在一起。例如，如上文所描述，第二撑杆306可与第二流管303集成在一起。

[0097] 在示例中，第一流管、第二流管和第一撑杆可经由3D打印技术形成。通过经由3D打印形成流导管组件，也许有可能提供对撑杆的更精确的定位和尺寸确定。

[0098] 在另外的示例中，一个或多个附加的撑杆、歧管或支架还可经由3D打印技术形成，以与流导管组件一起形成集成的单元。通过形成集成的流导管组件，也许有可能消除焊珠渗透、计量器缺陷的风险，并且消除对组装流导管组件的集成的部分的需要。在不需要将现有技术的撑杆焊接到管的情况下，不需要接近流管之间的空间，并且流管可以在一起更紧密地间隔。这可提供更纤细的壳体、更紧凑的计量器和更简单的歧管几何形状。它还可允许制造使用更少材料的振动流量计。

[0099] 以上示例的详细描述并非是对发明人设想为在本申请的范围内的所有示例的详尽描述。实际上，本领域技术人员将认识到，可以以各种方式组合或消除上述示例的某些元件以创建另外的示例，并且这样的另外的示例落入本申请的范围和教导内。对于本领域普通技术人员来说还将显而易见的是，上述示例可整体地或部分地组合以在本申请的范围和教导内创建附加示例。因此，应根据以下权利要求确定本申请的范围。