层流元件及气体质量流量控制器的制作方法

本申请涉及气体质量流量控制器，特别是涉及一种层流元件及气体质量流量控制器。

背景技术：

1、层流元件是一种将流体的流态转化为层流的元件，主要应用在流量测量领域，是质量流量计的核心组件之一，其设计与性能直接影响到流量计的整体精度、稳定性以及对复杂工况的适应能力。

2、层流元件的关键在于构建出一些尺寸细小的流道，使流体从中流过后流动状态转变为层流。目前主流使用的层流元件主要有片式层流元件、一体流道式层流元件和毛细管式层流元件，其中一体流道式层流元件具有加工便利，结构稳定性好，固定流道降低了设计与制造复杂度等优点。但同时由于一体流道式层流元件具有流道相对固定的特点，导致其量程不易调节，无法适用于不同量程测量需求的场景中，通用性较差。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种层流元件及气体质量流量控制器，以解决现有技术中存在的一体流道式层流元件的量程不易调节，无法适用于不同量程测量需求的场景中，通用性较差的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请第一方面提供一种层流元件，包括：

3、中空本体，内部形成贯穿的第一通道；

4、层流基体，套设于所述第一通道的至少部分行程内，且所述层流基体的至少部分外环面或外截面与所述第一通道的腔壁之间形成层流间隙，所述层流基体内形成有第二通道，所述层流基体上设有连通所述第二通道和所述层流间隙的导流孔；

5、整流单元，套设于所述第二通道的至少部分行程内，所述整流单元包括若干整流通道，所述整流通道一端与所述导流孔连通，另一端与外部连通，以将流体分流导向至所述导流孔。

6、在一个或多个实施方式中，所述第一通道至少包括依次布置的第一对接腔和出口通道，所述第一对接腔延伸至所述中空本体一端，所述出口通道延伸至所述中空本体另一端，所述层流基体布置在所述第一对接腔内；

7、所述层流基体靠近所述出口通道的端面形成有第一圆弧面，所述第一对接腔靠近所述出口通道一端的腔壁形成第二圆弧面，所述第一圆弧面和所述第二圆弧面之间形成导流通道，所述导流通道两端分别连接所述层流间隙和所述出口通道，且所述导流通道的宽度沿所述层流间隙指向所述出口通道的方向逐渐增大。

8、在一个或多个实施方式中，所述整流单元包括沿流体方向依次层叠设置的若干层流片，每一所述层流片上布置有若干层流孔，且所述若干层流片的所述层流孔一一对应以形成所述若干整流通道。

9、在一个或多个实施方式中，所述整流单元还包括整流基体，所述整流基体布置在所述若干层流片背离所述导流孔一侧，且所述整流基体包括与所述若干层流片连接的对接端，所述整流基体内部形成有第三通道，所述第三通道一端延伸至所述对接端，另一端延伸至所述整流基体外表面，以将流体引导至所述层流片处。

10、在一个或多个实施方式中，所述第三通道包括沿指向所述层流片方向依次布置的进口通道和扩流通道，所述进口通道延伸至所述整流基体的外端面，所述扩流通道延伸至所述对接端，且所述扩流通道的直径沿背离所述进口通道方向逐渐增大。

11、在一个或多个实施方式中，所述第三通道包括布置在所述整流基体内部的稳流腔，以及连通所述稳流腔和所述整流基体外环面的第一进流孔，所述稳流腔延伸至所述对接端；

12、其中，所述第一通道的腔壁上布置有贯穿的进口通道，所述第二通道的腔壁上布置有连通所述第一进流孔和所述进口通道的第二进流孔。

13、在一个或多个实施方式中，所述整流基体的外环面上布置有第一环形槽，以使所述整流基体的外环面与所述第二通道的腔壁之间形成第一缓冲区，所述层流基体的外环面上布置有第二环形槽，以使所述层流基体的外环面与所述第一通道的腔壁之间形成第二缓冲区；

14、其中，所述第一进流孔和所述第二进流孔通过所述第一缓冲区连通，所述第二进流孔和所述进口通道通过所述第二缓冲区连通。

15、在一个或多个实施方式中，每一所述层流片上还布置有若干定位孔，且所述若干层流片的所述定位孔一一对应以形成若干定位通道；

16、所述整流单元还包括布置在每一所述定位通道内的定位杆，所述整流基体面向所述层流片一端面布置有与至少部分所述定位杆的端部匹配的定位槽。

17、在一个或多个实施方式中，所述层流孔的孔径为0.1～3mm；所述层流孔的个数为1～1000个。

18、在一个或多个实施方式中，所述第二通道至少包括延伸至所述层流基体外端面的第二对接腔，所述整流单元布置在所述第二对接腔内，所述第二通道还包括布置在所述第二对接腔旁的缓冲腔，所述导流孔连通所述缓冲腔和所述层流间隙。

19、在一个或多个实施方式中，所述第二通道贯穿所述层流基体设置，且所述第二通道还包括延伸至所述层流基体内端的分流通道，以及布置在所述分流通道和所述缓冲腔之间的聚流通道，所述分流通道的直径小于所述缓冲腔直径，所述聚流通道的直径沿所述缓冲腔指向所述分流通道的方向逐渐减少。

20、在一个或多个实施方式中，所述层流基体的外环面形成有依次设置的第一环形面和第二环形面，所述第一环形面与所述第一通道的腔壁贴紧设置，所述第二环形面的直径小于所述第一通道的直径，以在所述第二环形面和所述第一通道的腔壁之间形成所述层流间隙。

21、在一个或多个实施方式中，所述层流基体的外端环面布置有凸台，所述中空本体端面布置有与所述凸台匹配的凹槽。

22、为实现上述目的，本申请第二方面提供一种气体质量流量控制器，包括上述任一实施方式所述的层流元件。

23、区别于现有技术，本申请的有益效果是：

24、本申请的层流元件具有结构简单，流道相对固定，成本较低的优势，通过布置整流单元能够适配小量程和大量程的测量需求，通过调整层流片的数量和层流孔直径能够相应调整适配量程，能够应用至不同量程测量场景中，通用性强。

技术特征：

1.一种层流元件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的层流元件，其特征在于，所述第一通道至少包括依次布置的第一对接腔和出口通道，所述第一对接腔延伸至所述中空本体一端，所述出口通道延伸至所述中空本体另一端，所述层流基体布置在所述第一对接腔内；

3.根据权利要求1所述的层流元件，其特征在于，所述整流单元包括沿流体方向依次层叠设置的若干层流片，每一所述层流片上布置有若干层流孔，且所述若干层流片的所述层流孔一一对应以形成所述若干整流通道。

4.根据权利要求3所述的层流元件，其特征在于，所述整流单元还包括整流基体，所述整流基体布置在所述若干层流片背离所述导流孔一侧，且所述整流基体包括与所述若干层流片连接的对接端，所述整流基体内部形成有第三通道，所述第三通道一端延伸至所述对接端，另一端延伸至所述整流基体外表面，以将流体引导至所述层流片处。

5.根据权利要求4所述的层流元件，其特征在于，所述第三通道包括沿指向所述层流片方向依次布置的进口通道和扩流通道，所述进口通道延伸至所述整流基体的外端面，所述扩流通道延伸至所述对接端，且所述扩流通道的直径沿背离所述进口通道方向逐渐增大。

6.根据权利要求4所述的层流元件，其特征在于，所述第三通道包括布置在所述整流基体内部的稳流腔，以及连通所述稳流腔和所述整流基体外环面的第一进流孔，所述稳流腔延伸至所述对接端；

7.根据权利要求4所述的层流元件，其特征在于，每一所述层流片上还布置有若干定位孔，且所述若干层流片的所述定位孔一一对应以形成若干定位通道；

8.根据权利要求3所述的层流元件，其特征在于，所述层流孔的孔径为0.1～3mm；所述层流孔的个数为1～1000个。

9.根据权利要求1所述的层流元件，其特征在于，所述第二通道至少包括延伸至所述层流基体外端面的第二对接腔，所述整流单元布置在所述第二对接腔内，所述第二通道还包括布置在所述第二对接腔旁的缓冲腔，所述导流孔连通所述缓冲腔和所述层流间隙。

10.根据权利要求9所述的层流元件，其特征在于，所述第二通道贯穿所述层流基体设置，且所述第二通道还包括延伸至所述层流基体内端的分流通道，以及布置在所述分流通道和所述缓冲腔之间的聚流通道，所述分流通道的直径小于所述缓冲腔直径，所述聚流通道的直径沿所述缓冲腔指向所述分流通道的方向逐渐减少。

11.根据权利要求1所述的层流元件，其特征在于，所述层流基体的外环面形成有依次设置的第一环形面和第二环形面，所述第一环形面与所述第一通道的腔壁贴紧设置，所述第二环形面的直径小于所述第一通道的直径，以在所述第二环形面和所述第一通道的腔壁之间形成所述层流间隙。

12.根据权利要求1所述的层流元件，其特征在于，所述层流基体的外端环面布置有凸台，所述中空本体端面布置有与所述凸台匹配的凹槽。

13.一种气体质量流量控制器，其特征在于，包括权利要求1至12任一所述的层流元件。

技术总结
本申请公开了一种层流元件及气体质量流量控制器，层流元件包括中空本体，内部形成贯穿的第一通道；层流基体，套设于第一通道的至少部分行程内，且层流基体的至少部分外环面或外截面与第一通道的腔壁之间形成层流间隙，层流基体内形成有第二通道，层流基体上设有连通第二通道和层流间隙的导流孔；整流单元，套设于第二通道的至少部分行程内，整流单元包括若干整流通道，整流通道一端与导流孔连通，另一端与外部连通，以将流体分流导向至导流孔。本申请的层流元件具有结构简单，流道相对固定，成本较低的优势，并且可通过布置整流单元适配小量程和大量程的测量需求，通过调整层流片的数量和层流孔直径能够相应调整适配量程，通用性强。

技术研发人员：邱玮珲,李娇,倪志东
受保护的技术使用者：飞卓科技（上海）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18