CN109974794A - 一种螺旋节流流量计 - Google Patents

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高畅
王明伍
张坤
张翱
王永
廖波
许恺丽
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China Nuclear Power Operation Technology Corp Ltd
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    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
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Abstract

本发明涉及管道流体流量测量技术领域，具体公开了一种螺旋节流流量计。在该流量计的外套管中固定安装有芯柱，并共同形成密封螺旋流道，所述密封螺旋流道在旋进方向法向的截面积为外套管截面积的10％～70％，且截面积沿着旋进方向不变或连续变化；外套管两端分别与进口法兰和出口法兰相连接，并分别在进口法兰和出口法兰上设有正取压管和负取压管，使正取压管和负取压管分别与进口法兰和出口法兰上的通孔连通。该流量计可避免流体在孔板流量计中的阶跃式压力下降，可有效避免汽蚀现象；较少出现由于产生汽蚀而导致的结构变化现象，使得流出系数稳定，测量精度较高；流道连续，杂质不易在流道中淤积，可防止流道内部堵塞，适合测量多种工艺流体。

Description

一种螺旋节流流量计
技术领域
本发明属于管道流体流量测量技术领域，具体涉及一种螺旋节流流量计。
背景技术
常用工业管道中流体流量的测量，多采用孔板流量计，通常有单孔孔板流量计及多孔孔板流量计两种，孔板流量计结构简单、性能稳定，但由于多种因素的制约，孔板流量计也存在一些缺点。
在测量时，流体不能全部通过孔板，使管道中流体有淤积，给检修或更换管道上的部件带来诸多不便。当使用孔板流量计对管道中含杂质的流体进行流量测量时，流体流经孔板后会产生回流，孔板后端流场较紊乱，从而会加剧流体中的杂质沉淀，最终形成严重的结垢。同时，流体流经孔板后的压力会呈现阶跃式变化，当使用孔板流量计对管道中的高温高压流体进行流量测量时，孔板后端容易产生负压区，极易产生汽蚀现象，影响测量孔板及管道的使用寿命。
对管道中的高温高压流体进行流量测量时，由于热胀冷缩效应，孔板的结构尺寸也容易改变，影响流出系数，继而对测量精度产生影响；另外测量含各种杂质，如尘埃、悬浮物、沉淀物等的流体时，孔板容易被堵塞，测量精度较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺旋节流流量计，可以克服现有技术中存在的缺陷，获得流体流出流量计后的压力恢复较少，不易出现汽蚀现象以及流出系数稳定等优点。
本发明的技术方案如下：一种螺旋节流流量计，该流量计包括进口法兰、芯柱、外套管以及出口法兰，在圆柱筒状的外套管中固定安装有芯柱，并共同形成密封螺旋流道，所述密封螺旋流道在旋进方向法向的截面积为外套管截面积的10％～70％，且截面积沿着旋进方向不变或连续变化；外套管两端分别与进口法兰和出口法兰相连接，并分别在进口法兰和出口法兰上设有正取压管和负取压管，使正取压管和负取压管分别与进口法兰和出口法兰上的通孔连通。
所述的芯柱的外壁上设有一个或多个螺旋齿，螺旋齿上相邻两齿之间的螺旋状沟槽数为1～4条。
所述的螺旋沟槽截面宽度为螺距的0.1～0.8倍。
所述的螺旋沟槽截面高度为外套管内径的0.1～0.5倍。
所述的螺旋沟槽在旋进方向的法向截面为三角形、矩形、梯形或者渐变形结构。
所述的螺旋齿中螺距为芯柱直径的0.5～8倍。
所述的芯柱通过焊接或者过盈配合安装在圆柱筒状结构的外套管中。
所述的进口法兰和出口法兰内壁中固定安装有进口限位环和出口限位环，用于限制外套管在轴向方向的移动。
所述的进口法兰和进口限位环上开有通孔，使其与进口法兰外安装的正取压管相连通；在出口法兰以及出口限位环上开有通孔，使其与负取压管相连通。
所述的外套管中的芯柱位单级芯柱，或者根据需要串联多个芯柱。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种螺旋节流流量计具有如下优点：(1)本发明使用封闭螺旋流道，流体在流道内螺旋前进，流体受离心力的作用，压力连续性降低，流出螺旋节流流量计后的压力恢复极少，避免了流体在孔板流量计中的阶跃式压力下降，可有效避免汽蚀现象；(2)对管高温高压流体进行测量时，螺旋节流流量计结构不易变形，较少出现由于产生汽蚀而导致的结构变化现象，使得流出系数稳定，测量精度较高；(3)在封闭螺旋流道内，流道连续，杂质不易在流道中淤积，可防止流道内部堵塞，适合测量多种工艺流体；(4)流体流经螺旋节流流量计后基本不会出现回流，改变了孔板流量计出口流场紊乱的缺点，可有效改善流量计后端的结垢情况，从而延长流量计的使用寿命；(5)本发明装置本体结构简单，易清洗。
附图说明
图1为本发明所述的一种螺旋节流流量计主视图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为图2中芯柱的一种结构示意图；
图4为图2中芯柱的另一种结构示意图；
图5为图2中芯柱的第三种结构示意图；
图中：1、进口法兰；2、正取压管；3、芯柱；4、外套管；5、进口限位环；6、负取压管；7、出口法兰；8、出口限位环。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1～5所示，一种螺旋节流流量计，包括进口法兰1、芯柱3、外套管4以及出口法兰7，其中，芯柱3通过焊接或者过盈配合安装在圆柱筒状结构的外套管4中，并共同形成密封螺旋流道，该密封螺旋流道在旋进方向法向的截面积为外套管截面积的10％～70％，且截面积沿着旋进方向不变或连续变化；在芯柱3的外壁上设置有一个或多个螺旋齿，螺距为芯柱3直径的0.5～8倍，螺旋齿上相邻两齿之间为螺旋状沟槽，螺旋状沟槽数为1～4条，螺旋沟槽的旋进方向为左旋或者右旋；螺旋沟槽在旋进方向的法向截面为三角形、矩形、梯形或者渐变形结构，螺旋沟槽截面宽度为螺距的0.1～0.8倍，螺旋沟槽截面高度为外套管内径的0.1～0.5倍；外套管4两端通过焊接或螺纹连接的方式分别与进口法兰1和出口法兰7固定连接，并在进口法兰1和出口法兰7内壁中固定安装有进口限位环5和出口限位环8，用于限制外套管4在轴向方向的移动；在进口法兰1和进口限位环5上开有通孔，使其与进口法兰1外安装的正取压管2相连通；在出口法兰7以及出口限位环8上开有通孔，使其与负取压管6相连通；位于外套管4中的芯柱可以为单级芯柱，或者根据需要串联多个芯柱。

Claims (10)

1.一种螺旋节流流量计，其特征在于：该流量计包括进口法兰(1)、芯柱(3)、外套管(4)以及出口法兰(7)，在圆柱筒状的外套管(4)中固定安装有芯柱(3)，并共同形成密封螺旋流道，所述密封螺旋流道在旋进方向法向的截面积为外套管截面积的10％～70％，且截面积沿着旋进方向不变或连续变化；外套管(4)两端分别与进口法兰(1)和出口法兰(7)相连接，并分别在进口法兰(1)和出口法兰(7)上设有正取压管(2)和负取压管(6)，使正取压管(2)和负取压管(6)分别与进口法兰(1)和出口法兰(7)上的通孔连通。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋节流流量计，其特征在于：所述的芯柱(3)的外壁上设有一个或多个螺旋齿，螺旋齿上相邻两齿之间的螺旋状沟槽数为1～4条。
3.根据权利要求2所述的一种螺旋节流流量计，其特征在于：所述的螺旋沟槽截面宽度为螺距的0.1～0.8倍。
4.根据权利要求2所述的一种螺旋节流流量计，其特征在于：所述的螺旋沟槽截面高度为外套管内径的0.1～0.5倍。
5.根据权利要求2所述的一种螺旋节流流量计，其特征在于：所述的螺旋沟槽在旋进方向的法向截面为三角形、矩形、梯形或者渐变形结构。
6.根据权利要求2所述的一种螺旋节流流量计，其特征在于：所述的螺旋齿中螺距为芯柱(3)直径的0.5～8倍。
7.根据权利要求1所述的一种螺旋节流流量计，其特征在于：所述的芯柱(3)通过焊接或者过盈配合安装在圆柱筒状结构的外套管(4)中。
8.根据权利要求1所述的一种螺旋节流流量计，其特征在于：所述的进口法兰(1)和出口法兰(7)内壁中固定安装有进口限位环(5)和出口限位环(8)，用于限制外套管(4)在轴向方向的移动。
9.根据权利要求8所述的一种螺旋节流流量计，其特征在于：所述的进口法兰(1)和进口限位环(5)上开有通孔，使其与进口法兰(1)外安装的正取压管(2)相连通；在出口法兰(7)以及出口限位环(8)上开有通孔，使其与负取压管(6)相连通。
10.根据权利要求1所述的一种螺旋节流流量计，其特征在于：所述的外套管(4)中的芯柱(3)位单级芯柱，或者根据需要串联多个芯柱(3)。
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