CN1834591A

CN1834591A - 内藏式锥体节流装置

Info

Publication number: CN1834591A
Application number: CN 200610042694
Authority: CN
Inventors: 夏玉顺; 郇新空
Original assignee: ZHONGWANG FLOW INSTRUMENT CO Ltd XI'AN CITY
Current assignee: ZHONGWANG FLOW INSTRUMENT CO Ltd XI'AN CITY
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2026-04-18
Also published as: CN100359292C

Abstract

本发明涉及一种流量仪表，特别是一种可以测量各种液体和气体流量的内藏式锥体节流装置，其特征是：传感装置(2)包括管体(1)，管体(1)内的导流锥体，其中导流锥体分为前锥体、直管、后锥体和尾翼构成一体；导流锥体通过尾翼与管体连接；所述的管体(1)外层有前汇压管(5)，和从前汇压管(5)向传感装置管体(1)内沿伸至前锥体的前测压管(6)，前汇压管(5)上有前取压嘴(7)，前取压嘴(7)与测量装置(3)的高压端连接；在前测压管(6)上有与流体平行的前测压头(8)；前测压头(8)端部有开孔(12)；它直管段要求低，可测量动态范围大、精度高的流量计适应各种流体测量。

Description

内藏式锥体节流装置

技术领域

本发明涉及一种流量仪表，特别是一种可以测量各种液体和气体流量的内藏式锥体节流装置。

背景技术

国内外已有的差压式流量计包括GB/T2624-93传统的孔板、喷嘴、文丘里管及进口***式威力巴流量计在超过DN1200以上无实验数据和相关的计算公式，存在有如下几个问题：

1)ISO 5167试验数据的陈旧性：ISO 5167中采用的数据大多是30年代的试验结果，今天无论节流装置制造技术，流量试验设备及实验技术都有巨大的进步，重新进行***地试验以获得更高精确度及更可靠的数据是必要的。进入80年代美国和欧洲都进行大规模的试验，为修订ISO 5167打下基础。

2)ISO 5167中关于直管段长度规定的问题：在ISO投票通过ISO5167时，美国投了反对票，其主要原因是对直管段长度的规定有不同意见，这个问题应是ISO 5167修订的主要问题之一。

3)ISO 5167中各项规定的科学性问题：影响节流装置流出系数的因素特别多，主要有孔径与管径的比值β、取压装置、雷诺数、节流件安装偏心度、前后阻流件类型及直管段长度、孔板入口边缘尖锐度、管壁粗糙度、流体流动湍流度等，众多因素影响错综复杂，有的参数难以直接测量，因此标准中有些规定并非科学地确定，而是为了取得一致，不得不人为地确定。著名流量专家斯宾塞(E.A.Spencer)提出一系列应重新检讨的问题，如孔板平直度、同心度、直角边缘尖锐度、管道粗糙度、上游流速分布及流动调整器的作用等。

4)关于节流式差压流量计测量精确度提高的问题：鉴于节流式节流式差压流量计在流量计中占有重要地位，提高其测量精确度意义重大。美国McCROMETER，日本TOKYO KEISO研制的V型锥流量计在测点上，结构上和实验数据上都存在一定的问题和局限性。历次国际学术会议认为必须使流量测量工作者、流体力学与计算机技术工作者紧密合作共同攻关才能解决此问题。创造有独立知识产权的可靠，大管径流量仪表。

此外，国内外已有的差压式流量计包括GB/T2624-93传统的孔板、喷嘴、文丘里管及进口***式威力巴流量计由于动态测量范围小，在高速流体流动时，存在测量流量的稳定性差的问题，直接影响了使用精度。此外，现有的流量由于直管段要求至少要达到前2.5D以上，压力损失大，在测量脏污介质时易堵塞，使维修强度加大等，因此需要对测量流体有所要求，限制了其流量测量的使用范围。

发明内容

本发明目的是提供一种内藏式锥体节流装置，它直管段要求低，可测量动态范围大、精度高的流量计适应各种流体测量。

本发明的目的是这样实现的，内藏式锥体节流装置，它包括用于测量流量的传感装置，和与传感装置电连接的测量装置，其特征是：传感装置2包括管体1，管体1内的导流锥体，其中导流锥体分为前锥体、直管、后锥体和尾翼构成一体；导流锥体通过尾翼与管体连接；所述的管体1外层有前汇压管5，和从前汇压管5向传感装置管体1内沿伸至前锥体的前测压管6，前汇压管5上有前取压嘴7，前取压嘴7与测量装置3的高压端连接；在前测压管6上有与流体平行的前测压头8；前测压头8端部有开孔12；包括绕管体1外层一周的后汇压管9，和从后汇压管9向管体1内沿伸至直管的后测压管10；后测压管10上有与流体方向成垂直的开孔12；后汇压管9上有后取压嘴11，后取压嘴11与测量装置3低压端连接；管体1内的前测压头8和后测压管10相互错位。

所述的沿伸到传感装置本体1内的前测压管6在2-8根之间，相互之间成一角度均匀分布。

所述的前测压管有前测压头8，前测压头8在2-6个之间，相互平行排列。

所述的后测压管10的开孔12轴线与流体方向垂直。

所述的后测压管10管径上的开孔12孔径在Φ3mm～Φ8mm之间，开孔数量在3-5之间。

所述的弯管式后测压头开孔12在弯角处前10mm。

所述的管体1两边有法兰4接头。

表1给出了本发明与其它型号的流量仪表对比。从中可以看出本发明主要特点是：

1.在相同条件下其流体阻力很小，压损约100Pa以下使***运行

流量计名称	梯形多点式流量计	进口威力巴	孔板，文丘里管
流量计名称	梯形多点式流量计	进口威力巴	孔板，文丘里管	型号	BWY-FJ-T		BWY-系列
引用标准	企标		GB/T2624-93	型号	BWY-FJ-T		BWY-系列
引用标准	企标		GB/T2624-93	使用范围	DN100～6000mm	DN100～4000mm	DN50～1200mm
直径比	无要求	无要求	0.3≤β≤0.75	使用范围	DN100～6000mm	DN100～4000mm	DN50～1200mm
直径比	无要求	无要求	0.3≤β≤0.75	压力损失	100Pa	≤100Pa	ΔP的25％～50％
取压方式	外环室	无环室	角接、法兰、径距D和D/2	压力损失	100Pa	≤100Pa	ΔP的25％～50％
取压方式	外环室	无环室	角接、法兰、径距D和D/2	量程比	15∶1	10∶1	5∶1
精度	0.2级	1级	1级	量程比	15∶1	10∶1	5∶1
精度	0.2级	1级	1级	流量计长度形式	500(mm)	***式	两个法兰厚度(孔板)
管径5D左右(文丘里管)							两个法兰厚度(孔板)
管径5D左右(文丘里管)	直管段要求	前1.5D后0.5D	前4D后2.5D				前10D后5D
优点	直管段要求	前1.5D后0.5D	前4D后2.5D	精度高，前后直管段要求低，可测量较脏气体或各种液体。(高炉煤气、烟气、水、油)，有外吹扫装置。	压力损失小安装方便	成本低	前10D后5D
优点	缺点	成本高	不能测量较脏气体和液体(如：高炉煤气、焦炉煤气、烟气等)	精度高，前后直管段要求低，可测量较脏气体或各种液体。(高炉煤气、烟气、水、油)，有外吹扫装置。	压力损失小安装方便	成本低	永久性压力损失大，量程比小、精度低、易堵塞
主要用途	缺点	成本高	不能测量较脏气体和液体(如：高炉煤气、焦炉煤气、烟气等)	各种液体及气体的测量	高流速、大管径、干净介质	各种液体或干净气体	永久性压力损失大，量程比小、精度低、易堵塞
主要用途	流速要求	10-100m/s	10-30m/s	各种液体及气体的测量	高流速、大管径、干净介质	各种液体或干净气体	15-50m/s
测量原理	流速要求	10-100m/s	10-30m/s	差压式、流体全部通过测量装置	部分流体通过测量装置	流体全部通过测量装置	15-50m/s
测量原理	取压孔	16点以上	4点	差压式、流体全部通过测量装置	部分流体通过测量装置	流体全部通过测量装置	1～4点

的经济效率大大提高，比传统流量计节能30％以上。

2.量程范围宽分辨率高，可适用于各种液体或气体。

3.测量精度高，性能稳定，总压、静压测点全部在16个点以上远远高于其它形式的流量计，外环室使取压稳定性更进一步提高。

4.前后直管段要求短几乎无需直管段，由于多点测量所以对直管段要求相对降低。

5.可以通过吹扫口H，L端现场标定(以柏努利方程基本原理依据以实验数据为基础)。

6.流量计长度短≤500mm(无论管道大小)。

7.本发明取压管采用全不锈钢结构并且表面镀有不粘涂层使产品使用寿命大大提高。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。

图1是实施例1结构示意图。

图中：1、管体；2、传感装置；3、测量装置；4、法兰；5、前汇压管；6、前测压管；7、前取压嘴；8、前测压头；9、后汇压管；10、后测压管；11、后取压嘴；12、开孔；13、轴线；14、流体方向；15、吹扫口；16、前锥体；17、直管；18、后锥体；19、尾翼。

具体实施方式

如图1所示，给出了一种传感装置2的结构，传感装置2包括管体1，管体1内的导流锥体，其中导流锥体分为前锥体16、直管17、后锥体18和尾翼19构成一体；导流锥体通过尾翼19与管体1连接；管体1为圆形管状体，前后通过法兰4与流体管道连接。管体1绕外层一周有空芯前汇压管5，和从前汇压管5向管体1内沿伸至前锥体16的前测压管6，前测压管6在2-8根之间，相互间成一角度均匀分布。每根前测压管6上有1-4根前测压头8，前测压头8相互间平行排列与流体方向14流向反方向，前测压头8端部有开孔12，开孔12的轴线13与流体方向14平行。前汇压管5上有前取压嘴7，前取压嘴7与图中的测量装置3的高压端连接。与前汇压管5相隔一定距离平行固定有后汇压管9，从后汇压管9向管体1内沿伸至直管17是后测压管10；后测压管10有开孔12，开孔12的轴线13与流体方向14垂直。开孔12孔径在Φ3mm～Φ8mm之间，开孔数量在3-5个之间。后汇压管9上也有后取压嘴11，后取压嘴11与图1中的测量装置3低压端连接；管体1内的前测压头8和后测压头10相互错位。本发明中的测量装置采用差压变送器，如1151。与前后汇压管相连接取压嘴有着相同结构有一吹扫口15，它通过风管与吹风机接口相通可清除管内的杂物，方便传感装置2的维护。

本发明采用在前取压管上设计多个开孔作为取压孔，分别测量到同一横截面上不同点的总压，在后取压管上有开孔，测量到流体的同一截面上的静压。当不同的流速经过流量计本体时，总压与静压之间产生相应差压值，运用流体连续柏努利方程基本原理及风洞实验室的实验数据，计算出通过管道的流量与差压之间的对应关系，经过温压修正最终得出相应的数学模型。由于外部有相应的取压环室及多点取压法，使所取压力值更稳定、精确。比传统的流量仪表大大提高了计量的可靠性和精度。本发明传感装置本体的长是管径的0.5D。

本发明在工艺管道1内设有导流锥体，导流锥体最大横截面处形成喉部。当气流经此处，速度最大，静压最低，在锥体前支承处测流体截面上的总压，ΔP是管道内的平均总压和喉部平均静压之差，其值随喉部大小而变化，在设计上可根据流速大小具体确定喉部的尺寸。它的主要特点是可以用来测量各种比较脏的气体流量。另外，该节流装置的流动阻力小，所以产生的流动损失小，节约能量。且可根据实际情况，调整直径比(D₂/D₁)来提高差压值(ΔP＝P₀-P₂)，以保证流量测量的精度。由于该节流装置是在管道中央采用流线型的旋转体(锥形体)，所以不仅其阻力小，且对经过节流装置的流动干扰也小，所以流动比较稳定，故测压力时的脉动也比较小，同时锥体部分可镀有不点涂层，近而改善了测量精度和防堵性能。管道内高，低端设有取压口4个以上，如出现堵塞可在管道外部直接吹扫。

该流量计以流体力学的理论为基础，经过风洞实验，确定和校核流量公式，所以就保证了该节流装置的可靠性和可信性。

Claims

1、内藏式锥体节流装置，它包括用于测量流量的传感装置，和与传感装置电连接的测量装置，其特征是：传感装置(2)包括管体(1)，管体(1)内的导流锥体，其中导流锥体分为前锥体、直管、后锥体和尾翼构成一体；导流锥体通过尾翼与管体连接；所述的管体(1)外层有前汇压管(5)，和从前汇压管(5)向传感装置管体(1)内沿伸至前锥体的前测压管(6)，前汇压管(5)上有前取压嘴(7)，前取压嘴(7)与测量装置(3)的高压端连接；在前测压管(6)上有与流体平行的前测压头(8)；前测压头(8)端部有开孔(12)；包括绕管体(1)外层一周的后汇压管(9)，和从后汇压管(9)向管体(1)内沿伸至直管的后测压管(10)；后测压管(10)上有与流体方向成垂直的开孔(12)；后汇压管(9)上有后取压嘴(11)，后取压嘴(11)与测量装置(3)低压端连接；管体(1)内的前测压头(8)和后测压管(10)相互错位。

2、根据权利要求1所述的内藏式锥体节流装置，其特征是：所述的沿伸到传感装置管体(1)内的前测压管(6)在2-8根之间，相互之间成一角度均匀分布。

3、根据权利要求1所述的内藏式锥体节流装置，其特征是：所述的前测压管有前测压头(8)，前测压头(8)在2-6个之间，相互平行排列。

4、根据权利要求1所述的内藏式锥体节流装置，其特征是：所述的后测压管(10)的开孔(12)轴线与流体方向垂直。

5、根据权利要求1所述的内藏式锥体节流装置，其特征是：所述的后测压管(10)管径上的开孔(12)孔径在Φ3mm～Φ8mm之间，开孔数量在3-5个之间。

6、根据权利要求1所述的内藏式锥体节流装置，其特征是：所述的弯管式后测压头开孔(12)在弯角处前10mm。

7、根据权利要求1所述的内藏式锥体节流装置，其特征是：所述的管体(1)两边有法兰(4)接头。