CN210774193U - 一种低阻力大流量节流流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低阻力大流量节流流量计，包括上游直管段、第一密封环、外管、前取压环、后取压环、前支撑、阻力体、后支撑、第二密封环和下游管段，外管内为圆形管道，外管一端通过第一密封环及法兰与上游直管段相连，外管另一端通过第二密封环及法兰与下游管段相连，外管上设置有前取压环、后取压环，阻力体通过前支撑和后支撑固定在圆形管道内；所述的后支撑与第二密封环为一体式设计，所述的第一密封环和第二密封环均为金属密封结构。本实用新型可以实现流体的节流并在下游实现流体压力的恢复，从而实现节流流量测量的目的，以及低的压力损失；一体化支撑结构，可以实现可靠的支撑，并把对取压的影响降到最低。

Description

一种低阻力大流量节流流量计

技术领域

本实用新型涉及的是一种节流流量计，具体涉及一种低阻力大流量节流流量计。

背景技术

采用以节流为原理的流量计，在节流元件的特定位置会产生压差，这种压差与流量的平方存在单一函数关系。通过测量压差，就可以建立流量和压差之间的关系，从而可以对管道内的流体进行流量测量。

节流流量计中最为广泛使用的是孔板流量计。自20世纪20年代起，美国和欧洲进行了大规模的节流装置试验研究，并在30年代实现了标准化。1980年ISO(国际标准化组织)正式通过国际标准ISO5167，产生了流量测量节流装置的第一个国际标准。

孔板虽然制造简单，占用管道长度小。但作为标准节流装置使用时，其测量范围较窄，一般只能实现1:3的流量比。同时，孔板还存在着压力损失大，容易出现振动及磨蚀等问题。

文丘里流量计采用了很长的锥段作为流体流速改变时的过渡段，从而使流体的流动变得有序平稳。相较于孔板流量计，文丘里流量计压降小、测量范围大、磨蚀小。但是由于文丘里流量计需要加工精密的喉口及与之相邻的上下游锥段，从而极大的增加机械加工的难度及成本。

美国McCrometer 公司二十世纪八十年代提出了一种内置V型锥体的节流流量计，当流体通过锥体和管道之间的流道时，流体加速，并在V型锥体后部形成一个回流区。V锥流量计的取压点设置在锥体上游和锥形体后部中央。V锥相比孔板流量计而言，具有更大的流量测量范围，比例可以到1:10。同时，由于采用环形结构，对于杂质脏污的容纳能力强，可以适用于较差的流体环境。V锥流量计本身具有结构简单，加工制造较为容易的特点。但是在大流量使用环境下，由于V锥体后部的突然扩大，流体在此会产生较大的损失，相比文丘里流量计，压降仍然偏大。其次，由于需要在锥体后部取压，这就要求取压管深入到管道内部，这对锥体的固定提出了较高的要求。

国内在该技术的基础上，提出多种专利。

中国专利ZL2006200823620提出了一种具有不粘涂层的V形锥流量计。该专利是在传统V锥流量计的内层喷涂能防止焦油粘附的特殊不粘材料，从而实现流量计长期工作在恶劣环境的要求。另外专利ZL200620082364X中，提出了一种改单孔取压为多孔取压的结构。

中国专利ZL2012104268918提出了全对称双锥流量计。该专利的特点是在将两个相对的V型锥体内置于管道中，利用对称布置的取压口，可以实现双向流动的测量。

中国专利CN99257650.4提出了一种内文丘里流量计。该异型文丘里管由一圆形测量管和置于测量管内 并与测量管内圆同轴的旋转体芯体所构成，芯体与测量管内圆之间形成的环形通道，其轴向过流面面积的变化规律和传统文丘里管轴向过流面面积的变化规律相同。

从以上技术发展可以看出，随着V型锥节流流量计的提出及应用，其固有的优点逐渐为业界所接受。在此基础上，国内陆续提出一些基于内置锥体结构的节流流量计。这些流量计中，有些是基于国外专利技术在特征上进行了拓展性创新，有些则是在V型锥节流流量计的基础上，进行了一定的改进和提高。通过这些改进和提高，使得内置锥体形式的节流流量计获得了进一步的发展。

现有技术存在着下述缺陷：

1、现有的文丘里流量计在制造大直径流量计时，存在整体加工尺度大，加工难度高，以及成本高的问题；

2、现有的V锥流量计由于内置结构，其加工难度小，但V锥节流原件在最小截面以后，存在流通面积突然变大，节流损失大，结构后流体的扰动大的缺点；

3、V锥流量计的支撑结构难以设计，在大流量情况下，由于V锥后的流动扰动大，难以长时间不变形，影响长期使用的精度；

4、V锥流量计采用的前支撑结构，会对上游取压造成影响，不利于测量精度的提高。

综上所述，本实用新型设计了一种低阻力大流量节流流量计，实现大流量计制造的方便和低成本，同时具有良好的结构稳定性。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种低阻力大流量节流流量计，管道内内置具有前后椎体的节流元件，可以实现流体的节流并在下游实现流体压力的恢复，从而实现节流流量测量的目的，以及低的压力损失；一体化支撑结构，所有支撑结构均在取压点下游，可以实现可靠的支撑，并把对取压的影响降到最低。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种低阻力大流量节流流量计，包括上游直管段、第一密封环、外管、前取压环、后取压环、前支撑、阻力体、后支撑、第二密封环和下游管段，外管内为圆形管道，外管一端通过第一密封环及法兰与上游直管段相连，外管另一端通过第二密封环及法兰与下游管段相连，外管上设置有前取压环 、后取压环，阻力体通过前支撑和后支撑固定在圆形管道内；所述的后支撑与第二密封环为一体式设计，所述的第一密封环和第二密封环均为金属密封结构。

作为优选，所述的前取压环设置在阻力体的上游，距离约为圆形管道直径的一半；所述的前取压环、后取压环通过连接管与取压孔相连，所述的取压孔垂直于圆形管道直线设置，所述的取压孔设置有多个。

作为优选，所述的阻力体包括凸锥体、短柱体、前支撑和长椎体，短柱体的前后端分别为凸锥体和长椎体，前支撑焊接在长椎体上。

作为优选，所述的前支撑为叶片状，叶片设置有3-4个，叶片与取压环上的取压孔形成一定的错位，从而降低支撑对上游流场的影响。

作为优选，所述的后支撑通过四个辐条结构分别连接第二密封环和阻力体后端。

作为优选，所述的后取压环设置在短柱体的中心位置。

本实用新型的流量计采用在圆形管道内设置一种特定形式的阻力件，通过流体的加速和减速，从而可以产生不同的壁面静压。通过建立差压与流体流量之间的函数关系，从而可以通过测量差压的方式，实现对流体流量的在线连续测量。

本实用新型的节流流量计测量的压差为阻力体上游和流道最窄处，V锥流量计的取压位置在锥体上游和锥体尾部，与V锥流量计及内文丘里流量计相比，在相同的环隙流速比的情况下，由于本流量计的取压位于最大流速的位置，所以其静压较低，从而可以获得更大的差压，这对测量更为有利；本实用新型的节流流量计采用内置阻力体改变流体通过时的流速，与传统文丘里流量计的通过改变管道直径的方式改变流速具有明显的区别；节流流量计具有较长的长椎体，可以实现压力的恢复，从而实现仪表的大压差及低的压降损失；当本流量计应用于大管道时，可以采用钢管加工，因此可以显著降低流量计的成本；本实用新型的流量计的环形流道结构，不易堵塞脏污，具有一定的自清洁作用，可以适用于一些含有少量杂质的场合。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过采用内置阻力体的方式实现流道内流体流速的改变，并进而实现流体流量的测量。相较于孔板及文丘里流量计，在大直径管道条件下，具有结构简单，制造容易的特点。同时，由于采用的阻力体具有良好的压力恢复效果，因此在实现测量的大压差时，实际压差只有测量值的1/7，可以降低流量计的压力损失。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的阻力体的结构示意图；

图3为本实用新型的前支撑结构及前取压环示意图；

图4为本实用新型的后支撑结构示意图；

图5为本实用新型的实施例1的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参照图1-4，本具体实施方式采用以下技术方案：一种低阻力大流量节流流量计，包括上游直管段1、第一密封环2、外管3、前取压环4、后取压环5、前支撑6、阻力体7、后支撑、第二密封环8和下游管段9，外管3内为圆形管道，外管3一端通过第一密封环2及法兰与上游直管段1相连，外管3另一端通过第二密封环8及法兰与下游管段9相连，外管3上设置有前取压环4、后取压环5，阻力体7通过前支撑6和后支撑固定在圆形管道内；所述的后支撑与第二密封环8为一体式设计，所述的第一密封环2和第二密封环8均为金属密封结构。

作为优选，所述的前取压环4设置在阻力体7的上游，距离约为圆形管道直径的一半；所述的前取压环4、后取压环5通过连接管与取压孔相连，所述的取压孔垂直于圆形管道直线设置，所述的取压孔设置有多个。取压孔和取压环间通过连接管连接，从而形成环形取压。

作为优选，所述的阻力体7包括凸锥体7-1、短柱体7-2、前支撑6和长椎体7-3，短柱体7-2的前后端分别为凸锥体7-1和长椎体7-3，前支撑6焊接在长椎体7-3上。

作为优选，所述的前支撑6为叶片状，叶片设置有3-4个，叶片与取压环上的取压孔形成一定的错位，从而降低支撑对上游流场的影响。

作为优选，所述的后支撑通过四个辐条结构7-4分别连接第二密封环8和阻力体7后端。

作为优选，所述的后取压环5设置在短柱体7-2的中心位置。

本具体实施方式的工作原理：当流体通过阻力体时，由于阻力体降低了流道的截面积，流体产生加速，并在短柱体与管道之间的环形间隙达到最大流速。此时，壁面处流体的静压将达到最小值。通过测量阻力体上游及该处流体的压差，可以建立流体流量与压差之间的关系。根据伯努利定律，可以将上述关系描述成压差、流体流量、密度以及流出系数的函数表达式。在流量标定装置上进行标定后，获得该流量计的流出系数，从而在实际测量中测量流体的流量。

实施例1：如图5所示，为在工程中的应用实例，在本实施例中，装置接入管路的上下游段中。当流体流进流量计后，经阻力体的作用，流体加速，静压降低。通过设置在阻力体上游及短柱体部分的静压取压装置，获得压差。该压差可以通过差压变送器进行测量并被测控***转换为测量值。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种低阻力大流量节流流量计，其特征在于，包括上游直管段(1)、第一密封环(2)、外管(3)、前取压环(4)、后取压环(5)、前支撑(6)、阻力体(7)、后支撑、第二密封环(8)和下游管段(9)，外管(3)内为圆形管道，外管(3)一端通过第一密封环(2)及法兰与上游直管段(1)相连，外管(3)另一端通过第二密封环(8)及法兰与下游管段(9)相连，外管(3)上设置有前取压环 (4)、后取压环(5)，阻力体(7)通过前支撑(6)和后支撑固定在圆形管道内；所述的后支撑与第二密封环(8)为一体式设计，所述的第一密封环(2)和第二密封环(8)均为金属密封结构。

2.根据权利要求1所述的一种低阻力大流量节流流量计，其特征在于，所述的前取压环(4)设置在阻力体(7)的上游；所述的前取压环(4)、后取压环(5)通过连接管与取压孔相连，所述的取压孔垂直于圆形管道直线设置，所述的取压孔设置有多个。

3.根据权利要求1所述的一种低阻力大流量节流流量计，其特征在于，所述的阻力体(7)包括凸锥体(7-1)、短柱体(7-2)、前支撑(6)和长椎体(7-3)，短柱体(7-2)的前后端分别为凸锥体(7-1)和长椎体(7-3)，前支撑(6)焊接在长椎体(7-3)上。

4.根据权利要求1所述的一种低阻力大流量节流流量计，其特征在于，所述的前支撑(6)为叶片状，叶片设置有3-4个，叶片与取压环上的取压孔错位设置。

5.根据权利要求1所述的一种低阻力大流量节流流量计，其特征在于，所述的后支撑通过四个辐条结构(7-4)分别连接第二密封环(8)和阻力体(7)后端。

6.根据权利要求1所述的一种低阻力大流量节流流量计，其特征在于，所述的后取压环(5)设置在短柱体(7-2)的中心位置。

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