專利名稱：差壓式流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測量流體流量的儀器，尤其涉及一種改進(jìn)型的差壓式流量計。
背景技術(shù)：
差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓、已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來測量流量的儀表。其主要包括作為一次裝置的檢測件和作為二次裝置的差壓轉(zhuǎn)換和流量顯示儀表。而目前應(yīng)用最廣泛的一種流量計類型是檢測件以節(jié)流式作用原理工作的差壓式流量計。
在現(xiàn)有節(jié)流式的差壓式流量計中，又以孔板、噴嘴、文丘里管等節(jié)流裝置的應(yīng)用最為典型?？装濉娮旖Y(jié)構(gòu)簡單，但其計量性能存在有嚴(yán)重缺陷，如測量范圍度(量程比)窄、易積污、壓力損失大、流出系統(tǒng)不穩(wěn)定等。為此，人們發(fā)明了幾種以孔板、噴嘴為基礎(chǔ)的改型節(jié)流裝置，如美國McCrometer公司的V-Cone錐形流量計，其性能在拓寬測量范圍、消除節(jié)流件積污等方面確實(shí)有了長足的進(jìn)步。但是，V-Cone產(chǎn)品節(jié)流件的喉部，在內(nèi)置錐體這一側(cè)其廓形如碟盤的圓周銳邊，因而仍不能消除類似孔板、噴嘴那種因棱邊磨損而導(dǎo)致的使用過程中流出系數(shù)不穩(wěn)定的性能缺陷，其用于測量臟污流體特別是測量含有固體顆粒的流體時，此性能缺陷顯得尤為突出。而同孔板、噴嘴以及V-Cone相比，文丘里管具有測量范圍度寬、壓力損失小、無積污、無喉部棱邊磨損問題、使用過程中流出系數(shù)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但是文丘里管的致命弱點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)不緊湊、幾何廓形復(fù)雜、制造困難，難以做得精確，因而制造成本較高、測量精度較低，對使用條件的適應(yīng)能力也較差。
有鑒于此，公告號為CN 2408441Y的中國實(shí)用新型專利公開了一種用于節(jié)流裝置的異型文丘里管。如圖1所示，該異型文丘里管主要由一圓形測量管1和置于測量管1內(nèi)并與測量管內(nèi)圓同軸的旋轉(zhuǎn)體芯體2構(gòu)成，圖中標(biāo)號3、4所示分別為后支承環(huán)和前支承環(huán)，標(biāo)號5所示為取壓管接頭。該結(jié)構(gòu)中由于芯體2與測量管1內(nèi)圓之間形成的環(huán)形通道，其軸向過流面面積的變化規(guī)律與傳統(tǒng)文丘里管軸向過流面積的變化規(guī)律相同，因而這種異型文丘里管既具有傳統(tǒng)文丘里管計量特性的優(yōu)點(diǎn)，又克服了傳統(tǒng)文丘里管制造成本高、測量精度較低的缺點(diǎn)。
然而，從圖1中可以看出，采用上述異型文丘里管的差壓式流量計中，其取壓管接頭5，也即位于節(jié)流裝置上游的高壓管和位于節(jié)流裝置下游的低壓管，仍然如傳統(tǒng)差壓式流量計中那樣是設(shè)于測量管1上，從而所獲得的流體壓差較小。另外由于其錐形芯體2的外形所限，使流體通過芯體2后發(fā)生分離而產(chǎn)生漩渦，仍然會對流體有較大的阻力。這些缺陷都影響了此差壓式流量計的測量精度，使其精度的提高仍然有限。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出了相應(yīng)的解決方案。本實(shí)用新型的一個目的在于提供一種差壓式流量計，其節(jié)流裝置的外形是良好的流線型，使之對流體的阻力最小化，從而最大程度地減小永久性壓力損失。
本實(shí)用新型的還一個目的在于提供一種差壓式流量計，其高壓接管能獲得管道中所能獲得的最大壓力。
本實(shí)用新型的還一個目的在于提供一種差壓式流量計，其低壓接管能獲得穩(wěn)定的最小壓力。
本實(shí)用新型的還一個目的在于提供一種差壓式流量計，其能獲得最大的節(jié)流裝置上下游之間的流量壓差。
本實(shí)用新型的還一個目的在于提供一種差壓式流量計，其能消除上游流體旋轉(zhuǎn)帶來的干擾，獲得穩(wěn)定的流速，進(jìn)而提高測量的精確度。
本實(shí)用新型的還一個目的在于提供一種差壓式流量計，其在提供節(jié)流裝置具有極小阻力的同時，還能避免流體中臟物對流量計的堵塞，可適用于臟污流體的流量測量。
本實(shí)用新型的還一個目的在于提供一種差壓式流量計，其具有不易積污、不易磨損的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的上述目的和優(yōu)點(diǎn)以及其它特征及優(yōu)點(diǎn)通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，提供了一種差壓式流量計，包括測量管，用于通過被測流體；檢測件，設(shè)置于測量管內(nèi)，用于產(chǎn)生被測流體的差壓；低壓管，其管口設(shè)置在測量管上，并位于測量管與檢測件之間形成的環(huán)形槽道處，與測量管相通；高壓管，其取壓管口設(shè)置在檢測件的上游；以及差壓變送器，分別與低壓管和高壓管相通，用于傳送檢測件產(chǎn)生的差壓。本實(shí)用新型的特征在于，檢測件為外形與紡錘體相似的阻力最小化的類紡錘體，使測量管內(nèi)壁與檢測件外表面之間形成的環(huán)形槽道能提供穩(wěn)定的最小壓力；高壓管的取壓管口從類紡錘體的頭部前緣引出，從而獲得管內(nèi)流動中的最大壓力。
另一個方面，根據(jù)本實(shí)用新型的差壓式流量計，還包括用于消除流體流動時流向漩渦的止旋件。止旋件設(shè)置在類紡錘體的前部，并固定在測量管的內(nèi)圓壁上。其中該止旋件可以是片狀結(jié)構(gòu)的止旋片，止旋片的數(shù)量為至少二個。
根據(jù)本實(shí)用新型的又一個方面，在該差壓式流量計中，類紡錘體檢測件的中部上可以設(shè)有等直段，也即在類紡錘體外表面上位于其前后端部之間某一段可以設(shè)置成與類紡錘體的軸線平行的圓柱面。此時低壓管的取壓管口設(shè)置在測量管上，并位于與該類紡錘體上的等直段相對應(yīng)處。
根據(jù)本實(shí)用新型的又一個方面，為適應(yīng)于臟污流體上的應(yīng)用，本實(shí)用新型中高壓管的取壓管口也可以設(shè)置在測量管內(nèi)圓壁上，位于與類紡錘體前緣位置相對應(yīng)處。
應(yīng)該理解，以上的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都是列舉和說明性質(zhì)的，目的是為了對要求保護(hù)的本實(shí)用新型提供進(jìn)一步的說明。
根據(jù)本實(shí)用新型的差壓式流量計具有以下優(yōu)點(diǎn)一、由于在流量計中采用了類紡錘體的節(jié)流裝置，使其對流體的阻力最小化，從而最大程度地減小了流體的永久性壓力損失。
二、類紡錘體上等直段的設(shè)置，使得該差壓式流量計中，類紡錘體與測量管內(nèi)圓壁之間形成環(huán)型槽道流動，流體的流向速度幾乎不變，從而能獲得穩(wěn)定的最小壓力。
三、由于高壓通過導(dǎo)管從類紡錘體的最前端(前駐點(diǎn))引出，從而獲得管道中可能得到的最大的總壓，配合槽道流動中的最小靜壓，從而得到在一定流量下所能獲得的最大的差壓。
四、本實(shí)用新型的差壓式流量計中的止旋件的設(shè)置，使其消除了上游流體旋轉(zhuǎn)所帶來的干擾，獲得穩(wěn)定的流體流動，有利于精確地測出流體的流量。
五、由于本實(shí)用新型的差壓式流量計中的高壓管也可以從節(jié)流裝置上游處的測量管上引出，從而在因采用了類紡錘體而使阻力最小的情況下，本實(shí)用新型還能防止流體中的臟物堵塞，從而可應(yīng)用于對臟污流體的測量。


組成本說明書的一部分的附圖有助于進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，這些附圖圖解了本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，并可與說明書一起用來說明本實(shí)用新型的原理。附圖中圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種用于節(jié)流裝置的異型文丘里管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為一剖視圖，示出根據(jù)本實(shí)用新型的差壓式流量計的結(jié)構(gòu)；圖3為示出根據(jù)本實(shí)用新型的差壓式流量計的整體外形的示意圖；圖4為從圖3中A方向看的視圖；圖5為示出根據(jù)本實(shí)用新型的節(jié)流裝置類紡錘體的示意圖；以及圖6為根據(jù)本實(shí)用新型的差壓式流量計的另一實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。
參見圖2的剖視圖，其示出了根據(jù)本實(shí)用新型的差壓式流量計的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。如圖2所示，根據(jù)本實(shí)用新型的差壓式流量計包括測量管10，用于通過被測流體，該測量管10通過管口兩端的法蘭與被測流體管道(未示出)相封閉連接，測量管10的內(nèi)徑與被測管道的內(nèi)徑相同(內(nèi)徑不同時可以通過過度管道連接)；檢測件20，設(shè)置于所述測量管10內(nèi)，用于產(chǎn)生通過檢測件20的上、下游的流體的差壓，在本實(shí)用新型中，檢測件20采用外形類似于紡錘體的類紡錘體；低壓管30，其管口設(shè)置在測量管10上，位于流體通過測量管10與檢測件20之間的環(huán)形槽道處，該低壓管30管口與測量管10內(nèi)部相通；高壓管40，從圖2中可以看出，總壓管40的取壓管口設(shè)于類紡錘體檢測件20頭部的最前端(頭部前緣)，也即前駐點(diǎn)處，引到類紡錘體的后錐，再穿過測量管10的管壁引出，此時該高壓管也即總壓管，另外高壓管40還起到使類紡錘體20定位和固定的作用；以及差壓變送器50(如圖3所示)，差壓變送器50分別與低壓管30和高壓管40相接，用于傳送檢測件20產(chǎn)生的差壓，從而通過計算并顯示出所測得的流體流量。
在根據(jù)本實(shí)用新型的差壓式流量計中，類紡錘體檢測件20的采用，使節(jié)流裝置具有很好的抗干擾能力，任何復(fù)雜的上游流動都能轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)型槽道流動，也即產(chǎn)生類紡錘體檢測件20與測量管10內(nèi)圓壁之間的狹窄的環(huán)型槽道流動。根據(jù)流體力學(xué)的原理，槽道流動的特點(diǎn)是其壓力分布(壓力順軸線降落)具有良好的線性度，從而提供了非常穩(wěn)定的低壓(靜壓)，又由于高壓由類紡錘體頭部前緣(前駐點(diǎn))的高(總)壓管引出，此總壓是在該截面上可能得到的最大壓力，由此得到很大的差壓，從而極大地提高了流量計的靈敏度和精度。
在根據(jù)本實(shí)用新型的差壓式流量計中，還包括有用于消除流體流動時流向漩渦的止旋件60，該止旋件60設(shè)置在類紡錘體檢測件20的前部，并固定在測量管10的內(nèi)圓壁面上。圖4示出了圖3中的A向視圖，從圖4可以看出，本實(shí)用新型中的止旋件60可以設(shè)置為片狀結(jié)構(gòu)的流線型止旋片，圖中所示止旋片60的數(shù)量為四個。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，顯然可知止旋片的數(shù)量也可以設(shè)成二個、三個、或四個以上。止旋片60的作用是消除流動中可能存在的影響測量的流體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，當(dāng)上游流體旋轉(zhuǎn)進(jìn)入測量管10時，由于止旋片60作為分隔板的作用，將流體切分成幾部分，從而消除了上游流體旋轉(zhuǎn)帶來的干擾，使通過測量管10的流體為穩(wěn)定的流體，流量計能獲得穩(wěn)定的測量數(shù)據(jù)，以提高其測量的精確度。另一方面，在本實(shí)用新型的類紡錘體20頭部上設(shè)置的止旋片60同時具有使類紡錘體20定位和固定的功能。
圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型的類紡錘體檢測件20的形狀，其為軸對稱的旋轉(zhuǎn)體。在本實(shí)用新型的差壓式流量計中，可以運(yùn)用先進(jìn)的計算流體力學(xué)(CFD)設(shè)計手段，通過基因算法，對測量管10內(nèi)的類紡錘體外形進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。為進(jìn)一步說明該類紡錘體的形狀，圖5中設(shè)定了幾個參數(shù)，其中Φ1表示測量管10的內(nèi)徑，Φ2表示類紡錘體檢測件20的外徑。在根據(jù)本實(shí)用新型的差壓式流量計的一優(yōu)選實(shí)施例中，取Φ1＝50mm、Φ2＝40mm，并取該類紡錘體的前駐點(diǎn)為X、Y坐標(biāo)原點(diǎn)，則可有如下表1所示的類紡錘體的輪廓形狀和坐標(biāo)數(shù)據(jù)(表中r＝1.6和r＝0分別是類紡錘體的前緣和后緣的曲率半徑)
表1(單位mm)

對于大小尺寸不同的差壓式流量計，類紡錘體可以按比例放大或縮小。
從圖5中還可看出，根據(jù)本實(shí)用新型的差壓式流量計中，類紡錘體的檢測件20的中部還可設(shè)置一足夠長的等直段L，使等直段與測量管10的內(nèi)圓壁之間形成環(huán)型槽道流動，其流動速度幾乎不變，從而獲得穩(wěn)定的最小壓力，而低壓管30設(shè)于與此等直段相對應(yīng)的測量管10的內(nèi)圓壁上，從而低壓管30采集到的是非常穩(wěn)定的最小壓力。需要說明的是，上述等直等L設(shè)于類紡錘體20的中部上，并非意味著是設(shè)于其幾何中心上，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對此位置作出相應(yīng)的改變。
對于清潔流體而言，在類紡錘體檢測件20的前駐點(diǎn)取壓，獲得管道中可能得到的最大的流體總壓，而靜壓取自環(huán)形槽道，由于槽道窄而流速快、靜壓低。這樣就能得到在一定流量下所能獲得的最大的差壓，使本實(shí)用新型的差壓式流量計具有很好的靈敏度和精度。
圖6示出了根據(jù)本實(shí)用新型的差壓式流量計的另一種實(shí)施例。該實(shí)施例適用于對臟污流體的流量測量。此時，為避免流體中的臟物堵塞高壓管的管口，可將高壓管的管口設(shè)置于測量管10的內(nèi)圓壁上，其位于與類紡錘體20前緣對應(yīng)的位置上，如圖6中40’所示，此壓力略低于類紡錘體20前駐點(diǎn)處的壓力。這樣，根據(jù)本實(shí)用新型的差壓式流量計既具有因采用了類紡錘體作為節(jié)流件而使阻力最小的優(yōu)點(diǎn)，又可以防止流體中的臟物堵塞，從而可應(yīng)用于對臟污流體的流量測量。
根據(jù)本實(shí)用新型的差壓式流量計，由于采用了外形流暢的類紡錘體作為節(jié)流裝置，使其對流體的阻力很小，避免了流體流過節(jié)流裝置后產(chǎn)生大量漩渦的現(xiàn)象，流體流過節(jié)流裝置后流動的能量可以恢復(fù)成壓力能，從而最大程度地減小了永久性壓力損失。
此外因類紡錘體良好的流線型，使之不僅避免了臟物的堆積，同時也不易磨損，延長了流量計的檢定周期。
盡管本實(shí)用新型已經(jīng)參照附圖和優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，但顯然，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍的前提下，可以對本實(shí)用新型作出各種更改和變化。因此，本實(shí)用新型的各種更改、變化由所附的權(quán)利要求書及其等同物的內(nèi)容涵蓋。
權(quán)利要求1.一種用于流體測量的差壓式流量計，包括測量管，用于通過被測流體；檢測件，設(shè)置于所述測量管內(nèi)，用于產(chǎn)生流過所述檢測件的上下游之間的流體的差壓；低壓管，其取壓管口設(shè)置在所述測量管上，位于所述測量管與所述檢測件之間形成的環(huán)形槽道處，并與所述測量管相通；高壓管，其取壓管口設(shè)置在所述檢測件的上游處；以及差壓變送器，分別與所述低壓管和所述高壓管相接，用于傳送所述檢測件產(chǎn)生的差壓，其特征在于，所述檢測件為外形與紡錘體相似的類紡錘體，所述高壓管的管口從所述類紡錘體的頭部前緣引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差壓式流量計，還包括用于消除流體流向旋渦的止旋件，所述止旋件設(shè)置在所述類紡錘體檢測件的前部，并固定在所述測量管的內(nèi)圓壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的差壓式流量計，其中所述止旋件為片狀結(jié)構(gòu)的流線型止旋片，所述止旋片的數(shù)量為至少二個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差壓式流量計，其中所述類紡錘體檢測件的中部上設(shè)有等直段。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的差壓式流量計，其中所述低壓管設(shè)于所述測量管上，其管口位于與所述類紡錘體檢測件上的所述等直段相對應(yīng)處。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的差壓式流量計，其中所述類紡錘體檢測件中部上設(shè)有等直段。
7.一種用于流體測量的差壓式流量計，包括測量管，用于通過被測流體；檢測件，設(shè)置于所述測量管內(nèi)，用于產(chǎn)生流過所述檢測件的上下游之間的流體的差壓；低壓管，其取壓管口設(shè)置在所述測量管上，位于所述測量管與所述檢測件之間形成的環(huán)形槽道處，并與所述測量管相通；高壓管，其取壓管口設(shè)置在所述檢測件的上游處；以及差壓變送器，分別與所述低壓管和所述高壓管相接，用于傳送所述檢測件產(chǎn)生的差壓，其特征在于，所述檢測件為外形與紡錘體相似的類紡錘體，所述高壓管管口設(shè)于所述測量管上，位于與所述類紡錘體前緣位置相對應(yīng)處。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的差壓式流量計，還包括用于消除流體流向漩渦的止旋件，所述止旋件設(shè)置在所述類紡錘體檢測件的前部，并固定在所述測量管的內(nèi)圓壁上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的差壓式流量計，其中所述類紡錘體檢測件的中部上設(shè)有等直段。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的差壓式流量計，其中所述低壓管設(shè)于所述測量管上，其管口位于與所述類紡錘體檢測件上的所述等直段相對應(yīng)處。
專利摘要一種差壓式流量計，包括測量管；設(shè)置于測量管內(nèi)的類紡錘體檢測件；設(shè)置在測量管上，位于測量管與檢測件之間的低壓管；從類紡錘體的頭部前緣引出的高壓管；以及分別與低壓管和高壓管相通用于傳送檢測件產(chǎn)生的上下游差壓的差壓變送器。本實(shí)用新型的差壓式流量計中還設(shè)有用于消除流體流向漩渦的止旋片，設(shè)置在類紡錘體的前部并固定在測量管的內(nèi)壁上。本實(shí)用新型由于采用了類紡錘體的節(jié)流件，使其對被測流體的阻力最小化，最大程度地減小了流體的永久性壓損，并具有不易積污、不易磨損的特點(diǎn)。另外，由于高壓是從類紡錘體的最前端的最大總壓處引出，配合環(huán)形槽道流動中的最小靜壓，從而得到在一定流量下所能獲得的最大差壓，極大地提高了流量計的測量精度。
文檔編號G01F1/34GK2736741SQ20042009353
公開日2005年10月26日 申請日期2004年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月13日
發(fā)明者明曉 申請人:明笛