專利名稱：內(nèi)藏式錐體節(jié)流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流量?jī)x表，特別是一種可以測(cè)量各種液體和氣體流量的內(nèi)藏式錐體節(jié)流裝置。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)外已有的差壓式流量計(jì)包括GB/T2624-93傳統(tǒng)的孔板、噴嘴、文丘里管及進(jìn)口插入式威力巴流量計(jì)在超過DN1200以上無實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和相關(guān)的計(jì)算公式，存在有如下幾個(gè)問題1)ISO 5167試驗(yàn)數(shù)據(jù)的陳舊性ISO 5167中采用的數(shù)據(jù)大多是30年代的試驗(yàn)結(jié)果，今天無論節(jié)流裝置制造技術(shù)，流量試驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)技術(shù)都有巨大的進(jìn)步，重新進(jìn)行系統(tǒng)地試驗(yàn)以獲得更高精確度及更可靠的數(shù)據(jù)是必要的。進(jìn)入80年代美國(guó)和歐洲都進(jìn)行大規(guī)模的試驗(yàn)，為修訂ISO 5167打下基礎(chǔ)。
2)ISO 5167中關(guān)于直管段長(zhǎng)度規(guī)定的問題在ISO投票通過ISO5167時(shí)，美國(guó)投了反對(duì)票，其主要原因是對(duì)直管段長(zhǎng)度的規(guī)定有不同意見，這個(gè)問題應(yīng)是ISO 5167修訂的主要問題之一。
3)ISO 5167中各項(xiàng)規(guī)定的科學(xué)性問題影響節(jié)流裝置流出系數(shù)的因素特別多，主要有孔徑與管徑的比值β、取壓裝置、雷諾數(shù)、節(jié)流件安裝偏心度、前后阻流件類型及直管段長(zhǎng)度、孔板入口邊緣尖銳度、管壁粗糙度、流體流動(dòng)湍流度等，眾多因素影響錯(cuò)綜復(fù)雜，有的參數(shù)難以直接測(cè)量，因此標(biāo)準(zhǔn)中有些規(guī)定并非科學(xué)地確定，而是為了取得一致，不得不人為地確定。著名流量專家斯賓塞(E.A.Spencer)提出一系列應(yīng)重新檢討的問題，如孔板平直度、同心度、直角邊緣尖銳度、管道粗糙度、上游流速分布及流動(dòng)調(diào)整器的作用等。
4)關(guān)于節(jié)流式差壓流量計(jì)測(cè)量精確度提高的問題鑒于節(jié)流式節(jié)流式差壓流量計(jì)在流量計(jì)中占有重要地位，提高其測(cè)量精確度意義重大。美國(guó)McCROMETER，日本TOKYO KEISO研制的V型錐流量計(jì)在測(cè)點(diǎn)上，結(jié)構(gòu)上和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上都存在一定的問題和局限性。歷次國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議認(rèn)為必須使流量測(cè)量工作者、流體力學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)工作者緊密合作共同攻關(guān)才能解決此問題。創(chuàng)造有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的可靠，大管徑流量?jī)x表。
此外，國(guó)內(nèi)外已有的差壓式流量計(jì)包括GB/T2624-93傳統(tǒng)的孔板、噴嘴、文丘里管及進(jìn)口插入式威力巴流量計(jì)由于動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍小，在高速流體流動(dòng)時(shí)，存在測(cè)量流量的穩(wěn)定性差的問題，直接影響了使用精度。此外，現(xiàn)有的流量由于直管段要求至少要達(dá)到前2.5D以上，壓力損失大，在測(cè)量臟污介質(zhì)時(shí)易堵塞，使維修強(qiáng)度加大等，因此需要對(duì)測(cè)量流體有所要求，限制了其流量測(cè)量的使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種內(nèi)藏式錐體節(jié)流裝置，它直管段要求低，可測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大、精度高的流量計(jì)適應(yīng)各種流體測(cè)量。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，內(nèi)藏式錐體節(jié)流裝置，它包括用于測(cè)量流量的傳感裝置，和與傳感裝置電連接的測(cè)量裝置，其特征是傳感裝置2包括管體1，管體1內(nèi)的導(dǎo)流錐體，其中導(dǎo)流錐體分為前錐體、直管、后錐體和尾翼構(gòu)成一體；導(dǎo)流錐體通過尾翼與管體連接；所述的管體1外層有前匯壓管5，和從前匯壓管5向傳感裝置管體1內(nèi)沿伸至前錐體的前測(cè)壓管6，前匯壓管5上有前取壓嘴7，前取壓嘴7與測(cè)量裝置3的高壓端連接；在前測(cè)壓管6上有與流體平行的前測(cè)壓頭8；前測(cè)壓頭8端部有開孔12；包括繞管體1外層一周的后匯壓管9，和從后匯壓管9向管體1內(nèi)沿伸至直管的后測(cè)壓管10；后測(cè)壓管10上有與流體方向成垂直的開孔12；后匯壓管9上有后取壓嘴11，后取壓嘴11與測(cè)量裝置3低壓端連接；管體1內(nèi)的前測(cè)壓頭8和后測(cè)壓管10相互錯(cuò)位。
所述的沿伸到傳感裝置本體1內(nèi)的前測(cè)壓管6在2-8根之間，相互之間成一角度均勻分布。
所述的前測(cè)壓管有前測(cè)壓頭8，前測(cè)壓頭8在2-6個(gè)之間，相互平行排列。
所述的后測(cè)壓管10的開孔12軸線與流體方向垂直。
所述的后測(cè)壓管10管徑上的開孔12孔徑在Φ3mm～Φ8mm之間，開孔數(shù)量在3-5之間。
所述的彎管式后測(cè)壓頭開孔12在彎角處前10mm。
所述的管體1兩邊有法蘭4接頭。
表1給出了本發(fā)明與其它型號(hào)的流量?jī)x表對(duì)比。從中可以看出本發(fā)明主要特點(diǎn)是1.在相同條件下其流體阻力很小，壓損約100Pa以下使系統(tǒng)運(yùn)行

的經(jīng)濟(jì)效率大大提高，比傳統(tǒng)流量計(jì)節(jié)能30％以上。
2.量程范圍寬分辨率高，可適用于各種液體或氣體。
3.測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定，總壓、靜壓測(cè)點(diǎn)全部在16個(gè)點(diǎn)以上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它形式的流量計(jì)，外環(huán)室使取壓穩(wěn)定性更進(jìn)一步提高。
4.前后直管段要求短幾乎無需直管段，由于多點(diǎn)測(cè)量所以對(duì)直管段要求相對(duì)降低。
5.可以通過吹掃口H，L端現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定(以柏努利方程基本原理依據(jù)以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ))。
6.流量計(jì)長(zhǎng)度短≤500mm(無論管道大小)。
7.本發(fā)明取壓管采用全不銹鋼結(jié)構(gòu)并且表面鍍有不粘涂層使產(chǎn)品使用壽命大大提高。


下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
圖1是實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、管體；2、傳感裝置；3、測(cè)量裝置；4、法蘭；5、前匯壓管；6、前測(cè)壓管；7、前取壓嘴；8、前測(cè)壓頭；9、后匯壓管；10、后測(cè)壓管；11、后取壓嘴；12、開孔；13、軸線；14、流體方向；15、吹掃口；16、前錐體；17、直管；18、后錐體；19、尾翼。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，給出了一種傳感裝置2的結(jié)構(gòu)，傳感裝置2包括管體1，管體1內(nèi)的導(dǎo)流錐體，其中導(dǎo)流錐體分為前錐體16、直管17、后錐體18和尾翼19構(gòu)成一體；導(dǎo)流錐體通過尾翼19與管體1連接；管體1為圓形管狀體，前后通過法蘭4與流體管道連接。管體1繞外層一周有空芯前匯壓管5，和從前匯壓管5向管體1內(nèi)沿伸至前錐體16的前測(cè)壓管6，前測(cè)壓管6在2-8根之間，相互間成一角度均勻分布。每根前測(cè)壓管6上有1-4根前測(cè)壓頭8，前測(cè)壓頭8相互間平行排列與流體方向14流向反方向，前測(cè)壓頭8端部有開孔12，開孔12的軸線13與流體方向14平行。前匯壓管5上有前取壓嘴7，前取壓嘴7與圖中的測(cè)量裝置3的高壓端連接。與前匯壓管5相隔一定距離平行固定有后匯壓管9，從后匯壓管9向管體1內(nèi)沿伸至直管17是后測(cè)壓管10；后測(cè)壓管10有開孔12，開孔12的軸線13與流體方向14垂直。開孔12孔徑在Φ3mm～Φ8mm之間，開孔數(shù)量在3-5個(gè)之間。后匯壓管9上也有后取壓嘴11，后取壓嘴11與圖1中的測(cè)量裝置3低壓端連接；管體1內(nèi)的前測(cè)壓頭8和后測(cè)壓頭10相互錯(cuò)位。本發(fā)明中的測(cè)量裝置采用差壓變送器，如1151。與前后匯壓管相連接取壓嘴有著相同結(jié)構(gòu)有一吹掃口15，它通過風(fēng)管與吹風(fēng)機(jī)接口相通可清除管內(nèi)的雜物，方便傳感裝置2的維護(hù)。
本發(fā)明采用在前取壓管上設(shè)計(jì)多個(gè)開孔作為取壓孔，分別測(cè)量到同一橫截面上不同點(diǎn)的總壓，在后取壓管上有開孔，測(cè)量到流體的同一截面上的靜壓。當(dāng)不同的流速經(jīng)過流量計(jì)本體時(shí)，總壓與靜壓之間產(chǎn)生相應(yīng)差壓值，運(yùn)用流體連續(xù)柏努利方程基本原理及風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出通過管道的流量與差壓之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過溫壓修正最終得出相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。由于外部有相應(yīng)的取壓環(huán)室及多點(diǎn)取壓法，使所取壓力值更穩(wěn)定、精確。比傳統(tǒng)的流量?jī)x表大大提高了計(jì)量的可靠性和精度。本發(fā)明傳感裝置本體的長(zhǎng)是管徑的0.5D。
本發(fā)明在工藝管道1內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流錐體，導(dǎo)流錐體最大橫截面處形成喉部。當(dāng)氣流經(jīng)此處，速度最大，靜壓最低，在錐體前支承處測(cè)流體截面上的總壓，ΔP是管道內(nèi)的平均總壓和喉部平均靜壓之差，其值隨喉部大小而變化，在設(shè)計(jì)上可根據(jù)流速大小具體確定喉部的尺寸。它的主要特點(diǎn)是可以用來測(cè)量各種比較臟的氣體流量。另外，該節(jié)流裝置的流動(dòng)阻力小，所以產(chǎn)生的流動(dòng)損失小，節(jié)約能量。且可根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)整直徑比(D2/D1)來提高差壓值(ΔP＝P0-P2)，以保證流量測(cè)量的精度。由于該節(jié)流裝置是在管道中央采用流線型的旋轉(zhuǎn)體(錐形體)，所以不僅其阻力小，且對(duì)經(jīng)過節(jié)流裝置的流動(dòng)干擾也小，所以流動(dòng)比較穩(wěn)定，故測(cè)壓力時(shí)的脈動(dòng)也比較小，同時(shí)錐體部分可鍍有不點(diǎn)涂層，近而改善了測(cè)量精度和防堵性能。管道內(nèi)高，低端設(shè)有取壓口4個(gè)以上，如出現(xiàn)堵塞可在管道外部直接吹掃。
該流量計(jì)以流體力學(xué)的理論為基礎(chǔ)，經(jīng)過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，確定和校核流量公式，所以就保證了該節(jié)流裝置的可靠性和可信性。
權(quán)利要求
1.內(nèi)藏式錐體節(jié)流裝置，它包括用于測(cè)量流量的傳感裝置，和與傳感裝置電連接的測(cè)量裝置，其特征是傳感裝置(2)包括管體(1)，管體(1)內(nèi)的導(dǎo)流錐體，其中導(dǎo)流錐體分為前錐體、直管、后錐體和尾翼構(gòu)成一體；導(dǎo)流錐體通過尾翼與管體連接；所述的管體(1)外層有前匯壓管(5)，和從前匯壓管(5)向傳感裝置管體(1)內(nèi)沿伸至前錐體的前測(cè)壓管(6)，前匯壓管(5)上有前取壓嘴(7)，前取壓嘴(7)與測(cè)量裝置(3)的高壓端連接；在前測(cè)壓管(6)上有與流體平行的前測(cè)壓頭(8)；前測(cè)壓頭(8)端部有開孔(12)；包括繞管體(1)外層一周的后匯壓管(9)，和從后匯壓管(9)向管體(1)內(nèi)沿伸至直管的后測(cè)壓管(10)；后測(cè)壓管(10)上有與流體方向成垂直的開孔(12)；后匯壓管(9)上有后取壓嘴(11)，后取壓嘴(11)與測(cè)量裝置(3)低壓端連接；管體(1)內(nèi)的前測(cè)壓頭(8)和后測(cè)壓管(10)相互錯(cuò)位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)藏式錐體節(jié)流裝置，其特征是所述的沿伸到傳感裝置管體(1)內(nèi)的前測(cè)壓管(6)在2-8根之間，相互之間成一角度均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)藏式錐體節(jié)流裝置，其特征是所述的前測(cè)壓管有前測(cè)壓頭(8)，前測(cè)壓頭(8)在2-6個(gè)之間，相互平行排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)藏式錐體節(jié)流裝置，其特征是所述的后測(cè)壓管(10)的開孔(12)軸線與流體方向垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)藏式錐體節(jié)流裝置，其特征是所述的后測(cè)壓管(10)管徑上的開孔(12)孔徑在Φ3mm～Φ8mm之間，開孔數(shù)量在3-5個(gè)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)藏式錐體節(jié)流裝置，其特征是所述的彎管式后測(cè)壓頭開孔(12)在彎角處前10mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)藏式錐體節(jié)流裝置，其特征是所述的管體(1)兩邊有法蘭(4)接頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流量?jī)x表，特別是一種可以測(cè)量各種液體和氣體流量的內(nèi)藏式錐體節(jié)流裝置，其特征是傳感裝置(2)包括管體(1)，管體(1)內(nèi)的導(dǎo)流錐體，其中導(dǎo)流錐體分為前錐體、直管、后錐體和尾翼構(gòu)成一體；導(dǎo)流錐體通過尾翼與管體連接；所述的管體(1)外層有前匯壓管(5)，和從前匯壓管(5)向傳感裝置管體(1)內(nèi)沿伸至前錐體的前測(cè)壓管(6)，前匯壓管(5)上有前取壓嘴(7)，前取壓嘴(7)與測(cè)量裝置(3)的高壓端連接；在前測(cè)壓管(6)上有與流體平行的前測(cè)壓頭(8)；前測(cè)壓頭(8)端部有開孔(12)；它直管段要求低，可測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大、精度高的流量計(jì)適應(yīng)各種流體測(cè)量。
文檔編號(hào)G01F1/34GK1834591SQ20061004269
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2006年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月18日
發(fā)明者夏玉順, 郇新空 申請(qǐng)人:西安中望流量?jī)x表有限公司