專利名稱：重油流量計(jì)及其測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高粘度，含顆粒雜質(zhì)流體的流量測(cè)量?jī)x表。它由流量傳感器A、遠(yuǎn)傳差壓變送器B，電阻溫度計(jì)C和流量演算顯示儀D等組成。
重油流量測(cè)量目前仍普遍采用橢圓齒輪流量計(jì)，由于重油的粘度高，流動(dòng)性差，且夾帶雜質(zhì)，以致使橢圓齒輪等可動(dòng)部件易被磨損、變形，甚至卡死停轉(zhuǎn)，影響測(cè)量精度和使用壽命，對(duì)其維修費(fèi)用高。
本發(fā)明的目的在于針對(duì)橢圓齒輪流量計(jì)的不足之處，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、工作穩(wěn)定、測(cè)量準(zhǔn)確、維修工作量小的流量計(jì)；且能夠在雷諾數(shù)(ReD)很低(小于500)，介質(zhì)的粘度和溫度變化的條件下，仍可以準(zhǔn)確地進(jìn)行流量測(cè)量，以適應(yīng)重油和渣油粘度高且隨溫度和成份不同而變化的特殊要求。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是①把流量傳感器設(shè)計(jì)制造成測(cè)量管1管壁上開孔，然后安裝一個(gè)楔形節(jié)流件3；測(cè)量管1的兩端分別與取壓裝置2、4相連接之后，再與聯(lián)接法蘭8、15相連接；遠(yuǎn)傳裝置膜片10裝入取壓裝置法蘭9與盲法蘭12之間，通過(guò)螺栓13固定；同樣，遠(yuǎn)傳裝置膜片6裝入取壓裝置法蘭5與盲法蘭7之間，通過(guò)螺栓固定。
其主要參數(shù)是楔形節(jié)流件3夾角φ=80～110°，可為實(shí)心體或空心體楔徑比hD=0.2~0.5]]>取壓裝置2、4取壓方式“T”形法蘭取壓取壓距離L1=L2=65～150mm取壓裝置的內(nèi)徑D1=D2=25～50mm測(cè)量管1內(nèi)徑D=6～75mm長(zhǎng)度L=400～800mm②上述流量計(jì)的測(cè)量方法，其特征在于重油流量計(jì)算公式Q=CKαKvKtKρΔP------(1)]]>式中Q-流過(guò)傳感器的重油流量(l/h；kg/h)；ΔP-節(jié)流件前、后的流體壓差(KPa；mmH2O)；C-比例系數(shù)，與測(cè)量管內(nèi)徑、流通截面積、流體密度、計(jì)量單位等因素有關(guān)；Kα-流量系數(shù)，與雷諾數(shù)、傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)等有關(guān)；Kv-重油粘度變化的修正系數(shù)；Kt-重油工作溫度變化的修正系數(shù)；Kρ-重油密度變化的修正系數(shù)。
其中粘度修正系數(shù)范圍Kv=5.5～27°E(恩氏度)，溫度修正系數(shù)范圍Kt=80～130℃，密度修正系數(shù)范圍Kρ=0.88～0.98g/cm3。
下面結(jié)合附圖作進(jìn)一步的說(shuō)明

圖1本發(fā)明重油流量計(jì)之流量傳感器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明流量傳感器的測(cè)量管1與楔形節(jié)流件3裝配示意圖。
圖3為圖2的A-A剖視圖。
圖4為本發(fā)明重油流量計(jì)測(cè)量原理圖。
附圖描述了本發(fā)明重油流量計(jì)的測(cè)量狀況。將流量傳感器A通過(guò)端法蘭8和15與輸油管道連通；節(jié)流件3下端邊緣與管道內(nèi)壁之間形成一個(gè)弓形流通截面(見A-A剖視圖)，當(dāng)重油通過(guò)時(shí)，在節(jié)流件3的前(入口側(cè))及后(出口側(cè))產(chǎn)生壓(力)差ΔP=P1-P2，流體的流量Q與
成比例關(guān)系；遠(yuǎn)傳裝置膜片6、10分別感測(cè)節(jié)流件3前、后的流體壓力，并傳遞到差壓變送器B中，獲得壓差ΔP，并變換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)IΔP輸出給流量演算顯示儀D；重油工作溫度t由電阻溫度計(jì)D測(cè)量，并變換成標(biāo)準(zhǔn)電流It，也輸出給流量演算顯示儀C；動(dòng)態(tài)參數(shù)IΔP與It匯同流量系數(shù)非線性修正系數(shù)Kα重油粘度修正系數(shù)Kv、重油溫度修正系數(shù)Kt以及重油密度修正系數(shù)Kρ均通過(guò)流量演算顯示儀D，完成重油流量計(jì)算公式(1)的運(yùn)算，以數(shù)字顯示重油瞬時(shí)流量、累計(jì)流量等參數(shù)，并輸出相對(duì)應(yīng)的重油瞬時(shí)流量的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)IQ給控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制重油的流量；流量測(cè)量精度為量程的±1.5～2％。
重油流量計(jì)算公式Q=CKαKvKtKρΔP------(1)]]>式中Q-流過(guò)傳感器的重油流量(l/h；kg/h)；ΔP-節(jié)流件前、后的流體壓差(KPa；mmH2O)；C-比例系數(shù)，與測(cè)量管內(nèi)徑、流通截面積、流體密度、計(jì)量單位等因素有關(guān)；Kα-流量系數(shù)，與雷諾數(shù)、傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)等有關(guān)；Kv-重油粘度變化的修正系數(shù)，其修正范圍為5.5～27°E(恩氏度)；Kt-重油工作溫度變化的修正系數(shù)，其修正范圍為80～130℃；Kρ-重油密度變化的修正系數(shù)，其修正范圍為0.88～0.98g/cm2。
本發(fā)明重油流量計(jì)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1．由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又沒(méi)有可動(dòng)部件，所以堅(jiān)固耐用，維修工作量小。
2．由于采用楔形節(jié)流件的結(jié)構(gòu)，可以避免流體通過(guò)時(shí)產(chǎn)生滯留和堵塞現(xiàn)象。
3．在雷諾數(shù)很低(小于500)的情況下測(cè)量時(shí)，采用流量系數(shù)非線性修正的方法，對(duì)流量系數(shù)隨雷諾數(shù)變化而產(chǎn)生的非線性誤差進(jìn)行自動(dòng)修正，保持測(cè)量的準(zhǔn)確性。故可適應(yīng)高粘度介質(zhì)(重油、渣油、混合油)的測(cè)量要求。
4．能夠?qū)χ赜偷恼扯?、溫度和密度的變化進(jìn)行修正。當(dāng)重油的粘度、溫度、密度偏離其給定值時(shí)，分別引入修正系數(shù)Kv、Kt和Kρ進(jìn)行運(yùn)算，可基本克服它們的變化對(duì)流量測(cè)量的影響。故可適應(yīng)重油的品種、成分、油溫等變化的要求。
實(shí)施例重油流量計(jì)應(yīng)用實(shí)例如下1．流量測(cè)量原始條件(1)流量范圍重油50～200l/h；(2)重油粘度在105℃時(shí)的粘度為7.96°E(恩氏粘度)；(3)重油溫度正常溫度105℃，變化范圍85～130℃；(4)重油密度在105℃時(shí)的密度為0.937g/cm3；(5)重油工作壓力0.3～0.7MPa；(6)輸油管內(nèi)徑25mm。
2．流量傳感器為主要參數(shù)根據(jù)給定的原始條件，計(jì)算結(jié)果為(1)測(cè)量管內(nèi)徑D=8mm，長(zhǎng)400mm；(2)楔高h(yuǎn)為3.42mm；(3)最大差壓ΔPmax=8.5KPa；(4)雷諾數(shù)范圍37～150；(5)取壓方式采用“T”形法蘭取壓和遠(yuǎn)傳裝置膜片測(cè)壓。
3．測(cè)量系統(tǒng)的組成與調(diào)校流量傳感器在重油流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上經(jīng)過(guò)校驗(yàn)后，再裝入輸油管路中使用。校驗(yàn)獲得的流量、壓差、流量系數(shù)等數(shù)據(jù)，以及重油粘度、溫度和密度的修正系數(shù)Kv,Kt和Kρ，都輸入智能流量演算顯示儀。整套測(cè)量系統(tǒng)的儀表投運(yùn)后，按現(xiàn)場(chǎng)的重油流量顯示情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)試，經(jīng)過(guò)組態(tài)和演算，最后顯示重油流量等參數(shù)完成了公式(1)的運(yùn)算功能，滿意后轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行使用。流量測(cè)量精度為量程的±1.5～2％。
權(quán)利要求
1．重油流量計(jì)屬于高粘度，含顆粒雜質(zhì)流體的流量測(cè)量?jī)x表，它由流量傳感器、遠(yuǎn)傳差壓變送器、電阻溫度計(jì)、流量演算顯示儀組成，其特征是流量傳感器的測(cè)量管1管壁上開孔，然后安裝一個(gè)楔形節(jié)流件3；測(cè)量管1的兩端分別與取壓裝置2、4相連接之后，再與聯(lián)接法蘭8、15相連接；遠(yuǎn)傳裝置膜片10裝入取壓裝置法蘭9與盲法蘭12之間，通過(guò)螺栓13固定；同樣，遠(yuǎn)傳裝置膜片6裝入取壓裝置法蘭5與盲法蘭7之間，通過(guò)螺栓固定。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述流量計(jì)，其特征在于流量傳感器內(nèi)楔形節(jié)流件3的夾角φ=80～110°，楔徑比hD=0.2~0.5]]>；節(jié)流件3可以做成實(shí)心體或空心體。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述流量計(jì)，其特征在于流量傳感器的節(jié)流件3前、后的取壓裝置2、4，采用“T”形法蘭聯(lián)接取壓，前后兩側(cè)取壓距離L1=L2=65～150mm，取壓裝置的內(nèi)徑D1=D2=25～50mm。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述流量計(jì)，其特征在于流量傳感器的測(cè)量管1，內(nèi)徑D=6～75mm，管的長(zhǎng)度L=400～800mm。
5．一種權(quán)利要求1所述流量計(jì)的測(cè)量方法，將流量傳感器A通過(guò)端法蘭8和15與輸油管道連通，當(dāng)重油流量Q通過(guò)時(shí)，即在節(jié)流件3前后產(chǎn)生壓差；該壓差由取壓裝置和遠(yuǎn)傳差壓變送器B進(jìn)行測(cè)量，并變換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)IΔP，輸給流量演算顯示儀C；重油工作溫度t由電阻溫度計(jì)測(cè)量并變換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)It，也輸給流量演算顯示儀C；動(dòng)態(tài)參數(shù)IΔP與It匯同流量系數(shù)非線性修正系數(shù)Kα、重油粘度修正系數(shù)Kv、重油溫度修正系數(shù)Kt以及重油密度修正系數(shù)Kρ均通過(guò)流量演算顯示儀C，完成重油流量計(jì)算公式(1)的運(yùn)算，以數(shù)字顯示重油瞬時(shí)流量、累計(jì)流量等參數(shù)，并輸出相對(duì)應(yīng)的重油瞬時(shí)流量的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)IQ給控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制重油的流量；其特征在于重油流量計(jì)算公式Q=CKαKvKtKρΔP------(1)]]>式中Q-流過(guò)傳感器的重油流量(l/h；kg/h)；ΔP-節(jié)流件前、后的流體壓差(KPa；mmH2O)；C-比例系數(shù)，與測(cè)量管內(nèi)徑、流通截面積、流體密度、計(jì)量單位等因素有關(guān)；Kα-流量系數(shù)，與雷諾數(shù)、傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)等有關(guān)；Kv-重油粘度變化的修正系數(shù)；Kt-重油工作溫度變化的修正系數(shù)；Kρ-重油密度變化的修正系數(shù)。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)量方法，其特征在于公式(1)的參數(shù)其中粘度修正系數(shù)范圍Kv=5.5～27°E(恩氏度)，溫度修正系數(shù)范圍Kt=80～130℃，密度修正系數(shù)范圍Kρ=0.88～0.98g/cm3。
全文摘要
本發(fā)明屬于流體流量的測(cè)量?jī)x表及方法。由流量傳感器、遠(yuǎn)傳差壓變送器,電阻溫度計(jì)和流量演算顯示儀等組成,其特征在于:流量傳感器安裝楔形節(jié)流件3;測(cè)量管1的兩端分別與取壓裝置2、4相連接之后,再通過(guò)連接法蘭8.15與輸油管道相連通;通過(guò)流量演算顯示儀完成重油流量計(jì)算公式應(yīng)用,自動(dòng)控制重油的流量。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,堅(jiān)固耐用,維修工作量小;在雷諾數(shù)低的情況下準(zhǔn)確地進(jìn)行流量測(cè)量,適應(yīng)重油和渣油粘度高且隨溫度和成分不同而變化的特殊要求。
文檔編號(hào)G01F1/20GK1223371SQ9811231
公開日1999年7月21日 申請(qǐng)日期1998年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月16日
發(fā)明者劉心宇, 張衛(wèi)華, 劉元揚(yáng), 賀有恒, 王德志, 梁健, ?？×x, 吳鑫春, 魏九銀 申請(qǐng)人:中南工業(yè)大學(xué)