CN102928028A - 全对称双锥流量计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全对称双锥流量计。包括测量直管和双锥形体；测量直管同一轴向截面上依次开有上游取压口、喉部取压口和下游取压口，上游取压口与下游取压口位置关于喉部取压口对称；双锥形体由两端的圆锥体和中部的圆柱体构成，中部的圆柱体沿圆周方向等距装有三个厚度相同的支撑柱片，三个支撑柱片与中部的圆柱体等长；双锥形体同轴安装在测量直管内，喉部取压口不仅位于双锥形体的两个支撑柱片中间，同时还位于双锥形体长度的中部，双锥形体圆柱部分与测量直管紧密配合。本发明在大雷诺数时取得了较稳定的流出系数，具有压损较小，重复性较好，直管段要求较短等特点。且采用三个取压口得到的双差压信号在两相流参数测量中也可应用。
Description
技术领域
本发明涉及流量测量装置，尤其是涉及一种全对称双锥流量计。
背景技术
差压式流量计是目前工业生产中用来测量气体、液体和蒸汽流量最常用的一种流量仪表。据调查统计，在整个工业流量测量领域中，差压式流量计占流量仪表总数的一半以上。通常差压式流量计包括节流式差压流量计、皮托管、均速管流量计、弯管流量计等。但在应用中也渐渐发现传统差压式流量计中不少难以克服的缺点，例如：流出系数不稳定，压损大，量程比小，现场安装条件高等。
上个世纪80年代美国MC-CROMETER公司研制出了一种新型的节流式差压流量计-内锥流量计。其设计理念不再是使流体突然改变流动方向，而是利用同轴安装在管道中的V形尖圆锥将流体逐渐地节流收缩到管道内边壁，这使得测量信号的精度明显改善并与传统差压式流量计相比具有更小的压损和较短的直管段。但是V锥的尾部形成钝体，流动发生分离，会产生大量漩涡，耗散很大的能量，压力损失仍然不小。尤其是直径比较大时，其压力损失可达到与孔板相近的水平。同时在这样的尾流区中取压，不可能取到稳定的压力。另外，V锥流量计的悬臂式结构也不够稳定，可能产生振动，直接影响测量结果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全对称双锥流量计，其主要目的在于减小测量过程中的压力损失、保证其良好的重复性并使其可以用于测量脏污流体。
本发明采用技术方案是：
本发明包括测量直管和双锥形体；测量直管同一轴向截面上依次开有上游取压口、喉部取压口和下游取压口，上游取压口与下游取压口位置关于喉部取压口对称；双锥形体由两端的圆锥体和中部的圆柱体构成，中部的圆柱体沿圆周方向等距装有三个厚度相同的支撑柱片，三个支撑柱片与中部的圆柱体等长；双锥形体同轴安装在测量直管内，喉部取压口不仅位于双锥形体的两个支撑柱片中间，同时还位于双锥形体长度的中部，双锥形体圆柱部分与测量直管紧密配合；双锥形体其前、后锥体的最大直径与中部圆柱体直径相等，前后锥体锥度相等，锥度均为45°；双锥形体其中部圆柱体的轴向长度与圆柱体的半径相等；上游取压口和下游取压口的轴线与喉部取压口轴线的距离均为1.7~1.9倍双锥形体圆柱体的直径。
本发明具有的有益效果是：
本发明具有很好的灵敏度与稳定性，同时在大雷诺数时取得了较稳定的流出系数，具有压损较小，重复性较好，直管段要求较短等特点。且采用三个取压口得到的双差压信号在两相流参数测量中也可应用。本发明的双锥形体由三角结构固定于测量管中部，在流体流过时受力均衡，不会出现振荡现象，能有效抵抗脏污流体中杂质的冲击，同时不易积污。与传统差压式流量计相比本发明具有压损小，测量重复性较好，结构简单，不易磨损与积污等优点。
附图说明
图1是本发明的结构剖视示意图。
图2是本发明双锥形体与测量直管配合局部示意图。
图3 是图2的右视图。
图4是图3的A-A剖面图。
图中：1、上游法兰，2、测量直管，3、双锥形体，4、支撑柱片，5、下游法兰，6、上游取压口，7、喉部取压口，8、下游取压口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明包括测量直管2和双锥形体3；测量直管2同一轴向截面上依次开有上游取压口6、喉部取压口7和下游取压口8，上游取压口6与下游取压口8位置关于喉部取压口7对称；双锥形体3由两端的圆锥体和中部的圆柱体构成，中部的圆柱体沿圆周方向等距装有三个厚度相同的支撑柱片4，三个支撑柱片4与中部的圆柱体等长；双锥形体3同轴安装在测量直管2内，喉部取压口7不仅位于双锥形体3的两个支撑柱片4中间，同时还位于双锥形体3长度的中部，双锥形体3圆柱部分与测量直管2紧密配合；双锥形体3其前、后锥体的最大直径与中部圆柱体直径相等，前后锥体锥度相等，均为45°；双锥形体其中部圆柱体的轴向长度与圆柱体的半径相等；所述上游取压口6和下游取压口8的轴线与喉部取压口7轴线的距离均为1.7~1.9倍双锥形体圆柱体的直径。
本发明的工作原理如下：
如图1所示，本发明的测量直管2上具有上游取压口6、喉部取压口7和下游取压口8共3个取压口，测量直管2内部有被测气体或液体流经双锥形体，测量直管的内径与现场管道内径相同，通过管口两端的上游法兰1与下游法兰5连接在一起；支撑柱片4相对于双锥形体的横截面积很小，所以对流体流动的干扰可忽略不计；上游取压口6、喉部取压口7和下游取压口8均用于采集管道内的差压信号，并通过焊接取压嘴使引流管分别与上游取压口6、喉部取压口7和下游取压口8连通，用于把采集到的差压信号接入差压变送器并读取。
本发明是在V锥节流件设计理念基础上提出的，其节流元件双锥形体的迎流面和背流面都采用了锥度为45°的两个锥体组成，在中部圆柱体上流体的流速和静压力趋于稳定有一个缓冲区域，便于在喉部取压口上采集到灵敏度很好的差压信号，使其具有很高的测量精度与很好的重复性。它的前锥角具有和V锥一样的优点，能对来流的速度分布有一个调整过程，一定程度上抵御上游来流条件变化对测量精度的影响。同时由于前后锥角锥度相同，全对称式结构更易于双向测量。它的尾部不像V锥那样形成钝体导致流动分离，而是通过一段喉部连接一个同角度的锥体，这对尾部的流体有一定的导流作用，防止流动分离，减少漩涡，从而有效地降低压力损失。
Claims (4)
1.一种全对称双锥流量计，其特征在于：包括测量直管（2）和双锥形体（3）；测量直管（2）同一轴向截面上依次开有上游取压口（6）、喉部取压口（7）和下游取压口（8），上游取压口（6）与下游取压口（8）位置关于喉部取压口（7）对称；双锥形体（3）由两端的圆锥体和中部的圆柱体构成，中部的圆柱体沿圆周方向等距装有三个厚度相同的支撑柱片（4），三个支撑柱片（4）与中部的圆柱体等长；双锥形体（3）同轴安装在测量直管（2）内，喉部取压口（7）不仅位于双锥形体（3）的两个支撑柱片（4）中间，同时还位于双锥形体（3）长度的中部，双锥形体（3）圆柱部分与测量直管（2）紧密配合。
2.根据权利要求1所述的一种全对称双锥流量计，其特征在于：所述双锥形体（3）其前、后锥体的最大直径与中部圆柱体直径相等，前后锥体锥度相等，锥度均为45°。
3.根据权利要求1所述的一种全对称双锥流量计，其特征在于：所述双锥形体其中部圆柱体的轴向长度与圆柱体的半径相等。
4.根据权利要求1所述的一种全对称双锥流量计，其特征在于：所述上游取压口（6）和下游取压口（8）的轴线与喉部取压口（7）轴线的距离均为1.7~1.9倍双锥形体圆柱体的直径。
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