CN103977919A - 多孔喷嘴 - Google Patents

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许玉方
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening

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Abstract

本发明公开了一种多孔喷嘴，适于安装在流体通过的管道内，并横截所述管道，包括共圆心的中心区域、环形区域和周边区域，中心区域内设有至少一个第一喷嘴，环形区域环绕中心区域且在环形区域内设有至少一个第二喷嘴，周边区域环绕环形区域。本发明能够减少传统喷嘴对流体流动的阻碍，降低流体在滞留死区的形成，脏污介质可以很顺利通过，在不影响测量精度的情况下极大降低了喷嘴前后的压损，对上游流体的流动状态几乎没有了要求，制作也比传统的喷嘴简单，尤其特别适合大口径节流装置用喷嘴的制造，对材料成本又有很大的降低。

Description

多孔喷嘴
 
技术领域
本发明属于用于节流装置上使用的部件，特别是一种多孔喷嘴。
背景技术
差压式流量计的流量检测件发展已经有百余年历史，比较传统的是孔板和喷嘴，原理基本一样，通过测量流体流过检测件后产生的压强差来获得流量。喷嘴被放置在管道内，喷嘴的圆轴心跟管道要同轴心，喷嘴的圆弧入口对着流体流向，流体从喷嘴喉部流过，在喷嘴的前后产生压差，在有效的介质状态下，此差压可以计算出瞬时流量值。
传统的孔板和喷嘴现场的使用有很多要求，第一：要获得稳定的差压信号，在孔板和喷嘴的前面需要比较长的直管段，以获得充分发展的紊流流动状态，管壁的内径差异以及粗糙度都会严重影响测量的数据的准确度。第二：传统的孔板和喷嘴的压损比较大，不利于节能。第三：口径越大，传统喷嘴的尺寸厚度会非常大，对材料的要求，材料加工过程的浪费会非常严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多孔喷嘴，它可以跟差压变送器组成流量计。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种多孔喷嘴，所述喷嘴适于安装在流体通过的管道内，并横截所述管道，包括共圆心的中心区域、环形区域和周边区域，中心区域内设有至少一个第一喷嘴，环形区域环绕中心区域且在环形区域内设有至少一个第二喷嘴，周边区域环绕环形区域。
本发明与现有技术相比，其显著优点：本发明多孔喷嘴能够减少传统喷嘴对流体流动的阻碍，降低流体在滞留死区的形成，脏污介质可以很顺利通过，在不影响测量精度的情况下极大降低了喷嘴前后的压损，对上游流体的流动状态几乎没有了要求，制作也比传统的喷嘴简单，尤其特别适合大口径节流装置用喷嘴的制造，对材料成本又有很大的降低。
附图说明
图1是本发明多孔喷嘴的结构示意图。
图2是本发明多孔喷嘴一种具体实施结构的主视图。
图3是本发明多孔喷嘴一种具体实施结构的剖视图。
图4是采用此多孔喷嘴作为检测件的差压流量装置图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
本发明一种多孔喷嘴，适于安装在流体通过的管道内，并横截所述管道，包括共圆心的中心区域1、环形区域2和周边区域3，中心区域1内设有至少一个第一喷嘴11，环形区域2环绕中心区域1且在环形区域2内设有至少一个第二喷嘴21，周边区域3环绕环形区域2。
所述第一喷嘴11喉部面积与中心区域的面积的第一比率，第二喷嘴21喉部面积与环形区域面积的第二比率，第三喷嘴31喉部面积与周边区域的面积的第三比率，这三个比率相同。
所述周边区域3内设有至少一个第三喷嘴31。
所述第一喷嘴11、第二喷嘴21和第三喷嘴31为圆形。
所述中心区域1为圆形，环形区域2为环绕中心区域1的圆环形，周边区域3为环绕环形区域2的圆环形。
所述第一喷嘴11的圆心等间隔地分布在与中心区域1同心的一个圆上。
所述第二喷嘴21的圆心等间隔地分布在与中心区域1同心的一个圆上。
所述第三喷嘴31的圆心等间隔地分布在与中心区域1同心的一个圆上。
所述多孔喷嘴在反向使用时，也可以获得差压，当做节流件使用。
本发明跟单孔喷嘴比较，获得同样压差情况下，流通能力提高很多，且降低不可恢复压损；不需要很长的传统要求的直管段，对前面流场中涡流不敏感；对管道内径的不一致不敏感；特别需要提出的是：喷嘴厚度降低很多倍，例如一个100口径的喷嘴，采用这种多孔喷嘴可以从原来的单孔喷嘴的几十mm厚变成几个mm厚度，非常节约材料。
图2、3是本发明的一个具体实施例，该多孔喷嘴中心区域1内设有一个喷嘴，环形区域2内设有6个喷嘴，周边区域3内设有12个喷嘴。
图4是采用本发明方案制作了一个DN100口径的差压流量测量装置，在一个气体流量检定装置上做了实验，在流量标准装置测试中效果非常好，举一组数据如下：
体积流量（m3/h) 122.393 300.114 608.923 1005.630 1166.728
质量流量（kg/h) 141.898 347.645 702.730 1151.080 1329.365
密度（kg/m3） 1.159 1.158 1.154 1.145 1.139
管道压力(KPa) 100.839 100.728 100.331 99.444 98.970
温度（℃） 30 30 29.9 29.7 29.6
湿度 47 47 47 47 47
差压 (Pa) 102 610 2490 6760 9180
流量系数K 13.041 13.080 13.108 13.087 12.993
           
经过计算，流量系数K的线性误差为0.44%，而对于一个传统的标准喷嘴，即使在理想状态下，介质工作压力，温度，密度都不变的状态下，通过标准计算软件对一个DN100的喷嘴计算，空气介质，98KPa压力，温度30度，相对湿度47%，得到以下数据：
流量系数的线性由C和相乘决定，经计算C与相乘的线性误差达到了4.9%，如果现场工作条件是变化的，流量系数线性误差将会更加大。所以在流量测量的性能上有非常明显的进步。

Claims (8)

1.一种多孔喷嘴，适于安装在流体通过的管道内，并横截所述管道，其特征在于：包括共圆心的中心区域（1）、环形区域（2）和周边区域（3），中心区域（1）内设有至少一个第一喷嘴（11），环形区域（2）环绕中心区域（1）且在环形区域（2）内设有至少一个第二喷嘴（21），周边区域（3）环绕环形区域（2）。
2.根据权利要求1所述的多孔喷嘴，其特征在于：所述周边区域（3）内设有至少一个第三喷嘴（31）。
3.根据权利要求1或2所述的多孔喷嘴，其特征在于：所述第一喷嘴（11）喉部面积与中心区域（1）面积的比率，第二喷嘴（21）喉部面积与环形区域（2）面积的比率，第三喷嘴（31）喉部面积与周边区域（3）面积的比率相同。
4.根据权利要求1或2所述的多孔喷嘴，其特征在于：所述第一喷嘴（11）、第二喷嘴（21）和第三喷嘴（31）为圆形。
5.根据权利要求1所述的多孔喷嘴，其特征在于：所述中心区域（1）为圆形，环形区域（2）为环绕中心区域（1）的圆环形，周边区域（3）为环绕环形区域（2）的圆环形。
6.根据权利要求1或3所述的多孔喷嘴，其特征在于：所述第一喷嘴（11）的圆心等间隔地分布在与中心区域（1）同心的一个圆上。
7.根据权利要求1或3所述的多孔喷嘴，其特征在于：所述第二喷嘴（21）的圆心等间隔地分布在与中心区域（1）同心的一个圆上。
8.根据权利要求1或2所述的多孔喷嘴，其特征在于：所述第三喷嘴（31）的圆心等间隔地分布在与中心区域（1）同心的一个圆上。
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