CN104501884A - 一种矩形流量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矩形流量计，包括测量管体、正取压管、负取压管和矩形楔块；所述正取压管、负取压管并列焊接设置于测量管体上；所述矩形楔块为长方体形，紧贴设置于测量管体内壁，矩形楔块上开设有取压通孔，所述取压通孔垂直应对着负取压管，所述取压通孔的直径与负取压管内经相同；所述矩形楔块上在流体上游设有前斜角α、下游设有后斜角β，所述前斜角α和后斜角β中间设有一矩形平台，所述前斜角α角度大于后斜角β角度；所述矩形楔块与测量管体之间形成一节流弧孔。该发明矩形流量计具有结构安全牢靠、不易磨损、长期稳定性好、测量精度高、压力损失小的特点。

Description

一种矩形流量计

技术领域

本发明涉及涉及流量测量领域，具体说是一种用于测定圆形管道内气体、蒸汽和液体（ 包括高粘度、高磨损以及腐蚀性）的差压式矩形流量计。

背景技术

流量测量的发展可追溯到古代的水利工程和城市供水系统。古罗马凯撒时代已采用孔板测量居民的饮用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法测量尼罗河的流量。17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础，这是流量测量的里程碑。自那以后,18、19世纪流量测量的许多类型仪表的雏形开始形成，如皮托管、文丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流量测量的需求急剧增长，才促使仪表迅速发展，微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代，新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今，据称已有上百种流量计投向市场，现场使用中许多棘手的难题可望获得解决。

其中差压式流量计历史悠久，在各类流量仪表中应用最为广泛。它以伯努利定理和流动连续性方程为基本原理，通过测量管道内流体流过节流元件所产生的压力之差，结合已知工况条件从而求得流量。差压式流量计品种较多，目前市场上经常使用的差压式流量计有：毕托巴流量计、孔板流量计、楔形流量计、阿牛巴流量计、威迪巴流量计、钻石巴流量计、德尔塔巴流量计、多孔平衡流量计等。

其中楔形流量计运用广泛，其结构见附图1，包括主管体01、正取压管02、负取压管03和和紧贴设置于管体内部的楔形块04。其测量原理是：流体通过楔形流量计时，由于楔块的节流作用，在其上、下游侧产生了一个与流量值成平方关系的差压，将此差压从楔块两侧取压口引出，送至差压变送器转变为电信号输出，再经经专用智能流量积算仪运算后，即可获知流量值。

相对于孔板、喷嘴、文丘里等标准节流装置，楔形流量计有自己的显著特性：首先在极宽的雷诺数范围内（500-106），流量和差压始终保持方根关系，流量系数呈线性状态；其次楔形流量计的节流件是V形楔块，它的圆弧顶角朝下，这样有利於含悬浮颗粒流体和高粘度液体流过时在节流件上游侧不会产生滞流和积存。所以楔形流量计非常适合于宽雷诺数范围的高粘度，以及含悬浮颗粒物流体测量。

但是楔形流量计V形楔块顶角宽度小，受力集中，直接承受流体冲刷，容易磨损使顶角高度降低，直接影响长期流量测量精度。另外相对于文丘里来说V形楔块节流突然，前后导流角偏大，造成永久压力损失偏大，流量系数偏低，所需前后直管段偏长。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种精度更高、永久压力损失更小、长期测量稳定性更高、适用于测量各种介质的差压式矩形流量计。

为解决上述现有技术中存在的技术问题，采用的具体技术方案是：

一种矩形流量计，包括测量管体、正取压管、负取压管和矩形楔块；所述正取压管、负取压管并列焊接设置于测量管体上；所述矩形楔块紧贴设置于测量管体内壁，矩形楔块上开设有取压通孔，所述取压通孔垂直应对着负取压管，所述取压通孔的直径与负取压管内经相同；所述矩形楔块上在流体上游设有前斜角α、下游设有后斜角β，所述前斜角α和后斜角β中间设有一矩形平台，所述前斜角α角度大于后斜角β角度；所述矩形楔块与测量管体之间形成一节流弧孔。

所述正取压管设于测量管体的上游，所述负取压管设于测量管体的中下游。

所述前斜角的角度α为22.5°到45°，后斜角角度β为5°到15°。

所述矩形平台的长度大于所述节流弧孔的高度小于测量管体的内径。

所述正取压管、负取压管上均焊接有的取压法兰，所述两取压法兰中间连接有双法兰差压仪表。

所述矩形楔块与测量管体之间的连接方式为焊接或紧固连接。

所述测量管体两端设有连接法兰，所述取压法兰用于被测量管道的连接。

所述正取压管、负取压管为相同规格大小的通孔管。

通过采用上述方案，本发明的模块化复合式热交换装置与现有技术相比，其技术效果在于：

矩形节流件较小角度的前斜角类似于文丘里的前斜角，但是本发明的矩形流量计流体可以更平缓收缩，缓慢加速，均衡过渡，极大的降低了因急剧收缩而造成的动量损失，大大的减小了对流体的阻力。矩形平台相对于楔形块，实现了导流通道变长，流体可以保持均匀整流，流经矩形平台的流速和静压力保持的十分稳定，从而能获得很高的测量精度和很好的重复性。小角度的后斜角类似文丘里尾部的扩散段的作用，但更能够使经过加速的流体在逐渐扩张的通道推迟与管壁边界层的分离而减速增压，大大减少了漩涡的产生，从而最大程度的减小流体流动的阻力和压损。矩形平台的长度为d到1D,为楔形顶角长度的几十倍，与前斜角夹角且为钝角，能经得起高速流体或脏污流体及含固体颗粒流体的冲刷，从而能保证β值和流出系数C值长期不变。与现有楔形流量计比较本发明矩形流量计具有结构安全牢靠、不易磨损、长期稳定性好、测量精度高、压力损失小的特点。

附图说明

图1为现有技术楔形流量计的整体结构示意图；

图2为本发明矩形流量计的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合图2所示对本发明作进一步的说明：

如图2所示：

一种矩形流量计，包括测量管体1、正取压管2、负取压管3和矩形楔块4，所述测量管体1前后两端安装有连接法兰5，所述连接法兰5是用于被测量管道连接。所述正取压管3和负取压管4为相同规格大小，并排焊接于测量管体1上。所述正取压管2位于测量管体1的上游，用于采集流体在测量管内的正压信号，所述负取压管3位于测量管体1的中下游，用于采集流体在测量管内的负压信号。垂直对应负取压管3并在测量管体1内紧贴管内壁焊接或紧固安装有长方体形的矩形楔块4，负取压口贯穿于矩形楔块4且与负取压管3同轴。所述矩形楔块4上在流体上游设有前斜角α、下游设有后斜角β，所述前斜角α和后斜角β中间设有一矩形平台6，所述矩形楔块4前斜角的角度α为22.5°到45°，后斜角角度β为5°到15°，所述矩形平台6的长度为d到1D(D为测量管体1内径，d为节流弧孔高度)。所述矩形楔块4用于缩小流体流通面积，节流降压，使上游和下游产生压力差。所述正取压管2、负取压管3上均焊接有的取压法兰7，所述两取压法兰7中间连接有双法兰差压仪表,用于把采集到的正负压信号分别引到差压仪表。

Claims (8)

1.一种矩形流量计，其特征在于：包括测量管体、正取压管、负取压管和矩形楔块；所述正取压管、负取压管并列焊接设置于测量管体上；所述矩形楔块为长方体形，紧贴设置于测量管体内壁，矩形楔块上开设有取压通孔，所述取压通孔垂直应对着负取压管，所述取压通孔的直径与负取压管内经相同；所述矩形楔块上在流体上游设有前斜角α、下游设有后斜角β，所述前斜角α和后斜角β中间设有一矩形平台，所述前斜角α角度大于后斜角β角度；所述矩形楔块与测量管体之间形成一节流弧孔。

2.根据权利要求1所述的一种矩形流量计，其特征在于：所述正取压管设于测量管体的上游，所述负取压管设于测量管体的中下游。

3.根据权利要求1所述的一种矩形流量计，其特征在于：所述前斜角的角度α为22.5°到45°，后斜角角度β为5°到15°。

4.根据权利要求2所述的一种矩形流量计，其特征在于：所述矩形平台的长度大于所述节流弧孔的高度小于测量管体的内径。

5.根据权利要求3所述的一种矩形流量计，其特征在于：所述正取压管、负取压管上均焊接有的取压法兰，所述两取压法兰中间连接有双法兰差压仪表。

6.根据权利要求1和权利要求2所述的一种矩形流量计，其特征在于：所述矩形楔块与测量管体之间的连接方式为焊接或紧固连接。

7.根据权利要求2和权利要求3所述的一种矩形流量计，其特征在于：所述测量管体两端设有连接法兰，所述取压法兰用于被测量管道的连接。

8.根据权利要求2所述的一种矩形流量计，其特征在于：所述正取压管、负取压管为相同规格大小的通孔管。