CN106197576B - 文丘里锥管流量计 - Google Patents

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Abstract

—种文丘里锥管流量计，主要是入口直管经收缩锥管与扩散锥管连接，在入口直管上分布有上游取压孔，由均压环将该上游取压孔连通，与均压环连通的上游引压管接差压变送器一端。在收缩锥管内出口端处嵌有内锥形节流件，于内锥形节流件下游面处的收缩锥管上设置有与其连通的下游取压孔，与下游取压孔连通的下游引压管接差压变送器另一端。它利用入口收缩锥管束整流体流场，产生静压力差，利用出口扩散锥管使流体平缓扩散，减少压损。特别是经内锥形节流件形成的二次收缩，能获取较大的差压信号以便精确测量，达到提高流量测量精度、约能源的目的。具有节能降耗、测量精度高、安装使用方便等特点。

Description

文丘里锥管流量计
技术领域
本发明涉及一种流体流量测量装置，特别是文丘里锥管流量计。它适用于各种流体的流量测量，是一种新型节流装置式流量计。
背景技术
现有的节流装置式流量计种类很多，但是都面临差压信号强而压力损失(即能耗)随之亦大的窘境，无法同时满足既差压信号强又压损小的要求，大大制约了它的应用。授权公告号为CN201463945U曾经公开了一种复合型文丘里管流量传感器，它由圆筒段及依次与其连接的圆锥收缩管、圆筒形喉部管段及圆锥扩散管段组成。在圆筒形喉部管段内设置有至少一个圆锥形体、楔形体或多孔板复合节流件。它由于在文丘里管的喉部管段加装至少一个圆锥形体、楔形体或多孔板复合节流件，这样，就会要求喉部管段保持一定长的直管段，从它公开的附图中也可以看出，从而会大大加长喉部管段尺寸，增大成本，却又不能降低压损，无法实现既能有效获取较大的差压信号以便精确测量又能借助扩散圆锥管恢复静压使压损更小的预期效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种文丘里锥管流量计，它能够克服己有技术的不足，既能束整流体流场又能产生静压力差，还能使流体平缓扩散从而减少压损；既能有效获取较大的差压信号以便精确测量又能借助扩散圆锥管恢复静压使压损更小，从而，达到既提高流量测量精度又节约能源的目的。
其解决方案是：入口等径直管经收缩锥管与扩散锥管连接，在入口等径直管上分布有上游取压孔，并由均压环将所述上游取压孔相互连通，与均压环连通的上游引压管接差压变送器的一端；而在收缩锥管内腔出口端处设置有内锥形节流件，在内锥形节流件下游面处的收缩锥管上设置有与收缩锥管连通的下游取压孔，该下游取压孔通过与其连通的下游引压管接差压变送器的另一端。当流体从上游等径直管进入，经过收缩锥管、内锥形节流件，从扩散锥管流出，进入下游的流程等径直管。上游取压孔和下游取压孔采集的静压信号，经上游引压管及下游引压管进入差压变送器产生电流信号输出，经计算程序运算，即可测知流体流量。
所述内锥形节流件为内锥形体，其内腔孔从流体入口端至流体出口端为依次连通的收缩锥孔、等径圆孔和扩散锥孔。
所述内锥形节流件的入口锥角γ在0-30°之间、出口锥角δ在0-45°之间。
所述收缩锥管的收缩锥角α在5-35°之间，扩散圆锥管的扩张锥角β在5-25°之间。
本发明采用上述技术方案，由于利用收缩锥管和扩散锥管的缓慢收缩与扩张，可缩小内锥形节流件上下游两侧的漩涡区，能有效地减小漩涡的体积和强度、从而可稳定差压信号，降低压力损失。又由于收缩锥管和内锥形节流件的双重收缩，使局部流速大大提高，从而可增大差压信号，有利于提高流量测量的精确度。同时，内锥形节流件的下游面紧接扩散锥管，流体从内锥形节流件流出形成的收缩流得以平缓扩散、流速平稳降低而静压恢复，几乎不产生漩涡，压损很小。它具有更高的精确度和更小的压损，能耗低。从而，达到既提高流量测量精度又节约能源的目的。特别是对口径大、流速低的流体流量的测量，具有明显的优势。
总之，它充分利用文丘里的入口收缩锥管既能束整流体流场又能产生静压力差、出口扩散锥管使收缩后的流体平缓扩散从而具有减少压损的功能。特别是在收缩锥管内置入内锥形节流件形成二次收缩、既能有效获取较大的差压信号以便精确测量又能借助扩散锥管恢复静压使压损更小，达到提高流量测量精度又节约能源的目的。同时，具有节能降耗、测量精度高、安装使用方便等特点。
附图说明
图1为文丘里锥管流量计的结构示意主剖视图。
图2为文丘里锥管流量计的使用状态图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。
图1至图2中，以将本发明安装于内径为300mm的流程管段为例。在连接法兰1的入口等径圆直管2中部处沿其圆周均匀分布有4个直径为Φ10的上游取压孔4，并由均压环11将4个上游取压孔4连通，与均压环11连通且外径为Φ14的上游引压管3接至差压变送器B的H端。所述入口等径圆直管2与收缩圆锥管5连通，该收缩圆锥管5的收缩锥角α为30°，轴向长度为280mm。于收缩圆锥管5内的出口端处嵌入一个内锥形节流件6，在内锥形节流件6下游面处的收缩圆锥管5上设置有Φ10的下游引压孔8，外径为Φ14的下游引压管7通过收缩圆锥管5上设置的Φ10的下游引压孔8与收缩圆锥管5连通，而下游引压管7接差压变送器B的L一端。所述内锥形节流件6的厚度为20mm，入口锥角γ为20°，喉径为Φ16，出口锥角δ为30°，而收缩圆锥管5又与扩散圆锥管9连通，该扩散圆锥管9的扩散锥角β为20°，轴向长度为425.3mm。入口等径圆直管2的入口端及扩散圆锥管9的出口端分别经左法兰1和右法兰10与内径为300mm的流程管段连接。
所述收缩圆锥管5的收缩锥角α、扩散圆锥管9的扩散锥角β及内锥形节流件6的孔径不局限于上述公开的技术参数，它可根据实际应用，由专用公式计算出相应的技术参数值。
当上游流程管段中的流体流进入口等径圆直管2内时，在该入口等径圆直管2内保持原来的流速，随后流经收缩圆锥管5，在流体的流通面积逐渐减少的同时其流速逐渐增加，而流体静压力同时降低。当流体流经内锥形节流件6时其流通面积更小，流速进一步增加，其下游面流体静压力进一步降低。分别在上游引压管3和下游引压管7处引出两个静压力信号至差压变送器B，差压变送器B的输出和流体的流量值之间存在一个对应关系，根据节流装置通用的伯努利方程和流体连续性方程，按通用技术可推导出流量测量的基本方程，即可准确测知流量。当流体从内锥形节流件6流出形成的收缩流经扩散圆锥管9得以平缓扩散，流速平稳降低而静压恢复，几乎不产生漩涡，压损很小。

Claims (3)

1.一种文丘里锥管流量计，其特征在于，入口等径直管﹙2﹚经收缩锥管﹙5﹚与扩散锥管﹙9﹚连接，在入口等径直管﹙2﹚上分布有上游取压孔﹙4﹚ ，并由均压环﹙11﹚将所述上游取压孔﹙4﹚相互连通，通过与均压环﹙11﹚连通的上游引压管﹙3﹚接差压变送器(B)的一端，在收缩锥管﹙5﹚内靠近收缩锥管﹙5﹚出口端处设置有内锥形节流件﹙6﹚，于内锥形节流件﹙6﹚下游面处的收缩锥管﹙5﹚上设置有与收缩锥管﹙5﹚连通的下游取压孔(8)，该下游取压孔(8)通过与其连通的下游引压管﹙7﹚接差压变送器(B)的另一端；所述内锥形节流件﹙6﹚为内锥形体，其内腔孔从流体入口端至流体出口端为依次连通的收缩锥孔、等径圆孔和扩散锥孔。
2.如权利要求1所述的文丘里锥管流量计，其特征在于，所述内锥形节流件﹙6﹚的内腔孔入口锥角γ在0-300之间、出口锥角δ在0-450之间 。
3.如权利要求1所述的文丘里锥管流量计，其特征在于，所述收缩锥管﹙5﹚的收缩锥角α在5-350之间，扩散锥管﹙9﹚的扩散锥角β在5-250之间。
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