CN108007514B - 一种水表整流器 - Google Patents

Abstract

一种水表整流器，涉及仪表技术领域。包括：整流管，以及设于整流管内且沿水的流向依次设置的网板、第一整流件、第二整流件和第三整流件。第一整流件呈半球状且球形面朝向水流下游方向。第一整流件凹设有呈半球状的子腔体。第一整流件具有多个沿整流腔的轴向开设的第一通孔。第二整流件具有多个沿整流腔的轴向开设的第二通孔。第二通孔同第一通孔孔径比为1：3～8。第三整流件包括中心轴，以及连接于中心轴的第一导流板、第二导流板和第三导流板。第一导流板、第二导流板和第三导流板三者的端部面均同第二整流件端部面相接触，且三者长度比为：1：1.3～1.8：2～2.5。其能对水表测试水流进行整流，提高水表测试的准确性和测试结果的可信度。

Description

一种水表整流器

技术领域

本发明涉及仪表技术领域，具体而言，涉及一种水表整流器。

背景技术

在水表的测试过程中，对测试使用的水流的要求非常高，特别是水流方向，水流方向对于测试而言非常关键。由于水流在水管内流动时，特别是流经弯管后，水流容易转变为带有旋转和飞溅特性的水流形态，这将严重影响到水流对水表的传动机构的推动效果，从而影响到水表的计量准确性，进而影响水表测试的准确度。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种水表整流器，其能够对水表测试水流进行整流，将测试水流调整为层流，提高了水表测试的准确性和测试结果的可信度。

本发明的实施例是这样实现的：

一种水表整流器，其包括：整流管、网板、第一整流件、第二整流件和第三整流件。整流管具有整流腔。网板设于整流腔内且与整流腔同轴设置，网板的周缘同整流管的内壁连接。第一整流件呈半球状，第一整流件设于整流腔内且位于网板的下游，第一整流件的球形面朝向水流下游方向。第一整流件靠近网板的一侧还凹设有呈半球状的子腔体，第一整流件、子腔体与整流腔三者同轴。第一整流件还具有多个沿整流腔轴向开设的第一通孔，沿整流腔的径向，第一通孔呈阵列分布，沿整流腔的轴向，第一通孔也呈阵列分布。第二整流件呈圆柱状，第二整流件设于整流腔内且位于第一整流件的下游，第二整流件与整流腔同轴。第二整流件具有多个沿整流腔轴向开设的第二通孔，第二通孔在第二整流件的端部平面阵列分布。第二通孔与第一通孔的孔径比为1：3～8。第三整流件包括中心轴，以及连接于中心轴的两个相对设置的第一导流板、两个相对设置的第二导流板和两个相对设置的第三导流板。第一导流板、第二导流板和第三导流板均沿中心轴的轴向设置且三者均匀间隔设置。第三整流件设于整流腔内且位于第二整流件的下游，中心轴与整流腔同轴，第一导流板、第二导流板和第三导流板均与整流管的内壁连接。第一导流板、第二导流板和第三导流板三者的端部均与第二整流件端部相接触。沿整流腔的轴向，第一导流板、第二导流板和第三导流板的长度比为：1：1.3～1.8：2～2.5。

进一步地，每个第一通孔均设有导流管，导流管由第一整流件的球形面沿整流腔的轴向朝第二整流件方向伸出。导流管靠近第二整流件的端部面垂直于整流腔轴向。

进一步地，导流管靠近第二整流件的一端与第二整流件端面相接触。

进一步地，整流管包括第一管体和第二管体，两管体连接采用可拆连接方式；网板、第一整流件和第二整流件均设于第一管体内，第三整流件设于第二管体内。第二整流件远离第一整流件的端面与所述第一管体的端面位于同一平面，第三整流件靠近第二整流件的端面与所述第二管体的端面位于同一平面。

进一步地，第一管体的内壁凹设有用于容置第二整流件的第一容置槽。第一容置槽位于第一整流件的下游，第一容置槽从安装起始位置向下游拉通开设，直至第一管体的端部平面；第二整流件采用可拆连接方式容置于第一容置槽。

进一步地，第二管体的内壁凹设有用于容置第一导流板的第二容置槽、用于容置第二导流板的第三容置槽和用于容置第三导流板的第四容置槽；第二容置槽、第三容置槽和第四容置槽均从安装起始位置向上游拉通开设，直至第二管体的端部平面；第一导流板采用可拆连接方式容置于第二容置槽，第二导流板采用可拆连接方式容置于第三容置槽，第三导流板采用可拆连接方式容置于第四容置槽。

进一步地，网板与第一整流件之间的净空间距为第一整流件内子腔体球形半径的一半。

进一步地，整流管还具有用于将经过整流的液体进行进一步整流并将液体导出的引流段，引流段位于第三整流件远离第二整流件的一侧。

本发明实施例的有益效果是：

由于水流在水管内流动时，特别是流经弯管后，水流容易转变为带有旋转和飞溅特性的水流形态，这将严重影响到水流对水表的传动机构的推动效果，从而影响到水表的计量准确性，进而影响水表测试的准确度。

本发明实施例提供的水表整流器沿水流方向依次设置网板、第一整流件、第二整流件和第三整流件以对水表测试水流进行整流。测试水流在通过网板时，网板能够对测试水流进行过滤并作初步整流。

进一步地，测试水流进入到第一整流件的子腔体后，由于子腔体呈半球状，子腔体对测试水流具有一定的汇聚作用，能够促进测试水流相互聚拢，便于使处于紊流状态的水流相互抵消自身内部各个部分横向动能，保留轴向动能，使测试水流的紊流程度降低，有利于后续进一步进行整流。即通过网板和第一整流件的相互配合，大大降低了测试水流的混乱程度和整流难度，并保证了测试水流所需的纯净度。由于沿整流腔的径向第一通孔呈阵列分布，沿整流腔的轴向第一通孔也呈阵列分布，测试水流在穿过第一整流件时能够更加平缓、均匀，避免在第一整流件处出现额外的不规则流动。

进一步地，当测试水流进入到第二整流件后，由于第二通孔同第一通孔的孔径比为1：3～8，当测试水流由第一通孔到达第二通孔后，测试水流被第二整流件进行分割并进入到第二通孔中。由于进入第二通孔后测试水流的流动空间突然变小且流动空间较为受限，能够促使测试水流趋于平稳化，有利于进一步减弱测试水流的不规则流动。经第二整流器整流后的测试水流具有较高的稳定性和层流特性，不规则流动基本消除。

进一步地，测试水流通过第二整流件之后，各个第二通孔中的水流相互汇合。为了防止在汇合过程中出现额外的不规则流动，设置第三整流件。测试水流刚刚通过第二整流件后，即进入第三整流件，进入第三整流件的测试水流同时受到第一导流板、第二导流板和第三导流板三者的限制，分别在六个小区域内进行初步汇合。由于每个小区域内的水量较小，汇聚过程中产生不规则流动的概率也就更低，更有利于保证水流汇聚的平稳性。同时第一导流板、第二导流板和第三导流板对汇聚后的水流具有一定的疏导和引流的作用，即使在汇聚过程中产生了局部乱流，也能够及时消除。

进一步地，当测试水流穿过第一导流板之后，小区域的个数由6个变为4个，小区域之间的水流进行了汇聚。同理，由于测试水流已经具有了较好的平稳性，在进行此次汇聚时产生不规则流动的概率也较低，即使产生也能够快速消除。当测试水流穿过第二导流板后，又会进行进一步的汇聚。当测试水流穿过第一导流板后，测试水流便进行最终汇聚。由于第一导流板、第二导流板和第三导流板的长度比为：1：1.3～1.8：2～2.5，能够使测试水流的汇聚具有更好的梯度性，便于提高水流汇聚的平稳性。经最终汇聚后，测试水流整体呈平稳的层流状态，能够直接用于水表测试。

总体而言，本发明实施例提供的水表整流器能够对水表测试水流进行整流，将测试水流由紊流调整为平稳的层流，使得水表测试过程的准确度大大提高，能够更加准确地反映水表精确度，提高了水表测试的准确性和测试结果的可信度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的水表整流器的示意图；

图2为图1中的水表整流器的第一管体和第二管体的示意图；

图3为图1中的水表整流器的网板、第一整流件、第二整流件和第三整流件的示意图；

图4为图1中的水表整流器的第一整流件的第一通孔的示意图；

图5为图1中的水表整流器的第二整流件的第二通孔的示意图；

图6为图1中的水表整流器的第三整流件的示意图；

图7为图1中的水表整流器的第二容置槽、第三容置槽和第四容置槽的示意图。

图标：1000-水表整流器；1100-整流管；1120-第一管体；1121-第一容置槽；1130-第二管体；1131-第二容置槽；1132-第三容置槽；1133-第四容置槽；1140-引流段；1200-网板；1300-第一整流件；1310-球形面；1320-子腔体；1330-第一通孔；1340-导流管；1400-第二整流件；1410-第二通孔；1500-第三整流件；1510-中心轴；1520-第一导流板；1530-第二导流板；1540-第三导流板；1600-小区域。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1～7，本实施例提供一种水表整流器1000。水表整流器1000包括：整流管1100、网板1200、第一整流件1300、第二整流件1400和第三整流件1500。

整流管1100具有整流腔。网板1200设于整流腔内且与整流腔同轴，网板1200的周缘同整流管1100的内壁连接。

第一整流件1300呈半球状，第一整流件1300设于整流腔内且位于网板1200的下游，第一整流件1300的球形面1310朝向水流下游方向。第一整流件1300靠近网板1200的一侧还凹设有呈半球状的子腔体1320，第一整流件1300、子腔体1320与整流腔三者同轴。第一整流件1300还具有多个沿整流腔的轴向开设的第一通孔1330，沿整流腔的径向，第一通孔1330呈阵列分布，沿整流腔的轴向，第一通孔1330也呈阵列分布。具体地，相邻的两个第一通孔1330的轴心线之间的间距为第一通孔1330的孔径的1.1～1.4倍，在本实施例中，相邻的两个第一通孔1330的轴心线之间的间距为第一通孔1330的孔径的1.25倍。

第二整流件1400呈圆柱状，第二整流件1400设于整流腔内且位于第一整流件1300的下游，第二整流件1400与整流腔同轴。第二整流件1400具有多个沿整流腔的轴向开设的第二通孔1410，第二通孔1410在第二整流件1400的端部平面呈阵列分布。第二通孔1410与第一通孔1330的孔径比为1：3～8。具体地，相邻的两个第二通孔1410的轴心线之间的间距为第二通孔1410的孔径的1.1～1.4倍，在本实施例中，相邻的两个第二通孔1410的轴心线之间的间距为第二通孔1410的孔径的1.25倍，且第二通孔1410同第一通孔1330的孔径比为1：5。

第三整流件1500包括中心轴1510，以及连接于中心轴1510的两个相对设置的第一导流板1520、两个相对设置的第二导流板1530和两个相对设置的第三导流板1540。第一导流板1520、第二导流板1530和第三导流板1540均沿中心轴1510的轴向设置且三者均匀间隔设置。第三整流件1500设于整流腔内且位于第二整流件1400的下游，中心轴1510与整流腔同轴，第一导流板1520、第二导流板1530和第三导流板1540均与整流管1100的内壁连接。第一导流板1520、第二导流板1530和第三导流板1540三者的端部均与第二整流件1400端部相接触。沿整流腔的轴向，第一导流板1520、第二导流板1530和第三导流板1540的长度比为：1：1.3～1.8：2～2.5。在本实施例中，第一导流板1520、第二导流板1530和第三导流板1540的长度比为：1：1.3：2。

水流在水管内流动时，特别是流经弯管后，水流容易转变为带有旋转和飞溅特性的水流形态，这将严重影响到水流对水表的传动机构的推动效果，从而影响到水表的计量准确性，进而影响水表测试的准确度。

水表整流器1000沿水流方向依次设置网板1200、第一整流件1300、第二整流件1400和第三整流件1500来对水表测试水流进行整流。测试水流在通过网板1200时，网板1200能够对测试水流进行过滤并作初步整流。

进一步地，测试水流进入到第一整流件1300的子腔体1320后，由于子腔体1320呈半球状，子腔体1320对测试水流具有一定的汇聚作用，能够促进测试水流相互聚拢，便于使处于紊流状态的水流相互抵消自身内部各个部分横向动能，保留轴向动能，使测试水流的紊流程度降低，有利于后续进一步进行整流。即通过网板1200和第一整流件1300的相互配合，大大降低了测试水流的紊流程度和整流难度，并保证了水流所需的纯净度。由于沿整流腔的径向第一通孔1330呈阵列分布，沿整流腔的轴向第一通孔1330也呈阵列分布，测试水流在穿过第一整流件1300时能够更加平缓、均匀，避免在第一整流件1300处出现额外的不规则流动。

进一步地，当测试水流进入到第二整流件1400后，由于第二通孔1410同第一通孔1330的孔径比为1：3～8，当测试水流由第一通孔1330到达第二通孔1410后，测试水流被第二整流件1400进行分割并进入到第二通孔1410中。由于进入第二通孔1410后测试水流的流动空间突然变小且流动空间较为受限，能够促使测试水流趋于平稳化，有利于进一步减弱测试水流的不规则流动。经第二整流器整流后的测试水流具有较高的稳定性和层流特性，不规则流动基本消除。

进一步地，测试水流通过第二整流件1400之后，各个第二通孔1410中的水流相互汇合。为了防止在汇合过程中出现额外的不规则流动，设置第三整流件1500。测试水流刚刚通过第二整流件1400后，即进入第三整流件1500，进入第三整流件1500的测试水流同时受到第一导流板1520、第二导流板1530和第三导流板1540三者的限制，分别在六个小区域1600内进行初步汇合。由于每个小区域1600内的水量较小，汇聚过程中产生不规则流动的概率也就更低，更有利于保证水流汇聚的平稳性。同时第一导流板1520、第二导流板1530和第三导流板1540对汇聚后的水流具有一定的疏导和引流的作用，即使在汇聚过程中产生了局部乱流，也能够及时消除。

进一步地，当测试水流穿过第一导流板1520之后，6个小区域1600之间的水流进行了汇聚。同理，由于测试水流已经具有了较好的平稳性，在进行此次汇聚时产生不规则流动的概率也较低，即使产生也能够快速消除。当测试水流穿过第二导流板1530后，又会进行进一步的汇聚。当测试水流穿过第一导流板1520后，测试水流便进行最终汇聚。由于第一导流板1520、第二导流板1530和第三导流板1540的长度比为：1：1.3～1.8：2～2.5，能够使测试水流的汇聚具有更好的梯度性，便于提高水流汇聚的平稳性。经最终汇聚后，测试水流全部汇聚完成，且整体呈平稳的层流状态，此时，测试水流能够直接用于水表测试。

需要说明的是，在水表使用过程中，在水表进口端加装水表整流器1000，能够使得进入到水表内腔的水流更加稳定、平直，有利于提高水表的计量准确度。

进一步地，在本实施例中，网板1200的孔径为第二通孔1410的孔径的三分之一至五分之四。具体的，在本实施例中，网板1200的孔径为第二通孔1410的孔径的二分之一。

进一步地，在本实施例中，第二通孔1410的孔径为2.5mm，相邻两个第二通孔1410的轴心线之间的间距为3.125mm。第一通孔1330的孔径为12.5mm，相邻两个第一通孔1330的轴心线之间的间距为15.625mm。网板1200的孔径为1.25mm。

进一步地，沿整流腔的轴向，第二整流件1400的长度为50～150mm。在本实施例中，第二整流件1400的长度为80mm，且第一导流板1520、第二导流板1530和第三导流板1540三者的长度分别为：80mm、104mm和160mm。

进一步地，每个第一通孔1330的周缘均设导流管1340，导流管1340由第一整流件1300的球形面1310沿整流腔的轴向朝第二整流件1400凸出。导流管1340靠近第二整流件1400的端面垂直于整流腔的轴向。导流管1340的靠近第二整流件1400的一端同第二整流件1400的端部相接触。

通过以上设计，更便于测试水流由第一通孔1330顺利进入第二通孔1410，便于第二整流件1400对从第一通孔1330流出的测试水流进行再分割，同时能够避免出现过多的不规则流动，更有助于整流的进行，并提高整流效果。

进一步地，整流管1100包括第一管体1120和第二管体1130，两管体连接采用可拆连接方式。网板1200、第一整流件1300和第二整流件1400均设于第一管体1120内，第三整流件1500设于第二管体1130内。第二整流件1400的远离第一整流件1300的端部平面与第一管体1120的端壁位于同一平面，第三整流件1500的靠近第二整流件1400的端部平面与第二管体1130的端部平面位于同一平面。

进一步地，第一管体1120的内壁凹设有用于容置第二整流件1400的第一容置槽1121。第一容置槽1121位于第一整流件1300的下游，第一容置槽1121从安装起始位置开始拉通开设，直至第一管体1120的端、部平面。第二整流件1400采用可拆连接方式容置于第一容置槽1121。第二管体1130的内壁凹设有用于容置第一导流板1520的第二容置槽1131、用于容置第二导流板1530的第三容置槽1132和用于容置第三导流板1540的第四容置槽1133。第二容置槽1131、第三容置槽1132和第四容置槽1133从安装起始位置开始拉通开设，直至第二管体1130的端部平面。第一导流板1520采用可拆连接方式容置于第二容置槽1131，第二导流板1530采用可拆连接方式容置于第三容置槽1132，第三导流板1540采用可拆连接方式容置于第四容置槽1133。相应的，沿整流腔的轴向，第二容置槽1131的长度同第一导流板1520的长度相等，第三容置槽1132的长度同第二导流板1530的长度相等，第四容置槽1133的长度同第三导流板1540的长度相等。

进一步地，网板1200与第一整流件1300之间的净空间距为第一整流件1300内的子腔体1320球形半径的一半。

通过该设计，能够使由网板1200进行过滤和初步整流的测试流体抵消横向动能，保留轴向动能，使测试水流的紊流程度降低，减小后续整流负担，提高整理效果。

进一步地，整流管1100还具有用于将经过整流的液体进行进一步整流并将液体导出的引流段1140，引流段1140连接于第二管体1130的下游端，引流段1140位于第三整流件1500下游。引流段1140能够为最终汇聚完成的测试水流提供一段缓冲过渡段，有助于测试水流形成基本一致的稳定的层流，进一步地确保测试水流的平稳性，提高水表测试的准确性。

综上所述，水表整流器1000能够对水表测试水流进行整流，将测试水流调整为平稳的层流，使得水表测试过程的准确度大大提高，能够更加准确地反映水表精确度，提高了水表测试的准确性和测试结果的可信度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水表整流器，其特征包括：

整流管，所述整流管具有整流腔；

网板，所述网板设于所述整流腔内且与所述整流腔同轴，所述网板的周缘同所述整流管的内壁连接；

呈半球状的第一整流件，所述第一整流件设于所述整流腔内且位于所述网板的下游，所述第一整流件的球形面朝向水流下游方向；所述第一整流件靠近所述网板的一侧还凹设有呈半球状的子腔体，所述第一整流件、所述子腔体和所述整流腔三者同轴设置；所述第一整流件还具有多个沿所述整流腔的轴向开设的第一通孔，沿所述整流腔的径向，所述第一通孔呈阵列分布，沿所述整流腔的周向，所述第一通孔也呈阵列分布；

呈圆柱状的第二整流件，所述第二整流件设于所述整流腔内且位于所述第一整流件的下游，所述第二整流件同所述整流腔同轴设置；所述第二整流件具有多个沿整流腔的轴向开设的第二通孔，多个所述第二通孔沿所述第二整流件的端部圆形平面区域呈阵列分布；所述第二通孔与所述第一通孔的孔径比为1：3～8；

第三整流件，所述第三整流件包括中心轴，以及连接于所述中心轴的两个相对设置的第一导流板、两个相对设置的第二导流板和两个相对设置的第三导流板；所述第一导流板、所述第二导流板和所述第三导流板均沿所述中心轴的轴向设置且三者均匀间隔设置；所述第三整流件设于所述整流腔且位于所述第二整流件的下游，所述中心轴同所述整流腔同轴设置，所述第一导流板、所述第二导流板和所述第三导流板均与所述整流管的内壁连接；所述第一导流板、所述第二导流板和所述第三导流板三者的端部均同所述第二整流件端部相接触；沿所述整流腔的轴向，所述第一导流板、所述第二导流板和所述第三导流板的长度比为：1：1.3～1.8：2～2.5。

2.根据权利要求1所述的水表整流器，其特征在于，每个所述第一通孔均设有导流管，所述导流管由所述第一整流件的球形面沿所述整流腔的轴向朝所述第二整流件方向伸出；所述导流管靠近所述第二整流件的端部面垂直于所述整流腔轴向。

3.根据权利要求2所述的水表整流器，其特征在于，所述导流管靠近所述第二整流件的端面与所述第二整流件接触。

4.根据权利要求1所述的水表整流器，其特征在于，所述整流管包括第一管体和第二管体，两管体连接采用可拆连接方式；所述网板、所述第一整流件和所述第二整流件均设于所述第一管体内，所述第三整流件设于所述第二管体内；所述第二整流件远离所述第一整流件的端面与所述第一管体的端面位于同一平面，所述第三整流件靠近所述第二整流件的端面与所述第二管体的端面位于同一平面。

5.根据权利要求4所述的水表整流器，其特征在于，所述第一管体的内壁凹设有用于容置所述第二整流件的第一容置槽；所述第一容置槽位于所述第一整流件的下游，所述第一容置槽从安装起始位置向下游拉通开设，直至所述第一管体的端部平面；所述第二整流件采用可拆连接方式容置于所述第一容置槽。

6.根据权利要求4所述的水表整流器，其特征在于，所述第二管体的内壁凹设有用于容置所述第一导流板的第二容置槽、用于容置所述第二导流板的第三容置槽和用于容置所述第三导流板的第四容置槽；所述第二容置槽、所述第三容置槽和所述第四容置槽均从安装起始位置向上游拉通开设，直至第二管体的端部平面；所述第一导流板采用可拆连接方式容置于所述第二容置槽，所述第二导流板采用可拆连接方式容置于所述第三容置槽，所述第三导流板采用可拆连接方式容置于所述第四容置槽。

7.根据权利要求1所述的水表整流器，其特征在于，所述网板与所述第一整流件之间的净空间距为所述第一整流件所述子腔体球形半径的一半。

8.根据权利要求1所述的水表整流器，其特征在于，所述整流管还具有用于将经过整流的液体进行进一步整流并将所述液体导出的引流段，所述引流段位于所述第三整流件远离所述第二整流件的一侧。