CN111473829A - 一种多通道可变量程的流量计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道可变量程的流量计，包括流量计壳体；流量计壳体内设置有主测量流道和至少一个辅助测量流道；主测量流道上设置有主流量计传感器和压差测量口，压差测量口上设置有压差传感器；辅助测量流道上设置有控制阀；主测量流道的主流量计传感器检测的流量超过预设阈值时，打开对应的辅助测量流道的控制阀，低于预设阈值时，关闭对应的辅助流量流道的控制阀。本发明的流量计具有主测量流道和多个辅助测量流道，在流量增加后通过开启辅助测量流道来降低主测量流道的流量，能将流体按测量主路和测量支路的管径比例分配到测量主路和测量支路；提高主流量计传感器的计算比例系数，从而使主测量流道的量程大幅提高。

Description

一种多通道可变量程的流量计

技术领域

本发明涉及流量检测设备技术领域，具体涉及到一种多通道可变量程的流量计。

背景技术

计量是工业生产的眼睛。流量计量是计量科学技术的组成部分之一，它与国民经济、国防建设、科学研究有密切的关系。做好这一工作，对保证产品质量、提高生产效率、促进科学技术的发展都具有重要的作用，特别是在能源危机、工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代，流量计在国民经济中的地位与作用更加明显。

现有技术中的流量计，往往只具有一个量程，能够适用的范围有限，当管道流量增大后，需要安装一个辅助流量计或者更换更大的流量计，这样往往不能够满足工业需求。

例如，CN201320382446.6公开了一种全量程复合式气体流量计，由高量程气体流量计和小量程气体流量计组合而成，高量程气体流量计包括表体和智能积算仪，小量程气体流量计的传感器安装于高量程气体流量计表体的气体入口处，小量程气体流量计的计量信息输出端与智能积算仪的小流量信息输入端连接，通过智能积算仪实现小流量计量与大流量计量的自动切换控制。

表体内安装有前导流、叶轮、支架、后导流、轴承、信号盘，表体由导磁材料制成，或者后导流和支架外部的表体内安装有防磁隔套，使得在信号盘和轴承的外部形成防磁腔室。表体内设置有前腔室、计量室和后腔室，前腔室和后腔室内分别安装有信号盘和同步齿轮，前腔室和后腔室内部分别固定安装有将外磁场导引至非干扰区的防磁罩，或者组成表体的前盖和后盖由导磁材料制成，在前腔室和后腔室内部形成无磁区。

综上所述，现有技术的流量计不能够满足计量需求，不能够根据需要调节计量量程。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道可变量程的流量计。

为达上述目的，本发明的一个实施例中提供了一种多通道可变量程的流量计，包括流量计壳体；

流量计壳体内设置有主测量流道和至少一个辅助测量流道；

主测量流道和辅助测量流道的流道形状相似；

主测量流道上设置有主流量计传感器和压差测量口，压差测量口上设置有压差传感器；主流量计传感器将检测的信号发送至主流量计；

辅助测量流道上设置有控制阀；

主测量流道的主流量计传感器检测的流量超过预设阈值时，打开对应的辅助测量流道的控制阀，低于预设阈值时，关闭对应的辅助流量流道的控制阀。

本发明优选的方案之一，流量计壳体上设置有法兰盘，法兰盘上设置有固定螺孔，用于配置固定螺栓与管道连接。

本发明优选的方案之一，主流量计为涡街流量计、涡轮流量计、超声流量计或者转子流量计中的一种。

本发明优选的方案之一，主测量流道上设置有温度传感器。

本发明优选的方案之一，流量计壳体内设置有一个辅助测量流道；主流量计传感器检测的流量超过预设阈值时，打开控制阀；当主流量计传感器检测的流量低于预设阈值时，关闭控制阀。

本发明优选的方案之一，流量计壳体内设置有两个辅助测量流道；主流量计传感器检测的流量超过第一高位预设阈值时，打开第一控制阀；流量继续升高超过第二高位预设阈值时，打开第二控制阀；当主流量计传感器检测的流量低于第二高位预设阈值时，关闭第二控制阀，开启第一控制阀；当流量继续降低且低于第一高位预设阈值时，关闭第一控制阀。

本发明优选的方案之一，控制阀包括：

支撑座；支撑座设置在流量计壳体内；

阀座；阀座设置在支撑座内侧，用于固定阀芯球体；

阀芯球体；阀芯球体具有流道且安装在阀座内部，受阀杆控制转动实现流道的阻断和开闭；

阀杆；阀杆下端与阀芯球体连接，上端与控制柄连接；

阀盖；阀盖配合止推轴承、密封圈和固定螺栓安装在流量计壳体上；阀盖设置有阀盖孔，用于阀杆通过后与控制柄连接；阀盖孔内设置有填料座，填料座内设置有填料层，填料层上端设置有填料压盖，填料压盖上设置有限位块，并配置有限位螺栓将填料压盖固定在阀盖上端。

本发明优选的方案之一，支撑座外侧设置有调整内螺套，调整内螺套配置有密封圈，调整内螺套和支撑座之间设置有垫圈。

本发明优选的方案之一，控制阀为电磁阀，主流量计传感器和压差传感器采集的信号传输至流量控制器，流量控制器用于控制电磁阀的开闭状态；

主流量计传感器检测的流量超过预设阈值时，打开控制阀；当主流量计传感器检测的流量低于预设阈值时，关闭控制阀。

本发明优选的方案之一，流量控制器的流量计算方法为：

根据流量公式

其中β—孔径比，C—流出系数，ε—可膨胀性系数，A₀—开孔面积，ρ₁—介质工况密度，ΔP—仪表检测差压；

将公式简化为Δω＝(1-β^1.9)ΔP，其中Δω—压损，

其中S_开孔为节流件开孔面积，S_截面积为管道截面积，各节流装置的Sτ值相等。

综上所述，本发明具有以下优点：

1、本发明的流量计具有主测量流道和多个辅助测量流道，主测量流道内设置有主流量计传感器，能够进行流量检测，同时在流量增加后通过开启辅助测量流道来降低主测量流道的流量，流体分流组件的设置，能将流体按测量主路和测量支路的管径比例分配到测量主路和测量支路；提高主流量计传感器的计算比例系数，从而使主测量流道的量程大幅提高。

2、本发明可实现双路超宽量程计量，对未安装流量计算机的支路没有前后直管段的强制要求，大流量时不产生过高压损，不需要过多的流量计算机，成本低、结构简单、故障率低；

3、当控制阀采用电磁阀等智能阀门时，流量计算机能通过流量大小启闭控制阀门，以保证计量的精准度；

4、本发明不限安装方式，可竖直安装，也可水平安装。本发明的装置可以用于油气田的计量站或其它生产工艺中非交接计量场合，并对支路节流装置的流量做非线性修正补偿，能减少大管路前后直管段、拓宽测量量程、大流量计量时压缩限制、降低多路宽范围流量测量装置成本，提高可靠性。

附图说明

图1为本发明一个实施例中多通道可变量程的流量计的示意图；

图2为本发明一个实施例中多通道可变量程的流量计的俯视图；

图3为本发明一个实施例中多通道可变量程的流量计的侧视图。

其中，1、流量计壳体；2、主测量流道；3、辅助测量流道；4、主流量计传感器；5、压差测量口；6、控制阀；7、法兰盘；8、温度传感器；9、支撑座；10、阀座；11、阀芯球体；12、阀杆；13、控制柄；14、阀盖；15、止推轴承；16、固定螺栓；17、填料座；18、填料层；19、填料压盖；20、限位块； 21、限位螺栓；22、调整内螺套。

具体实施方式

本发明提供了一种多通道可变量程的流量计，包括流量计壳体1；流量计壳体1内设置有主测量流道2和至少一个辅助测量流道3；主测量流道2作为流量计的测量通道，辅助测量通道可以设置一个或者两个，或者更多，但是以一个至两个最佳。辅助测量通道可以不配置流量计，仅仅作为在预设情况下的分流作用，使得主测量流道2的流量保持在合适的范围内。

主测量流道2和辅助测量流道3的流道形状、结构和参数相似，相似的意思是外形相同，但是按照同比例设置尺寸参数。主测量流道2上设置有主流量计传感器4和压差测量口5，压差测量口5上设置有压差传感器。主流量计传感器将检测的信号发送至主流量计。

压差传感器可以检测主测量流道的两端压差，通过压差测量流量；主流量计传感器可以是超声流量计或者涡街流量计等其他常用流量计的配套传感器。因此主流量计具有两种流量检测方式，能够根据相互校对，也可以根据实际情况选择合适的传感器进行流量的计算。

例如，当测量介质为单相介质时，如纯气体、纯水等，可以利用其中任意一个传感器进行流量的检测；当测量介质为多项介质时，可以同时启用两个传感器进行检测，协同工作能够进一步获得更精准的计量结果。

主流量计传感器4用于检测流量参数，检测的参数经过计算当前系数后得到流量计检测到的最终的流量数据。例如，当打开辅助测量流道3上的控制阀 6后，主流量计传感器4检测的参数乘以相关系数后为整个管道的流量，该系数是流量计生产制造完毕后进行校验得到的。例如，在校验时首先将辅助测量流道3关闭，此时主测量流道2测量的流量为管道流量，当辅助测量流道3打开后，主流量计传感器4检测的数据将会降低，是因为辅助测量流道3进行了分流。此时根据主流量计传感器4的数据，倒推该系数即可。

辅助测量流道3上设置有控制阀6；主测量流道2的主流量计传感器4检测的流量超过预设阈值时，打开对应的辅助测量流道3的控制阀6，低于预设阈值时，关闭对应的辅助流量流道的控制阀6。

为了能够与前后管段连接，本发明的流量计壳体1上设置有法兰盘7，法兰盘7上设置有固定螺孔，用于配置固定螺栓16与管道连接。主流量计传感器4配套的主流量计为涡街流量计、涡轮流量计、超声流量计或者转子流量计中的一种。

主测量流道2上设置有温度传感器8，能够用于检测流体温度，有利于流量控制器计算流量。

本发明优化实施例中，流量计壳体1内设置有一个辅助测量流道3；主流量计传感器4检测的流量超过预设阈值时，打开控制阀6；当主流量计传感器 4检测的流量低于预设阈值时，关闭控制阀6。

本发明优化实施例中，流量计壳体1内设置有两个辅助测量流道3；主流量计传感器4检测的流量超过第一高位预设阈值时，打开第一控制阀6；流量继续升高超过第二高位预设阈值时，打开第二控制阀6；当主流量计传感器4 检测的流量低于第二高位预设阈值时，关闭第二控制阀6，开启第一控制阀6；当流量继续降低且低于第一高位预设阈值时，关闭第一控制阀6。

为了具体实施本发明的流量计，本发明的控制阀6可以为手动阀门，主流量计传感器4检测结果在显示器上进行显示，操作人员根据流量计的显示情况手动开启辅助测量流道3，然后操作主流量计传感器4的测量系数，使得在显示器上显示的流量为管道的真实流量。

本发明的控制阀6包括：

支撑座9；支撑座9设置在流量计壳体1内；

阀座10；阀座10设置在支撑座9内侧，用于固定阀芯球体11；

阀芯球体11；阀芯球体11具有流道且安装在阀座10内部，受阀杆12控制转动实现流道的阻断和开闭；

阀杆12；阀杆12下端与阀芯球体11连接，上端与控制柄13连接；

阀盖14；阀盖14配合止推轴承15、密封圈和固定螺栓16安装在流量计壳体1上；阀盖14设置有阀盖14孔，用于阀杆12通过后与控制柄13连接；阀盖14孔内设置有填料座17，填料座17内设置有填料层18，填料层18上端设置有填料压盖19，填料压盖19上设置有限位块20，并配置有限位螺栓21 将填料压盖19固定在阀盖14上端。填料座17用于放置填料层18，填料层18 具有密封作用。

支撑座9外侧设置有调整内螺套22，调整内螺套22配置有密封圈，调整内螺套22和支撑座9之间设置有垫圈。

本发明的优化实施例中，为了实现自动化控制，可以选择控制阀6为电磁阀，主流量计传感器4和压差传感器采集的信号传输至流量控制器，流量控制器用于控制电磁阀的开闭状态；

主流量计传感器4检测的流量超过预设阈值时，打开控制阀6；当主流量计传感器4检测的流量低于预设阈值时，关闭控制阀6。

本发明的流量控制器的流量计算方法为：

根据流量公式

其中β—孔径比，C—流出系数，ε—可膨胀性系数，A₀—开孔面积，ρ₁—介质工况密度，ΔP—仪表检测差压；

将公式简化为Δω＝(1-β^1.9)ΔP，其中Δω—压损，

其中S_开孔为节流件开孔面积，S_截面积为管道截面积，各节流装置的Sτ值相等。

Claims (10)

1.一种多通道可变量程的流量计，其特征在于：包括流量计壳体；

所述流量计壳体内设置有主测量流道和至少一个辅助测量流道；

所述主测量流道和辅助测量流道的流道形状相似；

所述主测量流道上设置有主流量计传感器和压差测量口，压差测量口上设置有压差传感器；主流量计传感器将检测的信号发送至主流量计；

所述辅助测量流道上设置有控制阀；

所述主测量流道的主流量计传感器检测的流量超过预设阈值时，打开对应的辅助测量流道的控制阀，低于预设阈值时，关闭对应的辅助流量流道的控制阀。

2.如权利要求1所述的多通道可变量程的流量计，其特征在于：所述流量计壳体上设置有法兰盘，法兰盘上设置有固定螺孔，用于配置固定螺栓与管道连接。

3.如权利要求1所述的多通道可变量程的流量计，其特征在于：所述主流量计为涡街流量计、涡轮流量计、超声流量计或者转子流量计中的一种。

4.如权利要求1所述的多通道可变量程的流量计，其特征在于：所述主测量流道上设置有温度传感器。

5.如权利要求1所述的多通道可变量程的流量计，其特征在于：所述流量计壳体内设置有一个辅助测量流道；主流量计传感器检测的流量超过预设阈值时，打开控制阀；当主流量计传感器检测的流量低于预设阈值时，关闭控制阀。

6.如权利要求1所述的多通道可变量程的流量计，其特征在于：所述流量计壳体内设置有两个辅助测量流道；主流量计传感器检测的流量超过第一高位预设阈值时，打开第一控制阀；流量继续升高超过第二高位预设阈值时，打开第二控制阀；当主流量计传感器检测的流量低于第二高位预设阈值时，关闭第二控制阀，开启第一控制阀；当流量继续降低且低于第一高位预设阈值时，关闭第一控制阀。

7.如权利要求1所述的多通道可变量程的流量计，其特征在于，所述控制阀包括：

支撑座；支撑座设置在流量计壳体内；

阀座；阀座设置在支撑座内侧，用于固定阀芯球体；

阀芯球体；阀芯球体具有流道且安装在阀座内部，受阀杆控制转动实现流道的阻断和开闭；

阀杆；阀杆下端与阀芯球体连接，上端与控制柄连接；

阀盖；阀盖配合止推轴承、密封圈和固定螺栓安装在流量计壳体上；阀盖设置有阀盖孔，用于阀杆通过后与控制柄连接；所述阀盖孔内设置有填料座，填料座内设置有填料层，填料层上端设置有填料压盖，填料压盖上设置有限位块，并配置有限位螺栓将填料压盖固定在阀盖上端。

8.如权利要求7所述的多通道可变量程的流量计，其特征在于：所述支撑座外侧设置有调整内螺套，调整内螺套配置有密封圈，调整内螺套和支撑座之间设置有垫圈。

9.如权利要求1所述的多通道可变量程的流量计，其特征在于：所述控制阀为电磁阀，主流量计传感器和压差传感器采集的信号传输至流量控制器，流量控制器用于控制电磁阀的开闭状态；

所述主流量计传感器检测的流量超过预设阈值时，打开控制阀；当主流量计传感器检测的流量低于预设阈值时，关闭控制阀。

10.如权利要求9所述的多通道可变量程的流量计，其特征在于：所述流量控制器的流量计算方法为：

根据流量公式

其中β—孔径比，C—流出系数，ε—可膨胀性系数，A₀—开孔面积，ρ₁—介质工况密度，ΔP—仪表检测差压；

将公式简化为Δω＝(1-β^1.9)ΔP，其中Δω—压损，

其中S_开孔为节流件开孔面积，S_截面积为管道截面积，各节流装置的Sτ值相等。

Images