CN111678560A - 中心三孔平衡流量计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中心三孔平衡流量计。本发明中的节流件的中心周围开有三个中心通孔，三个中心通孔呈等边三角形布局，三个中心通孔的外围有一层或二层环通孔，所述的环通孔也是围绕节流件的中心分布，所述的环通孔的面积为中心通孔面积的两倍。本发明采用三孔布局的方式对流场进行调整，分散对中心的冲击力，使得均匀受力；周围的环孔设计用于调整流场，增加测量的精度，减小噪声的产生，同时减少直管段的需求。
Description
技术领域
本发明属于流量计量技术领域，具体涉及一种中心三孔平衡流量计。
背景技术
在工业生产过程中，需要测量温度、压力、流量等过程参数。流量信号的测量方式原理有很多，通常在管道上设立流量计来测量流量。差压式流量计历史悠久，应用广泛，通常有标准孔板、文丘里、喷嘴等，在管道中设立节流件，流体流过节流件时会产生差压信号，通过差压信号来推算流体流过管道时的流量。
差压式流量计由于其测量原理的成熟以及多年广泛的应用，占流量测量市场份额巨大，但是传统差压式流量计通常都有价格高、体积大、压损高、所需直管段长等缺点。标准孔板流量计采用单孔节流的方式， 虽然结构简单，但是流体经过孔板节流孔时会产生不规则旋涡、振动、噪声等问题，影响了测量的准确性与稳定性。同时标准孔板对上游流速分布过于敏感，所需上下游直管段非常长，增加了上下游管道成本，或者需要增设整流器、流动调直器等设备，不适应现场空间狭小空间结构紧凑的场合，同时产生的压损也巨大增加运营成本。针对标准孔板，有人也提出了多孔孔板、槽式孔板等技术方案，不过对于孔径、开孔率、阻力系数等设计没有达到最优方案。
发明内容
本发明针对管道中心的流速快，对节流件冲击力较大问题，提供了一种中心三孔平衡流量计。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明包括前测量管、后测量管和位于前测量管、后测量管之间的节流件。
所述的节流件的中心周围开有三个中心通孔，三个中心通孔呈等边三角形布局，三个中心通孔的外围有一层或二层环通孔，所述的环通孔也是围绕节流件的中心分布，所述的环通孔的面积为中心通孔面积的两倍。
进一步说，所述的三个中心通孔的外围有一层环通孔，环通孔的个数为九个。
进一步说，设中心通孔的中心距为R1，第一层环通孔的中心距为R2，则R2=2～6R1。
进一步说，所述的三个中心通孔的外围有两层环通孔，第一层环通孔的个数为九个，第二层环通孔的个数为十五个。
进一步说，设中心通孔的中心距为R1，第二层环通孔的中心距为R3，则R3=3～10R1。
进一步说，所述的节流件周向带有定位销，用于对节流件进行定位。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用三孔布局的方式对流场进行调整，分散对中心的冲击力，使得均匀受力；周围的环孔设计用于调整流场，增加测量的精度，减小噪声的产生，同时减少直管段的需求。
附图说明
图1为本发明节流件实施例1结构示意图。
图2为图1中A-A向视图。
图3为本发明节流件实施例2结构示意图。
图4为图3中A-A向视图。
图5为本发明安装示意图。
图6为本发明图5安装完成后的效果图。
图7为本发明的整流效果图。
图8为现有标准孔板的速度云图。
图9为本发明的速度云图。
图10为三种实施例与现有孔板的流出系数比对图。
具体实施方式
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明前测量管、后测量管和位于前测量管、后测量管之间的节流件，还包括取压管和流量计表体。
如图1、图2、图3和图4所示，节流件开多个节流孔，包括中心三个通孔与外层通孔。其中中心开三个中心通孔，三个中心通孔呈等边三角形布局。外层有一到两层环通孔。第一层通孔数量为九个，第二层通孔数量为十五个。
设中心三个通孔的面积为A1，环通孔的面积为A2，则3*A1=A2，即三个通孔的面积等效于一个环孔面积，通过等效中心三孔方式调整流场获得的流场效果。
再设中心三个通孔的中心距为R1，第一层环通孔的中心距为R2，第三层通孔的中心距为R3，若只有一层环通孔，R2/R1=K1，K1范围为2~6；若有二层环通孔，R2/R1=K1，K1范围为2~6；R3/R1=K2，K2范围为3~10，经过实验验证，在此范围内的流量测量效果较佳。
如图5和图6所示，完成上述设计后，将节流件7通过定位销6与前后夹持法兰4连接在一起，节流件7与夹持法兰4之间设置有密封圈5，前后夹持法兰4又通过螺母1和螺栓2连接在一起，分别对测量管段3进行取压即可得到当前管段内的流量值。
如图7所示，由于实际测量场合中存在的流场畸变，中心三孔加环孔的方式可以调整流场起到整流效果，中心三孔的每个孔的面积小于环孔的面积，流过三孔的流速高，整流效果更佳。
如图8和图9所示，在仿真图中可以看出，相对于现有的标准孔板，本发明的中心三孔加环孔设计可以大大减小涡流的产生，使流场更加平稳，降低压损与噪声，并能提高测量的精确度与稳定性。
如图10所示，中心三孔不加环孔的设计流出系数略优于孔板。中心三孔+一层环孔的设计与中心三孔+二层环孔的设计流出系数与线性度明显优于孔板与中心三孔。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (6)
1.中心三孔平衡流量计，包括前测量管、后测量管和位于前测量管、后测量管之间的节流件，其特征在于：
所述的节流件的中心周围开有三个中心通孔，三个中心通孔呈等边三角形布局，三个中心通孔的外围有一层或二层环通孔，所述的环通孔也是围绕节流件的中心分布，所述的环通孔的面积为中心通孔面积的两倍。
2.根据权利要求1所述的中心三孔平衡流量计，其特征在于：所述的三个中心通孔的外围有一层环通孔，环通孔的个数为九个。
3.根据权利要求2所述的中心三孔平衡流量计，其特征在于：设中心通孔的中心距为R1，第一层环通孔的中心距为R2，则R2=2～6R1。
4.根据权利要求1所述的中心三孔平衡流量计，其特征在于：所述的三个中心通孔的外围有两层环通孔，第一层环通孔的个数为九个，第二层环通孔的个数为十五个。
5.根据权利要求4所述的中心三孔平衡流量计，其特征在于：设中心通孔的中心距为R1，第二层环通孔的中心距为R3，则R3=3～10R1。
6.根据权利要求1至5任一项所述的中心三孔平衡流量计，其特征在于：所述的节流件周向带有定位销，用于对节流件进行定位。
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