CN114216520A - 一种平衡式全压流量计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流量计技术领域，尤其是涉及一种平衡式全压流量计。平衡式全压流量计包括多孔平衡板芯、正压管和负压管；所述多孔平衡板芯上设置有孔状结构；所述正压管位于多孔平衡板芯的正面，所述负压管位于多孔平衡板芯的背面；所述多孔平衡板芯的正面为流体来向面，多孔平衡板芯的正面为正压检测面；所述多孔平衡板芯的背面为流体去向面，多孔平衡板芯的背面为负压检测面。流体通过多孔平衡板芯时其节流作用使多孔平衡板两侧的流体静压差升高，因此流体产生的流量差压值为平衡板产生的静压差+流体冲击检测面将产生的动压差。差压值是动压与静压的和，故在同等工况下具有更高的差压值，更高的测量精度。

Description

一种平衡式全压流量计

技术领域

本发明涉及流量计技术领域，尤其是涉及一种平衡式全压流量计。

背景技术

现有流量计中，孔板流量计具有加工方便、差压值大、精度高。但其安装不便，特别是大型管道中更是这样，现有孔板流量计在安装过程中，需要将管道截断，然后在安装孔板流量计。

巴类流量计具有安装方便的特点，但其差压过低，精度偏低，为此特公开一种平衡式全压流量计，其具有安装方便、精度高、维护方便的特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种平衡式全压流量计，该流量计能够解决安装不方便和精度低的问题；

本发明提了一种平衡式全压流量计，其包括多孔平衡板芯、正压管和负压管；

所述多孔平衡板芯上设置有孔状结构；

所述正压管位于多孔平衡板芯的正面，所述负压管位于多孔平衡板芯的背面；

所述多孔平衡板芯的正面为流体来向面，多孔平衡板芯的正面为正压检测面；

所述多孔平衡板芯的背面为流体去向面，多孔平衡板芯的背面为负压检测面。

优选的，所述多孔平衡板芯上设置有流速检测孔；

所述正压管在多孔平衡板芯上取压或者在流速检测孔取压。

优选的，所述正压管与正压检测面贴合设置，负压管与负压检测面贴合设置；

所述正压管的正压测量口位于多孔平衡板芯外沿与流速检测孔外沿间距一半的位置；

所述负压管的负压测量口的设置位置低于正压测量口高于流量检测孔外沿，或者负压检测口的设置位置与流量检测孔外沿平齐。

优选的，所述平衡式全压流量计包括柱状探头，柱状探头截面呈六边形；

所述柱状探头内设置有正压管和负压管；

所述柱状探头下端部设置有斜切面，正压管在斜切面上的开口为正压取压口；

所述柱状探头底面为负压取压面，所述负压管负压取压口处于负压取压面上。

优选的，所述多孔平衡板芯还设置有整流孔；

所述整流孔位于负压管靠近负压测量口的两侧。

优选的，所述多孔平衡板芯上设置有多个以平衡板芯中心为圆心均匀分布的平衡孔。

优选的，所述多孔平衡板芯安装在流体管道内，且多孔平衡板芯的边缘与流体管道内壁之间存在间距。

优选的，所述多孔平衡板芯安装在流体管道内，且多孔平衡板芯的边缘与流体管道内壁之间相接触。

优选的，所述多孔平衡板芯上设置有保护管，所述保护管从流体管道上壁外延伸至管道内正压管、负压管取压口处；

所述正压管、负压管经保护管内引至流体管道外；

多孔平衡板芯、正压管、负压管与保护管为一体式结构，或正压管、负压管、探杆、柱状探头设置成一体式流量计探头，流量计探头可插拔的插接在保护管内。

优选的，所述多孔平衡板芯中心区域为板状结构，所述正压取压口和负压取压口分别延伸至多孔平衡板芯中心位置。

有益效果：

本实施方式提供的平衡式全压流量计在使用过程中，连续流动着的流体，在遇到安装在管道内的多孔平衡板芯时，多孔平衡板芯起到节流的作用。由于多孔平衡板芯的流通截面积比管道的流通截面积小，形成流体流通面积的突然缩小，在压力作用下，流体的流速增大，使流体去向侧平衡板芯面的静压降低，而平衡板芯来向侧则由于衡板芯的节流原因流速降低，使其静压增加。形成静压力差△p(△p＝P1-P2)，P1为多孔平衡板芯前的静压，P2为多孔平衡板芯后的静压。这也就是孔板的工作原理，即本发明的多孔平衡板芯利用了节流原理。正压检测面朝向流体来向设置，流体流动过程中，流体流动时会冲击朝向流体的正压检测面，故形成了一个动压。故其流量差压为：流量差压△p＝平衡板芯静压力差△p+流体动压。流量差压经温压补偿计算后即可得到流量值，即通过多孔平衡板芯的节流作用，和流体冲击检测面将产生的动压，共同作用产生全压差，故平衡式全压流量计有较高的流量差压值，和测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明具体实施方式提供的平衡式全压流量计结构示意图(多孔平衡板芯与流体管道之间存在间隙)，其中，图1a为平衡式全压流量计的左视图，图1b为平衡式全压流量计的俯视图；图1c为俯视图1b“A-A向”剖视图；

图2为本发明具体实施方式提供的平衡式全压流量计结构示意图(多孔平衡板芯与流体管道之间无间隙)，其中，图2a为平衡式全压流量计的左视图，图2b为平衡式全压流量计的俯视图；图2c为俯视图2b“A-A向”的剖视图；

图3为本发明为本发明具体实施方式提供的平衡式全压便携安装流量计结构示意图(多孔平衡板芯为圆形)；其中，图3a为平衡式全压便携安装流量计的左视图，图3b为平衡式全压便携安装流量计的俯视图；图3c为俯视图图3b“A-A向”剖视图；

图4为本发明为本发明具体实施方式提供的平衡式全压便携安装流量计结构示意图(多孔平衡板芯为方形)；其中，图4a为平衡式全压便携安装流量计的左视图，图4b为平衡式全压便携安装流量计的俯视图；图4c为图俯视图4b“A-A向”剖视图；

图5为本发明为本发明具体实施方式提供的平衡式全压流速孔取压流量计结构示意图(多孔平衡板芯与流体管道之间存在间隙)；其中，图5a为平衡式全压流速孔取压流量计的左视图，图5b为平衡式全压流速孔取压流量计的俯视图；图5c为俯视图5b“A-A向”剖视图；

图6为本发明为本发明具体实施方式提供的平衡式全压流速孔取压流量计结构示意图(多孔平衡板芯与流体管道之间无间隙)；其中，图6a为平衡式全压流速孔取压流量计的左视图，图6b为平衡式全压流速孔取压流量计的俯视图；图6c为俯视图6b“A-A向”剖视图；

图7为本发明为本发明具体实施方式提供的平衡式全压可插拔流量计；其中，其中，图7a为平衡式全压可插拔流量计的左视图，图7b为平衡式全压可插拔流量计的俯视图；图7c为俯视图7b“A-A向”剖视图；图7d为柱状探头和保护管相配合的结构示意图；图7e为柱状探头和探杆的结构示意图；图7f为柱状探头的立体图示意；

图8为本发明为本发明具体实施方式提供的平衡式全压中心取压流量计结构示意图(多孔平衡板芯与流体管道之间存在间隙)；其中，图8a为平衡式全压中心取压流量计取压流量计的左视图，图8b为平衡式全压中心取压流量计的俯视图；图8c为俯视图8b“A-A向”剖视图；

图9为本发明为本发明具体实施方式提供的平衡式全压中心取压流量计结构示意图(多孔平衡板芯与流体管道之间无间隙)；其中，图9a为平衡式全压中心取压流量计取压流量计的左视图，图9b为平衡式全压中心取压流量计的俯视图；图9c为俯视图9b“A-A向”剖视图；

图10为本发明为本发明具体实施方式提供的平衡式全压中心取压便携安装流量计结构示意图；其中，图10a为平衡式全压中心取压便携安装流量计取压流量计的左视图，图10b为平衡式全压中心取压便携安装流量计的俯视图；图10c为俯视图10b“A-A向”剖视图。

附图标记说明：

1：多孔平衡板芯、2：正压管、3：负压管、4：流速检测孔、5：柱状探头、6：整流孔、7：保护管、8：流体管道、9：探杆、10：密封件、11：平衡孔、12：限位环。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。

如图1至图10所示，本实施方式提供了一种平衡式全压流量计，其包括多孔平衡板芯1、正压管2和负压管3。

多孔状平衡板芯上设置有孔状结构。

正压管2位于多孔平衡板芯1的正面，负压管3位于多孔平衡板芯1的背面。

多孔平衡板芯1的正面为流体来向面，多孔平衡板芯1的正面为正压检测面。

多孔平衡板芯1的背面为流体去向面，多孔平衡板芯1的背面为负压检测面。

本实施方式提供的平衡式全压流量计在使用过程中，连续流动着的流体，在遇到安装在管道内的多孔平衡板芯1时，多孔平衡板芯1起到节流的作用，使多孔平衡板两侧的静压就会差升高，故此流量计具有孔板流量计差压设计时可根据工况，设计孔板流体的流通面积(流量检测时孔板的直径比β大时差压值小，直径比β小时差压值大；直径比β＝工作条件下孔板节流孔或节流件喉部的直径/工作条件下上游管道的内径。喉部是指节流装置中横截面积最小的开孔)，即可根据流体情况设计β值。由于多孔平衡板芯1的流体的流通截面积比管道的流通截面积小，形成流体流通面积的突然缩小，在压力作用下，流体的流速增大，流速的扩大而静压降低。与此同时，在多孔平衡板芯1前后的管壁处的流体静压力就产生了差异,形成静压力差△p(△p＝P1-P2)，P1为多孔平衡板芯1前的静压，P2为多孔平衡板芯1后的静压。这也就是孔板的工作原理，即本发明的多孔平衡板芯1利用了节流原理。正压检测面朝向流体来向设置，流体流动过程中，流体流动时会冲击朝向流体的正压检测面，故形成了一个动压。故其流量差压为：流量差压△p＝平衡板芯静压力差△p+流体动压。负压管3在检测面的流体去向侧只有静压，故其冲击将在正、负取压管形成动压差压，与巴类流量计工作原理相同(如威力巴、毕拓巴、赛德巴)。正压管2和负压管3流量差压经温压补偿计算后即可得到流量值，即平衡式全压流量计产生的流量压差值比孔板流量计多了一个动压，较同工况、同直径比孔板的差压值更高，故此，有更高的测量精度。

多孔平衡板芯1根据其中心位置有无设置有流速检测孔4，分为两种结构形式：一种是多孔平衡板芯1中心位置设置有流速检测孔4(如图1至7所示，以上附图显示的多孔平衡板芯1上均存在流速检测孔4)，另一种是多孔平衡板芯1无流速检测孔4(如图8至10所示，以上附图显示的多孔平衡板芯1上均无流速检测孔4)。

多孔平衡板芯1中心位置设置有流速检测孔4的具体结构如以下所述：

多孔平衡板芯1的中心位置设置有流速检测孔4。在此种结构情况下，存在两种主要的取压形式：正压管2在多孔平衡板芯1上取压(图1至图4显示的是多孔平衡板芯1上取压)或者在流速检测孔4内取压(图5至图7显示的是流速检测孔4内取压)。

需要说明的是，不管何种样式的多孔平衡板芯1或者取压方式，正压管2位于多孔平衡板芯1的前方，负压管3位于多孔平衡板芯1的后方。

参照图1至图4，当正压管2在多孔平衡板芯1上取压时。

正压管2与正压检测面贴合设置，负压管3与负压检测面贴合设置。

正压管2的正压测量口位于多孔平衡板芯1外沿与流速检测孔4外沿间距一半的位置。

负压管3的负压测量口的设置位置低于正压测量口高于流量检测孔外沿，或者负压检测口的设置位置与流量检测孔外沿平齐。

参照图5至图7，当正压管2在流速检测孔4取压时：

平衡式全压流量计包括柱状探头5。柱状探头5内设置有正压管2和负压管3。

柱状探头5下端部设置有斜切面，正压管2在斜切面上的开口为正压取压口。

柱状探头5底面为负压取压面，负压管3负压取压面处于负压取压面上。

具体的，柱状探头5为六棱柱探头。在一个棱边上部向下与轴线成15°到45°角斜切下去至轴心2～3毫米处止，为正压取压面，正压取压开口于此；其斜面下部与六棱柱横截面相交的底面为负压检测面，负压取压开口于此。负压检测面与流体流向平行，与探头轴线成90°。

流速检测孔4用于流体负压检测用，其为平衡式板芯中心流速检测孔4方式，故更具管道流速的代表性。流速检测孔4中心流速最快，流量检测差压值更大，精度更高，故负压取压口优选的设计在流速检测孔4中心线附近。

参照图1至图4，多孔平衡板芯1还设置有整流孔6，整流孔6位于负压管3靠近负压测量口的两侧。整流孔6设置在负压管3两侧，避免流体在负压取压口后形成漩涡，以保证测量精度。需要说明的是：当流体流速较低或差压值过低时可取消整流孔6的设计以增加静压差。

参照图3、图4、图10所示，流量计还包括保护管7，保护管7从流体管道8上壁外延伸至管道内正压管2、负压管3取压口附近，其正压管2、负压管3经保护管7内引至流体管道8外，多孔平衡板芯1、正压管2、负压管3与保护管7相结成一体，方便携带安装。在现场装入流体管道8内，并使多孔平衡板芯1中心与流体管道8中心相重合，多孔平衡板芯1与管道轴线成90°角，保护管7与流体管道8相结，起到固定多孔平衡板芯1的作用。

参照图7，平衡式全压流量计包括可插拔式流量计探头，探头可插拔设置在保护管7内，具体的如以下所述：

参照图7e，平衡全压可插拔流量计的探头由正压管2、负压管3、探杆9、柱状探头5组合成一体式结构。

其中，柱状探头5设置在探杆9的一端，且正压管2和负压管3贯穿柱状探头5和探杆9设置。

其中，探头5优选的是正六棱柱结构，在一棱边上部向下与轴线成15°到45°角斜切下去至轴心2～3毫米处止，为正压检测面，正压取压开口于此；其斜面下部与六棱柱横截面相交的这个横截面为负压检测面，负压取压开口于此。负压检测面与流体流向平行，与探头轴线成90°。

可插拔式探头插接在保护管7内，可插拔式的探头的保护管7下部开口，用于可插拔式探头的检测头部经保护管7下部的开口进入流速检测孔4，并且在下部开口处设置有限位环12，用于限制可插拔式探头的插入位置。

保护管7上部有密封件10用于可插拔式探头与保护管7之间的密封；多孔平衡板芯1与保护管7相结成一体。在现场装入流体管道8，并使多孔平衡板芯1中心与流体管道8中心相重合，多孔平衡板芯1检测面与管道轴线成90°角；保护管7与流体管道8相结，起到固定多孔平衡板芯1的作用。

可插拔探头的头部为六棱柱结构，在一棱边上部向下与轴线成15°到45°角斜切下去至轴心2～3毫米处止，即为正压检测面，正压取压开口于此；其斜面下部与六棱柱横截面相交的这个横截面为负压检测面，负压取压开口于此。负压检测面与流体流向平行，与探头轴线成90°。可插拔式六棱柱探头的上部有圆管形探杆9引出，正压管2、负压管3在探杆9内经探杆9延长后至保护管7外用于流量差压值检测。

多孔平衡板芯1上设置有多个均匀分布的平衡孔11。平衡孔11的大小和多少可根据流体工况来定，平衡孔11最少可为零(当流体流速较低或差压值过低时可取消平衡孔11的设计以增加静压差，平衡式中心取压无间隙流量计的平衡孔11不可取消为零)。当流体流速很低时，可将平衡孔11取消以获取足够的节流效果得到更大的静压差，以保证测量精度。

如图8至图10所示，多孔平衡板芯1无中心检测孔流量计，其具体的指多孔平衡板芯1中心区域为板状结构，所述正压取压口和负压取压口分别延伸至多孔平衡板芯1中心位置。

多孔平衡板芯1中心区域为板状结构的意思是，在多孔平衡板芯1的中心位置为一个实体结构，未设置中心检测孔。即在平衡全压流量计的基础上取消流速检测孔4后将正、负取压口分别移至多孔平衡板正面和背面中心位得到的。

其有以下两种安装形式，具体的如以下所示：

多孔平衡板芯1安装在流体管道8内，且多孔平衡板芯1的边缘与流体管道8内壁之间存在间距(如图1、图3-图5，图7-图8，图10所示)。

多孔平衡板芯1安装在流体管道8内，且多孔平衡板芯1的边缘与流体管道8内壁之间相接触(如图2、图6、图9所示)。

即多孔平衡板芯1与流体管道8之间是否存在间隙，以及间隙的大小根据流体含污情况确定。

多孔平衡板芯1在安装过程中，将平衡全压流量计安装在一节与现场流体管道8等径的短管内，其在现场与流体管道8相结即可，安装方式与现有孔板流量计相同，(如图1-图2、图5-图6，图8-图9所示)。

多孔平衡板芯1的安装过程中，便携安装方式的流量计首先在流体管道8上开设沿管道轴线的矩形临时插接槽，临时插接槽的长度为多孔平衡板芯1能够完全插入流体管道8为准，当多孔平衡板插入流体管道8后，旋转多孔平衡板，使多孔平衡板与管道截面平行，将便携多孔平衡板固定在矩形口流体来向侧管壁上然后封闭临时插接槽，即管道恢复原样。在管道上开口将平衡板芯装入管道中心的方法有效避免了大管径管道孔板安装不便的情况，便携安装在管道上开口安装，故具有安装方便的优点，矩形临时插接槽位于多孔平衡板芯1的后侧，可以避免封闭临时插接槽的管道焊缝等粗糙面对流体的压力检测造成影响，(如图3-图4、图7，图10所示)。另外，多孔平衡板芯1的形状可以为圆形、矩形(图4为矩形)，即其形状可以根据工况需要设定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种平衡式全压流量计，其特征在于，包括多孔平衡板芯、正压管和负压管；

所述多孔平衡板芯上设置有孔状结构；

所述正压管位于多孔平衡板芯的正面，所述负压管位于多孔平衡板芯的背面；

所述多孔平衡板芯的正面为流体来向面，多孔平衡板芯的正面为正压检测面；

所述多孔平衡板芯的背面为流体去向面，多孔平衡板芯的背面为负压检测面。

2.根据权利要求1所述的平衡式全压流量计，其特征在于，所述多孔平衡板芯上设置有流速检测孔；

所述正压管在多孔平衡板芯上取压或者在流速检测孔取压。

3.根据权利要求2所述的平衡式全压流量计，其特征在于，所述正压管与正压检测面贴合设置，负压管与负压检测面贴合设置；

所述正压管的正压测量口位于多孔平衡板芯外沿与流速检测孔外沿间距一半的位置；

所述负压管的负压测量口的设置位置低于正压测量口高于流量检测孔外沿，或者负压检测口的设置位置与流量检测孔外沿平齐。

4.根据权利要求2所述的平衡式全压流量计，其特征在于，所述平衡式全压流量计包括柱状探头，柱状探头截面呈六边形；

所述柱状探头内设置有正压管和负压管；

所述柱状探头下端部设置有斜切面，正压管在斜切面上的开口为正压取压口；

所述柱状探头底面为负压取压面，所述负压管负压取压口处于负压取压面上。

5.根据权利要求1所述的平衡式全压流量计，其特征在于，所述多孔平衡板芯还设置有整流孔；

所述整流孔位于负压管靠近负压测量口的两侧。

6.根据权利要求1所述的平衡式全压流量计，其特征在于，所述多孔平衡板芯上设置有多个以平衡板芯中心为圆心均匀分布的平衡孔。

7.根据权利要求1所述的平衡式全压流量计，其特征在于，所述多孔平衡板芯安装在流体管道内，且多孔平衡板芯的边缘与流体管道内壁之间存在间距。

8.根据权利要求1所述的平衡式全压流量计，其特征在于，所述多孔平衡板芯安装在流体管道内，且多孔平衡板芯的边缘与流体管道内壁之间相接触。

9.根据权利要求1所述的平衡式全压流量计，其特征在于，所述多孔平衡板芯上设置有保护管，所述保护管从流体管道上壁外延伸至管道内正压管、负压管取压口处；

所述正压管、负压管经保护管内引至流体管道外；

多孔平衡板芯、正压管、负压管与保护管为一体式结构，或正压管、负压管、探杆、柱状探头设置成一体式流量计探头，流量计探头可插拔的插接在保护管内。

10.根据权利要求1所述的平衡式全压流量计，其特征在于，所述多孔平衡板芯中心区域为板状结构，所述正压取压口和负压取压口分别延伸至多孔平衡板芯中心位置。

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