CN202255481U - 新型对称式平衡流量计 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型对称式平衡流量计，包括内部设置有平衡流量传感器，平衡流量传感器包括节流整流器和环室压力传感装置，节流整流器为盘式结构。节流整流器位于流道中，盘面上开设有多个贯通的整流函数孔，流道内的流体通过进入整流孔实现整流；节流整流器的两侧盘面分别连接有环室压力传感装置，用于采集流体在节流整流器前后形成的差压信号。由于平衡流量传感器具有多孔结构的特点，能对流场进行整流，降低涡流、振动和信号噪声，流场稳定性大大的提高，表体采用特制的精密管道和专用取压装置，使精确度比传统节流装置提升了5－10倍。
Description
技术领域
本实用新型涉及流量测算技术领域，特别涉及一种对称式的平衡流量计。
背景技术
如图1和图2所示，现有的差压流量计中，通常在环室中设置有节流装置，该节流装置由于只有一个流通孔，会导致很大的永久压力损失，随机和杂乱涡流所形成的噪声引起取压点信号的波动，大大降低了设备的测量精度、重复性、线性和稳定性，同时该种单孔结构需要很长的直管段来整理流场和恢复压力，从而增加了设计难度和成本损耗，另外该种单孔设计为非对称结构，只能测量单一方向流动的流体，应用范围受到局限。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种新型对称式平衡流量计，采用了具有多孔结构的平衡流量传感器，能对流场进行平衡，降低涡流、振动和信号噪声，使流场稳定性大大的提高的测量的精确度得以大大提高；采用对称式结构设计，可以有效测量双向流动的流体，扩大了应用领域。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
该新型对称式平衡流量计内部设置有贯通流道的平衡流量传感器，所述平衡流量传感器两端的进、出短管分别设置连接法兰，其特征在于：所述平衡流量传感器包括节流整流器和环室压力传感装置，所述节流整流器为盘式结构，所述节流整流器的盘面与流体流通方向相垂直且盘面面积大于流道在流通方向上的最小截面；
所述节流整流器位于流道中的盘面上开设有多个贯通的整流孔，流道内的流体通过进入整流孔实现整流；
所述节流整流器的两侧盘面的分别连接有环室压力传感装置，用于采集流体在节流整流器前后形成的差压信号。
进一步，各个整流孔的尺寸和位置基于流体力学流场分布特性，经计算得到；
进一步，所述整流孔的轴线平行于沿流体流通方向的流道轴线；
进一步，所述环室为普通碳钢、不锈钢或合金钢制成；
进一步，所述压力传感装置为引压管，所述引压管设置于环室的外壁上；
进一步，所述节流整流器的盘面外缘嵌入环室的内壁进行固定，在靠近节流整流器两侧盘面外缘的壁体内分别设置有引压管安装位。
本实用新型的有益效果是：
1）由于平衡流量传感器具有多孔结构的特点，能对流场进行平衡，降低涡流、振动和信号噪声，流场稳定性大大的提高，表体采用特制的精密管道和专用取压装置，使精确度比传统节流装置提升了5－10倍。
2）平衡流量传感器能将流场平衡，调整稳定，且压力恢复比传统节流装置快两倍，大大缩短了对直管段的要求；
3）平衡流量计的对称平衡设计，减少了涡流的形成和紊流摩擦，降低了动能的损失，在同样的工况下，与传统节流装置比较，压力损失较少了70％，接近文丘里管，从而节省了相当大的运行成本，值得大量推广；
4）与传统节流装置相比,本实用新型极大提高了测量量程比，测量范围更宽；
5）平衡流量传感器能将流场平衡稳定，使重复性大大提高,可达到±0.1％；同时多个流通孔分散受力，无锐角磨损，其β值长期保持不变，长期稳定性非常好；整个仪表无可动部件，使用寿命比传统节流装置延长了5－10倍；
6）多孔对称的平衡设计，减少了紊流剪切力和涡流的形成，从而大大降低了死区的形成，保证脏污介质顺利通过多个孔，减少了流体孔被堵塞的机会。
7）本实用新型左右完全对称，因此可以十分方便地测量双向流，其适用范围得以大大扩展。
本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：
图1为现有单孔节能装置的结构示意图；
图2为图1结构的实际使用状态图；
图3为本实用新型的结构示意图；
图4为一种多孔的节流整流器结构示意图；
图5为另一种多孔的节流整流器结构示意图；
图6为图4结构的实际使用状态图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
如图3所示，本实用新型的对称式平衡流量计包括内部设置有贯通流道的平衡流量传感器1，所述平衡流量传感器1两端的进、出短管2分别设置连接法兰3，平衡流量传感器1的内部设置节流整流器4，所述节流整流器4为盘式结构，节流整流器4的盘面与流体流通方向相垂直且盘面面积大于流道在流通方向上的最小截面；即若以流体流通方向为纵向，则节流整流器4的盘面与流道的横截面平行。
在节流整流器4位于流道中的盘面上开设有多个贯通的整流孔5，流道内的流体通过进入整流孔5实现整流；节流整流器4的两侧盘面的分别连接有环室压力传感装置，用于采集流体在节流整流器前后形成的差压信号。
本实施例中，压力传感装置为引压管，节流整流器的盘面外缘嵌入环室的内壁进行固定，在靠近节流整流器两侧盘面外缘的壁体内分别设置有引压管安装位6，引压管设置于环室的外壁上。
图4和图5分别给出了两种采用不同整流孔布置方式的结构布置图，如图所示，各个整流孔的尺寸和位置基于流体力学流场分布特性，经计算得到，本实施例中，整流孔的轴线平行于沿流体流通方向的流道轴线。
作为进一步的改进，环室为普通碳钢、不锈钢或合金钢制成，当然也可以采用其他一些具有高强度、耐腐蚀和耐高温特性的材料进行制作。
本实用新型的测量原理为：
当流体流过整流孔时，流体被充分整流，涡流被最小化，形成近似理想流体，在传感器前后形成稳定的差压信号。根据伯努利原理，由下式可以计算出流体体积流量 
或者质量流量
，
其中：
代表流体体积流量；
代表流体质量流量；
代表流量系数；
如图6所示，经过大量的测试和现场验证，平衡流量传感器通过多孔圆盘形的节流整流器，能够巧妙地实现流体的平衡测量，明显减少了涡流的形成、降低了死区效应、减少了流体动能的损失，降低了涡流带来的取压点信号波动。
本产品的特点为：
1.测量精度高
由于平衡流量传感器具有多孔结构的特点，能对流场进行平衡，降低涡流、振动和信号噪声，流场稳定性大大的提高，表体采用特制的精密管道和专用取压装置，使精确度比传统节流装置提升了5－10倍。
经过实流标定，传感器精确度可达±0.3％、±0.5％，适用于贸易计量场合。
几何尺寸检验，传感器精确度可达±0.5％、±1.0％，适用于过程控制场合。
平衡流量计加工重复性极高，与传统节流装置一样，在实流标定数据基础上，可以实现几何尺寸检定。
2.直管段要求低
平衡流量传感器能将流场平衡，调整稳定，且压力恢复比传统节流装置快两倍，大大缩短了对直管段的要求。大多数情况下直管段可以小至0.5D~2D，尤其对于特殊或昂贵的管道，采用平衡流量计可以省去大量的直管段。
3.永久压力损失低
平衡流量计的对称平衡设计，减少了涡流的形成和紊流摩擦，降低了动能的损失，在同样的工况下，与传统节流装置比较，压力损失较少了70％，接近文丘里管，从而节省了相当大的运行成本，值得大量推广。
4.量程比宽
与传统节流装置相比,平衡流量计极大提高了测量量程比.研究结果显示，雷诺数大于50000时，选择合适的孔径参数，平衡流量计无上限，根据工业测量实际应用的需要，常规测量量程比为10：1，选择合适的参数可以做道30：1或更高。
5.重复性和长期的稳定性好
平衡流量传感器能将流场平衡稳定，使重复性大大提高,可达到±0.1％。
平衡流量计多个流通孔分散受力，无锐角磨损，其β值长期保持不变，长期稳定性非常好；整个仪表无可动部件，使用寿命比传统节流装置延长了5－10倍。
6.耐脏污不宜堵
多孔对称的平衡设计，减少了紊流剪切力和涡流的形成，从而大大降低了死区的形成，保证脏污介质顺利通过多个孔，减少了流体孔被堵塞的机会。
7.测量范围宽
根据实验结果，我们知道：平衡流量计的性能，使其流速可以从最小到音速，其最小雷诺数可低于200，最大雷诺数大于107；β值可选0.25～0.9。
8.适用范围
平衡流量计左右完全对称，因此可以十分方便地测量双向流。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.新型对称式平衡流量计，所述平衡流量计包括内部设置有贯通流道的平衡流量传感器，所述平衡流量传感器的进、出短管分别设置连接法兰，其特征在于：所述平衡流量传感器包括节流整流器和环室压力传感装置，所述节流整流器为盘式结构，所述节流整流器的盘面与流体流通方向相垂直且盘面面积大于流道在流通方向上的最小截面；
所述节流整流器位于流道中的盘面上开设有多个贯通的整流孔，流道内的流体通过进入整流孔实现整流；
所述节流整流器的两侧盘面的分别连接有环室压力传感装置，用于采集流体在节流整流器前后形成的差压信号。
2.根据权利要求1所述的新型对称式平衡流量计，其特征在于：所述整流孔的轴线平行于沿流体流通方向的流道轴线。
3.根据权利要求1所述的新型对称式平衡流量计，其特征在于：所述环室为普通碳钢、不锈钢或合金钢制成。
4.根据权利要求1所述的新型对称式平衡流量计，其特征在于：所述环室压力传感装置为引压管，所述引压管设置于环室的外壁上。
5.根据权利要求4所述的新型对称式平衡流量计，其特征在于：所述节流整流器的盘面外缘嵌入环室的内壁进行固定，在靠近节流整流器两侧盘面外缘的壁体内分别设置有引压管安装位。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105784292A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-07-20 | 上海工程技术大学 | 一种基于平衡流量计的活塞漏气量测量系统 |
| CN106441468A (zh) * | 2016-09-18 | 2017-02-22 | 中国核动力研究设计院 | 一种可实现双向流量测量的文丘里流量计及其测量方法 |
| CN106525159A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-03-22 | 太原市普瑞兴生仪表有限公司 | 风道流量测量装置 |
| CN106802169A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-06-06 | 上海科洋科技股份有限公司 | 一种多文丘里孔平衡流量计 |
| CN111678560A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-09-18 | 艾加流体控制(上海)有限公司 | 中心三孔平衡流量计 |
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- 2011-08-01 CN CN2011202758951U patent/CN202255481U/zh not_active Expired - Fee Related
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