CN205679276U - 一种孔板节流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种孔板节流装置，包括两个半壳体，两个半壳体通过法兰盘连接构成壳体，在壳体内圆周壁上安装有套管，在套管中部设置有次级孔板，多个初级孔板以次级孔板为对称轴均匀分布在套管内壁上，次级孔板的两端端部分别贯穿套管后向两个法兰盘之间的间隙处延伸，在次级孔板的延伸段两侧壁上设置有密封垫。次级孔板正对两个半壳体的连接端面，并且次级孔板的两个延伸段分别置于两个法兰盘之间，同时在延伸段的两侧壁上铺设密封垫，然后通过螺栓将两个半壳体紧固在一起，使得两个法兰盘相对的端面直接紧压在密封垫上，以完成对套管与壳体之间的密封。

Description

一种孔板节流装置

技术领域

本实用新型涉及流量传感器领域，具体是指一种孔板节流装置。

背景技术

当流体流经管道内的节流装置时，流束将在节流装置的节流件处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力低，于是在节流件前后便产生了压力降，即压差，介质流动的流量越大，在节流件前后产生的压差就越大，所以可以通过测量压差来衡量流体流量的大小。但是现有节流装置中的孔板的缩流断面处的压力降到液体对应温度下的饱和蒸汽压力以下，流束中就有蒸汽及溶解在水中的气体逸出，形成蒸汽与气体混合的小汽泡，压力越低，汽泡越多；当孔板下游的压力仍低于液体的饱和蒸汽压力，汽泡将在下游的管道继续产生，液汽两相混合存在；如果下游压力恢复到高于液体的饱和蒸汽压力，汽泡在高压的作用下，迅速凝结而破裂，在汽泡破裂的瞬间，产生局部空穴，高压水以极高的速度流向这些原汽泡占有的空间，形成一个冲击力；由于汽泡中的气体和蒸汽来不及在瞬间全部溶解和凝结，在冲击力作用下又分成小汽泡，再被高压水压缩、凝结，如此形成多次反复，孔板会受到较为严重的汽蚀影响，导致其使用寿命大大降低；并且孔板的更换工序较为复杂，耗费大量的人力物力，增加了节流装置的使用成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种孔板节流装置，避免在孔板上发生汽蚀现象，同时在维护时简化孔板的更换流程，降低节流装置的使用成本。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种孔板节流装置，包括两个半壳体，在所述半壳体端面分别设置有法兰盘，两个半壳体通过法兰盘连接构成壳体，在所述壳体内圆周壁上安装有套管，在套管中部设置有次级孔板，多个初级孔板以次级孔板为对称轴均匀分布在套管内壁上，所述次级孔板的两端端部分别贯穿套管后向两个法兰盘之间的间隙处延伸，且在所述次级孔板的延伸段两侧壁上设置有密封垫；多个设置在所述初级孔板上的开孔包括沿流束运动方向依次连接的第一扩大段、平直段以及第二扩大段，所述第一扩大段、第二扩大段的内径均沿流束运动方向递增，且所述第一扩大段的轴向长度小于第二扩大段的轴向长度，设置在所述次级孔板上的小孔内径沿流束运动的方向递增，且小孔初始端的内径大于第二扩大段末端的内径。

使用时，先将套管的两端分别置于两个半壳体内，直至多个初级孔板均匀分布在两个半壳体内部，而次级孔板正对两个半壳体的连接端面，并且次级孔板的两个延伸段分别置于两个法兰盘之间，同时在延伸段的两侧壁上铺设密封垫，然后通过螺栓将两个半壳体紧固在一起，使得两个法兰盘相对的端面直接紧压在密封垫上，以完成对套管与壳体之间的密封；当流束由半壳体的一端进入后，此时由于次级孔板的两个延伸段紧固在法兰盘上，即整个套管被紧固在壳体内部，以保证在受到流束的冲击时套管整体保持稳定，而多个初级孔板以及次级孔板均开有多个圆形开孔，流束经过圆形开孔的阻断，其压力下降，自身的能量开始逐级损耗，直至流束在逐一通过初级孔板或是次级孔板后，位于初级孔板或是次级孔板处的压力不低于液体的饱和蒸汽压力，以降低汽蚀现象的发生，延长套管内初级孔板以及次级孔板的使用寿命。而初级孔板、次级孔板以及套管为整体结构，在维护更换时，只需打开法兰盘则能将该整体结构一并取出，而非现有技术中多个孔板通过多个法兰固定且在拆卸时需要重复拆卸法兰多次，进而达到减低了孔板在安装拆卸时的劳动强度。

其中，初级孔板上的开孔包括三个部分，即第一扩大段、平直段以及第二扩大段，第一扩大段与第二扩大段的内径沿开孔的轴向递增，而平直段的内径则保持不变，即在流束经过第一扩大段时，其流通截面不断增大，使得流体的流速降低，由于在第一扩大段初始端出的压力最大，由该初始端直喷入的流体速度最大，而沿第一扩大段内壁移动的流体速度相对较小，此时在第一扩大段内则形成中部流速快、四周流速慢的过渡流态，而相对与流体的层流状态而言，流体的过渡流态使得各水层间相互干扰，消耗自身携带的动能，即逐渐降低流体的压力；在流体流入平直段后，使得各水层之间的运动状态相对平稳，可避免流体在沿平直段轴线方向产生分速度而对初级孔板造成一定冲击，而在流束进入第二扩大段后，其运行状态与在第一扩大段中相似，区别在于此时的流束自身能量相对衰弱，并且第二扩大段的轴线长度大于第一扩大段的轴向长度，进而增加流束能量的衰减率；即通过开孔内三个部分对流速能量的逐级衰减，流束在直喷至下一个初级孔板上时形成的冲击强度大大降低，即降低了初级孔板的承载负荷。进一步地，次级孔板上的小孔内径沿流束运动方向递增，即流束在经过小孔时还将进行一次能量衰减，并且小孔的初始端，即最先与流束接触的一端，此时所受到的压力值相对前一个初级孔板的第二扩大段末端的压力值要小，而小孔的初始端内径大于第二扩大段末端的内径，即将流束的压力值维持在不低于流体的饱和蒸汽压力值，保证与流束后接触的初级孔板不会受到流体汽蚀的影响。

在所述套管两个端面上卡接有密封圈，且所述密封圈外径大于所述套管的外径。由于套管放置在壳体内壁上，且在壳体内壁与套管之间会出现极小的间隙，而高速运动的流束会窜入该间隙中，在壳体内形成多股逆流，影响流束的正常的运动，并且套管以及壳体内壁经过猛烈的冲刷而导致局部应力集中，即导致出现损伤；而在套管的两个端面上卡接有密封圈，且该密封圈的外径大于套管的外径，在套管放入半壳体内时，密封圈随套管端部一起在半壳体内壁上移动，同时密封圈受到压缩而紧紧贴合在半壳体内壁上，以保证套管外壁与半壳体内壁之间的密封性。

所述次级孔板的轴向宽度大于所述初级孔板的轴向宽度。流束依次经过多个初级孔板后流过次级孔板，最后再一次经过多个初级孔板，进而使流束自身具备的冲量消耗完毕，且在流束移动的过程中，与流束最先接触的几个初级孔板受损相对严重，而当流束移动至次级孔板时，轴向宽度相对较大的次级孔板的抗冲击强度要大于初级孔板，即能保证套管继续在壳体内使用。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型的初级孔板、次级孔板以及套管为整体结构，在维护更换时，只需打开法兰盘则能将该整体结构一并取出，而非现有技术中多个孔板通过多个法兰固定且在拆卸时需要重复拆卸法兰多次，进而达到减低了孔板在安装拆卸时的劳动强度；

2、本实用新型在套管的两个端面上卡接有密封圈，且该密封圈的外径大于套管的外径，在套管放入半壳体内时，密封圈随套管端部一起在半壳体内壁上移动，同时密封圈受到压缩而紧紧贴合在半壳体内壁上，以保证套管外壁与半壳体内壁之间的密封性；

3、本实用新型当流束移动至次级孔板时，轴向宽度相对较大的次级孔板的抗冲击强度要大于初级孔板，即能保证套管继续在壳体内使用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为开孔的结构示意图；

图3为小孔的结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：

1-密封圈、2-套管、3-初级孔板、31-第一扩大段、32-平直段、33-第二扩大段、4-次级孔板、41-小孔、5-半壳体、6-法兰盘、7-密封垫。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1~图3所示，本实施例包括两个半壳体5，在所述半壳体5端面分别设置有法兰盘6，两个半壳体5通过法兰盘6连接构成壳体，在所述壳体内圆周壁上安装有套管2，在套管2中部设置有次级孔板4，多个初级孔板3以次级孔板4为对称轴均匀分布在套管2内壁上，所述次级孔板4的两端端部分别贯穿套管2后向两个法兰盘6之间的间隙处延伸，且在所述次级孔板4的延伸段两侧壁上设置有密封垫7；多个设置在所述初级孔板3上的开孔包括沿流束运动方向依次连接的第一扩大段31、平直段32以及第二扩大段33，所述第一扩大段31、第二扩大段33的内径均沿流束运动方向递增，且所述第一扩大段31的轴向长度小于第二扩大段33的轴向长度，设置在所述次级孔板4上的小孔41内径沿流束运动的方向递增，且小孔41初始端的内径大于第二扩大段33末端的内径。

使用时，先将套管2的两端分别置于两个半壳体5内，直至多个初级孔板3均匀分布在两个半壳体5内部，而次级孔板4正对两个半壳体5的连接端面，并且次级孔板4的两个延伸段分别置于两个法兰盘6之间，同时在延伸段的两侧壁上铺设密封垫7，然后通过螺栓将两个半壳体5紧固在一起，使得两个法兰盘6相对的端面直接紧压在密封垫7上，以完成对套管2与壳体之间的密封；当流束由半壳体5的一端进入后，此时由于次级孔板4的两个延伸段紧固在法兰盘6上，即整个套管2被紧固在壳体内部，以保证在受到流束的冲击时套管2整体保持稳定，而多个初级孔板3以及次级孔板4均开有多个圆形开孔，流束经过圆形开孔的阻断，其压力下降，自身的能量开始逐级损耗，直至流束在逐一通过初级孔板3或是次级孔板4后，位于初级孔板3或是次级孔板4处的压力不低于液体的饱和蒸汽压力，以降低汽蚀现象的发生，延长套管2内初级孔板3以及次级孔板4的使用寿命。而初级孔板3、次级孔板4以及套管2为整体结构，在维护更换时，只需打开法兰盘6则能将该整体结构一并取出，而非现有技术中多个孔板通过多个法兰固定且在拆卸时需要重复拆卸法兰多次，进而达到减低了孔板在安装拆卸时的劳动强度。

其中，初级孔板3上的开孔包括三个部分，即第一扩大段31、平直段32以及第二扩大段33，第一扩大段31与第二扩大段33的内径沿开孔的轴向递增，而平直段32的内径则保持不变，即在流束经过第一扩大段31时，其流通截面不断增大，使得流体的流速降低，由于在第一扩大段31初始端出的压力最大，由该初始端直喷入的流体速度最大，而沿第一扩大段31内壁移动的流体速度相对较小，此时在第一扩大段31内则形成中部流速快、四周流速慢的过渡流态，而相对与流体的层流状态而言，流体的过渡流态使得各水层间相互干扰，消耗自身携带的动能，即逐渐降低流体的压力；在流体流入平直段32后，使得各水层之间的运动状态相对平稳，可避免流体在沿平直段32轴线方向产生分速度而对初级孔板造成一定冲击，而在流束进入第二扩大段33后，其运行状态与在第一扩大段31中相似，区别在于此时的流束自身能量相对衰弱，并且第二扩大段33的轴线长度大于第一扩大段31的轴向长度，进而增加流束能量的衰减率；即通过开孔内三个部分对流速能量的逐级衰减，流束在直喷至下一个初级孔板3上时形成的冲击强度大大降低，即降低了初级孔板3的承载负荷。进一步地，次级孔板4上的小孔41内径沿流束运动方向递增，即流束在经过小孔41时还将进行一次能量衰减，并且小孔41的初始端，即最先与流束接触的一端，此时所受到的压力值相对前一个初级孔板3的第二扩大段33末端的压力值要小，而小孔41的初始端内径大于第二扩大段33末端的内径，即将流束的压力值维持在不低于流体的饱和蒸汽压力值，保证与流束后接触的初级孔板3不会受到流体汽蚀的影响。

本实施例在所述套管2两个端面上卡接有密封圈1，且所述密封圈1外径大于所述套管2的外径。由于套管2放置在壳体内壁上，且在壳体内壁与套管2之间会出现极小的间隙，而高速运动的流束会窜入该间隙中，在壳体内形成多股逆流，影响流束的正常的运动，并且套管2以及壳体内壁经过猛烈的冲刷而导致局部应力集中，即导致出现损伤；而在套管2的两个端面上卡接有密封圈1，且该密封圈1的外径大于套管2的外径，在套管2放入半壳体5内时，密封圈1随套管2端部一起在半壳体5内壁上移动，同时密封圈1受到压缩而紧紧贴合在半壳体5内壁上，以保证套管2外壁与半壳体5内壁之间的密封性。

作为优选，所述次级孔板4的轴向宽度大于所述初级孔板3的轴向宽度。流束依次经过多个初级孔板3后流过次级孔板4，最后再一次经过多个初级孔板3，进而使流束自身具备的冲量消耗完毕，且在流束移动的过程中，与流束最先接触的几个初级孔板3受损相对严重，而当流束移动至次级孔板4时，轴向宽度相对较大的次级孔板4的抗冲击强度要大于初级孔板3，即能保证套管2继续在壳体内使用。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种孔板节流装置，包括两个半壳体（5），在所述半壳体（5）端面分别设置有法兰盘（6），两个半壳体（5）通过法兰盘（6）连接构成壳体，其特征在于：在所述壳体内圆周壁上安装有套管（2），在套管（2）中部设置有次级孔板（4），多个初级孔板（3）以次级孔板（4）为对称轴均匀分布在套管（2）内壁上，所述次级孔板（4）的两端端部分别贯穿套管（2）后向两个法兰盘（6）之间的间隙处延伸，且在所述次级孔板（4）的延伸段两侧壁上设置有密封垫（7）；多个设置在所述初级孔板（3）上的开孔包括沿流束运动方向依次连接的第一扩大段（31）、平直段（32）以及第二扩大段（33），所述第一扩大段（31）、第二扩大段（33）的内径均沿流束运动方向递增，且所述第一扩大段（31）的轴向长度小于第二扩大段（33）的轴向长度，设置在所述次级孔板（4）上的小孔（41）内径沿流束运动的方向递增，且小孔（41）初始端的内径大于第二扩大段（33）末端的内径。

2.根据权利要求1所述的一种孔板节流装置，其特征在于：在所述套管（2）两个端面上卡接有密封圈（1），且所述密封圈（1）外径大于所述套管（2）的外径。

3.根据权利要求1所述的一种孔板节流装置，其特征在于：所述次级孔板（4）的轴向宽度大于所述初级孔板（3）的轴向宽度。