CN206945075U - 整流装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种整流装置，其设置在管体中，整流装置包括沿流体流经管体的方向依次间隔设置的至少两个整流孔板，在每个整流孔板上设置有沿流体的流动方向延伸的多个孔口，其中，每个整流孔板上的孔口的数量和直径相等并且一一对准。本实用新型的目的在于提供一种整流装置，该整流装置能够对管体内的流体进行多次整流，并且通过使每个整流孔板上的孔口一一对准而实现流体的进一步均匀混合，同时有利于降低流体的压力损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种整流装置。
背景技术
国内外研究成果表明，在流体流量计量过程中，例如，在天然气计量过程中，孔板流量计、超声波流量计和涡轮流量计等都要求气体有较均匀稳定的流态才能准确计量，但在具体应用中，特别是在工业环境下，在管道上游会产生较严重的流动干扰，汇气管、分离器和调节阀等常用设备对流态的干扰需要145D(D是直管段内径)以上的直管段才能消除，这是因为，气体流经直管段时，直管段为其提供了一个主要流动方向，所以气体只有流过足够长的直管段后，才有可能使得原本混乱受干扰的气体逐渐稳定。直管段的长度要求无疑会浪费管道资源。
目前国内外普遍采用19管束整流器(或称流动调整器)来消除这种干扰，以缩短直管段长度和提高计量准确度。
19管束整流器由外壳、19根整流管按要求构成的整流管束以及压环组成，结构尺寸符合GB/T21446-2008和国际标准的规定。19管束采用夹具定位，一次焊接成型，保证了每根整流管的准确位置和焊疤的均匀整齐、光滑牢固，从而进行整流。但其主要缺陷如下：
(1)只经过一次整流，对流场的整流确实起到了一定的作用，但是其气体是从管束及管束之间的空隙中穿过，对气体主要起到了直管段整直的效果，针对管道中气体速度分布不均匀时的整流效果差。
(2)采用夹具定位，一次焊接成型，工艺复杂，加工成本高。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种整流装置，该整流装置能够对管体内的流体进行多次整流，并且通过使每个整流孔板上的孔口一一对准而实现流体的进一步均匀混合，同时有利于降低流体的压力损失。
根据本实用新型的一个方面，提供一种整流装置，其设置在管体中，所述整流装置包括沿流体流经管体的方向依次间隔设置的至少两个整流孔板，在每个整流孔板上设置有沿流体的流动方向延伸的多个孔口，其中，每个整流孔板上的孔口的数量和直径相等并且一一对准。
根据本实用新型的一个实施例，整流装置包括具有多个第一孔口的第一整流孔板和具有多个第二孔口的第二整流孔板，其中，第一孔口和第二孔口均沿多个同心圆周等间隔地分布。
根据本实用新型的一个实施例，第一整流孔板和第二整流孔板通过衬管彼此连通，其中，衬管的第一端与第一整流孔板的下游端连接，并且衬管的第二端与第二整流孔板的上游端连接。
根据本实用新型的一个实施例，在衬管的第一端和第二端上、以及在第一整流孔板的下游端和第二整流孔板的上游端上均设置有定位件，以使第一孔口和第二孔口一一对准。
根据本实用新型的一个实施例，在第一整流孔板的下游端上和第二整流孔板的上游端上的对应位置处设置有相对延伸的凸台，并且在衬管的第一端和第二端上设置有与凸台匹配的凹槽。
根据本实用新型的一个实施例，在第一整流孔板的外壁和第二整流孔板的外壁上刻有彼此对齐的第一直线标记和第二直线标记，并且在衬管的外壁上的对应位置处刻有与第一直线标记和第二直线标记共线的第三直线标记。
根据本实用新型的一个实施例，第一整流孔板与第二整流孔板的纵向长度比介于5:1至20:1之间。
根据本实用新型的一个实施例，第一整流孔板与衬管的纵向长度比介于1:2至1:3之间。
根据本实用新型的一个实施例，所有第一孔口的孔面积之和与管体的内径表面积之比介于3:5至4:5之间。
根据本实用新型的一个实施例，第一整流孔板的纵向长度与管体的内径之比介于9:25至3:5之间。
本实用新型的有益效果在于：
(1)本实用新型的整流装置包括至少两个整流孔板，因此能够对管体内的流体进行至少两级整流，从而使得流经传感器的流体均匀稳定，为流量计的高精度采集提供稳定良好的环境；以及
(2)本实用新型中的每个整流孔板的整流孔彼此数量、直径相等且一一对齐，能够进一步将流体均匀混合，有利于降低流体的压力损失，并且定位工艺简单，解决了现有的整流器加工工艺复杂、生产成本高的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型的实施例1的整流装置的结构示意图；以及
图2为本实用新型的实施例1的整流装置的立体图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的实施例进行具体描述。需要注意的是，以下各个实施例可以任意可能的方式相互组合或部分替换。
如图1和图2所示，本实用新型的实施例1提供一种整流装置，该整流装置设置在管体中用于对流经管体的流体进行整流，该整流装置包括沿流体流经管体的方向依次间隔设置的至少两个整流孔板，并且在每个整流孔板上开设有沿流体的流动方向延伸的多个孔口，其中，每个整流孔板上的孔口的数量和直径相等并且一一对准。在使用时，管道流体通过设置在整流孔板上的孔口依次经过各个整流孔板进行整流。
有利地，在上述实施例中，整流装置包括至少两个整流孔板，因此能够对管体内的流体进行至少两级整流，从而使得流经传感器的流体均匀稳定，为流量计的高精度采集提供稳定良好的环境。
进一步有利地，在上述实施例中，各个整流孔板上的孔口彼此一一对准有利于降低流体压力损失，同时还有利于将流体进行更好的混合均匀。这是因为经过了第一个整流孔板的挤压、射流及混合区以后，流体变得相对比较均匀了，但是在两个相邻的整流孔板之间的管体内，孔口处对应的流体速度和压力仍然大于孔口之间的整流孔板处对应的流体速度和压力，如果多个整流孔板之间的整流孔不对齐，则会存在一个整流孔板的孔口处对应的速度和压力较高的流体撞击在其下游相邻的整流孔板(相当于阻流件)上，因而出现流体被反射回来的情况，这一方面会使已经混合较均匀的流体又出现混乱，不利于流体的均匀稳定；另一方面还会增大压力损失；而在多个整流孔板之间的孔口完全对齐时，从一个整流孔板的孔口出来的流速和压力较高的流体会从其下游相邻的整流孔板的相对应(即，对齐)孔口流出去，相邻整流孔板中间沉降段流体不会充分发展，有利于减少压力损失，也有利于进一步将流体混合混匀。
如图1和图2所示，根据本实用新型的实施例2，整流装置包括两个整流孔板，即，第一整流孔板1和第二整流孔板2，其中，第一整流孔板1具有沿管体轴线方向延伸的多个第一孔口3，同样地，第二整流孔板2具有沿管体轴线方向延伸的多个第二孔口4，第一孔口3和第二孔口4的数量、直径均相等并且彼此一一对准，并且第一孔口3和第二孔口4分别沿多个同心圆周等间隔地分布在第一整流孔板1和第二整流孔板2上。
在上述实施例中，如图1和图2所示，第一整流孔板1和第二整流孔板2通过衬管5彼此连通，其中，衬管5的第一端与第一整流孔板1的下游端连接，并且衬管5的第二端与第二整流孔板2的上游端连接。
进一步地，如图2详细例示，在衬管5的第一端和第二端上、以及在第一整流孔板1的下游端和第二整流孔板2的上游端上均设置有定位件，定位件用以在安装时保证第一整流孔板1和第二整流孔板2的第一孔口3和第二孔口4准确定位。
示例性地，如图2所示，定位件可实施为相配合的凸台7和凹槽8；具体地，在第一整流孔板1的下游端上和第二整流孔板2的上游端上的对应位置处设置有相对延伸的凸台7，并且在衬管5的第一端和第二端的对应位置处设置有与凸台7匹配的凹槽8。当然，凸台7和凹槽8的位置也可互换，例如，可在第一整流孔板1的下游端上和第二整流孔板2的上游端上设置凹槽8，在衬管5的第一端和第二端的对应位置处设置凸台7等，本实用新型不限于此。
示例性地，定位件可实施为刻印或涂布流装置外壁上的直线标记；具体地，可在第一整流孔板1的外壁和第二整流孔板2的外壁上刻印或涂布彼此对齐的第一直线标记和第二直线标记，并且在衬管5的外壁上的对应位置处刻印或涂布与第一直线标记和第二直线标记共线的第三直线标记。
在上述实施例中，通过在整流装置中使用定位件，并且定位工艺简单，解决了现有的整流器加工工艺复杂、生产成本高的问题。
在一个可能的实施例中，第一整流孔板1与第二整流孔板2的长度比例范围为5:1～20:1，并且优选5.5:1；这是因为当第一整流孔板1与第二整流孔板2的长度比例低于5:1时，压力损失过大；而当第一整流孔板1与第二整流孔板2的长度比例高于20:1时，整流效果较差。
在一个可能的实施例中，第一整流孔板1与衬管5的长度比例约为1:3～1:2，并且优选11:25；这是因为当第一整流孔板1与衬管的长度比例小于1：3时，衬管5过长，影响第一整流孔板1的整流效果，且压损大；而当第一整流孔板1与衬管5的长度比例大于1:2时，衬管5过短，流体的射流、混合空间不足，影响整流效果。
在一个可能的实施例中，第一整流孔板1的所有第一孔口3的孔面积之和与待测量管体的内径表面积之比约为3：5～4:5，并且优选为3:5；这是因为：一方面，当所有第一孔口3的孔面积之和与待测量管体的内径面积比小于3:5时，流体压力损失较大，影响流量计的适用范围；另一方面，当上述面积比大于4:5时，对流体的挤压不够，无法实现整流功能。
在一个可能的实施例中，第一整流孔板1的纵向长度与待测量管体的内径的比例范围为9:25～3:5，并且优选为9:25；这是因为当第一整流孔板1的纵向长度与待测量管体内径的比例小于9:25时，第一次整流对流体的挤压时间过短，无法形成射流锥，整流效果较差，而当第一整流孔板1的纵向长度与待测量管体内径的比例大于3：5时，压力损失过大。
在一个可能的实施例中，整流孔板的孔口直径可为0.12至0.2倍的待测量管体直径，这是因为当整流孔板的孔口直径小于0.12倍的管体直径时，流体压损过大；而当整流孔板的孔口直径大于0.2倍的管体直径时，对流体挤压不够，影响整流效果。
另外，根据本实用新型的一个示例性实例，如图1所示，传感器组件6距离第二整流孔板2一定距离，若第二整流孔板2距离流体进口管体处长度为L，则传感器组件6距离第二整流孔板2的距离范围为0.8L～1.2L，并且最优选为1L；这是因为从第二整流孔板2出来的流体是射流状态，必须经过一段直管以使流体充分混合，形成一个混合均匀稳定的流场分布状态，才能使传感器组件6感知流体的真实流速。通过大量模拟仿真结果表明，在距离第二整流孔板2的距离不小于0.8L时，流体流态可以处于稳定的均匀混合状态；当距离＞1.2L时，又会增加被测流体管体的长度，浪费管体资源和测量装置体积。
此外，在一些优选的实施例中，第一孔口3和第二孔口4为沿同心圆周等间隔地分布的19孔或37孔，当然在其他的实施例中第一孔口3和第二孔口4还可具有其他数量和分布方式，本实用新型不局限于此；此外，所有整流孔板的厚度可不同并且可由铝挤压模挤压成型，然后进行定长及定位件的铣削加工，模具成型效率高，精度高，稳定性好，衬管则可通过标准管铣削加工即可，工艺相对简单。
现在描述根据本实用新型的实施例1的整流装置的工作方式。
在使用时，流体只能从整流孔板的多个孔口中流过，孔口和孔口之间的整流孔板相当于阻流件不能通过流体。流体进入测试管体后经过第一整流孔板1进行第一次整流：气流从管道流入第一整流孔板1时，由于第一整流孔板1的所有第一孔口3的面积之和小于管道内径面积，因此流体被挤压增速，可以将不同位置的非均匀流动挤压到一个第一孔口3中，进行混合，在第一孔口3的下游一小段区域，流体满足一般的孔射流流动规律，有一个均匀的射流锥，在射流锥下游和周围的区间，形成较强的湍射流，射流内部流体与周围流体动快速混合。由于在第一整流孔板1中，有多个第一孔口3，就会形成多个孔射流，则射流与射流之间也会出现较强的混合过程。在经过了挤压、射流及混合区以后，流体会变得相对比较均匀了。但是只经过第一整流孔板1一次整流，流体还会残余旋流和偏流等非均匀分布的流体流态，从第一整流孔板1出来的流体，经过衬管5后，进入第二整流孔板2，第二整流孔板2会将残余的旋流和偏流等非均匀分布的流体流态整流为均匀稳定的流体，进而为传感器提供稳定的检测气流。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种整流装置，设置在管体中，其特征在于，包括沿流体流经所述管体的方向依次间隔设置的至少两个整流孔板，在每个所述整流孔板上设置有沿流体的流动方向延伸的多个孔口，
其中，每个所述整流孔板上的所述孔口的数量和直径相等并且一一对准。
2.根据权利要求1所述的整流装置，其特征在于，包括具有多个第一孔口(3)的第一整流孔板(1)和具有多个第二孔口(4)的第二整流孔板(2)，其中，所述第一孔口(3)和所述第二孔口(4)均沿多个同心圆周等间隔地分布。
3.根据权利要求2所述的整流装置，其特征在于，所述第一整流孔板(1)和所述第二整流孔板(2)通过衬管(5)彼此连通，其中，所述衬管(5)的第一端与所述第一整流孔板(1)的下游端连接，并且所述衬管(5)的第二端与所述第二整流孔板(2)的上游端连接。
4.根据权利要求3所述的整流装置，其特征在于，在所述衬管(5)的所述第一端和所述第二端上、以及在所述第一整流孔板(1)的所述下游端和所述第二整流孔板(2)的所述上游端上均设置有定位件，以使所述第一孔口(3)和所述第二孔口(4)一一对准。
5.根据权利要求4所述的整流装置，其特征在于，在所述第一整流孔板(1)的所述下游端上和所述第二整流孔板(2)的所述上游端上的对应位置处设置有相对延伸的凸台(7)，并且在所述衬管(5)的所述第一端和所述第二端上设置有与所述凸台(7)匹配的凹槽(8)。
6.根据权利要求4所述的整流装置，其特征在于，在所述第一整流孔板(1)的外壁和所述第二整流孔板(2)的外壁上刻有彼此对齐的第一直线标记和第二直线标记，并且在所述衬管(5)的外壁上的对应位置处刻有与所述第一直线标记和所述第二直线标记共线的第三直线标记。
7.根据权利要求2所述的整流装置，其特征在于，所述第一整流孔板(1)与所述第二整流孔板(2)的纵向长度比介于5:1至20:1之间。
8.根据权利要求3所述的整流装置，其特征在于，所述第一整流孔板(1)与所述衬管(5)的纵向长度比介于1:2至1:3之间。
9.根据权利要求2所述的整流装置，其特征在于，所有所述第一孔口(3)的孔面积之和与所述管体的内径表面积之比介于3:5至4:5之间。
10.根据权利要求2所述的整流装置，其特征在于，所述第一整流孔板(1)的纵向长度与所述管体的内径之比介于9:25至3:5之间。
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| CN114440999A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-05-06 | 江苏高凯精密流体技术股份有限公司 | 一种匀流套和装配有匀流套的流量计 |
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| CN114440999B (zh) * | 2022-04-11 | 2022-06-21 | 江苏高凯精密流体技术股份有限公司 | 一种匀流套和装配有匀流套的流量计 |
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