CN208155371U - 一种改进型横截面测风装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种改进型横截面测风装置，将现有常用的均速管改进为钻石形均速管，钻石形均速管的截面形式是正方形，其四角不是圆角过渡而是尖角过渡，使得差压进一步增大，精度高，同等工艺条件下，其差压值是笛形均速管的2～2.5倍，其腔体也很大，防堵效果好，大大降低了使用和维护成本。还包括R变径部，R变径部对称设于测量管两端部，R变径部从远端到近端尺寸逐渐变小，R变径部的尺寸变化为圆弧逐渐过渡。现场管道和横截面测量管之间采用的是圆弧过渡。R变径部使得流经测量管的差压值进一步增大，提高测量效果，圆弧过渡有整流作用，减小由缩径造成的紊流，可以不用直管段仍能够准确测量，同时圆弧过渡也减少缩径造成的压损。

Description

一种改进型横截面测风装置

技术领域

本实用新型属于测量仪器技术领域，具体而言，涉及一种改进型横截面测风装置。

背景技术

当前电厂的电控水平逐渐提高，对燃煤锅炉的负荷，煤粉量及配风量可实现在线监控和自动协调控制，使配备合理，保证锅炉燃烧稳定。提高锅炉效率，节约能源，减少污染。锅炉二次配风管道结构复杂，直管段短，使二次风流动状态极其紊乱，给测量带来困难。传统的节流元件所需要的直管段很长，根本无法满足测量要求，有些地方可以使用机翼式测风装置，但机翼式测风装置的压损较大，为了保证供风量，必须增加风机电机的功率，加大了能源消耗。即使是这样，机翼式测风装置较长的结构长度在极恶劣的场合仍无法使用，即使安装也不能准确测量。不需要直管段的横截面测风装置迎运而生。

横截面测风装置是一种差压式流量测量装置，它是一套组合式的均速管测量装置，是通过速度面积法的测量原理设计出来的。横截面测风装置测量元件是均速管。它首先有一个与被测管道尺寸一样的测量管，在其截面布置多个均速管，管道越大，布置的均速管的数量就越多。当被测流体流过均速管时产生正压和负压，各个均速管取得的正压和负压分别汇合到均压管中，再进行平均，从均压管所取得平均压力值和理论值非常接近，因此其测量精度非常高。在均速管前面再放整流器，使紊乱的流体变成有序的流体，这样又提高了测量精度。横截面测量装置的最大优点就是不需要前后直管段。

横截面测风装置的测量元件是均速管，根据均速管的截面形式可分成很多种，主要有菱形均速管，威力巴均速管，德尔塔巴均速管和钻石形均速管。现在流通的横截面测风装置使用的测量元件均为笛形均速管。其结构就是一个圆管，其特点就是加工方便，结构简单，造价低。但缺点也非常明显，其最大的缺点是精度低，其次故障率很高，差压值低。笛形均速管的截面形式就是一个圆管，没有一个明显的分离点，造成其流量系数很不稳定，使得笛形均速管的精度很低，笛形均速管是一个单腔体，其迎流体高压取压孔，可以开多个孔。后面负压取压孔只能单孔取压，还是用一根细圆管取压，这样降低了笛形均速管的测量精度。由于后取压用细管也极易堵，笛形均速管的流量系数很低，其差压值很低，也限制了使用。

而且横截面测风装置常用于大管道测量，其流速不是很高，造成测量的差压值比较低，使用的笛形均速管的差压值达不到要求，低于多数差压变送器的检测下限，对于选择差压变送器很是困难。

因此，现有技术中存在上述的技术缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种改进型横截面测风装置，旨在解决现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述的目的，本实用新型提供了一种改进型横截面测风装置，包括测量管，其两端与工艺管道连接，且所述测量管截面尺寸与工艺管道尺寸一致；钻石形均速管，垂直于流体流动方向设于所述测量管内腔，且所述钻石形均速管端部与所述测量管内腔壁焊接固定，所述钻石形均速管的截面形状是四角为尖角的正方形，所述钻石形均速管的正方形对角线轴向固装一隔板，所述隔板将所述钻石形均速管分为互不相通的迎流面高压腔及背流面低压腔，所述高压腔尖角处设有多个正取压孔，所述低压腔尖角处设有多个负取压孔，所述正取压孔和负取压孔以所述隔板为对称面对称设置；正引压管、正均压管和正取压接头，所述正引压管一端与所述钻石形均速管高压腔端部焊接，所述正引压管另一端与正均压管焊接，所述正均压管上焊接有正取压接头；负引压管、负均压管和负取压接头，所述负引压管一端与所述钻石形均速管低压腔端部焊接，所述负引压管另一端与负均压管焊接，所述负均压管上焊接有负取压接头。

进一步地，所述测量管截面为矩形，多个所述钻石形均速管同平面平行设于所述测量管内腔，且所述钻石形均速管等间距设置，所述正均压管和负均压管均为直管。

进一步地，所述测量管截面为圆形，多个所述钻石形均速管同平面径向设于所述测量管内腔，且所述钻石形均速管等角度设置，所述钻石形均速管内端部连接设置在所述测量管中心的连接固定座，所述正均压管和负均压管均为环形管，且所述正均压管和负均压管同轴环绕在所述测量管外圈。

进一步地，所述钻石形均速管设有四个，相邻的所述钻石形均速管相垂直。

进一步地，还包括整流器，所述整流器设于所述测量管内，所述整流器设于所述钻石形均速管上游。

进一步地，还包括R变径部，所述R变径部对称设于所述测量管两端部，所述R变径部从远端到近端尺寸逐渐变小，所述R变径部的尺寸变化为圆弧逐渐过渡。

进一步地，还包括法兰，所述法兰设于所述测量管两端部。

进一步地，所述正取压孔和负取压孔的直径均为Φ8mm。

应用本实用新型的技术方案，钻石形均速管的截面形式是正方形，但其四角不是圆角过渡而是尖角过渡，使得差压进一步增大，精度高，同等工艺条件下，其差压值是笛形均速管的2～2.5倍，大大节约了采购差压变送器的成本，其为双腔体，而且腔体也很大，防堵效果好，大大降低了使用和维护成本。其取压方式与菱形均速管有本质的不同，其腔体是互不相通的双腔体，前后取压孔的数量一样，而取压孔的直径均为Φ8mm，取压孔防堵效果好。

流量测量原理中，差压值的平方根与管道截面积成反比。在同等的工艺条件下，管道越小差压值就越高。从而可通过采用缩径的方法来提高差压值。将横截面测风装置的测量管按比例缩径，以达到提高差压值，这时差压变送器能够准确测量到。以前缩径采用的都是锥形过渡，这样造成紊流大，压损大，如果是直接过渡，没有直管段就使测量精度降低很多。为了解决上述问题，R变径部代替锥形变径，现场管道和横截面测量管之间采用的是圆弧过渡。圆弧过渡有整流作用，减小由缩径造成的紊流，可以不用直管段仍能够准确测量，同时圆弧过渡也减少缩径造成的压损。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本实用新型中钻石形均速管的横截面示意图；

图2示意性示出了实施例1的主视示意图；

图3示意性示出了实施例1的右视剖视图；

图4示意性示出了实施例2的主视示意图；

图5示意性示出了实施例2的右视剖视图；

图6示意性示出了实施例3的主视示意图；

图7示意性示出了实施例3的右视剖视图；

图8示意性示出了实施例4的主视示意图；

图9示意性示出了实施例4的右视剖视图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

1测量管；2钻石形均速管；201隔板；202高压腔；203低压腔；204正取压孔；205负取压孔；3正引压管；4正均压管；5正取压接头；6负引压管；7负均压管；8负取压接头；9连接固定座；10整流器；11R变径部；12法兰。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，属于“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品、或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造的上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

当前市场上的横截面测风装置测量元件普遍使用笛形均速管，其优点是工艺简单，加工方便。但缺点是精度低，差压低，极易堵。横截面测风装置用于大型管道，产生的差压就比较低，选择差压变送器就比较困难，使成本升高，极易堵，经常检修，造成维护成本提高。

参见图2至图9所示，本实用新型提供了一种改进型横截面测风装置，包括测量管1，其两端与工艺管道连接，且所述测量管1截面尺寸与工艺管道尺寸一致，可通过法兰12或焊接等方式实现连接；如图1，钻石形均速管2，作为测量的主元件，垂直于流体流动方向设于所述测量管1内腔，且所述钻石形均速管2端部与所述测量管1内腔壁焊接固定，保证钻石形均速管2的稳定使用。所述钻石形均速管2的截面形状是四角为尖角的正方形，具有明显的分离点，区别于圆角设置，增强了差压效果。其测量精度远远高于笛形均速管，而且流量系数也大大低于笛形均速管，测得的差压值也大大高于笛形均速管。所述钻石形均速管2的正方形对角线轴向固装一隔板201，所述隔板201将所述钻石形均速管2分为互不相通的迎流面高压腔202及背流面低压腔203，所述高压腔202尖角处设有多个正取压孔204，所述低压腔203尖角处设有多个负取压孔205，具体的，正取压孔204和负取压孔205均是沿着尖角的竖直方向设置多个，所述正取压孔204和负取压孔205以所述隔板201为对称面对称设置。具体的，本申请中钻石形均速管2是采用两个不锈钢角钢和一个不锈钢扁钢焊接而成，取材方便，造价低。正引压管3、正均压管4和正取压接头5，所述正引压管3一端与所述钻石形均速管2高压腔202端部焊接，将钻石形均速管2取得的正压引出，所述正引压管3另一端与正均压管4焊接，从而将所有钻石形均速管2所取得的引用正均压管4的正压进行平均，所述正均压管4上焊接有正取压接头5，将所有钻石形均速管2取得的正压平均值引出到正取压接头5上，并使正取压接头5与差压变送器(图中未示出)进行连接。负引压管6、负均压管7和负取压接头8，所述负引压管6一端与所述钻石形均速管2低压腔203端部焊接，将钻石形均速管2取得的负压引出，所述负引压管6另一端与负均压管7焊接，从而将所有钻石形均速管2所取得的引用负均压管7的负压进行平均，所述负均压管7上焊接有负取压接头8，将所有钻石形均速管2取得的负压平均值引出到负取压接头8上，并使负取压接头8与差压变送器(图中未示出)进行连接。

横截面测风装置一般分为矩形管道和圆形管道，下面以多个实施例具体说明。

实施例1

如图2和3，测量管1具体采用横截面为矩形的管道。钻石形均速管2设置在测量管1内腔，钻石形均速管2垂直于流体流动方向，多个所述钻石形均速管2同平面平行设于所述测量管1内腔，具体的，钻石形均速管2平行于测量管1一内侧壁设置。根据测量管1管道宽度和使用需要设置一定数量的钻石形均速管2，且所述钻石形均速管2等间距设置。钻石形均速管2两端部均是焊接固定在测量管1内壁上的。所述正均压管4和负均压管7均为直管，并沿着测量管1宽度方向设置，使多个钻石形均速管2的正引压管3与正均压管4连接以及使多个钻石形均速管2的负引压管6与负均压管7连接。

还包括整流器10，所述整流器10设于所述测量管1内，所述整流器10设于所述钻石形均速管2上游。整流器10是用钢板(碳钢板或不锈钢板)制成栅格并采用电焊连接，整流器10制成后整体放进测量管1中相对位置，与测量管1焊接连接，其使紊乱的流体改变成一束束稳定的流体，提高测量的稳定性。

为了方便测量管1与工艺管道的连接，设置了法兰12，所述法兰12设于所述测量管1两端部，从而可通过法兰12实现与工艺管道的连接。

在此实施例中，所述正取压孔204和负取压孔205的直径均为Φ8mm，具有较好的防堵效果。

此实施例中采用的钻石形均速管2差压高，精度高，同等工艺条件下，其差压值是笛形均速管的2～2.5倍，大大节约了采购差压变送器的成本，其为双腔体，而且腔体也很大，防堵效果好。

实施例2

如图4和5，所述测量管1采用截面为圆形的管道。钻石形均速管2设置在测量管1内腔，钻石形均速管2垂直于流体流动方向，多个所述钻石形均速管2同平面径向设于所述测量管1内腔，具体的，钻石形均速管2的长度为测量管1半径的长度，且所述钻石形均速管2等角度设置，即相邻两个钻石形均速管2之间的角度是一样的，均匀的分布在测量管1的内腔中。钻石形均速管2的一端与测量管1内壁焊接固定，钻石形均速管2另一端部连接设置在所述测量管1中心的连接固定座9，因此省去了钻石形均速管2之间的相互焊接固定，所有的钻石形均速管2只需与连接固定座9焊接即可。由于测量管1为圆形管，且钻石形均速管2的引压端也是均布在测量管1壁上的，因此，将所述正均压管4和负均压管7设置为环形管，且所述正均压管4和负均压管7同轴环绕在所述测量管1外圈，使多个钻石形均速管2的正引压管3与正均压管4连接以及使多个钻石形均速管2的负引压管6与负均压管7连接。

在具体使用时，所述钻石形均速管2可设置四个，相邻的所述钻石形均速管2相垂直，将测量管1内腔截面均分为4个相同的截面。

还包括整流器10，所述整流器10设于所述测量管1内，所述整流器10设于所述钻石形均速管2上游。整流器10是用钢板(碳钢板或不锈钢板)制成栅格并采用电焊连接，整流器10制成后整体放进测量管1中相对位置，与测量管1焊接连接，其使紊乱的流体改变成一束束稳定的流体，提高测量的稳定性。

为了方便测量管1与工艺管道的连接，设置了法兰12，所述法兰12设于所述测量管1两端部，从而可通过法兰12实现与工艺管道的连接。

在此实施例中，所述正取压孔204和负取压孔205的直径均为Φ8mm，具有较好的防堵效果。

此实施例中采用的钻石形均速管2差压高，精度高，同等工艺条件下，其差压值是笛形均速管的2～2.5倍，大大节约了采购差压变送器的成本，其为双腔体，而且腔体也很大，防堵效果好。

流量测量原理中，差压值的平方根与管道截面积成反比。在同等的工艺条件下，管道越小差压值就越高。从而可通过采用缩径的方法来提高差压值。以下实施例中采用圆弧过渡的R变径部11，大大提高了差压值，并具有整流作用，减小由缩径造成的紊流，可以不用直管段仍能够准确测量，同时圆弧过渡也减少缩径造成的压损。

在本申请中，R变径指的是从工艺管道到横截面测量管1之间采用圆弧过渡，采用圆弧过渡的优点，就是能够起到整流作用和减少缩径造成的压损。

实施例3

如图6和7，测量管1具体采用横截面为矩形的管道。钻石形均速管2设置在测量管1内腔，钻石形均速管2垂直于流体流动方向，多个所述钻石形均速管2同平面平行设于所述测量管1内腔，具体的，钻石形均速管2平行于测量管1一内侧壁设置。根据测量管1管道宽度和使用需要设置一定数量的钻石形均速管2，且所述钻石形均速管2等间距设置。钻石形均速管2两端部均是焊接固定在测量管1内壁上的。所述正均压管4和负均压管7均为直管，并沿着测量管1宽度方向设置，使多个钻石形均速管2的正引压管3与正均压管4连接以及使多个钻石形均速管2的负引压管6与负均压管7连接。

还包括整流器10，所述整流器10设于所述测量管1内，所述整流器10设于所述钻石形均速管2上游。整流器10是用钢板(碳钢板或不锈钢板)制成栅格并采用电焊连接，整流器10制成后整体放进测量管1中相对位置，与测量管1焊接连接，其使紊乱的流体改变成一束束稳定的流体，提高测量的稳定性。

进一步地，还包括R变径部11，所述R变径部11对称设于所述测量管1两端部，所述R变径部11从远端到近端尺寸逐渐变小，直至与测量管1的尺寸一致，所述R变径部11的尺寸变化为圆弧逐渐过渡。R变径部11可与测量管1一体成型，或在分别加工测量管1和R变径部11后焊接固定。设置有R变径部11的测量管1通过焊接方式与工艺管道进行固定连接。

在此实施例中，所述正取压孔204和负取压孔205的直径均为Φ8mm，具有较好的防堵效果。

实施例4

如图8和9，所述测量管1采用截面为圆形的管道。钻石形均速管2设置在测量管1内腔，钻石形均速管2垂直于流体流动方向，多个所述钻石形均速管2同平面径向设于所述测量管1内腔，具体的，钻石形均速管2的长度为测量管1半径的长度，且所述钻石形均速管2等角度设置，即相邻两个钻石形均速管2之间的角度是一样的，均匀的分布在测量管1的内腔中。钻石形均速管2的一端与测量管1内壁焊接固定，钻石形均速管2另一端部连接设置在所述测量管1中心的连接固定座9，因此省去了钻石形均速管2之间的相互焊接固定，所有的钻石形均速管2只需与连接固定座9焊接即可。由于测量管1为圆形管，且钻石形均速管2的引压端也是均布在测量管1壁上的，因此，将所述正均压管4和负均压管7设置为环形管，且所述正均压管4和负均压管7同轴环绕在所述测量管1外圈，使多个钻石形均速管2的正引压管3与正均压管4连接以及使多个钻石形均速管2的负引压管6与负均压管7连接。

在具体使用时，所述钻石形均速管2可设置四个，相邻的所述钻石形均速管2相垂直，将测量管1内腔截面均分为4个相同的截面。

还包括整流器10，所述整流器10设于所述测量管1内，所述整流器10设于所述钻石形均速管2上游。整流器10是用钢板(碳钢板或不锈钢板)制成栅格并采用电焊连接，整流器10制成后整体放进测量管1中相对位置，与测量管1焊接连接，其使紊乱的流体改变成一束束稳定的流体，提高测量的稳定性。

在此实施例中，所述正取压孔204和负取压孔205的直径均为Φ8mm，具有较好的防堵效果。

应用本实用新型的技术方案，钻石形均速管2的截面形式是正方形，但其四角不是圆角过渡而是尖角过渡，使得差压进一步增大，精度高，同等工艺条件下，其差压值是笛形均速管的2～2.5倍，大大节约了采购差压变送器的成本，其为双腔体，而且腔体也很大，防堵效果好，大大降低了使用和维护成本。其取压方式与菱形均速管有本质的不同，其腔体是互不相通的双腔体，前后取压孔的数量一样，而取压孔的直径均为Φ8mm，取压孔防堵效果好。

流量测量原理中，差压值的平方根与管道截面积成反比。在同等的工艺条件下，管道越小差压值就越高。从而可通过采用缩径的方法来提高差压值。将横截面测风装置的测量管按比例缩径，以达到提高差压值，这时差压变送器能够准确测量到。以前缩径采用的都是锥形过渡，这样造成紊流大，压损大，如果是直接过渡，没有直管段就使测量精度降低很多。为了解决上述问题，R变径部代替锥形变径，现场管道和横截面测量管之间采用的是圆弧过渡。圆弧过渡有整流作用，减小由缩径造成的紊流，可以不用直管段仍能够准确测量，同时圆弧过渡也减少缩径造成的压损。

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 (8)

1.一种改进型横截面测风装置，其特征在于：包括

测量管，其两端与工艺管道连接，且所述测量管截面尺寸与工艺管道尺寸一致；

钻石形均速管，垂直于流体流动方向设于所述测量管内腔，且所述钻石形均速管端部与所述测量管内腔壁焊接固定，所述钻石形均速管的截面形状是四角为尖角的正方形，所述钻石形均速管的正方形对角线轴向固装一隔板，所述隔板将所述钻石形均速管分为互不相通的迎流面高压腔及背流面低压腔，所述高压腔尖角处设有多个正取压孔，所述低压腔尖角处设有多个负取压孔，所述正取压孔和负取压孔以所述隔板为对称面对称设置；

正引压管、正均压管和正取压接头，所述正引压管一端与所述钻石形均速管高压腔端部焊接，所述正引压管另一端与正均压管焊接，所述正均压管上焊接有正取压接头；

负引压管、负均压管和负取压接头，所述负引压管一端与所述钻石形均速管低压腔端部焊接，所述负引压管另一端与负均压管焊接，所述负均压管上焊接有负取压接头。

2.如权利要求1所述的改进型横截面测风装置，其特征在于：所述测量管截面为矩形，多个所述钻石形均速管同平面平行设于所述测量管内腔，且所述钻石形均速管等间距设置，所述正均压管和负均压管均为直管。

3.如权利要求1所述的改进型横截面测风装置，其特征在于：所述测量管截面为圆形，多个所述钻石形均速管同平面径向设于所述测量管内腔，且所述钻石形均速管等角度设置，所述钻石形均速管内端部连接设置在所述测量管中心的连接固定座，所述正均压管和负均压管均为环形管，且所述正均压管和负均压管同轴环绕在所述测量管外圈。

4.如权利要求3所述的改进型横截面测风装置，其特征在于：所述钻石形均速管设有四个，相邻的所述钻石形均速管相垂直。

5.如权利要求1至4中任一项所述的改进型横截面测风装置，其特征在于：还包括整流器，所述整流器设于所述测量管内，所述整流器设于所述钻石形均速管上游。

6.如权利要求5所述的改进型横截面测风装置，其特征在于：还包括R变径部，所述R变径部对称设于所述测量管两端部，所述R变径部从远端到近端尺寸逐渐变小，所述R变径部的尺寸变化为圆弧逐渐过渡。

7.如权利要求5所述的改进型横截面测风装置，其特征在于：还包括法兰，所述法兰设于所述测量管两端部。

8.如权利要求1所述的改进型横截面测风装置，其特征在于：所述正取压孔和负取压孔的直径均为Φ8mm。