CN219714442U - 一种用于测量冶金系统高雷诺数介质流量的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及介质流量测量技术领域，尤其涉及一种用于测量冶金系统高雷诺数介质流量的装置，其特征在于，包括整流器、连接管和计量器，所述整流器通过连接管和计量器相连接形成测量管道结构，测量管道的两端通过法兰与相应的冶金系统气体介质管路相连接，所述整流器中设有矩阵式通孔结构，所述计量器中流量计按整流器截面，采用矩阵特征点取样设置。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过整流器在管道轴向10cm～25cm的距离内实现由紊流到层流的转换，克服了现场选取10D直管段的困难，消除了气体紊流对测量的影响，适用于高粉尘、高紊流、高振动环境中精准风量值的在线测量，彻底解决了直管段不足无法准确测量的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及介质流量测量技术领域，尤其涉及一种用于测量冶金系统高雷诺数介质流量的装置。
背景技术
冶金系统中各种高雷诺数介质种类很多(鼓风机供风量、高炉煤气、焦炉煤气、氧气、氮气、乙炔气)。目前，国内外冶金系统的高雷诺数介质测量系统采用常规的测量装置，如巴类和文丘里类、插入式靠背管类、皮托管类，以上方法中，当介质的雷诺数＞4000，无任何规律可遵循。由于测量环境恶劣，不满足10D的测量最低要求，所以，单纯的线式测量原理仪表(如：威力巴、德尔塔巴)的测量值不具有整个风道流体的测量代表性，测得数据不够精准，给冶金系统的安全节能运行带来重大影响。
随着冶炼行业精细化管理逐步推进，自动化投入率越来越高，不能够获得一个连续真实的高雷诺数介质流量参数对设备运行带来不利影响。随着冶炼工艺的提高，设备越来越复杂、工况越来越多变，准确的高雷诺数介质流量参数将会给冶金系统经济安全运行提供有力的依据、有助于探索运行规律以方便精准调整。尤其是鼓风机供风系统的重要性突出，不可能频繁停机检查。鼓风系统在关键参数不够精准的状态下运行，会给鼓风系统运行调整带来不利影响。
申请号为202110557674.1的中国发明专利公开了一种基于均流技术的风量测量结构。包括一次风管、二次风管、均流元件和测风元件，一次风管一端为进风口，另一端为磨入口，二次风管位于进风口下端与一次风管相通，均流元件用于对一次风管和二次风管中通入的风流进行分流、混流和导流，测风元件用于对磨入口的风量进行测量，测风元件与一次风管固定。该方案旨在解决磨煤机入口的一次风量、二次风量测量不准确的问题，但是对于冶金系统高雷诺数介质的测量仍存在不足，无法消除气体紊流的影响。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于测量冶金系统高雷诺数介质流量的装置，克服现有技术的不足，采用截面式测量方法，同时在测点前加装用于整理气流的整流器，用于消除气体紊流对测量的影响，实现对冶金系统高雷诺数介质流量的精准测量，适用于高粉尘、高紊流、高振动环境中精准风量值的在线测量，满足安全生产的需要。
为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种用于测量冶金系统高雷诺数介质流量的装置，其特征在于，包括整流器、连接管和计量器，所述整流器通过连接管和计量器相连接形成测量管道结构，测量管道的两端通过法兰与相应的冶金系统气体介质管路相连接，所述整流器中设有矩阵式通孔结构，所述计量器中流量计按整流器截面，采用矩阵特征点取样设置。
所述整流器、连接管和计量器相邻之间均通过法兰相连接。
所述整流器、连接管和计量器的截面为矩形或圆形。
所述矩阵式通孔结构为平行栅格焊接结构，栅格的宽度与深度之比为1:10。
所述矩阵结点为正方形矩阵，间距为(50-80)mm×(50-80)mm。
所述流量计的规格为插入式靶式流量计。
所述气体介质为空气、高炉煤气、焦炉煤气、氧气、氮气、乙炔气中的任一种。
所述连接管的长度为100-300mm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1)通过整流器在管道轴向10cm～25cm的距离内实现由紊流到层流的转换，克服了现场选取10D直管段的困难，采用截面式测量方法，同时在测点前加装用于整理气流的整流器，消除了气体紊流对测量的影响，实现对冶金系统高雷诺数介质流量的精准测量，适用于高粉尘、高紊流、高振动环境中精准风量值的在线测量，彻底解决了直管段不足无法准确测量的问题；
2)流体整流器的平行栅格状结构为焊接方法制成的，兼具空气整流器和均衡器的作用，其98％以上的自由流通截面减少了结构对空气流造成的压降，阻力损失≤1％，整流器安装在风量测量装置前的0.5m～1m处，有最好的整流及测量效果，保证流量计的皮托管不堵塞；
3)风流量计量装置采用插入式安装，在整流器截面采用多处特征点取样，提高了测量的精度，将流量计按矩阵交点与整流器风道形成一体，增加了流量计的抗振性，流量计永不堵塞、无须任何调节，适用范围广泛。
附图说明
图1是本实用新型实施例应用状态爆炸示意图，显示紊流到层流的转变效果；
图2是图1的右视图，为流量计分布示意图。
图中:1-整流器，2-连接管，3-计量器，4-气体介质管路，5-法兰，6-流量计。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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。
通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以多种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。
见图1-2，是本实用新型一种用于测量冶金系统高雷诺数介质流量的装置应用状态爆炸示意图，包括整流器1、连接管2和计量器3，整流器1通过连接管2和计量器3相连接形成测量管道结构，测量管道的两端通过法兰5与相应的冶金系统的气体介质管路4相连接，整流器1中设有矩阵式通孔结构，矩阵式通孔结构为平行栅格焊接结构，栅格的宽度与深度之比为1:10。计量器3中流量计6按整流器1截面，采用矩阵特征点取样设置，矩阵结点为正方形矩阵，间距为60mm×60mm。连接管2的长度为200mm，连接管中气流为层流状态，通过量均匀，方便被流量计6接收并测量，通过流量计6时，测量更加精准。
为了与冶金系统生产中气体介质管路4顺畅连通，整流器1、连接管2和计量器3相邻之间均通过法兰5相连接。与气体介质管路4相对应，整流器1、连接管2和计量器3的截面可为矩形或圆形，也可以是其他形状。
实施例中，流量计6的规格为插入式靶式流量计，插入式靶式流量计是在传统靶式流量计的基础上，随着新型传感器、微电子技术的发展研制开发成的新型电容力感应式流量插入式靶式流量计它既有孔板、涡街等流量计无可动部件的特点，同时又具有很高的灵敏度、与容积式流量计相媲美的准确度，量程范围宽。当介质在测量管中流动时，因其自身的动能与靶板产生压差，而产生对靶板的作用力，使靶板产生微量的位移，其作用力的大小与介质流速的平方成正比，其数学公式：F＝Cd·A·ρ·V2/2
式中，F:靶板所受的作用力，Cd：流体阻力系数，A：靶板对测量管轴向投影面积，ρ：工况下介质密度，V：介质在测量管中的特征流速。靶板所受的作用力，经靶杆传递使传感器的弹性体产生微量变化，经过电路转换，输出相应的电信号。
气体介质可为空气、高炉煤气、焦炉煤气、氧气、氮气、乙炔气中的任一种均适用。本实用新型方案有利于提高测量的精度，通过将流量计按矩阵交点与整流器风道形成一体，减少了紊流对流量计的负面影响，插入式结构增加了流量计的抗振性，流量计不容易堵塞，并且测量过程中无须任何调节，适用范围广泛。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种用于测量冶金系统高雷诺数介质流量的装置，其特征在于，包括整流器、连接管和计量器，所述整流器通过连接管和计量器相连接形成测量管道结构，测量管道的两端通过法兰与相应的冶金系统气体介质管路相连接，所述整流器中设有矩阵式通孔结构，所述计量器中流量计按整流器截面，采用矩阵特征点取样设置。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量冶金系统高雷诺数介质流量的装置，其特征在于，所述整流器、连接管和计量器相邻之间均通过法兰相连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于测量冶金系统高雷诺数介质流量的装置，其特征在于，所述整流器、连接管和计量器的截面为矩形或圆形。
4.根据权利要求1所述的一种用于测量冶金系统高雷诺数介质流量的装置，其特征在于，所述矩阵式通孔结构为平行栅格焊接结构，栅格的宽度与深度之比为1:10。
5.根据权利要求1所述的一种用于测量冶金系统高雷诺数介质流量的装置，其特征在于，所述矩阵结点为正方形矩阵，间距为(50-80)mm×(50-80)mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于测量冶金系统高雷诺数介质流量的装置，其特征在于，所述流量计的规格为插入式靶式流量计。
7.根据权利要求1所述的一种用于测量冶金系统高雷诺数介质流量的装置，其特征在于，所述气体介质为空气、高炉煤气、焦炉煤气、氧气、氮气、乙炔气中的任一种。
8.根据权利要求1所述的一种用于测量冶金系统高雷诺数介质流量的装置，其特征在于，所述连接管的长度为100-300mm。
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