CN2449203Y - 组合式质量流量计 - Google Patents

Abstract

一种组合式质量流量计,主要是在测量管的上游区设置有插入式涡轮流量传感器Ⅰ,测量管的下游区有环形孔板节流装置(传感器Ⅱ),它们二者分别与流量计算机相连。这种组合式质量流量计能够有效地减少流体扰动,保持更好的流场轴对称性,增大流体对叶轮的有效冲击力,使流出系数恒定性好,并能在更宽范围内保持稳定,从而可提高质量流量计的稳定性及精确度。并且,生产工艺简单、成本低、适应范围广。

Description

组合式质量流量计

本实用新型涉及一种质量流量测量仪表，特别是组合式质量流量计。它特别适合于大口径的质量流量测量。

目前，流量仪表行业常采用的质量流量计可分为两大类，一类是直接式质量流量计，它由一种流量传感器作敏感元件；另一类是组合式质量流量计，它由两种流量传感器作敏感元件，或者是由一种流量传感器和其它传感器如密度计或温度、压力传感器作敏感元件而构成。现在在市场上常见的有一种组合式质量流量计，它由位于测量管的上游区涡街流量传感器Ⅰ及通过与其依次相连接的流量计算机、位于测量管下游区的差压变送器，以及与差压变送器相连且位于测量管内的标准孔板流量传感器Ⅱ构成。这种组合式质量流量计的主要缺点是：一方面，由于位于流体上游方向的涡街流量传感器1对其下游方向的第2个标准孔板流量传感器造成的流场干扰较大，而第2个标准孔板流量传感器又对流场的干扰特别敏感，按规定两个传感器之间的距离要相距30倍管道内径，加之第一个涡街流量传感器的压力损失较大，所以就造成两个流量传感器的流体温度、压力差异较大，这样，在理论上就有了较大的误差；另一方面，第二个标准孔板流量传感器的敏感元件取压口处于滞流区，易沉淀杂质，易被堵塞。还有一种常见的组合式质量流量计，它由位于测量管上游区的涡轮流量传感器Ⅰ及通过与其依次相连接的流量计算机，位于测量管下游区的差压变送器、以及与差压变送器相连且位于测量管内的标准孔板流量传感器Ⅱ构成。这种组合式质量流量计的主要缺点：除具有前述的组合式质量流量计所具有的两个缺点外，还具有一个很大的缺点就是涡轮流量传感器Ⅰ本身极易受流体中杂质的损害，一旦损害，很难维护修理或更换。

本实用新型的目的在于提供一种组合式质量流量计，它能够有效地减少流体扰动，保持流场的轴对称性，并能够增大流体对流量传感器的敏感元件——叶轮叶片的有效冲击力，从而使流出系数的恒定性更好，并能使流出系数在更宽的范围内保持稳定性，可提高质量流量计的稳定性能及精确度。

其解决方案是：在测量管的上游区设置的流量传感器Ⅰ为插入式涡轮流量传感器，而在测量管的下游区设置的流量传感器Ⅱ为环形孔板节流装置，它们二者分别与公知的流量计算机相连接，并把产生的输出信号同时输入到流量计算机中。当同样的流体流过插入式涡轮流量传感器Ⅰ和环形孔板节流装置时，它们各自有不同形式的流量方程式，都与流体密度有关，因而，不能作为质量流量计。然而，把它们二者组合在一起，串联在同一测量管中，其流量方程式为： $q_m=K\·\frac{i}{f}$ ，式中：q_m：通过两传感器Ⅰ、Ⅱ的流体的质量流量；i：传感器Ⅱ的输出电流值；f：传感器Ⅰ的输出频率值；k：仪表系数。从该流量方程式可以看出与流体密度无关，从而构成本实用新型的组合式质量流量计。并且，插入式涡轮流量传感器Ⅰ与环形孔板节流装置之间的距离L与测量管内径D有如下的关系：L=(3-15)D。

所述的插入式涡轮流量传感器Ⅰ的叶轮护环为带导流楔块的护环。

所述的环形孔板节流装置(传感器Ⅱ)的测流板上连接有均布的翅板支架。

本实用新型主要是在测量管的上游区设置有插入式涡轮流量传感器Ⅰ，于测量管下游区设置有环形孔板节流装置(传感器Ⅱ)，它们二者分别与流量计算机相连。这种质量流量计由于环形孔板节流装置的敏感元件测流板采用对流场干扰最小的翅板支架固定，这样，不仅降低了生产成本，而且增加了牢固性，使工作更可靠，而精确度因流场的对称性好有明显提高。又由于插入式涡轮流量传感器Ⅰ的叶轮采用带导流楔块的护环，使叶轮上游有更多的流体从切向冲向叶片，从而使叶轮的转动力矩增大，有利于增大信号幅值和频率，并能使叶轮更有效地承受流体对其叶片的切向冲击力，可使流出系数在更宽的范围内保持稳定。同时，还可减少插入式涡轮流量传感器Ⅰ的检测头也即叶轮组件对流场的干扰，使压力损失减小，有利于实现两流量传感器Ⅰ、Ⅱ处的流体密度相等的要求。总之，这种组合式质量流量计具有性能稳定，精确度高，成本较低，生产工艺简单，易于安装使用，适应范围广之特点。并且，插入式涡轮流量传感器Ⅰ与环形孔板节流装置(传感器Ⅱ)可以分别单独使用，显示流体密度已知情况下的质量流量，也可以同时使用，显示流体密度未知情况下的质量流量或流体密度。

本实用新型的实施例结合附图加以详细说明。

附图为组合式质量流量计的结构示意图。

附图中，在测量管9的上游区设置有插入式涡轮流量传感器Ⅰ，它由串联的传感器Ⅰ提升隔离腔12及球阀11，穿过它们二者的插入杆1，其上端有显示提升高度的标尺并安装有升降手轮13，位于测量管9内并与插入杆1相连且带导流楔块的护环10，以及通过迷宫式自润滑轴承与带导流楔块的护环10相连的叶轮8构成。而叶轮8相对应的仪表系数经实际标定后标识在叶轮护环的醒目处。插入式涡轮流量传感器Ⅰ通过传感器信号线2与流量计算机3相连接。在测量管9的下游区设置有环形孔板节流装置，它由正面为光滑平整的平面，而边缘为呈尖锐直角状的不锈钢圆形测流板7及与其均布相连的两个翅板支架6构成，翅板支架6固定连接在测量管9的内壁上，环形孔板节流装置经差压变送器5通过差压变送器的信号线4与流量计算机3相连接。取测量管9的内径D=400mm。环形孔板节流装置(传感器Ⅱ)与插入式涡轮流量传感器Ⅰ之间的距离L=3.5D。

工作时，流体从上游区流入测量管9，经带导流楔块的护环10的导向冲向叶片，由于流体经导向作用而基本上垂直于叶片平面，能充分地使流体冲力转化为叶轮的旋转角动量，叶轮高速旋转，在叶轮的带导流楔块护环10的根部高频线圈中感应出电频率信号，经过传感器信号线2输送至流量计算机3。与此同时，流体流过叶轮8之后，又流到环形孔板节流装置的上游方向，由于测流板7处于测量管9中央，具有强力重整作用，使流体中因插入式涡轮流量传感器Ⅰ造成的旋涡被分解、消失，不会对环形孔板节流装置造成影响。流体绕过测流板7的边缘直角锐棱时，流体中附面层的形成与剥离都被限定在小尺寸内，因而流出系数在很宽的流速范围内基本保持恒定，产生的压力差经取压管传至差压变送器5，产生的直流电流输出信号经传感器信号线4传送至流量计算机3，显示或输出流体的质量流量值。

Claims (4)

1、一种组合式质量流量计，包括测量管上游区设置的流量传感器Ⅰ及其下游区设置的流量传感器Ⅱ，其特征在于测量管(9)的上游区设置的流量传感器Ⅰ为插入式涡轮流量传感器，而测量管(9)的下游区设置的流量传感器Ⅱ为环形孔板节流装置，它们二者分别与公知的流量计算机(3)相连接。

2、如权利要求1所速的组合式质量流量计，其特征在于插入式涡轮流量传感器Ⅰ与环形孔板节流装置之间的距离L与测量管(9)之内径D有如下关系，L=(3-15)D。

3、如权利要求1所述的组合式质量流量计，其特征在于插入式涡轮流量传感器Ⅰ的叶轮护环为带导流楔块的护环(10)。

4、如权利要求1所述的组合式质量流量计，其特征在于环形孔板节流装置的测流板(7)上均布的支架为翅板支架(6)。

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