CN2462358Y - 用于差压式流量计的节流装置 - Google Patents

Abstract

一种用于差压式流量计的节流装置,在其测量管道的内孔中所装节流件为一芯体,该芯体为阶梯形旋转体,由连体的冠部、颈部及支承轴组成,该冠部的径向尺寸沿顺流方向由小向大呈流线型扩展,该芯体冠部的最大外圆与测量管道的内圆孔壁之间形成可使流体通过并对流体造成节流的环形缝隙,所述芯体安装在与测量管道内孔同轴的支承座的轴套中。本实用新型在测量过程中,既能克服节流孔的锐边磨蚀,又能消除节流部位的管道积污,而且还能用于低雷诺数流动的高精度测量。

Description

用于差压式流量计的节流装置

本实用新型涉及流量计，具体地说是一种差压式流量计的节流装置。

在工业计量中广泛地使用着节流装置，该节流装置的典型节流元件为标准孔板，现有标准孔板存在锐边磨蚀及节流部位的管道积污问题，为了克服标准孔板的性能缺陷，适应不同使用条件下的测量需要，人们相继发明了多种以标准孔板为基础的非标准改型节流件，其中：环形孔板能有效地解决孔板节流部位的管道积污问题；锥形入口孔板、四分之一圆孔板可用于标准孔板所不能适应的低雷诺数流动的测量；耐磨孔板可以有效地克服标准孔板在使用过程中因锐边磨蚀而造成的流出系数不稳定问题。但是如上几种改型节流件只是各有其优点，并不能同时兼有上述节流件的所有优点，因而难以满足现代工业计量所提出的高精度计量要求。

本实用新型的目的是克服上述不足，提供一种改进的用于差压式流量计的节流装置，它集普通环形孔板、锥形入口孔板，1/4圆孔板和耐磨孔板优点于一身，在实际测量过程中，既能克服节流孔的锐边磨蚀，又能消除节流部位的管道积污，而且还能用于低雷诺数流动的高精度测量。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种用于差压式流量计的节流装置，该装置包括一两端有法兰盘的测量管道，该管道上装有取压接头，在该管道的内孔中装有节流件，其特征在于：所述节流件为一芯体，该芯体为阶梯形旋转体，由连体的冠部、颈部及支承轴组成，该冠部的径向尺寸沿顺流方向由小向大呈流线型扩展，该芯体冠部的最大外圆与测量管道的内圆孔壁之间形成可使流体通过并对流体造成节流的环形缝隙，所述芯体安装在与测量管道内孔同轴的支承座的轴套中，该芯体冠部为迎流面，该支承座由有外螺纹的环状止动件定位。

本实用新型的目的还可以通过以下措施实现：

所述芯体冠部由靠前的圆锥面和靠后的圆柱面组成，且圆锥面轴向厚度大于圆柱面轴向厚度。

所述芯体冠部靠前圆锥面与中心轴线的夹角在30°～60°之间。

所述芯体冠部为圆弧曲面。

所述芯体圆板的冠部由靠前的曲面和靠后的圆柱面组成。

所述芯体支承座有连体的外圆环和内轴套在该外环与内轴套之间以径向支承肋连接，该支承肋的数量在3-4之间，该支承肋的迎流面呈流线型，该相邻支承肋之间的空隙为流体通道。

本实用新型有以下积极有益的效果：

本节流装置使用经改进的节流件即芯体的冠部以后，在测量过程中既能消除标准孔板和普通环形孔板的锐边磨蚀问题，又能消除标准孔板和普通锥形入口孔板、耐磨孔板的节流部位管道积污，不仅能保证流出系数长期保持恒定，而且安装直管段长度要求也大大低于一般标准孔板、锥形入口孔板、四分之一圆孔板和耐磨孔板，从而减小了使用附加误差，特别是在中低雷诺数下将其用于测量含液滴的高含湿气体及含有固体颗粒的液体、气体，可以取得其他流量计难以达到的精确计量效果。

下面结合附图和具体实施方案，对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型节流装置一实施例的结构示意图；

图2是图1中支承座的结构示意图；

图3是图1中芯体一实施例的结构示意图；

图4同图3，为另一实施例；

图5同图3，为又一实施例。

附图编号：

1．测量管道    101．法兰盘

2．芯体

201．芯体冠部(芯体圆板)        202．芯体颈部

203．支承轴    204．冠部圆锥面 205．冠部圆柱面

206．冠部曲面  207．冠部圆弧曲面

3．支承座

301．外圆环    302．内轴套     303．支承肋

4．止动件      5A、5B．取压接头6．环形缝隙

请参照图1，本实用新型是一种用于差压式流量计的节流装置，该装置包括一两端有法兰盘的测量管道1，该管道上装有取压接头5A、5B，在该管道的内孔中装有节流件，其特征在于：所述节流件为一芯体2，该芯体2为阶梯形旋转体，由连体的冠部201、颈部202及支承轴203组成，该冠部201的径向尺寸沿顺流方向由小向大呈流线型扩展，该芯体冠部201的最大外圆与测量管道1的内圆孔壁之间形成可使流体通过并对流体造成节流的环形缝隙6，所述芯体2安装在与测量管道1内孔同轴的支承座3的轴套302中，该芯体冠部201为迎流面，该支承座3由有外螺纹的环状止动件4定位，所述缝隙6的宽度由芯体冠部201的最大外径及管道1的内孔直径决定，其计算方法见后文。

在图3所示实施例中，所述芯体冠部201由靠前的圆锥面204和靠后的圆柱面205组成，且圆锥面轴向厚度大于圆柱面轴向厚度。

所述芯体冠部靠前圆锥面204与中心轴线的夹角在30°～60°之间。

在图4所示实施例中，所述芯体冠部201为圆弧曲面207。

在图5所示实施例中，所述芯体冠部201由靠前的曲面206和靠后的圆柱面205组成。

请参照图2，所述芯体支承座3有连体的外圆环301和内轴套302，在该外环301与内轴套302之间以径向支承肋303连接，该支承肋的数量在3-4之间，该支承肋的迎流面呈流线型，该相邻支承肋之间的空隙为流体通道。

本实用新型用于大管径测量时，出于刚度考虑，可将芯体颈部自冠部穿出，并在测量管道靠近入口端加装支承架。

现对实现本实用新型的最佳实施方式简要说明如下：

一、本实用新型的三种实施方案

实现本实用新型，其所采用的芯体冠部201的几何廓形，在芯体颈部202、测量管1、支承座3、止动件4、取压接头5A、5B完全相同的条件下，可以有以下三种具体实施方案：

实施方案一，芯体冠部采用图3所示的锥面与柱面结合的结构。

实施方案二，芯体冠部采用图4所示的圆弧曲面结构。

实施方案三，芯体冠部采用图5所示的喷嘴式结构。

所述的三种实施方案，其中方案一、二适用于中、低雷诺数流动的测量，方案三适用于中、高雷诺数流动的测量。

二、芯体冠部结构尺寸的确定方法：

①芯体冠部最大直径d

上述三种实施方案中，关键结构尺寸即芯体冠部最大直径d的确定方法是相同的，d可用下式计算： $d=D\sqrt{1-{\mathrm{\β}}^2}$

上式中：β-等效节流直径比， $\mathrm{\β}=\sqrt{D^2-d^2}/D$

D-测量管内径

d-芯体冠部最大直径

设计时要合理确定β值，本实用新型为差压式测量原理，合理确定β值所应遵循的原则，与传统孔板的设计相同，这里不再多述。

②芯体冠部其他尺寸，三种方案分别说明

a．实施方案一，圆锥面与圆柱面结合的芯体冠部

请参照图3，芯体冠部201的特型径向表面是由圆锥面204和圆柱面205组成的型面，其中锥面204与轴线的夹角为30°-60°；锥面204的轴向高度为h,h=A×D×β,A=0.1-0.15；圆柱面205的轴向高度为C,C=B×D×β,B=0.015-0.025。冠部的棱边要精心倒圆。

b．实施方案二，圆弧面芯体冠部

请参照图4，圆弧曲面芯体冠部201的特型径向表面是由圆弧曲面207构成，圆弧曲面的曲率半径γ是β值的函数，尺寸γ及冠部的轴向高度，可参照专业技术文献中一般1/4圆孔板结构尺寸的确定方法进行设计。冠部棱边要精心倒圆。

C．实施方案三，喷嘴式芯体冠部

请参照图5，喷嘴式芯体冠部201的特型径向表面是由曲面206和圆柱面205而组成的型面，其型面类同于标准喷嘴的内圆表面。曲面206的曲率半径和圆柱面205的轴向高度可参照专业技术文献中一般标准喷嘴结构尺寸的确定方法进行设计。冠部棱边要精心倒圆。

三．测量管和取压孔

①测量管1优先采用无缝钢管，也可以采用直缝焊钢卷板，必要时要对管道内圆进行机械加工。

②取压孔开在测量管壁上，孔径6-10mm，其中高压孔取压接头5A的中心线距芯体冠部201前端面的距离为0.6-1.0D，低压孔取压接头5B的中心线距芯体冠部201前端面的距离为0.3-0.5D。

Claims (6)

1．一种用于差压式流量计的节流装置，该装置包括一两端有法兰盘的测量管道(1)，该管道上装有取压接头(5A)、(5B)，在该管道的内孔中装有节流件，其特征在于：所述节流件为一芯体(2)，该芯体(2)为阶梯形旋转体，由连体的冠部(201)、颈部(202)及支承轴(203)组成，该冠部(201)的径向尺寸沿顺流方向由小向大呈流线型扩展，该芯体冠部(201)的最大外圆与测量管道(1)的内圆孔壁之间形成可使流体通过并对流体造成节流的环形缝隙(6)，所述芯体(2)安装在与测量管道(1)内孔同轴的支承座(3)的轴套(302)中，该芯体冠部(201)为迎流面，该支承座(3)由有外螺纹的环状止动件(4)定位。

2．如权利要求1所述的用于压差式流量计的节流装置，其特征在于：所述芯体冠部(201)由靠前的圆锥面(204)和靠后的圆柱面(205)组成，且圆锥面轴向厚度大于圆柱面轴向厚度。

3．如权利要求2所述的用于压差式流量计的节流装置，其特征在于：所述芯体冠部靠前圆锥面(204)与中心轴线的夹角在30°～60°之间。

4．如权利要求1所述的用于压差式流量计的节流装置，其特征在于：所述芯体冠部(201)为圆弧曲面(207)。

5．如权利要求1所述的用于压差式流量计的节流装置，其特征在于：所述芯体冠部(201)由靠前的曲面(206)和靠后的圆柱面(205)组成。

6．如权利要求1所述的用于压差式流量计的节流装置，其特征在于：所述芯体支承座(3)有连体的外圆环(301)和内轴套(302)，在该外环(301)与内轴套(302)之间以径向支承肋(303)连接，该支承肋的数量在3-4之间，该支承肋的迎流面呈流线型，该相邻支承肋之间的空隙为流体通道。

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