KR960005638B1

KR960005638B1 - Venturi tube for flow meter

Info

Publication number: KR960005638B1
Application number: KR1019920018370A
Authority: KR
Inventors: 한상희
Original assignee: 한상희
Priority date: 1992-10-07
Filing date: 1992-10-07
Publication date: 1996-04-30
Also published as: KR940009572A

Abstract

The venturi tube(1) for the differential pressure type flow meter comprises a tube(2) that has the same diameter as the connected conduits, the first and second pressure monitoring station(3, 4) axially spaced at the tube. The first pressure monitoring station(3) is connected to the tube(1) directly, and the second pressure monitoring station(4) is connected to the conical element(10) for generating the differential pressure. A receiving hole(14) is provided in the center of the element(10) for connecting the tube(5) with stud bolt(15) screwed on connecting valve(7).

Description

VENTURI TUBE for differential pressure flow meter

제1도는 본 발명의 기본형을 예시한 일예시 단면도.1 is a cross-sectional view showing an example of the basic form of the present invention.

제2도는 본 발명의 기본형을 변형시켜서 된 다른 실시예의 단면도.2 is a cross-sectional view of another embodiment in which the basic form of the present invention is modified.

제3도는 종래의 공지된 벤튜리 관 단면도.3 is a cross-sectional view of a conventionally known venturi tube.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 벤튜리 관 2 : 튜브1: Venturi tube 2: tube

3 : 1차측 압력취출 4 : 2차측 압력취출구3: primary pressure outlet 4: secondary pressure outlet

5 : 연결관 6 : 지지판5 connector 6 support plate

7 : 접속밸브 10 : 엘레멘트7: connection valve 10: element

11 : 경사측면 12 : 경사면선단11: inclined side 12: inclined side end

13 : 전방면 14 : 수용공13: front 14: receiving hole

15 : 스터드볼트 16 : 유통공15 stud bolt 16 distributor

본 발명은 직관(直觀)의 중간 유로를 좁혀 그 대경부(大經部)의 압력차를 측정하여 유량을 측정하는 벤튜리 관(Venturi Tube)에 관한 것으로서, 원통형으로 된 튜브의 내부에 경사측면을 형성하여서 된 차압발생을 엘레멘트를 장착시키되, 외통의 선단에는 1차측 출구를 형성하고, 차압발생을 엘레멘트의 중심을 관통하여 연결관으로 연결되는 2차측 출구를 형성하여 줌으로서, 그 압력차를 측정할 수 있도록 한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Venturi tube that narrows the intermediate flow path of a straight pipe and measures the flow rate by measuring the pressure difference between its large diameter part. The differential pressure generated by forming an element is mounted, but the primary side outlet is formed at the tip of the outer cylinder, and the differential pressure is formed by forming a secondary side outlet connected to the connecting pipe through the center of the element. It is to be measured.

현재까지 유량측정에 일반적으로 사용되고 있는 차압식 유량계의 하나인 벤튜리 관은 첨부도면 제3도에 구체적으로 도시되어 있다.A venturi tube, one of the differential pressure flowmeters which is generally used for flow measurement to date, is shown in detail in FIG.

이러한 구조의 벤튜리 관은 교축(絞縮) 뒤에 원래의 관(管)지름으로 복귀하기 위한 완만한 구배(勾配)의 확대관 또는 디퓨저를 설치하여 속도에너지를 압력에너지로 대부분 회복할 수 있으므로, 벤튜리 관으로 인한 유체손실은 적으나 차압을 발생시키기 위한 축소관 및 확장관을 제작 설치하여야 하는 문제점과, 개구비에 따른 설제로 길이가 길어지고 변화의 폭이 크므로 설치에 제한이 따르며, 축소관의 관경이 작아지므로 강도가 약해질 뿐만 아니라, 중량이 무거우며 제작비용의 부담이 큰 폐단이 있었던 것이다.Venturi tubes of this structure can be recovered most of the velocity energy to pressure energy by installing a gradual gradient expansion tube or diffuser to return to the original tube diameter after the throttle. Although there is little fluid loss due to the venturi pipe, there is a problem of having to manufacture and install a reduction pipe and an expansion pipe to generate a differential pressure, and the length of the change and the width of the change are large due to the opening ratio. As the diameter of the tube is smaller, not only the strength is weakened, but also the weight is heavy and the cost of manufacturing cost is high.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 폐단을 일소하기 위한 것으로 차압 발생장치를 튜브의 내부에 설치하여 줌으로써, 배관규격에 따른 길이를 규격화할 수 있으며, 중량이 가벼울 뿐만 아니라 제작 비용도 현저히 절감시킬 수 있도록 된 것이 주지적인 특징이다.The present invention is to clean the conventional closed end as described above, by installing the differential pressure generating device inside the tube, it is possible to standardize the length according to the piping standard, not only light weight but also significantly reduce the production cost It is a well known feature.

따라서 벤튜리 관을 설계하는 데에는 다음과 같은 사항에 심혈을 기울이지 않으면 안된다.Therefore, the design of venturi tubes requires the following considerations.

먼저, 유량을 산출하고자 할때에는 체적유량(Q(m²/h)과 중량유량 W(kg/h)으로 구분하여 산출하게 되는데, 체적유량(Q)인 경우에는,First, when calculating the flow rate is calculated by dividing the volume flow rate (Q (m ² / h) and weight flow rate W (kg / h), in the case of the volume flow rate (Q),

의 식이 성립되고, 중량유량(W)인 경우에는,If the formula is established and the weight flow rate (W),

의 식이 성립되는데, 상기식에서 Dt(mm):측정온도 T℃에서 관의 내경, dr(mm):측정온도 T℃에서 에레멘트 큰(ELEMENT CONE)의 직경.Equation of Dt (mm): the inner diameter of the tube at the measurement temperature T ℃, dr (mm): diameter of the element CONE at the measurement temperature T ℃.

α:유량계수, r¹(kg/m):비중량, P₁(kg/cm):엘레멘트 상류측의 절대압력, P₁-P₂(kg/cm):압력차를 각각 나타낸다.α: flow coefficient, r ¹ (kg / m): specific weight, P ₁ (kg / cm): absolute pressure upstream of the element, P ₁ -P ₂ (kg / cm): pressure difference, respectively.

그런데 물 및 액체와 같이 비유체성 유체일때에는 ε=1이 된다. 반면, 스팀 및 기체와 같이 압축성 유체의 경우에 있어서, 건조가스인 경우However, ε = 1 for non-fluid fluids such as water and liquids. On the other hand, in the case of compressible fluids such as steam and gas, dry gas

의 식이 성립되고,Is established,

의 식이 성립되며,Is established,

의 식이 성립된다. 여기서,Is established. here,

r_N(kg/m²)·P(kg/cm³)·T_D(。k):표준상태위치, P_D(kg/cm²)·rD(kg/m²):온도 T。k에서의 포화중기위치, ρ:상대습도, k₁:압력계수를 각각 나타낸다.r _N (kg / m ² ), P (kg / cm ³ ), T _D (。k): Standard position, P _D (kg / cm ² ), rD (kg / m ² ): At temperature T。k The saturated mid-term position of ρ is the relative humidity and k _{1 is the} pressure coefficient.

또한, 유량계수(α)는 개구비(β)와 레이놀즈수(R_D)의 관수이므로, 레이놀즈수(R_D)가 되는 값 이상이 되어 유량계수(α)는 레이놀즈수(R_D)에 무관계 하여 일정하게 되며, 개구비(β)만이 유량계로 사용하는 것은 유량계수(α)의 일정범위를 사용하게 된다.In addition, since the flow rate coefficient α is the irrigation ratio of the aperture ratio β and the Reynolds number R _D , the flow rate coefficient α is greater than or equal to the Reynolds number R _D , and the flow coefficient α is independent of the Reynolds number R _D. It becomes constant, and the use of only the opening ratio (beta) as a flowmeter uses a certain range of the flow coefficient (alpha).

그러나 부득이 한때에는 공차한계보다 다소 낮은 것을 사용하여도 무방하다.However, you may use something somewhat lower than the tolerance limit at one time.

따라서, 레이노즐수는 다음식으로부터 산출된다.Therefore, the ray nozzle number is calculated from the following equation.

이므로,Because of,

가 된다.Becomes

단, ζ:정점성 계수 Where ζ: vertex coefficient

μ:정점성 계수(절단단위 CP)μ: vertex coefficient (cutting unit CP)

υ¹:동점성 계수 υ ¹ : kinetic viscosity coefficient

υ:동점성 계수(CST)이다.υ: Kinematic Viscosity Coefficient (CST).

그리고, 유량계수(α) 및 유출계수(C)는 각각 α=f(B²·R_D) 및 C=α1-β⁴으로 산출되는 바, 유량계수(α)를 위의 식에서 유출계수(C)로 환산하면 0.09~0.91의 범위에 있으며, 변화범위는 유량계수(α)에 비해 대단히 좁다.The flow rate coefficient α and the outflow coefficient C are calculated as α = f (B ² · R _D ) and C = α1-β ⁴ , respectively, and the flow coefficient α is the outflow coefficient C in the above equation. ) Is in the range of 0.09 to 0.91, and the change range is very narrow compared to the flow coefficient (α).

따라서, 개략적인 개구비(β)의 값을 구할때에는 αβ²의 값과 평균치인 C=0.9의 값을 유출계수(C)의 식에 대입하여 산출할 수 있게 되고, 엘레멘트(ELEMENT)에 의한 압력손실을 근사적으로,Therefore, when the approximate aperture ratio β is obtained, the value of αβ ² and the average value of C = 0.9 can be calculated by substituting the equation of the outflow coefficient C, and the pressure by the element Approximate losses,

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명을 실시하기 위하여서는 여러가지의 조건을 충족시켜 주어야만 된다.As described above, in order to implement the present invention, various conditions must be satisfied.

이하, 본 발명을 첨부도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명을 예시한 단면도이고, 제2도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.

본 발명의 벤튜리 판(1)의 튜브(2)는 좌우로 연설되는 배관과 동일 지름의 규격이 사용된다.The tube 2 of the venturi plate 1 of the present invention uses the same diameter as that of the pipe extending left and right.

튜브(2)의 선단부에는 튜브(2)의 내부와 연결되는 1차 및 2차측 압력취출구(3),(4)가 각각 설치되는데, 1차측 압력취출구(3)는 튜브(2)의 내부와 관통되어 있고, 2차측 압력취출구(4)는 연결관(5)를 통하여 차압발생용 엘레멘트(10)의 접속밸브(7)와 결합되어 있다.Primary and secondary pressure outlets 3 and 4 which are connected to the inside of the tube 2 are respectively installed at the tip of the tube 2, and the primary pressure outlet 3 is connected to the inside of the tube 2. It is penetrated and the secondary pressure outlet 4 is coupled to the connecting valve 7 of the differential pressure generating element 10 through the connecting pipe 5.

차압발생용 엘레멘트(10)는 원뿔형으로서 튜브(2)의 중심(0)과 일치하도록 장착되어지며, 그 엘레멘트(10)의 중심에는 수용공(14)이 통공되어 스터디볼트(15)를 접속밸브(7)에 나합시켜서 수용하도록 되어 있는데, 그 스터드볼트(15)의 중심선상에는 유통공(16)이 통공되어 중심(0)과 일치하도록 장착되어진다.The differential pressure generating element (10) is conical and is mounted to match the center (0) of the tube (2). The receiving hole (14) is perforated in the center of the element (10) to connect the study bolt (15) to the valve. It is arranged to be housed in (7). On the centerline of the stud bolt 15, a distribution hole 16 is perforated to be mounted so as to coincide with the center (0).

그리고, 엘레멘트(10)의 상류면인 외주면은 엘레멘트 고정부와 30°내외의 경사면을 형성하여 원뿔형을 갖도록 형성하였으며, 하류면인 전방면(13)은 경사면 가장자리(12)와 10°내외의 경사면을 형성하였다.The outer circumferential surface, which is an upstream surface of the element 10, is formed to have a conical shape by forming an inclined surface of about 30 ° with the element fixing portion, and the front surface 13, which is a downstream surface, is inclined around the edge 12 and about 10 °. Formed.

엘레멘트(10)를 튜브(2)의 중심(0)에 고정하고 있는 접속밸브(7)와 연결관(5)은 엘레멘트(10)의 중량 및 진동에 견딜 수 있도록 된 구조로 되어 있으며, 엘레멘트(10)의 중량이 클때에는 제2도에 도시된 바와 같이 유선형의 보조지지판(6)을 부착하여 고정할 수 있는 것이다.The connecting valve 7 and the connecting pipe 5 fixing the element 10 at the center 0 of the tube 2 are structured to withstand the weight and vibration of the element 10. When the weight of 10) is large, it can be fixed by attaching the streamlined auxiliary support plate 6 as shown in FIG.

이와 같은 구조를 형성하고 있는 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the present invention forming such a structure is as follows.

본 발명의 벤튜리 관(1)은 다양한 유체와 기체들에 대한 차압유량을 측정하는데 특히 유체에 대한 레이놀즈 현상을 유체에 이르기가지 광범위한 유체의 유량을 측정할 수가 있다.The venturi tube 1 of the present invention measures differential pressure flow rates for various fluids and gases. In particular, the venturi tube 1 can measure a flow rate of a wide range of fluids ranging from a Reynolds phenomenon to a fluid.

유체가 배관을 통하여 튜브(2)에 인입되면 튜브(2) 직경의 면적이 크기 때문에 유체는 속도가 느린 반면에 압력은 높게되므로 1차측 압력취출구(3)을 통하여 측정되는 압력은 높게 나타난다.When the fluid is introduced into the tube 2 through the pipe, the area of the diameter of the tube 2 is large, so the fluid is slow, while the pressure is high, so the pressure measured through the primary pressure outlet 3 is high.

유체가 차압발생용 엘레멘트(10)의 선단인 상류면에 도달하면 외향으로 확대된 경사면(11)에 의하여 직경의 면적이 차츰 좁아지게 되므로 유체는 반대로 속도가 빨라지게 되나 압력이 낮아지게 되어 2차측 압력취출구(4)에도 낮은 압력이 측정된다.When the fluid reaches the upstream surface, which is the tip of the differential pressure generating element 10, the area of the diameter is gradually narrowed by the inclined surface 11 that is enlarged outward, so that the fluid is increased in speed, but the pressure is lowered. The low pressure is also measured at the pressure outlet 4.

즉, 튜브(2)의 선입라인에서의 고압력과 엘레멘트(10)의 바로 주방에서 형성되어지는 저압간의 압력차는 2개의 압력취출구를 통한 압력감지 탭을 측정되는 것인 바, 이 압력차는 유체량비를 결정하는 베르누이 정리로 유도될 수 있다.That is, the pressure difference between the high pressure in the first line of the tube 2 and the low pressure formed in the kitchen immediately of the element 10 is to measure the pressure sensing taps through the two pressure outlets. Determining can be derived from Bernoulli's theorem.

튜브(2)를 통과한 유체는 배관을 통하여 목적지로 이송되게 된다. 특히, 본 발명에서 더욱 더 향상된 기능을 수행할 수 있도록 하기 위하여서는 측정단자의 위치 즉, 압력 취출구의 위치를 선정하고 함께 엘레멘트의 모양과 장착위치의 선정을 잘 하여야 한다.The fluid passing through the tube 2 is transferred to the destination through the pipe. In particular, in order to be able to perform a further improved function in the present invention, the position of the measurement terminal, that is, the position of the pressure outlet should be selected and the shape and mounting position of the element should be well selected.

본 발명에서 채택하고 있는 엘레멘트(10)는 유체의 성질에 따라 적절하게 변형된 크기를 사용할 수가 있어서 개구비(β)를 적절하게 변화시킬 수 있게 된다.The element 10 adopted in the present invention can use a size appropriately modified according to the properties of the fluid, so that the aperture ratio β can be appropriately changed.

이와 같이 본 발명의 벤튜리 관은 배관과 동일한 크기의 직경을 유지되는 것이 채택되는 것이며, 엘레멘트의 전방에서의 고압력과 후방에서 형성되어지는 저압력간의 압력차를 측정함으로써 유체의 량을 측정확인 할 수 있도록 된 것이다.As such, it is adopted that the venturi tube of the present invention maintains the same diameter as the pipe, and measures the amount of fluid by measuring the pressure difference between the high pressure at the front of the element and the low pressure formed at the rear of the element. It is to be possible.

Claims

Primary and secondary pressure outlets 3 and 4 are respectively formed at the front end of the tube 2 having the same size as the pipe extending left and right, and the primary pressure outlet 3 is directly connected to the tube 2, The secondary pressure outlet 4 communicates with the conical differential pressure generating element 10 and the connecting pipe 5, but the receiving hole 14 is perforated in the center of the differential pressure generating element 10 so that the stud bolt 15 ) Is formed to be connected to the connecting valve (7) so as to be in communication with the connecting pipe (5).

The outer circumferential surface, which is an upstream surface of the element 10, forms an inclined surface of 30 ° with the element fixing portion, and the front surface 13, which is a downstream surface, has an inclined surface edge 12 and an inclined surface of 10 °. Venturi tube for differential pressure flow meter, characterized in that forming.