CN102928027A

CN102928027A - 一种调整型流量计

Info

Publication number: CN102928027A
Application number: CN2012104186208A
Authority: CN
Inventors: 吴建峰; 赵建军
Original assignee: SHENZHOU OBSERVATION AND CONTROL EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: SHENZHOU OBSERVATION AND CONTROL EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2012-10-27
Filing date: 2012-10-27
Publication date: 2013-02-13

Abstract

本发明公开了一种调整型流量计，该流量计包括配对设置的正取压法兰和负取压法兰，在正取压法兰与负取压法兰之间设有调整型节流体，调整型节流体与正取压法兰和负取压法兰的连接面之间设有密封垫，在正取压法兰与负取压法兰的侧壁上分别设有径向通孔，在正取压法兰侧壁的径向通孔一端连接有正取压管，在负取压法兰侧壁的径向通孔一端连接有负取压管；调整型节流体在正取压法兰与负取压法兰连接面以内围城的面板上均布有4~6个通孔，所述面板在4~6个通孔之间的一侧面上设有凸起。该调整型流量计具有独特的自均衡整流结构设计和四个节流孔均匀对称分布，可以对上游流体的流速分布曲线重新整流，大大所短了对直管段的要求。

Description

一种调整型流量计

技术领域

本发明涉及一种用于测量流体参数的流量计，具体涉及一种调整型流量计。

背景技术

流量计是一种装设于流体管路间的量测器具，在此所指的流体包括液体及气体。在流量计的内部构造组成中有一传感器，用以感测(量测)流体的流量(计量)、流速(计速)等数据，并作成记录(读表) ，然后可在流量计本身上的显示框作直接显示(数字显示或电子式显示皆有)，或将所记录(读表)的数据经由远距传输，而于远处另作显示或储存。这其中，流量计因其内部传感器作用模式的不同，可区分为叶轮式流量计、电磁流量计、超音波流量计及涡流流量计等等多种型态。

实际上，流量计是一种与流体长时间接触的动态性量测器具。指其为“动态性”是因包括流体所构成的流场及包围住流量计中传感器的流体环境，以及流量计本身进行感测(量测)的作用状况都是连续动态性动作，也因此流量计本身的作业条件及流量计所处的环境状况，都可能随时影响到流量计的准确性，并导致所测量流体的流量、流速等数据产生误差。此种因外在因素而影响流量计准确性可能性缺失，在目前已知流量计上是无法事先自我知悉或事先自我预警。目前已知流量计只能依据本身的作业条件及所处的环境状况将流体数据忠诚地纪录下来，纵使流量计本身的作业条件己经发生偏差(例如转动发生故障)或流量计所处的环境发生不良状况(例如水质混浊而影响流动)时，已知流量计也只能忠诚地将流体数据反映出，而无法去作任何自我检测的预警动作，必须等到记录人员或监测人员发觉所得到的数据记录一段时间不正常时，才会进行检修工作，但往往此时己是严重故障时，造成检修的繁杂及更多的花费。由此可见，无法自我检测及早预警可说是目前已知流量计的最大缺失。

再者，已知流量计都只能作单向(正向)量测，因为流量计是由一些具体的零组件按照与流体相对作用(接触)的顺序组装而成，因此设计上都是以流体自正向流入为作用方向去安排各零组件的相对位置及作用关系，并且在制作完成后，采流体自正向实际流入的方式进行参数校正推演，据以校正获得正确的量测结果。即因流量计都是针对流体自正向流入为作用方向而设计及制造，因此已知流量计用于反向量测时一定会产生严重误差，此是因为流体自反向流入时，流经各零组件的顺序是相反的，所以各零组件受到流体的相对作用也完全不同，导致反向量测的结果会与正向量测相差颇大。故一般而言，已知流量计制造完成后都会于外观上标示作用流向，以凭安装，操作说明书上也会声明只作正向及单向测量用，不适用于反向测量。

因流量计是一种由具体零组件组合而成，用与流体长时间接触的动态性量测器具，加上经常是长时间埋设于地表下，受到各种压力、地震及管线内部水压的影响，因此使用日久后，难免会因接合不稳固而发生漏损。已知流量计对于漏损现象系无法作出任何警示，故亦显为不理想。

而且在现有流量计的节流装置只有一个流通孔径，节流后使流体失去了理想状态，使流体通过节流体后，易形成较大的且不对称分布的旋涡，这些较大的旋涡易使信号产生较大的波动，而且可能出现信号失稳等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种测量信号精准且稳定的调整型流量计。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种调整型流量计，其特征在于，所述流量计包括配对设置的正取压法兰和负取压法兰，在正取压法兰与负取压法兰之间设有调整型节流体，调整型节流体与正取压法兰和负取压法兰的连接面之间设有密封垫，在正取压法兰与负取压法兰的侧壁上分别设有径向通孔，在正取压法兰侧壁的径向通孔一端连接有正取压管，在负取压法兰侧壁的径向通孔一端连接有负取压管；调整型节流体在正取压法兰与负取压法兰连接面以内围城的面板上均布有4~6个通孔，所述面板在4~6个通孔之间的一侧面上设有凸起。

为了进一步降低流体的涡流优选的技术方案是，所述凸起为锥形体或为凸曲面体，所述锥形体或为凸曲面体朝向正取压法兰。

为了便于流量计的装配或维修进一步优选的技术方案是，所述正取压法兰与负取压法兰通过紧固件连接在一起。

为了便于流量计的加工进一步优选的技术方案是，所述正取压法兰与负取压法兰为对称结构

为了便于流量计的安装进一步优选的技术方案是，所述调整型节流体在位于正取压管与负取压管之间的外壁上设有用于吊挂或安装的连接件。

为了便于流量计的加工与使用进一步优选的技术方案是，所述正取压法兰与负取压法兰之间的连接面为环形平面。

为了便于流量计的加工与使用进一步优选的技术方案是，所述正取压法兰与负取压法兰连接面以内围城的面板为圆形面板。

为了使流过流量计的流体信号更加趋于稳定进一步优选的技术方案是，在所述正取压法兰与负取压法兰连接面以内围城的面板上均布有4个通孔。

为了在保证强度的情况下节省流量计的原材料进一步优选的技术方案是，在所述正取压法兰与负取压法兰的外壁上设有加强筋。

为了便于流量计的加工与使用进一步优选的技术方案是，所述正取压管、负取压管与正取压法兰、负取压法兰通过焊接连接或或螺纹连接。

本发明的优点和有益效果在于：

1、该流量计对直管段要求低；

该调整型流量计具有独特的自均衡整流结构设计和四个节流孔均匀对称分布，可以对上游流体的流速分布曲线重新整流，使得在现场极端苛刻安装条件下也能均匀流体流速分布，大大所短了对直管段的要求，其前后直管段一般为前2D后1D，最小可以前1D后0.5D，从而省去大量直管段，尤其是特殊昂贵材料的管道。

2、测量精度高、重复性好。

该调整型流量计独特的自均衡调整型节流体结构设计，使流体通过节流体后，形成很小并对称分布的旋涡，这些等效均匀分布的小旋涡不仅使信号波动小，而且可以产生高频低幅的稳压信号，使输出的信号精确而移动，即使在低流量、低差压的情况下，仍能保持较高的测量精度和稳定性，特别适合于低密度、低流速气体的测量。

具有对称四孔结构特点，能对流场进行均衡，降低了涡流、振动和信号噪声，流场稳定性大大提高，使线性度比孔板提升了5~10倍，重复性提高了60％，小于等于0.10％，从其综合性能来看，该调整型流量计属于高档流量计行列。 3、耐磨损，长期稳定性好。

该调整型流量计独特的自均衡调整型节流体结构设计，可以引导流体在流动中节流，同时其四孔等效均匀对称分布的节流孔有精确加工的锐角导流，并对调整型节流体的表面加工精度和粗糙度有严格要求和质量控制，这一设计，克服了现行市场上出现的直角毛边多孔节流装置，因其对孔的加工精度没有要求，也没有加工锐角，使多孔节流体在流体长时间冲刷后容易变形与磨损，导致多孔累计磨损后β值变化大、无法修正，而对测量造成不准确的设计缺陷，可以最大限度消除流体对调整型节流体的冲刷和磨损，使其β值稳定不变，具有长期稳定性，可以满足装置长周期运行的要求。

4、测量范围宽，永久压力损失小，可以实现节能减排。

该调整型流量计独特的自均衡调整型节流体结构设计，可以引导流体在流动中节流，克服了传统节流件强迫流体突然改变流线的缺陷，使信号稳定，这保证了在满量程测量时可以选择比其它差压式流量计更低的差压，使调整型流量计的永久压力损失降低，起到节能的效果，与其高精度测量一起，可以满足工厂对水、汽、风能耗控制的ERP要求。

与传统节流装置相比，该调整型流量计极大提高了测量量程比，研究结果显示，雷诺数大于50000时，选择合适的孔径参数，该调整型流量计无上限，根据工业测量实际应用的需要，常规测量量程比为10：1，选择合适的参数可以到30：1。雷诺数介于200~10⁷；β值可在0.25~0.9之间选择，压力损失是传统节流装置的1/2~1/5。

5、节能同时更加安全可靠。

该调整型流量计独特的微积分学四孔等效均匀分布节流体设计，既有效降低了一个孔导致的大压损，又避免了更多孔节流导致的节流件整体强度降低带来的安全隐患，而通过增加多孔节流体的厚度来提高其强度本身，就进一步延长了流体与多孔节流体表面的摩擦面积和接触时间，从而使压力损失增加，不利于节能。四孔等效均匀分布节流在降低压损时，保证节流体强度，更加安全可靠。

6、适用范围

该调整型流量计工作温度、压力取决于管道和法兰的材质和等级，工作温度最高可达到850℃，压力42.0MPa。适用于石油、石化、化工、冶金（有色金属及钢铁）、热电、长输管线、热力管网、市政工程（热处理及燃气）、制药、造纸、海洋、环保、烟草、海上石油平台、核工业及航空航天等工程中测量各种工况条件下的气相、混合气相、液相、多相液体、气液两相（湿气中液相质量比≤5%）、粉尘、高流速、含有固体悬浮颗粒的液相、溶剂、振动、电磁干扰、腐蚀性等流体的流量。

该调整型流量计可以设计成左右完全对称，因此可以十分方便地测量双向流。

附图说明

图1是本发明调整型流量计的结构示意图。

图中：1、正取压法兰；2、负取压法兰；3、调整型节流体；4、密封垫；5、径向通孔；6、正取压管；7、负取压管；8、通孔；9、凸起；10、紧固件；11、连接件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明是一种调整型流量计，该流量计包括配对设置的正取压法兰1和负取压法兰2，在正取压法兰1与负取压法兰1之间设有调整型节流体3，调整型节流体3与正取压法兰1和负取压法兰2的连接面之间设有密封垫4，在正取压法兰1与负取压法兰2的侧壁上分别设有径向通孔5，在正取压法兰1侧壁的径向通孔5一端连接有正取压管6，在负取压法兰2侧壁的径向通孔5一端连接有负取压管7；调整型节流体3在正取压法兰1与负取压法兰2连接面以内围城的面板上均布有4~6个通孔8，所述面板在4~6个通孔8之间的一侧面上设有凸起9。

在本发明中为了进一步降低流体的涡流优选的实施方案是，所述凸起9为锥形体或为凸曲面体，所述锥形体或为凸曲面体朝向正取压法兰。

在本发明中为了便于流量计的装配或维修进一步优选的实施方案是，所述正取压法兰1与负取压法兰2通过紧固件10连接在一起。

在本发明中为了便于流量计的加工进一步优选的实施方案是，所述正取压法兰1与负取压法兰2为对称结构

在本发明中为了便于流量计的安装进一步优选的实施方案是，所述调整型节流体3在位于正取压管7与负取压管7之间的外壁上设有用于吊挂或安装的连接件11。

在本发明中为了便于流量计的加工与使用进一步优选的实施方案是，所述正取压法兰1与负取压法兰2之间的连接面为环形平面。

在本发明中为了便于流量计的加工与使用进一步优选的实施方案是，所述正取压法兰1与负取压法兰2连接面以内围城的面板为圆形面板。

在本发明中为了使流过流量计的流体信号更加趋于稳定进一步优选的实施方案是，在所述正取压法兰1与负取压法兰2连接面以内围城的面板上均布有4个通孔8。

在本发明中为了在保证强度的情况下节省流量计的原材料进一步优选的实施方案是，在所述正取压法兰1与负取压法兰2的外壁上设有加强筋。

在本发明中为了便于流量计的加工与使用进一步优选的实施方案是，所述正取压管6、负取压管7与正取压法兰1、负取压法兰2通过焊接连接或或螺纹连接。

该调整型流量计对传统节流装置进行了极大的改进，经过长期试验、应用和数据积累，它继承了传统差压流量计结构简单、安全可靠、便于检修的优点，又具有均衡整流的显著特征。传统节流装置只有一个流通孔径，节流后使流体失去了理想状态；而该调整型流量计有四个函数孔和中间自均衡整流结构的双重作用—调整型节流体，能最大限度地把流场均衡整流成理想流体，用测出差压值根据伯努利方程即可计算出管道中的流量，同时流体通过调整型节流体后涡流被最小化，产生高频低幅信号，使输出的信号精确而稳定。根据伯努利方程计算出体积流量、质量流量。

公式：

这一新型的自均衡整流调整型流量计，可以对上游流体的流速分布曲线重新整流，这种节流方式的变化，带来了差压式流量测量技术的革命性的创新突破和应用。该调整型流量计几乎适用于所有流体测量，该调整型流量计可广泛应用到石油、化工、冶金、电力、天然气、水处理等行业。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种调整型流量计，其特征在于，所述流量计包括配对设置的正取压法兰和负取压法兰，在正取压法兰与负取压法兰之间设有调整型节流体，调整型节流体与正取压法兰和负取压法兰的连接面之间设有密封垫，在正取压法兰与负取压法兰的侧壁上分别设有径向通孔，在正取压法兰侧壁的径向通孔一端连接有正取压管，在负取压法兰侧壁的径向通孔一端连接有负取压管；调整型节流体在正取压法兰与负取压法兰连接面以内围城的面板上均布有4~6个通孔，所述面板在4~6个通孔之间的一侧面上设有凸起。

2.如权利要求l所述的调整型流量计，其特征在于，所述凸起为锥形体或为凸曲面体，所述锥形体或为凸曲面体朝向正取压法兰。

3.如权利要求2所述的调整型流量计，其特征在于，所述正取压法兰与负取压法兰通过紧固件连接在一起。

4.如权利要求3所述的调整型流量计，其特征在于，所述正取压法兰与负取压法兰为对称结构。

5.如权利要求4所述的调整型流量计，其特征在于，所述调整型节流体在位于正取压管与负取压管之间的外壁上设有用于吊挂或安装的连接件。

6.如权利要求5所述的调整型流量计，其特征在于，所述正取压法兰与负取压法兰之间的连接面为环形平面。

7.如权利要求6所述的调整型流量计，其特征在于，所述正取压法兰与负取压法兰连接面以内围城的面板为圆形面板。

8.如权利要求7所述的调整型流量计，其特征在于，在所述正取压法兰与负取压法兰连接面以内围城的面板上均布有4个通孔。

9.如权利要求8所述的调整型流量计，其特征在于，在所述正取压法兰与负取压法兰的外壁上设有加强筋。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的调整型流量计，其特征在于，所述正取压管、负取压管与正取压法兰、负取压法兰通过焊接连接或或螺纹连接。