CN203349877U - 一种用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，包括测量管、节流元件和取、导压装置，所述节流元件包括安装在所述测量管内的梭锥和孔板，所述孔板位于所述梭锥与所述测量管内壁之间的环形板面上具有开孔。通过其特别而新颖的形体结构，将梭锥与孔板相结合，实现了优势互补，具有各种节流装置的优点，能够对流体进行两次节流，起、止流量小，流量范围比大；具有一体化紧凑结构，计量的准确性可靠性高；耐磨损、抗脏污，计量性能稳定可靠、寿命长；具有双重流动调整功能、直管段要求更短。

Description

一种用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置

技术领域

本实用新型涉及流量测量技术领域，特别涉及一种用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置。 

背景技术

节流装置是节流差压式流量计的一次装置。现有结构形式的节流装置共同的优点是：结构简单，没有可动部件，遵守几何相似和动力学相似原理，可以或已经实现标准化、无需进行实流周期检定和校准。共同的缺点是：由于流量与差压的平方根成正比，所以单台表的流量范围比小，通常不超过10:1。不同结构形式的节流装置除了流量范围比小的共同缺点外，都还有数量和程度各异的缺陷。比如：1.孔板最大的缺陷是怕磨损、脏污，性能不能长久稳定；要求安装直管段最长；压力损失最大。2.喷嘴结构比孔板复杂；要求安装直管段很长，仅稍短于孔板；压力损失大，为孔板的60%以上。3.文丘里结构尺寸过于庞大；仍需安装10D以上长度的直管段。4.V形内锥压力损失大、为孔板的75%以上；悬臂梁结构不够稳定、容易产生振动；小口径、低β值的环形通道狭窄易堵塞等问题。 

因此，针对上述情况，如何改进节流装置的结构，使之具有更多、更优秀、更适用的计量性能特点，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，使之具有更多、更优秀、更适用的计量性能特点。 

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案： 

一种用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，包括测量管、节流元件和取、导压装置，所述节流元件包括安装在所述测量管内的梭锥和孔板，所述孔板位于所述梭锥与所述测量管内壁之间的环形板面上具有开孔。 

优选的，所述梭锥由两个相同的圆锥体组成，两个所述圆锥体关于所述孔板所在平面对称。 

优选的，所述圆锥体的径向外表面由前段圆锥面、中段圆锥面和后段圆柱面三段旋转表面圆滑过渡连接而成。 

优选的，取所述测量管的内径为D，所述后段圆柱面的直径为0.50D～0.99D，所述前段圆锥面和中段圆锥面的总长度为0.5D～2.0D。 

优选的，所述孔板由相邻两个所述测量管的端面法兰夹持，固定在所述测量管的中央。 

优选的，所述开孔为均匀、对称分布在所述环形板面上的多个开孔。 

优选的，所述开孔具体为圆形，且所述圆形开孔的入口和出口边缘均具有45°倒角，所述圆形开孔的直径不小于4mm。 

优选的，所述开孔具体为扇形，且所述扇形开孔之间的筋肋剖面呈翼状流线型，所述扇形开孔的外圆弧直径与内圆弧直径之差不小于4mm。 

优选的，所述取、导压装置包括多个取压孔和带取压阀的导压管，多个所述取压孔分别设置在所述孔板两侧的所述测量管上，能够形成不同的测量组合。 

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，通过其特别而新颖的形体结构，将梭锥与孔板相结合，实现了优势互补，具有各种节流装置的优点，能够对流体进行两次节流，起、止流量小，流量范围比大；具有一体化紧凑结构，计量的准确性可靠性高；耐磨损、抗脏污，计量性能稳定可靠、寿命长；具有双重流动调整功能、直管段要求更短。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。 

图1为本实用新型实施例提供的用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置的结构示意图； 

图2为本实用新型实施例提供的第一种孔板的结构示意图； 

图3为本实用新型实施例提供的第二种孔板的结构示意图； 

图4为本实用新型实施例提供的第三种孔板的结构示意图； 

图5为本实用新型实施例提供的第四种孔板的结构示意图。 

图1中，1为梭锥，2为孔板，3为密封垫，4为取压孔，5为导压管，6为取压阀，7为法兰，8为测量管。 

具体实施方式

本实用新型公开了一种用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，使之具有更多、更优秀、更适用的计量性能特点。 

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 

请参阅图1-图5，图1为本实用新型实施例提供的用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的第一种孔板的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的第二种孔板的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的第三种孔板的结构示意图；图5为本实用新型实施例提供的第四种孔板的结构示意图。 

本实用新型实施例提供的用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，包括测量管8、节流元件和取、导压装置，其核心改进点在于，节流元件包括安装在测量管8内的梭锥1和孔板2，孔板2位于梭锥1与测量管8内壁之间的环形板面上具有开孔。 

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，通过其特别而新颖的形体结构，将梭锥1与孔板2相结合，实现了优势互补，具有各种节流装置的优点，能够对流体进行两次节流，起、止流量小，流量范围比大；具有一体化紧凑结构，计量的准确性可靠性高；耐磨损、抗脏污，计量性能稳定可靠、寿命长；具有双重流动调整功能、直管段要求更短。 

作为优选，梭锥1由两个相同的圆锥体组成，两个圆锥体关于孔板2所在平面对称。其结构如图1所示，将梭锥1分为对称的两部分，一方面易于加工得到，另一方面两侧相同的结构，能够对正、反向流起到相同的节流作用，提升了装置的适用性。 

为了进一步优化上述的技术方案，圆锥体的径向外表面由前段圆锥面、中段圆锥面和后段圆柱面三段旋转表面圆滑过渡连接而成，与测量管8的内壁一起为流体提供了形状、大小不同流通截面，通过在使用时选择取、导压装置不同的切换组合，能够实现更大的流量范围比。 

在本方案具体的实施例中，后段圆柱面的直径为0.50D～0.99D，前段圆锥面和中段圆锥面的总长度为0.5D～2.0D，其中D为测量管8的内径。 

当然，在此只是给出了一种较为优选的实施例，本领域技术人员还能够根据实际情况，对上述圆锥体的结构和尺寸做出相应的调整，在此不再赘述。 

本实用新型提供的节流元件可以采用一体成型工艺制作，但是在这里为了降低加工难度、生产成本和便于拆装维护，选择分体式结构，两个圆锥体的圆柱段端面分别与孔板2的左、右端面同轴紧密连接。具体的，两个圆锥体的圆柱端通过螺纹结构连接，套设在孔板2中心的安装孔内，并借助密封圈和胶进行固定。 

本实用新型实施例提供的用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，孔板2由相邻两个测量管8的端面法兰夹持，固定在测量管8的中央，孔板2、梭锥1和测量管8三者同轴，其间还应设置密封垫3。与其他安装结构相比，通过测量管8的端面法兰夹持节流元件的方式，更加易于实现，成本较低。 

在这里，测量管8由相同的两节端面带法兰的圆形管段组成。测量管8一端的法兰用于夹持孔板，另一端的法兰用于节流装置的使用安装。 

为了进一步优化上述的技术方案，开孔为均匀、对称分布在测量管8内壁圆与梭锥1最大直径圆之间的环形板面上的多个开孔，能对流场进行平衡调整，最大限度减少了涡流、振动等信号噪声，所以可以得到很小流量相对应的稳定而准确的差压信号，使测量范围向更低流量扩展。 

开孔可以是图2-图4所示的圆形或者图5所示的扇形。当开孔为圆形时，该圆形开孔的入口和出口边缘均具有45°倒角，圆形开孔的直径不小于4mm；当开孔为扇形时，该扇形开孔之间的筋肋剖面呈翼状流线型，扇形开孔的外圆弧直径与内圆弧直径之差不小于4mm。 

不同结构的开孔方式对流体的阻流效果和整流效果都不尽相同，相应会带来不一样的压力损失及速度分布，本领域技术人员可根据实际需要选择相应的开孔方式。 

为了进一步优化上述的技术方案，开孔的边缘分别与测量管8的内壁和梭锥1的圆柱段表面相切或重合。 

作为优选，取、导压装置包括多个取压孔4和带取压阀6的导压管5，多个取压孔4分别设置在孔板2两侧的测量管8上，能够形成不同的测量组合。 

如图1所示，在本实施例中，取、导压装置由P₁、P₂、P₃、P₄四个取压孔4和相应取压阀6、导压管5组成。其中P₁、P₄两个取压孔设置在测量管8壁上，P₂、P₃两个取压孔设置在法兰上；P₁和P₄、P₂和P₃均以孔板2平面对称；各取压孔4直径相同，洞孔与测量管8壁或法兰贯穿处的边缘应与贯穿面平齐无毛边或卷口；各取压孔4轴线与测量管8轴线相交成直角。导压管5的内径与取压孔4直径相近，长度尽可能短，几根导压管5的长度从取压孔4 算起应大致相等。取压阀6流通直径与导压管5内径一致，取压阀可以是手动阀或电动阀。 

综上所述，本实用新型实施例提供了一种用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，既具有各种节流装置的优点，又克服或减少现有结构的问题，其准确性、稳定性、经济性、适应性更好、测量范围更宽，性价比更高。主要体现在以下几点： 

1.起、止流量小，流量范围比大，计量的准确性可靠性高。 

这些特性是由以下三个因素造就的： 

（1）如附图1所示，梭锥孔板节流装置对流体进行了两次节流，有三个稳固而确定的流通截面。一是由测量管内壁确定的圆形流通截面，其直径为D₁；二是由测量管内壁和梭锥圆柱段外轮廓表面之间确定的环形流通截面，其等效圆孔直径为其中Z为梭锥圆柱段直径；三是孔板上多个开孔确定的流通截面，其等效圆孔直径为D₃，

式中d_i为某一个孔的直径或等效直径。这样就构成了相当于三个不同β值的节流装置。即β₁=D₂/D₁，β₂=D₃/D₂，β₃=D₃/D₁。由于流量与直径比β的平方成正比，在使用中对取压、导压不同的切换组合，只用一台差压计就能实现很大的流量范围比。这与用多台差压计与一个β值的节流装置切换配合使用，以扩大流量范围比具有异曲同工之效，而成本更低。 

（2）流体通过梭锥时，流束始终充满了沿途过流通道，没有涡流、碰撞发生；通过孔板时，由于均匀、对称分布的多孔结构特点，能对流场进行平衡调整，最大限度减少了涡流、振动等信号噪声，所以可以得到很小流量相对应的稳定而准确的差压信号，使测量范围向更低流量扩展。 

（3）由于是一体化紧凑结构，压力、差压的导压管极短，用于气体测量时导压管与上方压力、差压测量仪表呈竖直紧密连接，不易产生脏污杂质堵塞和泄漏，所以压力、差压信号传递可靠、不会失真。 

2.耐磨损、抗脏污，计量性能稳定可靠、寿命长。 

梭形锥置于测量管中央，被渐进收缩加速的高速流体沿锥体和测量管内壁的光滑表面一扫而过，具有吹扫自清洁功能，脏污杂质很难附着沉积在锥 体和测量管内壁上，所以决定β₁的形位参数长久稳定不变，其计量性能亦就稳定可靠。对于β₂和β₃,由于多个流通孔均匀对称分布，分散受力，圆形孔的入口和出口边缘倒角钝化，一方面极大地减小了对开孔边缘的冲刷磨损，同时尽可能缩小了滞留死区空间，保证脏污杂质顺利通过孔板而不被截留沉积而改变决定β₂、β₃的形位参数，所以其计量性能也是稳定可靠的。 

3.具有双重流动调整功能、直管段要求更短 

本实用新型节流装置具有双重流动调整性能。一是置于测量管中央的梭锥形成的环形加速过流通道，二是均匀对称分布的多孔环形孔板。所以使用时无需安装长的直管段就能保证其测量准确度不受流动状态的影响。 

4.压力损失小 

本实用新型节流装置特别的形状结构，如：轮廓表面光洁、曲面圆滑过渡的梭形锥，与测量管内壁构成的环形渐进节流通道，多孔对称均匀分布，圆形孔入、出口边缘倒角，扇形孔间筋肋剖面翼状流线型等，极大地消除或减少了流体的碰撞、剥离、涡流的形成和流动摩擦，降低了能耗。所以在相同测量条件下，比别的节流装置压力损失更小。 

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。 

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (9)

1.一种用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，包括测量管（8）、节流元件和取、导压装置，其特征在于，所述节流元件包括安装在所述测量管（8）内的梭锥（1）和孔板（2），所述孔板（2）位于所述梭锥（1）与所述测量管（8）内壁之间的环形板面上具有开孔。 

2.根据权利要求1所述的用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，其特征在于，所述梭锥（1）由两个相同的圆锥体组成，两个所述圆锥体关于所述孔板（2）所在平面对称。 

3.根据权利要求2所述的用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，其特征在于，所述圆锥体的径向外表面由前段圆锥面、中段圆锥面和后段圆柱面三段旋转表面圆滑过渡连接而成。 

4.根据权利要求3所述的用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，其特征在于，取所述测量管（8）的内径为D，所述后段圆柱面的直径为0.50D～0.99D，所述前段圆锥面和中段圆锥面的总长度为0.5D～2.0D。 

5.根据权利要求4所述的用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，其特征在于，所述孔板（2）由相邻两个所述测量管（8）的端面法兰夹持，固定在所述测量管（8）的中央。 

6.根据权利要求1-5任意一项所述的用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，其特征在于，所述开孔为均匀、对称分布在所述环形板面上的多个开孔。 

7.根据权利要求6所述的用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，其特征在于，所述开孔具体为圆形，且所述圆形开孔的入口和出口边缘均具有45°倒角，所述圆形开孔的直径不小于4mm。 

8.根据权利要求6所述的用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，其特征在于，所述开孔具体为扇形，且所述扇形开孔之间的筋肋剖面呈翼状流线型，所述扇形开孔的外圆弧直径与内圆弧直径之差不小于4mm。 

9.根据权利要求1所述的用于差压式流量计的梭锥孔板节流装置，其特征在于，所述取、导压装置包括多个取压孔（4）和带取压阀（6）的导压管 （5），多个所述取压孔（4）分别设置在所述孔板（2）两侧的所述测量管（8）上，能够形成不同的测量组合。 

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