一种调整型对称流量计的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种调整型对称流量计，所述调整型对称流量计包括对称设置的左取压法兰和右取压法兰，在左取压法兰与右取压法兰之间设有调整型对称节流体，所述调整型对称节流体与左取压法兰和右取压法兰的连接面之间设有密封垫，在左取压法兰与右取压法兰的侧壁上分别设有径向通孔，和径向通孔连接的左取压管和右取压管;所述左取压管与右取压管参照调整型对称节流体对称设置；所述调整型对称节流体在左取压法兰与右取压法兰连接面以内围成的面板中心向两侧对称设有整流凸起，在面板上围绕整流凸起均布有多个通孔。通过将称流量计具有独特的自均衡整流对称结构设计和多个节流孔均匀对称分布，可以提高流量计使用范围、实现双向流的稳定准确测量。
【专利说明】一种调整型对称流量计
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种调整型对称流量计。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 现有的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。
[0004] 其次，现有的流量计没有自带均衡整流装置，不能对上下游流体进行整流，所以就 对连接与两端的直管有较高的长度要求，尤其是特殊昂贵材料的管道，这样大大的增加的 运行成本，降低了流量计的使用范围。
[0005] 最后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。
[0006] 综合以上现有技术急需一种可以测量双向流、使用范围广、信号精准且稳定的调 整型对称流量计。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种可以测量双向流、使用 范围广、信号精准且稳定的调整型对称流量计。
[0008] 为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种调整型对称流量计，所述调整 型对称流量计包括对称设置的左取压法兰和右取压法兰，在左取压法兰与右取压法兰之间 设有调整型对称节流体，所述调整型对称节流体与左取压法兰和右取压法兰的连接面之间 设有密封垫，在左取压法兰与右取压法兰的侧壁上分别设有径向通孔，在左取压法兰侧壁 的径向通孔一端连接有左取压管，在右取压法兰侧壁的径向通孔一端连接有右取压管；所 述左取压管与右取压管参照调整型对称节流体对称设置； 所述调整型对称节流体在左取压法兰与右取压法兰连接面以内围成的面板中心向两 侧对称设有整流凸起，在面板上围绕整流凸起均布有多个通孔。通过将称流量计具有独特 的自均衡整流对称结构设计和多个节流孔均匀对称分布，可以提高流量计使用范围、实现 双向流的稳定准确测量。
[0009] 作为优选地，所述通孔围绕整流凸起均布有4~8个。这样的设计是对方案的进一 步优化，使流过流量计的流体信号更加趋于稳定。
[0010] 作为优选地，所述通孔围绕整流凸起均布有4个。这样的设计是对方案的进一步 优化。
[0011] 作为优选地，所述整流凸起为锥形体或为凸曲面体。这样的设计是对方案的进一 步优化，可以进一步降低流体的润流。
[0012] 作为优选地，所述整流凸起为锥形体，所述锥形体锥角为锐角。这样的设计是对方 案的进一步优化。
[0013] 作为优选地，所述左取压法兰与右取压法兰通过紧固件连接在一起。所述整流凸 起采用高硬度耐磨合金钢、高硬度耐磨陶瓷或者高硬度耐磨塑料加工而成。这样的设计是 对方案的进一步优化，便于流量计的装配或维修。不同的材质的整流凸起适应不同流体的 外部测量环境。
[0014] 作为优选地，所述调整型对称节流体在位于左取压管与右取压管之间的外壁上设 有用于吊挂或安装的连接件。这样的设计是对方案的进一步优化，便于流量计的安装。
[0015] 作为优选地，所述左取压法兰与右取压法兰之间的连接面为环形平面；所述左取 压法兰与右取压法兰连接面以内围城的面板为圆形面板。这样的设计是对方案的进一步优 化，便于流量计的加工。
[0016] 作为优选地，在所述左取压法兰与右取压法兰的外壁上设有加强筋。这样的设计 是对方案的进一步优化，在保证强度的情况下节省流量计的原材料。
[0017] 作为优选地，所述左取压管、右取压管与左取压法兰、右取压法兰通过焊接连接或 或螺纹连接。这样的设计是对方案的进一步优化。
[0018] 本发明的优点和有益效果在于：通过将称流量计具有独特的自均衡整流对称结构 设计和多个节流孔均匀对称分布，可以提高流量计使用范围、实现双向流的稳定准确测量。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为本发明结构示意图。
[0020] 图中：1、左取压法兰；2、右取压法兰；3、调整型对称节流体；4、密封垫；5、径向通 孔；6、左取压管；7、右取压管；8、通孔；9、整流凸起；10、紧固件；11、连接件。
【具体实施方式】
[0021] 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。
[0022] 如图1所示，一种调整型对称流量计，所述调整型对称流量计包括对称设置的左 取压法兰1和右取压法兰2,在左取压法兰1与右取压法兰2之间设有调整型对称节流体 3,所述调整型对称节流体3与左取压法兰1和右取压法兰2的连接面之间设有密封垫4,在 左取压法兰1与右取压法兰2的侧壁上分别设有径向通孔5,在左取压法兰1侧壁的径向通 孔5 -端连接有左取压管6,在右取压法兰2侧壁的径向通孔5 -端连接有右取压管7;所 述左取压管6与右取压管7参照调整型对称节流体3对称设置； 所述调整型对称节流体3在左取压法兰1与右取压法兰2连接面以内围成的面板中心 向两侧对称设有整流凸起9,在面板上围绕整流凸起9均布有多个通孔8。
[0023] 所述通孔8围绕整流凸起9均布有4~8个。
[0024] 所述通孔8围绕整流凸起9均布有4个。所述整流凸起9采用高硬度耐磨材质制 作，例如合金钢、耐磨陶瓷、耐磨塑料等等，根据流量计所处外部环境的不同采用选材。
[0025] 整流凸起9采用合金钢时，优选高硬度高韧性耐磨钢，其组成的重量百分比如下： C :0. 25 ?0. 55, Si :0. 3 ?1. 5, Mn :1. 2 ?4. 5, Cr :0. 8 ?2. 5, Mo :0. 4 ?1. 5, Ni :0. 3 ? 1. 0，P、S彡0. 06,其余为Fe，同时控制Mn/C值在4. 8?8. 2之间。这样的选材可以适用于 大部分的测量环境。
[0026] 整流凸起9采用耐磨陶瓷时，优选刚玉瓷，所选用的刚玉瓷a-Al203占到95%以上， 晶粒度小于4 μ m。这样的材质可以适用于高温高流速环境下的流量测试，同时陶瓷能降低 设备的重量，使得设备更加轻便。
[0027] 整流凸起9采用耐磨塑料时，优选聚四氟乙烯，甚至整个调整型对称节流体3可以 采用聚四氟乙烯材质，这样的材质适合腐蚀性较强和流体粘度较大的测量环境。
[0028] 所述整流凸起9为锥形体或为凸曲面体。所述凸曲面体可以是部分圆球体、部分 椭球体，部分抛物面等凸曲面，也可以是以上不同曲面体的拼接或者结合。
[0029] 所述整流凸起9为锥形体，所述锥形体锥角为锐角。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。
[0030] 所述左取压法兰1与右取压法兰2通过紧固件10连接在一起。
[0031] 所述调整型对称节流体3在位于左取压管6与右取压管7之间的外壁上设有用于 吊挂或安装的连接件11。
[0032] 所述左取压法兰1与右取压法兰2之间的连接面为环形平面；所述左取压法兰1 与右取压法兰2连接面以内围城的面板为圆形面板。
[0033] 在所述左取压法兰1与右取压法兰2的外壁上设有加强筋。
[0034] 所述左取压管6、右取压管7与左取压法兰1、右取压法兰2通过焊接连接或或螺 纹连接。
[0035] 通过将流量计的各个部件，包括法兰、取压管和整流凸起参照调整型对称节流体3 实行高度的对称，分设为左右对应的部件。这样以来，基于流量计的高度对称性，可以轻松 的实现流体的双向测量： 例如，当流体从左至右流动时，左取压法兰1即为正取压法兰，右取压法兰2即为右取 压法兰；相对应的，左取压管6为正取压管，右取压管7为负取压管； 当流体从右至左流动时，左取压法兰1即为负取压法兰，右取压法兰2即为正取压法 兰；相对应的，左取压管6为负取压管，右取压管7为正取压管； 由于在调整型对称节流体3在左取压法兰1与右取压法兰2连接面以内围成的面板中 心向两侧均设置了对称的整流凸起9,使得流体无论是从左至右还是从右至左，都会在自均 衡整流对称结构设计和四个节流孔(优选）均匀下实现对称分布，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勻流体流速分布。
[0036] 通过以上的分析，本发明所述的调整型对称流量计，在继承了传统差压流量计结 构简单、安全可靠、便于检修的优点之外，还具有一下几个明显的技术优势： 1.直管段要求低。
[0037] 本发明所述的调整型对称流量计具有独特的自均衡整流对称结构设计和四个节 流孔(优选）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，尤其是特殊昂贵材料 的管道。
[0038] 2.测量精度高、重复性好。
[0039] 本发明所述的调整型对称流量计独特的自均衡调整型对称节流体结构设计，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。
[0040] 具有对称四孔和上下游对称的结构特点，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，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。
[0041] 本发明所述的调整型对称流量计独特的自均衡调整型对称节流体结构设计，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， 并对调整型对称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对称节流 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。
[0042] 4.测量范围宽，永久压力损失小，可以实现节能减排。
[0043] 本发明所述的调整型对称流量计独特的自均衡调整型对称节流体结构设计，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，使本发明所述的调整型 对称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。
[0044] 与传统节流装置相比，本发明所述的调整型对称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，本发明所述的调整型对称流量 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。
[0045] 5.节能同时更加安全可靠。
[0046] 本发明所述的调整型对称流量计独特的微积分学四孔等效均匀分布及上下游对 称的节流体设计，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。
[0047] 6.适用范围 本发明所述的调整型对称流量计工作温度、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°C，压力42. OMPa。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。
[0048] 本发明所述的调整型对称流量计有四个函数孔和中间自均衡整流对称结构的双 重作用一调整型对称节流体，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对称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：
【权利要求】
1. 一种调整型对称流量计，其特征在于：所述调整型对称流量计包括对称设置的左取 压法兰和右取压法兰，在左取压法兰与右取压法兰之间设有调整型对称节流体，所述调整 型对称节流体与左取压法兰和右取压法兰的连接面之间设有密封垫，在左取压法兰与右取 压法兰的侧壁上分别设有径向通孔，在左取压法兰侧壁的径向通孔一端连接有左取压管， 在右取压法兰侧壁的径向通孔一端连接有右取压管；所述左取压管与右取压管参照调整型 对称节流体对称设置；所述调整型对称节流体在左取压法兰与右取压法兰连接面以内围成 的面板中心向两侧对称设有整流凸起，在面板上围绕整流凸起均布有多个通孔。
2. 如权利要求1所述的调整型对称流量计，其特征在于：所述通孔围绕整流凸起均布 有4~8个。
3. 如权利要求2所述的调整型对称流量计，其特征在于：所述通孔围绕整流凸起均布 有4个。
4. 如权利要求3所述的调整型对称流量计，其特征在于：所述整流凸起为锥形体或为 凸曲面体。
5. 如权利要求4所述的调整型对称流量计，其特征在于：所述整流凸起为锥形体，所述 锥形体锥角为锐角。
6. 如权利要求5所述的调整型对称流量计，其特征在于：所述左取压法兰与右取压法 兰通过紧固件连接在一起；所述整流凸起采用高硬度耐磨合金钢、高硬度耐磨陶瓷或者高 硬度耐磨塑料加工而成。
7. 如权利要求6所述的调整型对称流量计，其特征在于：所述调整型对称节流体在位 于左取压管与右取压管之间的外壁上设有用于吊挂或安装的连接件。
8. 如权利要求7所述的调整型对称流量计，其特征在于：所述左取压法兰与右取压法 兰之间的连接面为环形平面；所述左取压法兰与右取压法兰连接面以内围城的面板为圆形 面板。
9. 如权利要求8所述的调整型对称流量计，其特征在于：在所述左取压法兰与右取压 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对称流量计，其特征在于：所述左取压 管、右取压管与左取压法兰、右取压法兰通过焊接连接或或螺纹连接。
【文档编号】G01F15/00GK104266689SQ201410349791
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】吴建峰, 赵建东 申请人:江阴市神州测控设备有限公司