一种应用于大型管径的气体超声波流量计的制作方法

1.本发明涉及气体流量控制技术领域，具体涉及一种应用于大型管径的气体超声波流量计。


背景技术：

2.超声波流量计为非接触式测量气体的仪器，具有测量精度高、测量范围广，安装维护方便以及使用成本较低等优点，随着超声波流量计技术的快速发展，超声波流量计已广泛应用于天然气、石油气和煤气等气体的测量。为了保证测量精度，在超声波流量计工作时需要对气体进行整流处理。
3.超声波流量计在工作状况下，需要保证流态进入流量计的天然气流态是聚集且稳定的紊流速度分布，但是在实际工作状况下，管道弯头和计量管路中阀门对天然气的速度分布会有直接影响，从而造成流体在管道内紊乱，不规则流动，因此通常会在管道内安装整流器，改善流体分布情况。
4.目前市场上采用的气体整流器中气体超声波流量计的直管段至少为整流器直径的10倍，其目的就是确保符合对称紊流速度分布要求的天然气流态可以进入流量计。但是实际工作情况中管道的安装情况不能满足此要求，造成超声波流量计测量误差大。
5.并且现有应用于管径气体超声波流量计中的流体所产生的阻流作用和脉动流的反作用大。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种应用于大型管径的气体超声波流量计，用于解决现在流量计不能满足复杂管道使用情况的问题，以及现有管径气体超声波流量计中的流体所产生的阻流作用和脉动流的反作用大的问题。本发明把大管径气体超声波流量计中的流体整定到比较理想的测量条件下，有效的解决了流态分布变化对测量精度的影响。
7.本发明是技术方案如下：
8.一种应用于大型管径的气体超声波流量计，其特殊之处在于：包括超声波计量单元以及位于超声波计量单元入口端的整流器；
9.所述整流器包括整流板、左法兰、无缝钢管和右法兰；
10.所述左法兰用于连接外接气体管道；右法兰与超声波计量单元法兰连接；
11.所述左法兰内设置有台阶通孔；
12.所述左法兰台阶通孔的小端套设在无缝钢管一端且台阶面与无缝钢管的端面齐平；，所述右法兰套设在无缝钢管的另一端且外端面与无缝钢管的端面齐平；
13.所述整流板设置在左法兰台阶通孔的大端且外表面与左法兰台阶通孔的大端的端面齐平；所述整流板的直径d与外接气体管道的内径相同；
14.所述整流板的外表面设置有多个同心的分度圆，每个分度圆上均匀设置有多个通孔。
15.进一步地，所述整流板的直径d＝200mm，且表面从外向内设置有第一分度圆、第二分度圆、第三分度圆、第四分度圆以及第五分度圆；
16.所述第一分度圆的直径为175-185mm；
17.所述第二分度圆的直径为132-142mm；
18.所述第三分度圆的直径为94-104mm；
19.所述第四分度圆的直径为61-71mm；
20.所述第五分度圆的直径为28-38mm。
21.进一步地，所述第一分度圆周向上均匀设置有22个直径d1＝15-25mm的通孔；
22.所述第二分度圆周向上均匀设置有22个直径d2＝8-18mm的通孔；
23.所述第三分度圆周向上均匀设置有13个直径d3＝13-23mm的通孔；
24.所述第四分度圆周向上设置有14个直径d4＝5-15mm的通孔；
25.所述第五分度圆周向上设置4个直径d5＝13-23mm的通孔。
26.进一步地，所述第一分度圆周向上均匀设置有22个直径d1＝20mm的通孔；
27.所述第二分度圆周向上均匀设置有22个直径d2＝13mm的通孔；
28.所述第三分度圆周向上均匀设置有13个直径d3＝18mm的通孔；
29.所述第四分度圆周向上设置有14个直径d4＝10mm的通孔；
30.所述第五分度圆周向上设置4个直径d5＝18mm的通孔。
31.进一步地，所述整流板的厚度为30mm。
32.进一步地，所述整流板的直径d＝100mm，且表面从外向内设置有第一分度圆、第二分度圆和第三分度圆；
33.所述第一分度圆的直径为82-92mm；
34.所述第二分度圆的直径为51-61mm；
35.所述第三分度圆的直径为19-29mm。
36.进一步地，所述第一分度圆周向上均匀设置有16个直径d
11
＝8-18mm的通孔；
37.所述第二分度圆周向上均匀设置有10个直径d
22
＝7-17mm的通孔；
38.所述第三分度圆周向上均匀设置有4个直径d
33
＝9-19mm的通孔。
39.进一步地，所述第一分度圆周向上均匀设置有16个直径d
11
＝13mm的通孔；
40.所述第二分度圆周向上均匀设置有10个直径d
22
＝12mm的通孔；
41.所述第三分度圆周向上均匀设置有4个直径d
33
＝14mm的通孔。
42.本发明的有益效果具体如下：
43.(1)本发明中的超声波气体流量计整流器，通过整流板上分度圆设置的孔，有效解决了气体通过整流器的流态分布变化，使测量精度更加准确。
44.(2)本发明中，由于整流器的整流效果良好，在整个检测管路中降低了气体的噪声，使得检测声道的数量减少，加工生产与维护成本降低。
45.(3)本发明中的整流器结构加工简单且易安装，减少了加工工艺，使装配更加方面，减少了制作以及安装成本。
46.(4)本发明所提供的整流器，在应用中能够对于超声波流量计内前端10d的直管安装环境降至3d直管以内。使得整流器的安装环境以及制造成本都大大降低。
附图说明
47.图1为本发明的一种应用于大型管径的气体超声波流量计中的整流器结构示意图；
48.图2为本发明实施例一的整流板结构示意图；
49.图3为图2的侧面透视结构示意图；
50.图4为本发明实施例二的整流板结构示意图；
51.图5为流量计加装其余规格型号的整流板整流后结果示意图；
52.图6为流量计加装本发明中实施例一的整流板整流后的结果示意图。
53.其中，附图标记如下：
54.1-整流板、2-左法兰、4-右法兰、3-无缝钢管。
具体实施方式
55.下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
56.实施例一
57.如图1所示，一种应用于大型管径的气体超声波流量计，包括超声波计量单元以及位于超声波计量单元入口端的整流器；
58.整流器包括整流板1、左法兰2、不锈钢制备的无缝钢管3和右法兰4；
59.左法兰2用于连接外接气体管道；右法兰4与超声波计量单元法兰连接；
60.左法兰2内设置有台阶通孔；
61.左法兰2台阶通孔的小端套设在无缝钢管3一端且台阶面与无缝钢管3的端面齐平；右法兰4套设在无缝钢管3的另一端且外端面与无缝钢管3的端面齐平；
62.整流板1设置在左法兰2台阶通孔的大端且外表面与左法兰2台阶通孔的大端的端面齐平；整流板1的直径d与外接气体管道的内径相同；
63.整流板1的外表面设置有多个同心的分度圆，每个分度圆上均匀设置有多个通孔。
64.d＝200mm。
65.整流板1表面从外向内设置有直径为180mm的第一分度圆，直径为137mm的第二分度圆，直径为99mm的第三分度圆，直径为66mm的第四分度圆，直径为33mm的第五分度圆。
66.第一分度圆、第二分度圆、第三分度圆、第四分度圆和第五分度圆的圆心位于同一位置。
67.如图2所示，在直径为180mm的第一分度圆周向上均匀设置有22个直径d1＝20mm的孔；
68.在直径为137mm的第二分度圆周向上均匀设置有22个直径d2＝13mm的孔；
69.在直径为99mm的第三分度圆周向上均匀设置有13个直径d3＝18mm的孔。
70.在直径为66mm的第四分度圆周向上设置有14个直径d4＝10mm的孔。
71.在直径为33mm的第五分度圆周向上设置4个直径d5＝18mm的孔。
72.如图3所示，整流板的厚度为30mm。
73.如图5和图6所示，为整流器在气体超声波流量计中使用后的气体分布状态。
74.气体超声波流量计中若不使用整流器，则流量计中的气体为分散状态，无法达到检测所需精度。
75.如图5所示，气体超声波流量计中使用其他规格以及类型的整流器，流量计中的气体经过整流后，还存在涡流以及其他形式的问题，导致气体噪声增大，需要多个声道检测装置。
76.如图6所示，气体超声波流量计中使用本技术中整流器的规格以及类型，流量计中的气体经过整流后，成为稳定的聚集态，易检测且气体噪声少，仅仅需要少量声道检测装置。
77.具体实施例二
78.d＝100mm。
79.如图4所示，整流板1表面从外向内设置有直径为87mm的第一分度圆，直径为56mm的第二分度圆，直径为24mm的第三分度圆。
80.第一分度圆、第二分度圆和第三分度圆的圆心位于同一位置。
81.如图2所示，在直径为87mm的第一分度圆周向上均匀设置有16个直径d
11
＝13mm的孔；
82.在直径为56mm的第二分度圆周向上均匀设置有10个直径d
22
＝12mm的孔；
83.在直径为24mm的第三分度圆周向上均匀设置有4个直径d
33
＝14mm的孔。
84.其余结构与实施例一相同。
85.实施例2的使用效果和图6所示一致。
86.以上所述仅为本发明专利的较佳实施举例，并不用于限制本发明专利，凡在发明专利精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。