專利名稱：雙錐形流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于流體測量技術(shù)，主要提出一種雙錐形流量計。
背景技術(shù)：
差壓式流量計是一類歷史悠久、用量最大的流量計，它以伯努利定理和流動連續(xù)性方程為基本原理，通過測量管道內(nèi)流體流過檢測元件所產(chǎn)生的壓力之差，結(jié)合已知的流體條件、管道條件，從而求得流量。目前，工業(yè)上應(yīng)用的差壓式流量計主要是以孔板、噴嘴、文丘里管等為主。它們普遍存在著對前后直管段長度要求高、壓損大、精度低、測量范圍度(量程比)小、流出系統(tǒng)不穩(wěn)定、測臟污流體時節(jié)流件前后易積污、維護(hù)量大等缺點，給其應(yīng)用帶來了許多麻煩。
上世紀(jì)80年代中期美國McCrometer公司發(fā)明生產(chǎn)的V-CONE形流量計及國內(nèi)廠家生產(chǎn)的內(nèi)V錐式流量計，其結(jié)構(gòu)見圖9。它克服了上述傳統(tǒng)差壓式流量計的許多缺點，并得到廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。它能夠解決流體中固相物滯留問題，其錐體有整流作用，對上下游直管段長度要求較短小。但是，內(nèi)V錐式流量計采用單臂懸吊式結(jié)構(gòu)，無法保證同軸同心結(jié)構(gòu)，流體流過該結(jié)構(gòu)時受力不均衡，在進(jìn)行測量時存在諧振問題。另外其喉部，是一個類似碟形圓盤的圓周銳邊，在使用中仍然會因銳邊磨損而導(dǎo)致流出系數(shù)不穩(wěn)定，特別是在測量臟污流體尤其是含有固體小顆粒的流體時，這個缺點更加明顯。銳邊也使流體在通過錐體后發(fā)生分離而產(chǎn)生漩渦，仍然會對流體有較大的阻力，增大壓損。而且，采集負(fù)壓信號的負(fù)壓區(qū)位于錐體后面的紊流區(qū)里，所采集的信號有波動，進(jìn)而影響其測量精度。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提出雙錐形流量計的主要目的即在于提高其測量精度并使其具有良好的重復(fù)性。
本實用新型的另一目的是保證測量的穩(wěn)定性，并使其可用于測量各種臟污流體。
本實用新型通過以下技術(shù)方案來完成發(fā)明任務(wù)其包括有測量管并在測量管上具有正取壓口和負(fù)取壓口；在測量管內(nèi)具有兩端為錐體、中部為圓柱體的雙錐形體，雙錐形體通過支撐裝置支撐并定位在測量管內(nèi)且與測量管同軸；正取壓口位于雙錐形體上游的測量管上，負(fù)取壓口位于測量管上與雙錐形體中部圓柱體相對應(yīng)的位置。
雙錐形體其前后錐體的最大直徑與中部圓柱體的直徑相等，前錐體的錐度大于后錐體的錐度。
雙錐形體其前錐體的錐度為60°～90°，后錐體的錐度為7°～30°。
雙錐形體其中部圓柱體的軸向長度與其直徑比為0.5～2∶1。
本實用新型所提出雙錐形流量計其節(jié)流元件雙錐形體的迎流面和背流面都采用一定角度的錐面節(jié)流，在中部圓柱體上流體的流速和靜壓力趨于穩(wěn)定，在位于中間圓柱體上的負(fù)壓端處可以采集到靈敏度很高的壓力信號，這就使本實用新型獲得很高的測量精度并具有很好的重復(fù)性；雙錐形體的后錐體能起到類似文丘里管尾部擴(kuò)散段的作用，能使經(jīng)過加速的流體在逐漸擴(kuò)張的通道推遲與管壁的分離而減速增壓，大大減小了漩渦區(qū)的大小與強(qiáng)度，從而最大程度地減小了流體流動的阻力和壓損。本實用新型的雙錐形體的前段錐形體與中部圓柱體的節(jié)流緣夾角為鈍角，能經(jīng)得起高速流體或臟污流體中雜質(zhì)的沖擊，從而能夠保證β值和流出系數(shù)C值長期不變。與現(xiàn)有的雙錐形流量計比較本實用新型具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易磨損、長期穩(wěn)定性好、測量精度高和壓損小的特點。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型中雙錐形體的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實用新型中支撐裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為圖3的右視圖。
圖5為本實用新型中雙錐形體一端支撐的示意圖。
圖6為本實用新型實施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為圖6的A-A剖面圖。
圖8為本實用新型實施例3結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為現(xiàn)有的內(nèi)錐式流量計結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1、測量管，2、雙錐形體，3、正取壓口，4、負(fù)取壓口，5、取壓嘴，6、聯(lián)接孔，8、勻壓環(huán)，9、排污口，10、支撐軸，11、翼形支架，12、取壓法蘭，13、前錐體，14、圓柱體，15、后錐體。
具體實施方式
結(jié)合附圖給出的實施例對本實用新型加以進(jìn)一步說明如圖1所示，本實用新型的測量管1上具有正取壓口3和負(fù)取壓口4，測量管1用于通過被測流體，其通過管口兩端的法蘭與現(xiàn)場管道(圖中未標(biāo)出)連接，測量管內(nèi)徑與現(xiàn)場管道內(nèi)徑相同；雙錐形體2位于測量管內(nèi)通過支撐裝置支撐固定使其與測量管1同軸；參照圖2，雙錐形體2由前錐體13、中部圓柱體14和后錐體15構(gòu)成，三部分為一體結(jié)構(gòu)，前錐體13和后錐體15均為等腰圓錐體，雙錐形體其前后錐體的最大直徑與中部圓柱體的直徑相等，前錐體13的錐度大于后錐體15的錐度，前錐體13的錐度α為60°～90°，該實施例中為70°，后錐體15的錐度b為7°～30°，該實施例中為20°，中部圓柱體14的軸向長度與其直徑的比為0.5～2∶1，該實施例中為1∶1。正取壓口1為1個，位于雙錐形體2的上游測量管上，用于采集流體在管道內(nèi)的正壓信號，取壓嘴5通過焊接聯(lián)接在測量管上與正取壓口連通，用于把采集到的正壓信號引出到差壓儀表；負(fù)取壓口4為1個其位于測量管上和雙錐形體中部圓柱體所對應(yīng)的位置；該實施例中，負(fù)取壓口4的軸線穿過圓柱體中間，即負(fù)取壓口軸線與前錐體和圓柱體相交平面的距離為圓柱體軸向長度的1/2；取壓嘴5焊接聯(lián)接在測量管上與負(fù)取壓口連通，用于把采集到的負(fù)壓信號引出到差壓儀表。參照圖3、圖4，支撐裝置由支撐軸10和翼形支架11構(gòu)成，支撐軸10與翼形支架11為一體結(jié)構(gòu)，支撐軸10用以與雙錐形體聯(lián)接，翼形支架用以與測量管聯(lián)接，從而將雙錐形體固定支撐在測量管內(nèi)并定位，如圖1所示，并參照圖2、圖3、圖4，雙錐形體的前、后錐體錐部均開置有聯(lián)接孔6，使支撐軸10插入與其形成聯(lián)接，翼形支架由多個(該實施例中為4個)圓周均布的翼片組成，翼片沿測量管內(nèi)壁上開置的定位槽進(jìn)入并位于定位槽上，與測量管形成聯(lián)接。該實施例中設(shè)置兩個支撐裝置，分別將雙錐形體的前錐體和后錐體與測量管聯(lián)接固定。翼形支架由于翼片其橫截面相對測量管而言很小，所以其對流體流動的干擾極小可忽略不計。本實用新型提出的翼形支架和支撐軸構(gòu)成的支撐裝置具有很好的穩(wěn)定性，在流體流過時受力均衡，不會出現(xiàn)諧振現(xiàn)象，并保證雙錐形體與測量管同軸。
參照圖5，采用一個支撐裝置，支撐裝置的支撐軸10與雙錐形體的后錐體插入聯(lián)接，翼形支架通過測量管內(nèi)壁上開置的定位槽進(jìn)入并位于定位槽上，與測量管聯(lián)接，從而將雙錐形體固定支撐在測量管內(nèi)并與測量管同軸。僅從后端對雙錐形體進(jìn)行連接支撐，因此翼形支架的翼片寬度相應(yīng)加大，支撐軸直徑加大，以保證雙錐形體的穩(wěn)定性，該種支撐方式主要用于中小管徑的流量計。
圖6、圖7給出本實用新型另一種實施例結(jié)構(gòu)示意。如圖6所示，本實施例的主體結(jié)構(gòu)與上一實施例相同，其不同結(jié)構(gòu)為將正取壓口3設(shè)置為2個或2個以上，多個正取壓口在測量管上呈圓周均布，它們的軸線彼此夾角相等，具有2個或2個以上的負(fù)取壓口4，負(fù)取壓口在測量管上呈圓周均布，它們的軸線彼此夾角相等，正取壓口位于雙錐形體的上游測量管上，負(fù)取壓口的軸線穿過雙錐形體中部圓柱體的中間，即負(fù)取壓口的軸線與前錐體和圓柱體相交平面的距離為圓柱體軸向長度的1/2，與實施例1相同。由于開置有多個正取壓口和負(fù)取壓口，對應(yīng)正取壓口和負(fù)取壓口均設(shè)置有勻壓環(huán)8，聯(lián)接在測量管外周上的勻壓環(huán)8將多個正取壓口3連通，所采集到的壓力信號在勻壓環(huán)里平均以后從勻壓環(huán)8上的取壓嘴5引出到差壓儀表，連通多個負(fù)取壓口的勻壓環(huán)結(jié)構(gòu)與其相同。為了清洗、排污方便，在勻壓環(huán)上還具有排污口9。因為勻壓環(huán)連接所有的正、負(fù)取壓口，所采集到的壓力信號反映了測量管道整個橫截面上的壓力情況，因此可進(jìn)一步提高測量精度，另外當(dāng)測量管道管徑較大時，測量管道內(nèi)流體流動狀況復(fù)雜，采用多點取壓可以保證測量精度。本實施例主要用于大管徑的流量計以及對精度要求高的場合。參見圖7，該實施例中設(shè)置有4個正取壓口3和4個負(fù)取壓口4，4個正取壓口圓周均布在測量管上，其軸線彼此夾角相等，通過測量管外周上的勻壓環(huán)8相連通。勻壓環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖7所示，是一個帶環(huán)腔的圓環(huán)，截面為形，其焊接在測量管外管壁上與取壓口相對應(yīng)的位置，將所有正取壓口3(或負(fù)取壓口4)連通，在勻壓環(huán)上具有取壓嘴5，用于把勻壓環(huán)內(nèi)的壓力信號引出到差壓儀表，為了清洗、排污方便，勻壓環(huán)上還具有排污口9，排污口9平時關(guān)閉，當(dāng)斷流檢修時可將其打開清洗環(huán)中污物。需要說明的是正取壓口為1個時，負(fù)取壓口也可為2個或2個以上，正取壓口為2個或2個以上時，負(fù)取壓口也可為1個，即正取壓口的數(shù)量與負(fù)取壓口的數(shù)量沒有對應(yīng)關(guān)系。
如圖8所示，該實施例與圖1所示實施例基本相同，不同之處在于測量管1的外周上聯(lián)接且與取壓口相連通的不是取壓嘴，而是取壓法蘭，即在測量管外周上焊接聯(lián)接有與正取壓口相通的取壓法蘭12，在測量管外周上焊接聯(lián)接有與負(fù)取壓口相通的取壓法蘭12，正取壓口3和負(fù)取壓口4采集到的壓力信號分別由取壓法蘭12引出到差壓儀表，該實施例主要用于測量粘稠、臟污、含懸浮顆粒的液體，取壓口直徑取值較大，因此采用取壓法蘭連接，可避免取壓口被堵塞而影響測量的情況出現(xiàn)。取壓法蘭可采用帶有導(dǎo)壓管的整體法蘭結(jié)構(gòu)(其為國家標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)，導(dǎo)壓管與測量管聯(lián)接并與取壓口相通，法蘭用于連接差壓儀表。
權(quán)利要求1.一種雙錐形流量計，包括有測量管(1)并在測量管上具有正取壓口(3)和負(fù)取壓口(4)；其特征是在測量管(1)內(nèi)具有兩端為錐體、中部為圓柱體的雙錐形體(2)，雙錐形體通過支撐裝置支撐并定位在測量管內(nèi)且與測量管同軸；所述正取壓口(3)位于雙錐形體上游的測量管上，所述負(fù)取壓口(4)位于測量管上和雙錐形體中部圓柱體相對應(yīng)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙錐形流量計，其特征是所述雙錐形體其前、后錐體的最大直徑與中部圓柱體(14)的直徑相等，前錐體(13)的錐度大于后錐體(15)的錐度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙錐形流量計，其特征是所述雙錐形體其前錐體(13)的錐度α為60°～90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙錐形流量計，其特征是所述雙錐形體其后錐體(15)的錐度b為7°～30°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙錐形流量計，其特征是所述雙錐形體其中部圓柱體(14)的軸向長度與其直徑的比為0.5～2∶1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙錐形流量計，其特征是所述負(fù)取壓口(4)的軸線穿過雙錐形體中部圓柱體中間，即負(fù)取壓口(4)的軸線與前錐體和圓柱體相交平面的距離為圓柱體軸向長度的1/2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙錐形流量計，其特征是所述支撐裝置由支撐軸(10)和翼形支架(11)組成，支撐軸(10)與翼形支架(11)為一體結(jié)構(gòu)，支撐軸(10)與雙錐形體聯(lián)接，翼形支架(11)與測量管聯(lián)接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙錐形流量計，其特征是所述正取壓口(3)為1個，正取壓口連通有取壓嘴(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙錐形流量計，其特征是所述負(fù)取壓口(4)為1個，負(fù)取壓口連通有取壓嘴(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙錐形流量計，其特征是所述正取壓口(3)為2個或2個以上且在測量管上呈圓周均布，多個正取壓口通過聯(lián)接在測量管外周上的勻壓環(huán)(8)相互連通，勻壓環(huán)(8)上設(shè)置有取壓嘴(5)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙錐形流量計，其特征是所述負(fù)取壓口(4)為2個或2個以上且在測量管上呈圓周均布，多個負(fù)取壓口通過聯(lián)接在測量管外周上的勻壓環(huán)(8)相互連通，勻壓環(huán)(8)上設(shè)置有取壓嘴(5)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙錐形流量計，其特征是所述正取壓口(3)和負(fù)取壓口(4)均為1個，正取壓口連通有聯(lián)接在測量管外周上的取壓法蘭(12)，負(fù)取壓口連通有聯(lián)接在測量管外周上的取壓法蘭(12)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的雙錐形流量計，其特征是所述勻壓環(huán)(8)上設(shè)置有排污口(9)。
專利摘要本實用新型屬于流體測量技術(shù)。提出的雙錐形流量計包括有測量管(1)并在測量管上具有正取壓口(3)和負(fù)取壓口(4)；在測量管(1)內(nèi)具有兩端為錐體、中部為圓柱體的雙錐形體(2)，雙錐形體通過支撐裝置支撐并定位在測量管內(nèi)且與測量管同軸；所述正取壓口(3)位于雙錐形體上游的測量管上，所述負(fù)取壓口(4)位于測量管上和雙錐形體中部圓柱體相對應(yīng)的位置。本實用新型提出的雙錐形流量計可提高其測量精度并使其具有良好的重復(fù)性，從而保證測量的穩(wěn)定性，并使其可用于測量各種臟污流體。
文檔編號G01F1/34GK2932324SQ200620031019
公開日2007年8月8日 申請日期2006年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月3日
發(fā)明者楊允紅, 盧元銳, 饒剛 申請人:楊允紅, 盧元銳, 饒剛