差压线性流量计制造技术

一种差压线性流量计，主管与外部待测流量管道连接。在主管流体入口端内有管束式整流器。在管束式整流器下游的主管内固定有缩放型喷管。在旁通管内安放有层流元件，并使该层流元件位于引压管的两个导流孔之间。差压计安装在引压管的中部。入口温度压力计和出口温度压力计均安装在旁通管上。本发明专利技术将层流元件安置在并联旁通管内，并在并联旁通管入口设置防堵塞的过滤筛网，通过缩放型喷管加速流动，强力带走流体中的杂质，并且冲刷着过滤筛网表面。本发明专利技术消除了层流流量计体积大、流动阻力大、适宜测量小流量的技术不足，提高了实用可靠性与耐久性，具有测量精度高、测量量程很宽、流量与差压呈线性关联的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及流量测量领域，具体是一种差压线性流量计。
技术介绍
流量计是测量流量的仪表。流量计有很多种类，其中差压流量计是广泛应用且传统的一类流量计，它是通过测量流量测量元件两端的差压来得出待测管道流量，如孔板流量计、文丘里流量计、喷管流量计、弯管流量计、楔形流量计、V锥流量计等。差压流量计的优点在于测量稳定，耐高压高温，但缺点在于流体的压力损失大，测量精度不高、流量测量的量程小，仅有4-8倍。人们发现：当流经测量元件的流体处在层流状态时，测量元件两端的压差与流经测量元件的体积流量成线性关系，通过测量元件两端的压差就可得知流经测量元件的流量，由此测量原理制造的层流流量计约在1950年步入流量测量领域，它以其可测量小流量、脉动流量、测量量程宽、测量精度高而受到人们的关注。然而，在实际中，待测流量管道内流体几乎都不处在层流区，而是在湍流区，因为层流区的流体流速和雷诺数均小于湍流区，这就大大限制了层流流量计的应用范围。为了拓宽层流流量计的应用范围，即也能测量管道内非层流状态下的流体流量，流量测量领域的研究者专利技术了一种新方法，即在待测流量管道内安置层流元件，而层流元件是一种多微小通道的集束元件，如此使待测流量的流体在层流元件内进行层流流动，通过测量层流元件两端的流体压差，从而获知待测流量管道内的流体流量。公布号为CN1395082.A公开的专利技术专利“气体层流流量传感器”，其技术特征为：器体设置为管径式，中部大管径处设置有两个取压孔，管径内两个取压孔之间设置有层流元件，两个取压孔外部分别设置了整流器，层流元件设置为缠绕的波纹板与平板式，层流元件设置为由一根或多根毛细管集成。现有技术的层流流量计，其测量方法与流量计结构与公布号为CN1395082.A公开的专利技术专利类似。尽管公布号为CN1395082.A公开的专利技术专利、以及现有技术的层流流量计具有差压线性流量计的优势、测量精度高、测量量程宽、尤其适宜测量小流量，但是，现有技术的层流流量也存在技术不足，表现为：层流流量计体积大、流动阻力大(因为层流元件的流体通道是微小尺寸的流体通道，在相同的待测流量下，层流元件的管径须大于待测流量的管道管径)、层流元件因有微小流体通道易被流体中的杂质堵塞、使用范围受限、可靠性与耐久性差。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的层流流量计体积大、流动阻力大、易堵塞的不足，本发明提出了一种差压线性流量计。本专利技术包括主管、管束式整流器、缩放型喷管、旁通入流管、旁通管、引压管、旁通出流管和层流元件。其中：所述的主管通过位于该主管两端的法兰与外部待测流量管道连接。旁通管的两端分别与旁通入流管和旁通出流管连通；所述旁通入流管和旁通出流管分别与所述主管的管壁连通。在所述主管流体入口端的内表面安装有管束式整流器。在所述管束式整流器下游的主管内壁表面固定有缩放型喷管，该缩放型喷管包括收缩段和扩张段。在所述的收缩段上有通孔，该通孔的入口端位于所述收缩段管体的1/2～3/4处，该通孔的出口与位于所述旁通入流管过孔衔接。引压管的两端分别与旁通管的管壁连通。差压计安装在所述引压管的中部。所述入口温度压力计和出口温度压力计均安装在旁通管上，并分别位于所述引压管两导流孔之外。在所述旁通管内安放有层流元件，并使该层流元件位于所述引压管两导流孔之间。所述的层流元件包括管束和层流元件外壳。所述层流元件外壳的横截面为方形或椭圆形，使该层流元件外壳与旁通管管壁的内表面之间形成配合间隙；用填充块将所述间隙密封。所述的层流元件内流体的雷诺数Re≤2300，使该流体处于层流状态。所述Re＝ρ·V·D/μ，其中ρ、V和D分别为流体在微通道内的密度、流速和微通道当量内径；所述层流元件内微通道的当量内径须小于流体层流临界雷诺数Re≤2300时的微通道当量内径D。所述管束是由若干个相互平行的微径管紧密叠加形成的，管束的中心线与旁通管的中心线平行。在层流元件内形成了与管束轴向相平行的三类微通道，分别为管束外缘微通道、管束间隙微通道、以及微径管微通道。所述的管束外缘微通道是由位于管束外圈的微径管的外壁面与层流元件外壳内壁面之间的间隙形成；所述的管束间隙微通道是由位于管束内圈的各微径管外壁面之间的间隙形成；所述的微径管微通道是由各微径管的内孔形成。所述的三类微通道分别是：当通过封闭板同时封闭管束外缘微通道和管束间隙微通道，开通微径管微通道，各微径管的内孔形成了第一种单类微通道型层流元件。所述的封闭板的外形及尺寸均与所述层流元件的外形及尺寸相同。在所述封闭板上排布有多个圆形通孔；所述各圆形通孔的孔径与层流元件中的微径管的内径相同，并且各圆形通孔的中心与层流元件中的微径管的中心重合。在该封边板的边框上有与所述层流元件的边框固连的螺钉孔。当通过封闭板同时封闭管束外缘微通道和微径管微通道，开通管束间隙微通道，在位于管束内圈的各微径管外壁面之间形成了第二种单类微通道型层流元件。所述的封边板的外形及尺寸均与所述层流元件的外形及尺寸相同。在所述封闭板上排布有多个方形通孔；所述各方形通孔的四个边均为弧形边，并且各方形通孔的位置及外形尺寸均与层流元件中的各微径管管壁外表面之间的间隙相同。在该封边板的边框上有与所述层流元件的边框固连的螺钉孔。当通过封闭板同时封闭管束外缘微通道、开通管束间隙微通道和微径管微通道，在管束内圈的各微径管外壁面之间与各微径管中形成了双类微通道型层流元件。所述的封边板的外形及尺寸均与所述层流元件的外形及尺寸相同。在所述封闭板边框内表面排列有多个三角形的挡板，该三角形挡板的两个侧边均为弧形边，并且各挡板的位置及外形尺寸均与层流元件中的各微径管管壁外表面与层流元件边框内表面之间的间隙相同。在该封边板的边框上有与所述层流元件的边框固连的螺钉孔。当同时开通管束外缘微通道、管束间隙微通道和微径管微通道，在该层流元件内形成了多类微通道型层流元件。所述的封闭板的外形尺寸与层流元件边框相同，在该封闭板的边框上有与所述层流元件的边框固连的螺钉孔。所述的缩放型喷管的横截面为半圆形管，在该缩放型喷管的内表面有所述的收缩段和扩张段；所述收缩段与扩张段相接处为缩放型喷管喉部；扩张段的入口外径、收缩段的出口外径均与主管的内径相同，缩放型喷管喉部的直径介于主管内径的0.1～0.9倍之间，缩放型喷管为沿轴向水平面剖开的半只缩放型喷管、并固定在主管的轴向水平面上部。所述旁通管的内径介于主管内径的0.01～0.6倍之间；所述旁通管入口端与旁通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种差压线性流量计，其特征在于，包括主管、管束式整流器、缩放型喷管、旁通管、引压管、旁通出流管和层流元件；其中：所述的主管通过位于该主管两端的法兰与外部待测流量管道连接；旁通管的两端分别与旁通入流管和旁通出流管连通；所述旁通入流管和旁通出流管分别与所述主管的管壁连通；在所述主管流体入口端的内表面安装有管束式整流器；在所述管束式整流器下游的主管内壁表面固定有缩放型喷管，该缩放型喷管包括收缩段和扩张段；在所述的收缩段上有通孔，该通孔的入口端位于所述收缩段管体的1/2～3/4处，该通孔的出口与位于所述旁通入流管过孔衔接；引压管的两端分别与旁通管的管壁连通；差压计安装在所述引压管的中部；所述入口温度压力计和出口温度压力计均安装在旁通管上，并分别位于所述引压管两导流孔之外；在所述旁通管内安放有层流元件，并使该层流元件位于所述引压管两导流孔之间。

【技术特征摘要】
1.一种差压线性流量计，其特征在于，包括主管、管束式整流器、缩放型喷管、旁通管、引
压管、旁通出流管和层流元件；
其中：所述的主管通过位于该主管两端的法兰与外部待测流量管道连接；旁通管的两端分
别与旁通入流管和旁通出流管连通；所述旁通入流管和旁通出流管分别与所述主管的管壁
连通；在所述主管流体入口端的内表面安装有管束式整流器；在所述管束式整流器下游的
主管内壁表面固定有缩放型喷管，该缩放型喷管包括收缩段和扩张段；在所述的收缩段上
有通孔，该通孔的入口端位于所述收缩段管体的1/2～3/4处，该通孔的出口与位于所述旁
通入流管过孔衔接；
引压管的两端分别与旁通管的管壁连通；差压计安装在所述引压管的中部；所述入
口温度压力计和出口温度压力计均安装在旁通管上，并分别位于所述引压管两导流
孔之外；
在所述旁通管内安放有层流元件，并使该层流元件位于所述引压管两导流孔之间。
2.如权利要求1所述差压线性流量计，其特征在于，所述的层流元件包括管束和层流元件外
壳；所述层流元件外壳的横截面为方形或椭圆形，使该层流元件外壳与旁通管管壁的内
表面之间形成配合间隙；用填充块将所述间隙密封。
3.如权利要求1所述差压线性流量计，其特征在于，所述的层流元件内流体的雷诺数
Re≤2300，使该流体处于层流状态；所述Re＝ρ·V·D/μ，其中ρ、V和D分别为流体在
微通道内的密度、流速和微通道当量内径；所述层流元件的微径管微通道的当量内径须小
于流体层流临界雷诺数Re≤2300时的微通道当量内径D。
4.如权利要求1所述差压线性流量计，其特征在于，所述管束是由若干个相互平行的微径管
紧密叠加形成的，管束的中心线与旁通管的中心线平行；在层流元件内形成了与管束轴向
相平行的三类微通道，分别为管束外缘微通道、管束间隙微通道、以及微径管微通道；所
述的管束外缘微通道是由位于管束外圈的微径管的外壁面与层流元件外壳内壁面之间的
间隙形成；所述的管束间隙微通道是由位于管束内圈的各微径管外壁面之间的间隙形成；
所述的微径管微通道是由各微径管的内孔形成。
5.如权利要求4所述差压线性流量计，其特征在于，所述的三类微通道分别是：
当通过封闭板同时封闭管束外缘微通道和管束间隙微通道，开通微径管微通道，各微径
管的内孔形成了第一种单类微通道型层流元件；所述的封边...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世武，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61