节流组件、整流及流量测量装置制造方法及图纸

一种节流组件和包括该节流组件的整流和流量测量装置。节流组件包括中心节流件和多个外围节流件，多个外围节流件依次套设于中心节流件的外部，且与中心节流件同轴，中心节流件与其相邻的外围节流件之间、相邻的外围节流件之间分别形成环形流体通道。本发明专利技术在稳定流态的同时产生灵敏清晰的差压信号，能够提高流量测量的准确性和可靠性。

Throttle components, rectifying and flow measuring devices

A throttling assembly and a rectifying and flow measuring device including the throttle assembly. The throttle component consists of a central throttle and a plurality of peripheral throttle parts. A plurality of peripheral throttle parts are set in turn in the outer part of the central throttle, and are coaxial with the central throttle parts. The central throttle parts and adjacent peripheral parts and adjacent peripheral throttle parts form a circular fluid channel respectively. The invention produces sensitive and clear differential pressure signals while stabilizing the flow pattern, and improves the accuracy and reliability of flow measurement.

【技术实现步骤摘要】
节流组件、整流及流量测量装置
本专利技术涉及流量测量领域，具体涉及一种节流组件和包括该节流组件的整流及流量测量装置。
技术介绍
如果在充满流体的管道中置入一个流通面积小于管道横截面积的节流件，管道内的流体束在通过该节流件时就会产生局部的收缩或流动分离，在收缩或分离处，静压力会降低，因此在节流件前后会产生一定的压力差(又称差压)。这种压力差与流量之间存在一定的函数关系，因此可以通过测量置入管道内的节流件前、后的压力差测量流量。现有置入管道中的利用总压与静压之间的压力差实现流量测量的流量传感器以孔板(见图1)、标准喷嘴、文丘里管、各种均速管最为典型。其中，孔板、标准喷嘴、文丘里管等是通过流体流经测量件时发生的收缩来造成压力差；均速管主要以通过流体流经测量件时发生的分离来造成压力差。为了克服流体传输管道中上下游各种泵、阀、弯头、旁通等装置所造成的漩涡、脉动等不利因素的影响，在使用过程中这些流量传感器都需要比较长的前后直管段，以保证在测量流量时管道中的流动是充分发展的标准管流。前后直管段的要求极大地限制了各种流量传感器的应用场合，为此工程技术人员利用各种整流装置来尽快地使管道内的流动发展到标准状态。现有整流装置通常由一束或几束细长的通道构成，如果控制这些通道的数量，就会在通道前后造成流动收缩或分离，从而能产生差压用于流量测量；同时减小通道的密度，并按照一定的规律来设置这些通道，有利于降低通道后部流动分离之间的互相影响。基于这种思路，工程技术人员以孔板等标准流量传感器为基础研发出了如图2a和图2b所示的具有多孔通道的节流装置，用于整流及流量测量。美国专利US5341848、US5529093都公布了一种具有多个圆形通道的、具有一定厚度的板状整流装置(即多孔孔板)。并且按照一定规律对圆形通道的大小、数量、所处位置进行适当安排，以期提高流动稳定性、使流动尽快充分发展。美国专利US7051765和中国专利CN200710162844.6进一步公布了一种平衡孔板，其同样是具有多个按一定规律安置的通孔的、具有一定厚度的板状装置。这种平衡孔板上通孔的大小、数量、位置按照使各通孔中雷诺数相等的要求进行设置，以期平衡流态、使流动尽快充分发展，提高计量精度。中国专利CN201110344567.7、CN201120087553.7、CN201220273926.4等也都公布了类似结构的多孔孔板，用于流量计量。中国专利CN201220323927.5公布了一种文丘里型多孔孔板，每个通孔都具有中间细两边逐渐变粗的形状，即文丘里型。当流体流过此孔板时，由于文丘里形接近于流线形，减少了紊流，从而减少了前后直管段要求，同样由于减少了紊流，使压力信号更稳定，从而提高了测量精度。中国专利CN201410241286.2公布了一种多孔喷嘴，采用一组或多组中心对称分布的标准喷嘴来达到同样的目的。这些现有技术虽然促进了差压式流量测量装置的发展，但是均无法在稳定流态的同时产生灵敏清晰的差压信号，仍有极大的改进空间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种节流组件和包括该节流组件的整流和流量测量装置，以在稳定流态的同时产生灵敏清晰的差压信号，提高流量测量的准确性和可靠性。本专利技术一方面提供一种节流组件，包括中心节流件和多个外围节流件，所述多个外围节流件依次套设于所述中心节流件的外部，且与所述中心节流件同轴，所述中心节流件与其相邻的外围节流件之间、相邻的外围节流件之间分别形成环形流体通道。优选地，所述中心节流件为圆柱形，所述外围节流件为圆筒形。优选地，所述环形流体通道的横截面的面积满足以下公式(1)，其中所述横截面垂直于所述中心节流件的轴向：其中，i＝1,…N，N为环形流体通道的数量；Si为第i个环形流体通道的横截面的面积；li为第i个环形流体通道的轴向长度；vi为第i个环形流体通道内的流速；ri为第i个环形流体通道的中心圆半径。优选地，沿着与所述中心节流件的轴向垂直的方向，所述中心节流件的横截面为矩形，所述外围节流件的横截面为回字形。优选地，所述环形流体通道的横截面的面积满足以下公式(2)：其中，i＝1,…N，N为环形流体通道的数量；Si为第i个环形流体通道的横截面的面积；li为第i个环形流体通道的轴向长度；vi为第i个环形流体通道内的流速；zi为第i个环形流体通道的中心矩形的对角线长度的一半。优选地，所述中心节流件和所述多个外围节流件的轴向长度相等，且轴向端面相互对齐。优选地，自内向外，所述中心节流件和多个外围节流件的轴向长度依次变小，且所述中心节流件和所述多个外围节流件的轴向中心面相互重合。优选地，所述中心节流件和所述多个外围节流件的一个轴向端面彼此对齐，且与所述中心节流件的轴向垂直，另一个轴向端面位于同一平面内，且所述另一个轴向端面与所述中心节流件的轴向之间的夹角小于90°。优选地，所述节流组件用于设置于待测管道内，且所述中心节流件、所述多个外围节流件和所述待测管道同轴设置，所述待测管道与其相邻的外围节流件之间也形成环形流体通道，在所述待测管道的侧壁上靠近所述节流组件的入口端设有高压取压孔，靠近所述节流组件的出口端设有低压取压孔。本专利技术另一方面提供一种整流及流量测量装置，包括：测量管；所述的节流组件，所述节流组件设于所述测量管内；其中，所述中心节流件、所述多个外围节流件和所述测量管同轴设置，所述测量管与其相邻的外围节流件之间也形成环形流体通道，在所述测量管的侧壁上靠近所述节流组件的入口端设有高压取压孔，靠近所述节流组件的出口端设有低压取压孔。优选地，所述测量管为圆筒形，所述中心节流件为圆柱形，所述外围节流件为圆筒形，所述环形流体通道的横截面的面积满足以下公式(1)，其中所述横截面垂直于所述测量管的轴向：其中，i＝1,…N，N为环形流体通道的数量；Si为第i个环形流体通道的横截面的面积；li为第i个环形流体通道的轴向长度；vi为第i个环形流体通道内的流速；ri为第i个环形流体通道的中心圆半径。优选地，沿着与所述测量管的轴向垂直的方向，所述测量管的横截面为回字形，所述中心节流件的横截面为矩形，所述外围节流件的横截面为回字形，所述环形流体通道的横截面的面积满足以下公式(2)：其中，i＝1,…N，N为环形流体通道的数量；Si为第i个环形流体通道的横截面的面积；li为第i个环形流体通道的轴向长度；vi为第i个环形流体通道内的流速；zi为第i个环形流体通道的中心矩形的对角线长度的一半。优选地，所述整流及流量测量装置还包括高压引压管、低压引压管和差压变送器，所述高压引压管的一端连接至所述高压取压孔，另一端连接至所述差压变送器的高压端口，所述低压引压管的一端连接至所述低压取压孔，另一端连接至所述差压变送器的低压端口。本专利技术的有益效果在于：由于环形流体通道的挤压作用，流体进入环形流体通道后流速加快、压力降低，流速分布很容易被整理成为比较标准的形态。管流的速度分布本来就是分层的状态，进一步利用同轴的环形流体通道将管流按不同的层次进行调整，就能更快地(即更短距离地)将流动状态标准化。由于节流组件能够使待测管道内的流体流动快速稳定，形成有规律的流速分布，从而不必安装现有流量测量装置测量时所需要的前后直管段，降低了对现场条件的要求。环形流体通道在对管内流体状态进行整流的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节流组件，其特征在于，包括中心节流件和多个外围节流件，所述多个外围节流件依次套设于所述中心节流件的外部，且与所述中心节流件同轴，所述中心节流件与其相邻的外围节流件之间、相邻的外围节流件之间分别形成环形流体通道。

【技术特征摘要】
1.一种节流组件，其特征在于，包括中心节流件和多个外围节流件，所述多个外围节流件依次套设于所述中心节流件的外部，且与所述中心节流件同轴，所述中心节流件与其相邻的外围节流件之间、相邻的外围节流件之间分别形成环形流体通道。2.根据权利要求1所述的节流组件，其特征在于，所述中心节流件为圆柱形，所述外围节流件为圆筒形。3.根据权利要求2所述的节流组件，其特征在于，所述环形流体通道的横截面的面积满足以下公式(1)，其中所述横截面垂直于所述中心节流件的轴向：其中，i＝1,…N，N为环形流体通道的数量；Si为第i个环形流体通道的横截面的面积；li为第i个环形流体通道的轴向长度；vi为第i个环形流体通道内的流速；ri为第i个环形流体通道的中心圆半径。4.根据权利要求1所述的节流组件，其特征在于，沿着与所述中心节流件的轴向垂直的方向，所述中心节流件的横截面为矩形，所述外围节流件的横截面为回字形。5.根据权利要求4所述的节流组件，其特征在于，所述环形流体通道的横截面的面积满足以下公式(2)：其中，i＝1,…N，N为环形流体通道的数量；Si为第i个环形流体通道的横截面的面积；li为第i个环形流体通道的轴向长度；vi为第i个环形流体通道内的流速；zi为第i个环形流体通道的中心矩形的对角线长度的一半。6.根据权利要求1所述的节流组件，其特征在于，所述中心节流件和所述多个外围节流件的轴向长度相等，且轴向端面相互对齐。7.根据权利要求1所述的节流组件，其特征在于，自内向外，所述中心节流件和多个外围节流件的轴向长度依次变小，且所述中心节流件和所述多个外围节流件的轴向中心面相互重合。8.根据权利要求1所述的整流及流量测量装置，其特征在于，所述中心节流件和所述多个外围节流件的一个轴向端面彼此对齐，且与所述中心节流件的轴向垂直，另一个轴向端面位于同一平面内，且所述另一个轴向端面与所述中心节流件的轴向之间的夹角小于90°。9.根据权利要求1所述的节流组件，其特征在于，所述节流组件用于设置于待测管...

【专利技术属性】
技术研发人员：明晓，
申请(专利权)人：南京亿准纳自动化控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32