流体流调节方法及流体流调节器技术

一种调节从一第一区域流向位于所述第一区域下游的一第二区域的流体流的方法，其特征在于所述方法包括： －沿纵向引导来自第一区域的所述流； －增大所述流的通道截面； －使所述撞击面（２２ａ，１２２ａ）上的所述流沿着与纵向流动方向基本横向的方向分流； －使相对于纵向流动方向对称的分流所得的支流在从分流处到第二区域的规定长度上集流，而且不使其减速； －在至少一部分所述规定长度上对所述支流进行加速； －使流混合，以便在第二区域获得经调节的流体流。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种调节从一第一区域流向位于所述第一区域下游的一第二区域的流体流调节方法以及相对于所述流体流动方向设置在一个流体体积测定装置上游的流体流调节器。众周周知，可将一个流调节器设置在一个包括测量组在内的流体体积测定装置的上游，使所述流的速度分布均匀，并消除其中的涡流结构，从而不论调节器入口的流动特性和流的流量特性如何，都使所述流在该装置的入口处具有相同的特性。当装置为静止式时，也就是说，当所述装置的测量组没有使用运动件(如在传统的涡轮装置、螺旋桨装置或薄膜装置中)时，特别推荐使用流调节器。因此，当测量组是流体振荡器或当测量组包括一个测量管道以及至少两个超声转换器(在上述两个转换器之间以及在至少一部分所述的测量管道上限定出一个超声测量路径)时，流调节器通常是独立的。因为这一类装置由于例如阀门或弯头的缘故而对流体流上游产生的干扰非常敏感，干扰例如是流传播的速度的旋转结构，这种结构造成测量误差很大。根据英国专利申请n°2235064知道一种流调节器，这种调节器为设置在测量组上游管道中的板式形状，在其朝向流的那个面上带有与所述流动平行的轴孔。这种调节器可以消除流中的涡流结构，并使流的速度分布均匀。但是，这种调节器的缺陷在于增大了压力损失，如果希望以最小的压力损失测定小口径管道中的流体的体积时，这是非常不利的。此外不管如何，在所述流调节器的下游，这种调节器还产生影响流体体积测定的涡流，经过一段时间以后该调节器易被堵塞。堵塞调节器不可避免地造成调节器的性能降低，并增大压力损失。另外，为了有效地消除流体流中的涡流结构，应当将这种调节器设置在距离测量组上游足够远的地方，这也就出现了紧凑性问题。所知的另一种流调节器被设置在例如欧洲专利申请n°0503462中所述的那种流体振荡器的上游，该流体振荡器相对于纵向对称平面对称设置。该专利申请描述的测量装置包括一个大尺寸的第一腔室，流体流在该腔室中与对称面垂直地流动，并使所述流的通道截面有一个突然增加。这种装置还有一个流的汇聚形出口，该出口位于纵向对称平面中，它与构成流体振荡器的第二腔室相通。流调节器有一个半圆形壁，该壁相对于纵向对称平面对称，它的凹部处在汇聚部的对面，该流调节器还有若干围绕汇聚部的壁。流调节器与围绕汇聚部的壁一起构成了两个相对于纵向对称平面对称的通道，这两个通道包括第一汇聚部和第二扩散部，该扩散部为流体流的回流区域。每一个通道均接受流体流的一部分，在两部分混合和进入汇聚部以前先使其加速，然后使其减速。当第一腔室中的流体入口相对于纵向对称平面偏移时，进入所述腔室的流相对于纵向对称平面非对称地分布。对于较大的流量，在流体振荡器中也可能出现流的这种非对称性，因此会改变振荡频率，这就会影响流体体积的测量。另外，每一个通道中的扩散部会造成流调节器中的附加压力损失，这有可能不利于某些应用。本专利技术就在于调节从第一区域流向位于所述第一区域下游的第二区域的流体流，同时使压力损失很小，并且在第二区域入口处产生的流动特性与第一区域的流动特性无关。因此本专利技术的目的在于提供一种调节从第一区域流向位于该第一区域下游的第二区域的流体流的方法，其特征在于所述方法包括-沿纵向引导来自第一区域的所述流；-增大所述流的通道截面；-使所述撞击面上的所述流沿着与纵向流动方向基本横向的方向分流；-使相对于纵向流动方向对称的分流所得的支流在从分流处到第二区域的规定长度上集流，而且不使其减速；-在至少一部分所述规定长度上对支流加速；-使流混合，以便在第二区域获得经调节的流体流。根据本专利技术，使纵向引导的流体流的通道截面增大，该流体在与该方向基本垂直的撞击面上分流，这可消除所述流沿纵向的平均速度，使该速度根据动量守恒定律转换成横向分量。此外，本专利技术方法建立了稳定的支流分布，避免了所有流振荡。这样，支流就可以消除流中的涡流结构，通常还可以控制流的动量。然后分流的流体流相对于纵向流动方向在从分流处到第二区域的规定长度上对称地集流在一起。至少在一部分该规定长度上，该流在相对于分流以前流所具有的纵向方向对称地加速，以便在所述支流中具有更均匀的速度分布。尤其重要的是支流在集流时没有减速。当通道截面增大或所述流动通道上出现阻挡物时就会发生这种减速。因为，这种减速会造成压力损失，并会改变支流中的速度分布，这对流体的调节效率是有害的。然后分流和加速了的流进入到紧靠第二区域的上游区域，它的作用在于混合所述支流。该区域可以在调节的流尚未进入到所述第二区域之前把局部涡流程度和各支流的平均速度调节到稳定值。还有一点很重要，在混合时流并未减速。根据本方法的一个特征，可以在集流步骤的部分规定长度或在全长上使紧靠分流区域下游的各支流加速。根据本专利技术的另一有利特征，纵向引导的流体流通过的通道截面突然增大，其作用在于产生与所述截面增大的通道相垂直的流回流现象，所述截面增大的通道位于紧靠分流区域的下游处。流体流在撞击面上分流以前，这种回流现象提取其一部分动量，这有助于受控地改变所述流周围的动力状况。此外，最好在一出现流回流现象时就同时使各支流加速。当在垂直于截面增大的通道处出现流体流回流现象时，一出现此回流现象就同时使各支流加速可以稳定住所述现象。在集流步骤期间，要使各支流流入分流区域下游的弯头中。垂直于该弯头的各支流也可以同时加速。在混合步骤期间，当对流体流加速时，还可以改善调节效率。本专利技术的流体调节作用在于使流入到第二区域中的流的特性与第一区域中的流的特性无关。本专利技术的目的还在于提供一种包括一个流体流入口和一个流体流出口的流体流调节器，其特征在于所述调节器相对于纵向对称平面(P)对称设置，所述入口和出口均在该平面中，其特征还在于该调节器包括-一个与所述入口相连的腔室，该腔室的一部分由一个方向基本在一个横向平面内的撞击面限定，流在该撞击面上分流，所述撞击面对着所述入口；-直至调节器出口的支流的集流装置，它包括至少两个将所述支流引向一个混合区域的通道，混合区域处于紧靠所述出口的上游，所述集流装置含有至少一个汇聚部，并不使该流减速；选择调节器的入口和撞击面之间的距离以及集流装置中为流提供的截面相对于所述调节器入口的大小，使流体流直至所述撞击面均为纵向流动，而且在腔室中不振荡。该调节器按上述方式运行。该调节器可以消除涡流结构，避免流动流速的不均匀分布。由于本专利技术的流调节器相对于纵向对称平面(P)对称，又因为具有混合区域，所以各支流具有大体相等的压力损失，因此各支流在各通道中的分布基本相同，这有助于各支流具有均匀的速度分布。此外，本专利技术的流调节器处的压力损失受控且比已有技术的调节器的压力损失小。考虑到集流装置具有至少一个集流部分，而且直至调节器的出口都不使流减速，也就是说，支流至少在一部分所述集流装置的长度上加速，这就可以使流在向下游流动时具有均匀的速度分布。流加速不仅有利于调节器的效率，也有利于调节器的紧凑性。流也可以在集流装置的整个长度上连续加速。根据本专利技术的一个特征，汇聚部可以直接与流流入的腔室相连，这样流体流刚分流后就可以加速。集流装置有一个位于汇聚部下游的截面恒定的通道部分，该通道部分用于使各支流集流到调节器的出口。根据本专利技术的另一个特征，流调节器的集流装置有一个未与所述腔室直接相连的汇聚部。也可以把该汇聚部连接到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利浦·霍克奎特，安德鲁·J·帕里，
申请(专利权)人：施蓝姆伯格工业公司，
类型：发明
国别省市：