[发明专利]具有管壁通道的调节孔板

说明书

技术领域

本发明涉及一种孔板型的过程流体流量计，其具有将板两侧的流体差压以不对称的型面绕流平均的多个开口。

背景技术

在过程管线中，在弯管接头、阀和其它断流设备下游对于流量调节器的需要已经在很多现有技术的专利文献中广为证明。使用具有多个孔隙的孔板流量计以通过平均板两侧的差压下降来自调节扰动和非线性流量是美国专利No.7,284,450的主题。在450号专利中，由平均孔板所解决的问题的背景通过参考在这里阐述并结合于此。

在使用450号专利中公开的平均孔板流量元件一段时期之后，已经发现流量元件的一些β比例设计沿着流体输送管道的壁形成阻塞。这种阻塞使磨损性颗粒转向，否则磨损性颗粒将会沿着管壁行进入流体流内部，导致颗粒侵蚀孔的尖锐上游边缘并且因而降低流速测量的准确度。上游边缘特别易于侵蚀，因为它们不仅尖锐而且还很薄，边缘的下游侧被斜切以允许流体在穿过孔之后扩展。

于是，本发明的主要目标是通过将孔板中的开口定位于管壁附近来防止流体阻塞。

本发明的另一目标是定位平均孔板的开口以使得颗粒还有气体应用中的液体能在对板的孔的尖锐边缘产生最小冲击之下自由地穿过流量计，而不管管中的流体流动是环状的还是分层的。

本发明的再一目标是显著降低平均孔板流量计中的孔边缘经受腐蚀的程度。

本发明的其它和再一些目标、特点和优点将在结合附图阅读以下对本发明的详细描述时变得明显。

发明内容

本发明涉及一种孔板型的差压流体流量计。作为流量计必要零件的静压端口就其上游和下游定位和结构而言是常规的。

本发明的优选形式通过夹在管连接凸缘之间的平面孔板来实施。在第二实施例中，孔板由可插入在流体输送管道的部段之间的环面承载，其中安装环面的中心开口的形状和尺寸相应于输送待测量其流速的流体的圆形管道的内部横截面。平面阻流板布置于与垂直于中心开口纵轴的平面相一致的环面的中心开口内。替代具有一组比如450号专利所公开的那种圆形孔，本发明的两个实施例中的阻流板都设有多个布置于板的圆周中的间隔开的开口或切口。优选地，圆周的开口形成为圆圈的弧段，其中每个圆圈的弧与安装环面的内部圆周的弧相一致。如上所述成形的具有四个等距孔的阻流板具有十字形形状。

附图说明

图1是本发明可选形式的基本流量元件的局部横截透视图，其中平面阻流板由安装环面承载。

图2是孔板和图1所示安装环面的横截侧视图。

图3是本发明的平面阻流板的优选形式的正视图。

图4是本发明的孔板的优选形式的分解透视图，其中板通过夹在两个固定至流体输送管道端部的相邻管连接凸缘之间而安装。

图5是安装如图4所示的阻流板的优选形式的示意性横截视图，其中示出了由于本发明的孔板流量测量设备上游的弯管接头所产生的不对称流体型面。

具体实施方式

常规孔板流量计的成功操作基于伯努里定理。伯努里提出，沿着运动流体的任何一个流线，每单位质量的总能量是恒定的，由流体的势能、压能和动能构成。因而，在流体穿过收敛型管板中的孔时，穿过孔的流体速度增大。这种流体速度的增大引起紧邻地在孔板下游的流体的动压增大，同时降低相同点处流体的静压。通过感测孔板上游和下游侧上的静压，下游侧上的静压的降低导致了孔板的上游侧和下游侧之间的压差dP的度量。流体流动的速率q与成比例。

常规的现有技术孔板流量计在流体的速度变化图是抛物线时工作得很好。也就是，流体的速度变化图关于流体在其中流动的管的纵轴是对称的。在这种情况下，最高速度的流体沿着管的中心轴线，与收敛型管板中定位于中心的孔同轴。在行进穿过常规孔板的孔时，最高速度的流体是在板两侧产生压差从而提供流率结果的流体。

然而，如果速度变化图偏斜，较低速度的流体将穿过中心孔并且下游静压将是该较低速度流体的反射。从而在收敛型板两侧产生的差压将不是流体流率的真实指示。

本发明可适合于两种不同的安装构造，但是在这些构造中周边切口孔的功能和操作都相同。这些孔在速度变化图中间隔开的位置处平均板两侧的压降，但是它们邻近管壁的位置防止流体阻塞并且提供了本发明的其它目标。

根据本发明的一个形式，基本流量元件3的阻流板2一体地结合入环状安装环5的中心开口。布置于环5内的是上游和下游静压测量端口6和8。这些端口与通过定位于从环5的外表面突出的杆14中的各个孔径10和12定位于流体输送管外面的阀控歧管23、压力转换器和信号发射器相通。