[发明专利]文丘里孔板

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体流量测量装置，特别是文丘里孔板。它适用于各种流体的流量测量，是一种新型节流装置式流量计。 

背景技术

通常，对于流体的流量测量采用的流量计种类很多，节流装置式流量计就是其中的一种，它是品种多样、规格齐全、应用广泛的流量测量装置，主要包括孔板、喷嘴、长径喷嘴、文丘里管、文丘里喷嘴等五种，现以孔板为例，它由直管及嵌入其内部的中心开有圆孔的平板组成，当流体流经此孔板时，由于流通截面在圆孔处突然收缩，流体在此处加速导致静压力降低，把收缩前的静压力和收缩后的静压力分别引至差压测量装置（差压变送器）的正、负取压口，可获得电流信号，进而得知流体流量的大小。这种节流装置式流量计虽然具有结构简单、牢固、工作可靠的优点，但是存在着信号强即差压值大的同时带来压力损失大，即能耗大的缺点，无法同时满足既差压值大又压力损失小的要求，大大制约了它的应用。 

发明内容

本发明的目的在于创新设计一种节流装置---文丘里孔板，它能够克服已有技术的不足，具有成本较低、适应范围宽、安装使用简便的特点。既能有效地获取较大的差压信号又能使压力损失较小，在准确测量流量的同时尽可能地降低能耗，从而可达到流量测量精度高又能耗低的目的。 

其解决方案是：入口直管经收缩锥管与喉管连接、喉管又与带有出口直管的扩张锥管连接，在入口直管上分布有相互连通的上游取压孔，该相互连通的上游取压孔通过上游引压管接差压变送器的一端，而在喉管内设置有局部收缩孔板，在局部收缩孔板下游面的喉管上分布有相互连通的下游取压孔，该相互连通的下游取压孔通过下游引压管接差压变送器的另一端。 从上、下游取压孔可以传导出流体的两个静压力，再传送到差压变送器，由差压变送器输出电流信号，经计算程序运算，即可测知流体流量的大小。 

本发明采用上述技术方案，由于利用收缩锥管和扩张锥管的缓慢收缩与扩张，以缩小局部收缩孔板上、下游两侧的漩涡区，减小漩涡区体积和强度、从而降低压力损失、削弱差压信号的波动。另一方面，由于流体上游流通面缓慢收缩和局部小范围突然收缩相结合，加之环形均压槽取压，可以有效地减少上游局部阻力件如弯头、阀门对差压信号的影响，显著降低对直管段长度的要求，在配气站、泵站等空间狭小或大口径管线直管段长度不足的现场也能正常使用，有利于大口径管线的小流量段测量。这种流量计不仅具有安装使用简便、工作稳定可靠、流量测量精确度高、适应范围宽、压力损失小、能耗低、节约能源等优点，而且既能有效地获取较大的差压信号又能使压力损失较小，在准确测量流量的同时尽可能地降低能耗，从而达到流量测量精度高又能耗低的目的。可以测量各种管径、各种流体如气体、液体、蒸汽在各种压力、温度下的流量。特别是对口径大、流速低的流体流量的测量，比已有的测量装置具有更高的精确度。 

附图说明

图1为文丘里孔板的结构示意主剖视图。 

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。 

图1中，以将本发明安装于内径为300mm的流程管段为例。内径300mm且轴向长300mm的入口直管11与内径为300mm的流程管段相连通。在入口直管11中部处沿其圆周均匀分布有4个直径为Φ14的上游取压孔1，并由均压环10把该上游取压孔1相连通，与均压环10连通且直径为Φ22的上游引压管2接差压变送器标示H的一端。入口直管11通过与其连通且锥角为30、轴向长度为280mm的收缩锥管9与内径为150mm、轴向长150mm的喉管8连通，该喉管8又与带有出口直管且锥角为20、轴向长度为425.3mm的扩张锥管6连通。扩张锥管6的出口直管端与内径为300mm的流程管段焊接。所述喉管8内嵌入一个板厚为4mm的局部收缩孔板3，位于局部收缩孔板3中心的圆孔内径为80mm。在局部收缩孔板3下游面的喉管8上沿其圆周均布4个内径为10mm的下游取压孔5，并由环形槽7把这4个下游取压孔5连通，与环形槽7连通且直径为Φ22的下游引压管4接差压变送器标示L的另一端。 

当上游流程管段中的流体流入入口直管11内时，在入口直管11内保持原来的流速，随后流经收缩锥管9，在流体的流通面积逐渐减少的同时其流速逐渐增加、而流体静压力同时降低，当流体流经喉管8内的局部收缩孔板3时其流通面积更小，流速进一步增加，在局部收缩孔板3的下游面流体静压力进一步降低。可分别在上游取压孔1和下游取压孔5处测取两个静压力信号，两者之差压和流体的流量值之间存在一个对应关系，根据节流装置通用的伯努利方程和流体连续性方程，按通用技术即可推导出流量测量的基本方程，即可准确的计算出所测流量。