[发明专利]基于中部通孔动节流元件类靶式流量计的热量表

说明书

技术领域

本发明涉及一种在计量供热系统技术领域中对供热量进行计量的仪表，特别是基于中部通孔动节流元件流量计的热量表。

背景技术

目前，我国北方城市多数集中供热系统仍按面积收费，这种结算方式既不科学也不公平合理，因此实施按实际用热量分户计量收费的结算方式势在必行，这将有助于提高采暖住宅用户的舒适度，并能大幅度地节约能源。热量表作为计量供热系统的核心部件，通常由热水流量计、温度传感器和积算仪三部分组成的，其中积算仪根据流量计送来的热水流量信号、温度传感器送来的供水温度信号与回水温度信号计算出用户所消耗的热量。由于基于温度传感器的测温技术已经比较成熟，流量计就成了热量表能否获得广泛应用的关键，目前热量表使用的流量计主要有机械式流量计、电磁流量计和超声波流量计。由于多种原因，我国供热系统的水处理环节薄弱，水质比较差，极易造成分户计量供热系统中所使用的户用型热量表内的机械式流量计被堵塞；如果户用型热量表使用超声波流量计或电磁流量计，则它们不但仍会受到水质不佳的影响，且造价较高，其实并不适合我国现有国情。因此，设计一种用在热量表上的流量计，且该流量计基于节流装置，因而具有价格低、性能优越的特点，就是一项很有意义的工作。

在流量测量领域，节流装置的发展有一个较长的历史进程。早在17世纪初，卡斯特里和托里拆利的研究就为节流装置奠定了理论基础。20世纪20年代，美国和欧洲一些国家几乎同时开始进行大规模的节流装置的试验研究，由此产生了至今仍广泛使用的差压式流量计。但很可惜，这些欧美科学家囿于托里拆利固定式节流元件的研究模式，没有察觉到固定式节流元件其实适合的是实验室工作环境，这导致他们研制出的差压式流量计并没有发挥出节流装置应有的全部优点。为了充分发挥节流装置在流量测量中的优势性能，专利申请人研制了多种新型动节流元件流量计。如“内置式中部通孔动节流元件流量计”（专利号ZL201210118468.1）和“中部通孔动节流元件配接弹性膜片或波纹管的流量计”（专利号ZL201110187493.0）。上述两种流量计均采用孔板、喷嘴或文丘里管廓形的中部通孔的动节流元件作为流量计的核心部件。与差压式流量计比较，上述流量计有下列优点。首先，该流量计不使用引压管和膜盒，而是直接测量流体对动节流元件的推力，因而结构更简单，价格也更低。其次，差压式流量计主要使用孔板，而上述流量计主要使用动文丘里管，因而流动阻力小、使用寿命长、测量精度也更高。再次，由于上述流量计主要使用动文丘里管，又没有引压管，因而防堵塞能力也大大优于差压式流量计。另外，由于上述流量计不使用引压管，因而可测量小管径流量，使用范围更广。在专利申请人上述动节流元件流量计中，需要在动节流元件两端或一端配接一个波纹管或弹性膜片，以保证被测流体全部流过动节流元件的中部通孔；另外，靶式流量计或转子流量计也是动节流元件流量计，它们的动节流元件为设置在测量管道中央的圆盘靶或转子，圆盘靶或转子没有中部通孔，被测流体从圆盘靶或转子与测量管道间的环形间隙流过。鉴于上述两点，再考虑到中部通孔动节流元件和圆盘靶均为动节流元件，因此，若以中部通孔动节流元件代替圆盘靶，即可设计出一种不需配接波纹管或弹性膜片的新型结构的中部通孔动节流元件流量计，且该流量计的许多性能是优于靶式流量计的。由于中部通孔动节流元件中部有通孔，在形状上并没有靶的典型特征，只是作用类似于靶，因此可将其称为类靶，并将使用类靶的流量计称为类靶式流量计。根据上述类靶式流量计创意设计的中部通孔动节流元件类靶式流量计具有结构简单、造价低、各方面性能优良并适于小管径流量测量的特点，是一种综合效果较佳的非常适用于热量表的流量计。

发明内容

现有热量表没有合适的配套流量计是其难以推广的重要原因，而使用中部通孔动节流元件类靶式流量计与热量表配套是解决上述难题的一种途径。该中部通孔动节流元件类靶式流量计具有结构简单、造价低、精度高、使用寿命长、受不佳水质影响小、适于小管径小流量测量的特点，使设计出的上述热量表成为一种综合效果较佳的新型热量表。