[發明專利]一種用于流體傳輸管道的流動調整器

有效

• 申請號: 201110369139.X
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102435253A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 吳治永;王志峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01F15/00
• 分類號: G01F15/00;G01F1/28
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

技術領域

本發明涉及一種流動調整器。

背景技術

為了發展工農業生產、節約能源、改進產品質量、提高經濟效益和管理水平，人們無時無刻不使用流量計。特別地，全球每年消耗天然氣約3萬億立方米、石油40億噸。從對石油和天然氣進行開采、輸運到最終的銷售過程中，我們常常需要對其進行至少一次的計量。因此，日程生活中，對流量的精確計量關系到我們每個人都經濟利益。在科研工作中，采用流量計的精度直接關系到最終實驗數據的價值。

目前的流量計，比如容積式流量計、差壓式流量計、浮子流量計、渦輪流量計和渦輪流量計等流量計量裝置，其準確計量要求管道內的流動為充分發展流動，且計量準確度受非充分發展流動(比如不穩定流動、速度分布畸變的流動、旋轉流等)的影響較大。只有計量儀表上下游的流動為準充分發展流動，對流體進行計量的結果才準確。流量計生產廠家對流量計的安裝都有明確的安裝要求，要求流量計安裝位置的上下游都有最小的直管段限制。比如，容積式流量計、差壓式流量計、浮子流量計、渦輪流量計和渦輪流量計上游要求有20-30倍管徑的直管段，下游要求有5倍管徑的直管段。ISO?5167新標準明確規定對節流裝置(孔板、文丘利管)上游所要求的直管段普遍提出了更長的要求。

然而，現實中流量計所在的計量系統不可避免的存在許多閥、彎管、雙彎管、收縮管、三通管、過濾器等管件或設備，這些設備均會對流體流動產生擾動，即引起流體產生旋渦、脈動流或速度畸變，從而改變管道內的流速分布。經驗表明，單個彎頭引起的管內流動流速分布的不對稱，經過40倍管徑后依然存在，且再到下游59倍管徑和78倍管徑處，流速分布雖更對稱了，但并未達到充分發展狀態。直到97倍管徑處，流速分布才接近達到充分均衡發展的狀態。總之，現有流量計的安裝條件要求十分苛刻，現實中很難滿足，這使得流量計計量結果的精度沒有保證。

為了消除旋渦、脈動流或速度畸變這些干擾，使流動為充分發展流動，一種有效的方法是為流量計提供流動調整器，ISO?5167新標準明確建議在節流裝置上游安裝流動調整器，以適當縮短所要求的直管段長度。流動調整器的使用，可以降低流量計對直管段的要求，提高流量計計量的精度。從公開的資料可以看出，目前已有多種流動調整器。專利CN?201517935U披露了一種蛛網式流動調整器；專利CN?2583642Y披露的是一種蜂窩隔板式流動調整器；專利US?6701963B1披露的是一種“隔柵+孔”結構形式的流動調整器；專利US?2006/0096650A1披露的是一種孔板結構形式的流動調整器(也作消聲器)；專利US?2008/0037366A1披露的是一種由“靜態混合器+孔板”結構形式的流動調整器。專利US?005495872A，對法國、德國、日本挪威、瑞典、瑞士和前蘇聯等國的與流動整流器相關的專利做了總結，這些流動調整器基本都是管束、孔板、隔柵結構，或由管束、孔板、隔柵結構組合而成。其披露了一種三段式的組合流動調整器，由“旋流消除段+整流室+速度剖面形成器”三部分組成。

綜上所述，現有的流動調整器都是由管束、孔板、隔柵直接或組合而成。首先，在現有的這些流動調整器結構內，因為流體只能沿一個方向流動——即沿徑向的滲透系數均等于零，因此調整流動的效率低。比如，流體不能在管束型流動調整器的管之間流動。其次，現有流動調整器的結構很復雜，制造成本較高。比如，管束型流動調整器由不同直徑的管排列而成、孔板型流動調整器由不同直徑的孔排列而成。很難確定管和孔的直徑以及排列方式。最后，傳統的流動調整器通用性差。比如，在沒有通用的流動調整器時，如何根據管徑來設計流動調整器就很困難，這甚至是比流體計量本身更復雜的事情。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術系統結構復雜、整流效率低、通用性差的缺點，提出一種用于流體傳輸管道的流動調整器。本發明結構簡單、通用性強、安裝要求低，且自身壓力損失小，具有高效整流的效果。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明采用“導流葉片組件+整流器本體+導流葉片組件”結構形式，所述的流動調整器包括整流器本體、兩組導流葉片組件和法蘭盤。兩組導流葉片組件布置在法蘭盤的兩側，并與法蘭盤連接；整流器本體放置在法蘭盤中心；兩個導流葉片組件沿軸向固定整流器本體，法蘭盤沿徑向固定整流器本體。整流器本體為多孔介質材料制作，所述的多孔介質材料空間三個方向的滲透系數均大于零，滲透系數的定義為流體流經多孔介質時，單位壓力梯度下的流體流量。

所述的整流器本體的端面均為平面，或一端為凹形一端為平面，或兩端均為凹形。