[發明專利]內錐流量計

無效

• 申請號: 201210592008.2
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103105207A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 趙延輝;梁劍寒;趙玉新
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01F1/34
• 分類號: G01F1/34
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本發明涉及一種內錐流量計。

背景技術

內錐流量計，又稱V錐流量計，是20世紀80年代由美國McCrometer公司發明生產的一種新型差壓式流量計，它利用錐體在流場中產生的節流效應來測量流量，克服了傳統差壓式流量計壓損大、精度低、量程比小、流出系統不穩定、臟污物質易沉積等缺點。起初流量計的錐體為V型，故稱為V錐流量計。與一般的差壓流量計相比，內錐流量計具有測量范圍寬、測量精度高、重復性好、便于裝配、耐磨損、臟污物質不易沉積等優點。

但是，傳統的V錐流量計采用單臂懸吊式結構，無法保證同軸同心結構，流體流過該結構時受力不均衡，在進行測量時存在諧振問題。V型錐體的喉部是一個圓周銳邊，在使用中會因為磨損導致流出系數不穩定，特別是在臟污流體時，這個缺點更明顯。此外，V型錐體在流動中產生的流動結構具有嚴重的流動穩定性問題，錐體下游必定產生明顯的尾渦，并以特定的頻率產生和脫落，增大壓損，同時采集負壓信號的負壓口位于錐體后面的湍流區內，內錐流量計可能會受到流動脈動的嚴重干擾，影響到采集精度。

發明內容

本發明的主要目的在于一種內錐流量計，以提高內錐流量計的測量精度。

為此，本發明提供了一種內錐流量計，包括具有正取壓口和負取壓口的管體和置于管體中的錐體，其中，錐體為層流翼型錐體。

進一步地，上述內錐流量計還包括自層流翼型錐體的尾部向管體的內壁傾斜延伸的多個層流翼型臂，其中，多個層流翼型臂形成層流翼型錐體的安裝支架。

進一步地，上述層流翼型錐體的尾部上的層流翼型臂的數量為三個，沿層流翼型錐體周向均布。

進一步地，上述負取壓口設有三處，沿管體的周向均勻分布并且錯開層流翼型臂。

進一步地，上述層流翼型臂的末端具有垂直于管體內壁延伸的層流翼型定位段，管體上設有與層流翼型定位段插接配合的定位槽。

進一步地，上述管體包括前直管和與前直管連接的后直管，其中，層流翼型錐體設置在前直管中。

進一步地，上述內錐流量計還包括套設在管體外的取壓環，其中，管體上的負取壓口或正取壓口通過管接嘴與取壓環相連。

進一步地，上述內錐流量計的截流直徑比為0.5，其中，截流直徑比為層流翼型錐體的最大外徑與管體的內徑之比。

進一步地，上述層流翼型錐體呈橄欖球狀。

進一步地，上述層流翼型錐體為以層流翼型的壁面曲線為母線的旋轉體。

進一步地，上述層流翼型的壁面曲線選自NACA層流翼型的壁面曲線。

進一步地，上述層流翼型錐體的最大外徑位置與負取壓口的位置相對應。

本發明提出的內錐流量計采用層流翼型錐體，具有與層流翼型類似的流動特性，層流翼型錐體表面壓力分布及速度分布比較均勻，明顯降低逆壓梯度，流動結構以層流為主，沒有紊流出現，避免邊界層分離和轉捩，大幅降低內錐尾跡流動的脈動，并在很大程度上避免了尾渦脫落問題，可在一定程度上降低流動脈動對流量測量的影響，因而在測量精度上有顯著的提高并具有很好的重復性。

除了上面所描述的目的、特征、和優點之外，本發明具有的其它目的、特征、和優點，將結合附圖作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本說明書的一部分、用于進一步理解本發明的附圖示出了本發明的優選實施例，并與說明書一起用來說明本發明的原理。圖中：

圖1為本發明內錐流量計的外觀結構示意圖；

圖2為圖1所示內錐流量計的后視圖；

圖3為圖2所示內錐流量計的A-A剖面圖；

圖4a、圖4b、圖4c、圖4d和圖4e為本發明層流翼型錐體的結構示意圖，其中，圖4a為層流翼型錐體的后視圖，圖4b為層流翼型錐體的側視圖，圖4c為層流翼型錐體的俯視圖，圖4d為層流翼型錐體的立體圖，圖4e為圖4a中的B-B剖面圖；

圖5a為本發明錐體流量計的節流裝置的結構示意圖，圖5b為圖5a的右視圖，圖5c為圖5b的C-C剖面圖，以及圖5d為圖5c所示取壓口的局部G放大示意圖；

圖6a、圖6b、圖6c和圖6d為本發明錐體流量計的取壓環的結構示意圖，其中，圖6a為取壓環的主視圖，圖6b為取壓環的側視圖，圖6c為圖6b的D-D剖視圖，圖6d為圖6c所示取壓環的局部H放大示意圖；

圖7為傳統內錐流量計的普通錐體與本發明的錐體流量計的層流翼型錐體在來流中繞流的數值模擬結果的對比圖；以及