[發明專利]節流組件、整流及流量測量裝置

有效

• 申請號: 201810155101.4
• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN108332807B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 明曉
• 申請（專利權）人: 南京億準納自動化控制技術有限公司
• 主分類號: G01F1/36
• 分類號: G01F1/36;G01F1/40;G01F15/00;F16L55/027
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 張清芳

一種節流組件和包括該節流組件的整流和流量測量裝置。節流組件包括中心節流件和多個外圍節流件，多個外圍節流件依次套設于中心節流件的外部，且與中心節流件同軸，中心節流件與其相鄰的外圍節流件之間、相鄰的外圍節流件之間分別形成環形流體通道，沿中心節流件的軸向方向，環形流體通道依次包括入口收縮段、等橫截面段和出口擴張段。本發明在穩定流態的同時產生靈敏清晰的差壓信號，能夠提高流量測量的準確性和可靠性。

技術領域

本發明涉及流量測量領域，具體涉及一種節流組件和包括該節流組件的整流及流量測量裝置。

背景技術

如果在充滿流體的管道中置入一個流通面積小于管道橫截面積的節流件，管道內的流體束在通過該節流件時就會產生局部的收縮或流動分離，在收縮或分離處，靜壓力會降低，因此在節流件前后會產生一定的壓力差(又稱差壓)。這種壓力差與流量之間存在一定的函數關系，因此可以通過測量置入管道內的節流件前、后的壓力差測量流量。

現有置入管道中的利用總壓與靜壓之間的壓力差實現流量測量的流量傳感器以孔板(見圖1)、標準噴嘴、文丘里管、各種均速管最為典型。其中，孔板、標準噴嘴、文丘里管等是通過流體流經測量件時發生的收縮來造成壓力差；均速管主要以通過流體流經測量件時發生的分離來造成壓力差。為了克服流體傳輸管道中上下游各種泵、閥、彎頭、旁通等裝置所造成的漩渦、脈動等不利因素的影響，在使用過程中這些流量傳感器都需要比較長的前后直管段，以保證在測量流量時管道中的流動是充分發展的標準管流。前后直管段的要求極大地限制了各種流量傳感器的應用場合，為此工程技術人員利用各種整流裝置來盡快地使管道內的流動發展到標準狀態。

現有整流裝置通常由一束或幾束細長的通道構成，如果控制這些通道的數量，就會在通道前后造成流動收縮或分離，從而能產生差壓用于流量測量；同時減小通道的密度，并按照一定的規律來設置這些通道，有利于降低通道后部流動分離之間的互相影響。基于這種思路，工程技術人員以孔板等標準流量傳感器為基礎研發出了如圖2a和圖2b所示的具有多孔通道的節流裝置，用于整流及流量測量。

美國專利US5341848、US5529093都公布了一種具有多個圓形通道的、具有一定厚度的板狀整流裝置(即多孔孔板)。并且按照一定規律對圓形通道的大小、數量、所處位置進行適當安排，以期提高流動穩定性、使流動盡快充分發展。

美國專利US7051765和中國專利CN200710162844.6進一步公布了一種平衡孔板，其同樣是具有多個按一定規律安置的通孔的、具有一定厚度的板狀裝置。這種平衡孔板上通孔的大小、數量、位置按照使各通孔中雷諾數相等的要求進行設置，以期平衡流態、使流動盡快充分發展，提高計量精度。

中國專利CN201110344567.7、CN201120087553.7、CN201220273926.4等也都公布了類似結構的多孔孔板，用于流量計量。中國專利CN201220323927.5公布了一種文丘里型多孔孔板，每個通孔都具有中間細兩邊逐漸變粗的形狀，即文丘里型。當流體流過此孔板時，由于文丘里形接近于流線形，減少了紊流，從而減少了前后直管段要求，同樣由于減少了紊流，使壓力信號更穩定，從而提高了測量精度。中國專利CN201410241286.2公布了一種多孔噴嘴，采用一組或多組中心對稱分布的標準噴嘴來達到同樣的目的。

這些現有技術雖然促進了差壓式流量測量裝置的發展，但是均無法在穩定流態的同時產生靈敏清晰的差壓信號，仍有極大的改進空間。

發明內容

本發明的目的是提出一種節流組件和包括該節流組件的整流和流量測量裝置，以在穩定流態的同時產生靈敏清晰的差壓信號，提高流量測量的準確性和可靠性。

本發明一方面提供一種節流組件，包括中心節流件和多個外圍節流件，所述多個外圍節流件依次套設于所述中心節流件的外部，且與所述中心節流件同軸，所述中心節流件與其相鄰的外圍節流件之間、相鄰的外圍節流件之間分別形成環形流體通道，沿所述中心節流件的軸向方向，所述環形流體通道依次包括入口收縮段、等橫截面段和出口擴張段。