专利名称：微小流量测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种流量测量装置，具体涉及一种微小流量测量装置的改进。
对微小流量的测量方法和仪表，日本小宫勤一等在《流量测量手册》一书中提出涡轮、超声波、浮子式、电磁式或热线式等流量计均可测量微小流量。在节流流量计中，指出节流流量计的流量下限由雷诺数下限确定，即Remax≥2×103。管道内径D≥50mm。而公知的标准圆锥形入口文丘利管如图2所示，它是由六个基本部分组成，即前直管段(1′)，入口圆锥管(前缩管)(3′)，出口圆锥管(后扩管)(5′)，后直管段(15′)，大内套(11′)和小内套(12′)。以上前直管段(1′)，前缩管(3′)，后扩管(5′)和后直管段(15′)按顺序用螺栓(10′)、(13′)和(14′)相互连接成文丘利管。前直管段(1′)的前部圆筒内有内环槽和前引压孔(2′)，前缩管(3′)的后部圆筒内有内环槽和喉部引压孔(4′)，大内套(11′)前部有至少6个孔径不小于3mm的内外连通孔，它与前缩管(3′)的前部圆筒相配构成前引压环室，小内套(12′)的内径和管长等于文丘利管喉部孔径d，而且在小内套(12′)中部圆周均布有6个孔径不小于2mm的内外连通孔，它与前缩管(3′)的后部圆筒相配构成喉部引压环室。差压变送器(7′)的正、负压腔通过引压管(6′)分别与前引压环室和喉部引压环室连通，二次仪表(9′)通过信号电缆(8′)与差压变送器(7′)相连。标准文丘利管的所有数据都是在管径范围50～250mm，节流孔径比β=0.4～0.7的条件下给出的，根据经验，在这种条件下其最小可测量流量约1000kg/h以上，在高温高压系统中无法测量100kg/h以下的微压差信号(△P＜1mmH2O)，因此用标准文丘利管完全不能测量100kg/h以下，特别是5～20kg/h这样微小流量。以上几种流量计和标准文丘利管流量测量装置都不能同时满足高温(t≤340℃)，高压(P≤16MPa)，小管径(Di≤10mm)，低压力损失(δpmax≤120mmH2O)和微小流量(Mmin≈5kg/h)的测量要求。
本实用新型的目的是提供一种能同时满足高温(t≤340℃)，高压(P≤16MPa)，小管径(Di≤10mm)，低压力损失(δpmax≤120mmH2O)和微小流量(Mmin≈5kg/h)测量要求的微小流量测量装置。
本实用新型是这样实现的一种微小流量测量装置，它包括由前直管段、前缩管和后扩管组成的文丘利管，文丘利管的前引压孔和喉部引压孔由引压管分别与智能式差压变送器的正、负压腔连通，智能式差压变送器由信号电缆与二次仪表和微机数据采集单元连接。其中，所说的文丘利管为改进型文丘利管，其前直管段的末端有一段外圆台阶，此台阶的末端开有环槽，槽内按圆周均布有六个小孔与管内流道相通，前缩管前端有一段与前直管段末端外圆台阶相应的内孔台阶，其孔深与所说的外圆台阶长度相等，前直管段和前缩管组合并焊成整体，使所说的环槽形成前取压环室，在前缩管侧壁开有与环槽相通的前引压孔，前缩管末端的圆锥孔孔径等于文丘利管喉部孔径d，孔长为0.75d，前缩管末端圆锥孔外壁有一台阶，其外圆直径比后扩管前端所开的台阶孔内径小5～6mm，其台阶长度比后扩管的台阶孔深小0.4～0.5d，后扩管前端喉部小孔直径为d，长度为0.75d，前缩管和后扩管组焊成一体，使前缩管末端圆锥小孔与后扩管前端喉部小孔相通，形成喉部流道，而此喉部流道的长度等于喉部流道的孔径d的1.5～2倍，使前缩管的末端的台阶和后扩管前端的台阶孔之间形成喉部取压环室，前缩管和后扩管相邻端面之间形成宽度为≤0.5d的窄缝将喉部取压环室与喉部流道连通，喉部取压环室经一轴向孔与开设在后扩管侧壁上的喉部取压孔相通。
根据本实用新型的发明内容和技术措施，已制成几套改进型文丘利管，管径为10～12mm，喉部孔径为1.5～2.6mm，总长为100～140mm，标定结果最小流量为4.8kg/h，压力损失小于压差信号的1/4，即δpmax≤1/4△P，标定误差为±0.5％。已成功地用到传热管双面传热研究、蒸汽发生器实验研究，以及其它实验中，适于高温(t≤340℃)，高压(P≤16MPa)的微小流量的测量，测量可靠，精度较高，效果良好。
现结合附图和实施例对本实用新型做具体描述
图1为本实用新型所提供的微小流量测量装置示意图，图中显示出改进型文丘利管结构。
图2为公知的流量测量装置示意图，图中显示出标准的文丘利管节流装置结构。
如图1所示，一种微小流量测量装置，它包括一个改进型文丘利管节流装置、智能式差压变送器7，以及二次仪表和微机数据采集单元9，二次仪表和微机数据采取系统9通过信号电缆8与智能式差压变送器7连接，智能式差压变送器7的正压腔通过引压管6与改进型文丘利管的前引压孔2连通，负压腔通过另一引压管6与改进型文丘利管的喉部引压孔4连通。改进型文丘利管节流装置是由前直管段1、前缩管3和后扩管5组装而成。它们的结构和组装是这样前直管段1的末端有一段外圆台阶，此台阶末端有一环槽，环槽内按圆周均布有6个不大于2mm的小孔与管内流道相通，前缩管3的前端有一段与前直管段1末端外圆台阶相对应的内孔台阶，其孔深与外圆台阶长度相等，前直管段1与前缩管3相配合组焊成整体，使所说的环槽和六个小孔形成前取压环室，在前缩管3侧壁开有与环槽相通的前引压孔2。前缩管3末端的圆锥孔孔径等于文丘利管喉部孔径d，孔长为0.75d，前缩管3末端圆锥孔外壁有一台阶，其外径比后扩管5前端所开的台阶孔内径小5～6mm，其台阶长度比后扩管5的台阶孔深小0.5d，并要求0.5d≤1mm，后扩管5前端喉部小孔直径也为d，长度为0.75d，前缩管3和后扩管5组焊成一体，使前缩管3末端圆锥孔与后扩管5前端喉部小孔相通，形成喉部流道，而此喉部流道的长度等于孔径d的2倍。使前缩管3的小孔端的台阶与后扩管5前端的台阶孔之间形成喉部取压环室，前缩管3和后扩管相邻端面之间形成宽度为0.5d的窄缝把喉部取压环室与喉部流道连通，喉部取压环室通过一轴向3mm小孔与开设在后扩管5侧壁上的喉部取压孔4相通。后扩管5还具有直管段。前缩管3的圆锥顶角为Φ1=18°。后扩管5的圆锥顶角为Φ2=10°～14°。这样改进型文丘利管的喉部总长为喉部孔径的2倍，即2d，引压窄缝为0.5d，但不大于1mm，而公知的标准文丘利管的喉部长度等于喉部孔径d。这些均区别于标准文丘利管。
本实施例中，前缩管3末端外圆台阶直径比后扩管5前端相配处内孔台阶内径小6mm；前缩管3末端面和后扩管5前端面之间形成0.8mm宽窄缝，即0.5d=0.8mm,d=1.6mm，即改进型文丘利管喉部孔径为1.6mm，喉部长度为2d=3.2mm；后扩管5的圆锥顶角Φ2=12°。
本实用新型可同时满足高温(t≤340℃)，高压(P≤16MPa)，小管径(Di≤10mm)，低压力损失(δpmax≤120mmH2O)和微小流量(Mmin≈5kg/h)的测量要求。
权利要求1．一种微小流量测量装置，它包括由前直管段(1)，前缩管(3)和后扩管(5)组成的文丘利管，文丘利管的前引压孔(2)和喉部引压孔(4)由引压管(6)分别与智能式差压变送器(7)的正、负压腔连通，智能式差压变送器(7)由信号电缆(8)与二次仪表和微机数据采集单元(9)连接，其特征在于所说的文丘利管为改进型文丘利管，其前直管段(1)的末端有一段外圆台阶，此台阶的末端开有环槽，槽内按圆周均布有六个小孔与管内流道相通，前缩管(3)前端有一段与前直管段(1)末端外圆台阶相对应的内孔台阶，其孔深与所说的外圆台阶长度相等，前直管段(1)和前缩管(3)组合并焊成一体，使所说的环槽形成前取压环室，在前缩管(3)侧壁开有与环槽相通的前引压孔(2)，前缩管(3)末端的圆锥孔孔径等于文丘利管喉部孔径d，孔长为0.75d，前缩管(3)末端圆锥孔外壁有一台阶，其外圆直径比后扩管(5)前端所开的台阶孔内径小5～6mm，其台阶长度比后扩管(5)的台阶孔深度小0.4～0.5d，后扩管(5)前端喉部小孔直径为d，长度为0.75d，前缩管(3)和后扩管(5)组焊成一体，使前缩管(3)末端圆锥小孔与后扩管(5)前端喉部小孔相通，形成喉部流道，而此喉部流道的长度等于喉部流道孔径d的1.5～2倍，使前缩管(3)的前端的台阶和后扩管(5)前端的台阶孔之间形成喉部取压环室，前缩管(3)和后扩管(5)相邻端面之间形成宽度为≤0.5d的窄缝将喉部取压环室与喉部流道连通，喉部取压环室经一轴向孔与开设在后扩管(5)侧壁上的喉部取压孔(4)相通。
2．根据权利要求1所说的一种微小流量测量装置，其特征在于前直管段(1)的环槽内均布的小孔孔径为1.5～2mm，前缩管(3)的圆锥顶角Φ1=18°。后扩管(5)的圆锥顶角Φ2=12°，前缩管(3)与后扩管(5)组焊后形成的喉部流道孔径d=1.6mm，喉部流道长度为2d=3.2mm，前缩管(3)和后扩管(5)组焊后两端面之间形成宽度为0.8mm的窄缝。
专利摘要本实用新型公开一种流量测量装置,即微小流量测量装置,它包括由前直管段、前缩管和后扩管组成的文丘利管、智能式差压变送器和二次仪表微机数据采集单元,其特点是前直管段、前缩管和后扩管组焊成一体,形成改进型文丘利管节流装置,同时形成前取压环室和喉部取压环室及连通喉部流道的窄缝,喉部流道长度等喉部孔径d的2倍,窄缝宽度≤1mm。可用于高温(t≤340℃),高压(Ｐ≤16MPa),小管径(Di≤10mm),低压力损失(δ
文档编号G01F1/44GK2325762SQ9820618
公开日1999年6月23日 申请日期1998年6月29日 优先权日1998年6月29日
发明者王少堂 申请人:中国核动力研究设计院