[发明专利]一种矩形流量计

说明书

技术领域

本申请涉及一种矩形流量计，属于流量测量技术领域。

背景技术

矩形流量计是一种用来产生差压是节流装置，其弥补了楔形流量计和文丘里流量计的缺点，具有楔形流量计和文丘里流量计的优点。矩形流量计可以用来测量气体、蒸汽和液体(包括油浆、高粘度液体)以及高摩擦性(含固体颗粒的)流体和腐蚀性流体。

然而，在实践过程中，矩形节流件(节流件的下表面为矩形)的具体结构对测量结果的影响非常大。正、负压取压孔中心的位置、节流段的长度、节流面的高度、以及恢复段的长度，都对测量结果会产生非常大的影响，现有的矩形流量计中，仅涉及采用矩形节流件在测量管中形成文丘里效应，从而简化流量计的结构。但实践证明，仅仅通过在测量管中设置矩形节流件形成文丘里效应，还远远不能达到精确的测量效果，导致流量测量精度差、测量范围窄、非线性严重以及测量数据跳跃性大等缺点。

因此，如何确定矩形节流件的具体结构，实现高精度、宽测量范围以及高可靠性的测量效果，是现有技术中亟待解决的问题。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种矩形流量计，包括测量管道和节流块，所述节流块的顶部与所述测量管道的顶壁紧固连接，所述节流块的底部为与测量管道顺流轴线方向平行的矩形的节流面，所述节流面的头端和尾端分别朝着所述测量管道的两端向所述测量管道的顶壁方向延伸而分别形成缩流面和恢复面，所述节流块将所述测量管道分隔为依次相通的直管段、缩流段、节流段、恢复段和扩展段，在所述直管段的测量管道顶壁处向上开设用于引出正压的正压取压孔，在所述节流块的节流面向上开设用于引出负压的负压取压孔，所述负压取压孔的中心位置满足如下关系式：

1/2L_t<x<L_t

其中，x为所述负压取压孔的中心位置与所述节流面的头端的距离，L_t为所述节流段沿所述测量管道顺流轴线方向的长度。

优选地，所述负压取压孔的中心位置满足如下关系式：0.6L_t<x<0.75L_t。

进一步优选地，所述负压取压孔的中心位置与所述节流面的头端的距离x＝2/3L_t。

优选地，所述正压取压孔的中心位置满足如下关系式：

当2英寸≤D≤6英寸，y的取值为1/4D≤y≤3/4D，

当6英寸＜D≤32英寸，y的取值为1/4D≤y≤1/2D，

其中，y为所述正压取压孔的中心位置与所述缩流面的头端的距离，D为所述测量管道的直径。

优选地，所述节流段的长度L_t满足如下关系式：

0.2D<L_t<D

其中，D为所述测量管道的直径。

优选地，所述恢复段的长度L_r满足如下关系式：

D<L_r<2D

其中，L_r为所述恢复段沿所述测量管道顺流轴线方向的长度，D为所述测量管道的直径。

优选地，所述负压取压孔自下而上分为椭圆孔段和圆形孔段两部分，其中所述圆形孔段的横截面为圆形，所述椭圆孔段的横截面为椭圆形。

进一步优选地，所述椭圆形的长轴和短轴满足如下关系式：

其中，e为椭圆形的短轴的长度，z为椭圆形的长轴的长度。

优选地，所述节流面的高度满足如下关系式：

0.2D≤h≤0.6D

其中，h为所述节流面到所述测量管道的内部底壁的距离。

优选地，所述负压取压管的数量为多个，各所述负压取压管共用一个所述负压取压孔，与负压取压管的数量相对应，负压取压孔自节流面向上至合适位置处，沿负压取压管的轴线方向分支开设连通到负压取压管的支路。

优选地，缩流段入射角的范围为50°≤a1≤65°，恢复段出射角的范围为15°≤a2≤20°。

本申请能产生的有益效果包括：

1)本申请所提供的矩形流量计，将负压取压孔的中心位置设置在节流面的中心线之后靠近节流面尾端的位置，这样可以提高测量的精确性。

2)本申请所提供的矩形流量计，具有较短的恢复段的长度，保证了测量过程中良好的线性度和重复性。