專利名稱：U形離心式流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種流體流量測量計，尤其是在采油和污水處理過程中，使用的流體流量測量計。
在油田開采過程中，為了及時準(zhǔn)確掌握采油動態(tài)，為油田合理開發(fā)和生產(chǎn)提供可靠數(shù)據(jù)，原油的計量是一項重要的技術(shù)和管理指標(biāo)。
中國專利85107483公開了一種“環(huán)式離心式流量計”它是由進(jìn)水管、環(huán)形導(dǎo)槽、取壓孔、壓蓋板、出水管組成。進(jìn)水管、環(huán)形導(dǎo)槽、出水管的過流斷面為矩形或正方形，并且連通，過流斷面相等。環(huán)形導(dǎo)槽內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流隔板，在一側(cè)垂直于流體進(jìn)出口間導(dǎo)槽底部安置，另一側(cè)與出水窗成40～60°角。流體從進(jìn)水管流入，沿環(huán)形導(dǎo)槽流經(jīng)下游的差壓取壓孔，測出由于離心力所產(chǎn)生的內(nèi)外側(cè)壓差。流體繼續(xù)沿環(huán)形導(dǎo)槽流過導(dǎo)流隔板后經(jīng)出水窗口、出水管流出。上述“環(huán)式離心式流量計”不足之處在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高，流體在環(huán)形槽所產(chǎn)生的二次流造成實際流量損失與理論公式導(dǎo)出的數(shù)據(jù)誤差比較大。
本實用新型的目的在于克服上述不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低，計量精度高，流態(tài)變化影響小，流量計算近似于理論公式的流體測量計。
本實用新型采用的技術(shù)要點是由進(jìn)口直管，出口直管，半圓導(dǎo)流管組成的U形離心式流量計，進(jìn)口直管與出口直管的一端焊接法蘭盤，另一端分別與半圓導(dǎo)流管焊接連通；在離進(jìn)口直管中心線θ＝120°～160°半圓導(dǎo)流管范圍的內(nèi)、外側(cè)壁上開有3～5個上下分布均勻的取壓孔并徑向?qū)ΨQ，取壓孔φ＝2～6毫米；在取壓孔內(nèi)外壁上裝有取壓室，半圓導(dǎo)流管與取壓室間襯有密封圈；取壓室同一面開孔、孔內(nèi)裝有螺紋空心管與差壓變送器連接；取壓室用螺栓固定在半圓導(dǎo)流管的側(cè)壁上。
本實用新型采用的技術(shù)要點還有進(jìn)口直管、半圓導(dǎo)流管、出口直管用鑄鐵、鑄鋼、鋼板、硬塑料制成，并可一次鑄造、鑄塑成型，管內(nèi)襯有與本體結(jié)構(gòu)相同的耐腐、光滑度高的工程材料。其次，進(jìn)口直管、半圓導(dǎo)流管、出口直管過流截面相同，可形成邊長為50～500×50～600毫米系列產(chǎn)品。
本實用新型的工作原理為當(dāng)流體通過進(jìn)口直管切線方向流入半圓導(dǎo)流管做圓周運行時，將產(chǎn)生一作用于側(cè)壁的離心力，其結(jié)果導(dǎo)致半圓導(dǎo)流管內(nèi)側(cè)和外側(cè)的取壓孔均產(chǎn)生離心壓力增量，用高精度差壓變送器測得由于離心力的產(chǎn)生，半圓導(dǎo)流管內(nèi)外側(cè)壁的壓力差△P的大小與半圓導(dǎo)流管的結(jié)構(gòu)常數(shù)K0、質(zhì)量流量大小Qm以及流態(tài)雷諾系數(shù)Re有關(guān)，三者的關(guān)系根據(jù)伯努利方程導(dǎo)出以下理論關(guān)系。
Qm＝K0(△Pρ)1／2／(1＋λ)1／2…………(1)(1)式中ρ為流體的密度，λ為阻力系數(shù)、K0為常數(shù)在層流情況下，阻力系數(shù)有下列公式λ／λ0＝αDeβ(20＜De＜500)……(2)(2)式中α、β均為常數(shù)、λ0為進(jìn)、出直管在層流情況下的阻力系數(shù)。De＝(D／8Re)1／2，D為半圓導(dǎo)流管的直徑。
在紊流情況下，λ／λ0＝1＋λRe(D／2Re)1／4…(3)(3)式中λ0為進(jìn)、出口紊流情況下的阻力系數(shù)，γ為常數(shù)。
當(dāng)流體由進(jìn)口直管流進(jìn)半圓導(dǎo)流管，通過取壓孔，由差壓變送器測得半圓導(dǎo)流管的內(nèi)外壁的壓力差△P、用迭代法代入公式(1)、(2)、(3)式中，便可精確求出單位時間內(nèi)通過半圓導(dǎo)流管的流量。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型有以下積極效果1、由于進(jìn)、出直管為尺寸相等的矩形或正方形，故易于機械加工，能保證有關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)的技術(shù)要求和加工精度。
2、半圓導(dǎo)流管與進(jìn)出口直管切向配接成一體，各徑流斷面均等且在同一平面上。管內(nèi)無影響流態(tài)變化的部件，故能保證流體在管內(nèi)的穩(wěn)定性，提高測量精度。
3、管內(nèi)無收縮斷面，偏向?qū)Я髌?。U形離心式流量計的整體可一次澆鑄或鑄塑成功、造價低、壓力損失僅次于90°彎頭的損失，工作壓力可根據(jù)需要設(shè)計加工。
4、流體計量精度在刻度量程比51范圍內(nèi)，計量誤差為±1％，對于不同流量范圍的流體計量，只要選擇不同的管徑，便可實現(xiàn)±1％的流體的流量。
5、本實用新型廣泛用于石油、化工、治金、環(huán)保、輕工等工業(yè)部門流體流量測量。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。


圖1是本實用新型U形離心式流量計的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型U形離心式流量計的俯視圖。
圖3是本實用新型U形離心式流量計②與進(jìn)流管①、出流管⑤差壓變送器③，單板機④裝配一起的工作流程圖。
實施例1，一次澆鑄而成的U形離心式流量計是由進(jìn)口直管(1)、半圓導(dǎo)流管(6)、出口直管(9)組成。管內(nèi)襯有與本體結(jié)構(gòu)相同的防腐、光滑度為
6的玻璃鋼。進(jìn)、出口直管(1)、(9)的邊長分別為D和H，D＜H，過流斷面均為等尺寸的矩形。進(jìn)、出口直管(1)、(3)底邊長為L，L＞5D。半圓導(dǎo)流管(2)中心線到圓心的距離為R，R＝1.5～5D，在離進(jìn)口直管(1)120°半圓導(dǎo)流管(6)的內(nèi)外側(cè)壁上有5個上下分布均勻的取壓孔(4)、(4′)，取壓孔(4)(4′)φ＝4毫米。半圓導(dǎo)流管(6)內(nèi)外側(cè)壁上的取壓孔(4)、(4′)應(yīng)徑向?qū)ΨQ。在取壓孔(4)、(4′)內(nèi)外壁上附設(shè)取壓室(5)、(5′)，取壓室(5)、(5′)似一面開口的盒子，下方開孔(8)、(8′)，與兩端有螺紋的空心管(3)、(3′)連結(jié)。半圓導(dǎo)流管(6)與取壓室(5)、(5′)間裝有密封圈(7)、(7′)。半圓導(dǎo)流管(6)、密封圈(7)、(7′)，取壓室(5)、(5′)用螺栓接在一起。當(dāng)流體從進(jìn)口直管(1)以切線方向流經(jīng)半圓導(dǎo)流管(6)，通過取壓孔(4)、(4′)，用CECC型電容式差壓變送器測出由于離心力所產(chǎn)生的內(nèi)外壓力差，利用公式(1)、(2)、(3)可以計算出單位時間內(nèi)通過半圓導(dǎo)流管(6)的流量。流體繼續(xù)沿出口直管(9)流出。
進(jìn)、出口直管(1)、(9)管口焊有法蘭盤，分別用螺栓與進(jìn)流管、出流管連結(jié)。
實施例2，用鋼板沖壓的U形離心式流量計，是由進(jìn)口槽、半圓導(dǎo)流管(6)、出口槽、壓蓋板(2)組成。壓蓋板(2)與進(jìn)、出口槽用螺栓連接，形成U形。管內(nèi)襯有防腐光滑度為
5的玻璃鋼。進(jìn)、出口直管(1)(9)的邊長D＝H＝75毫米。過流斷面均勻為等尺寸的正方形。進(jìn)、出口直管(1)、(9)底邊長為L，L＞5D。半圓導(dǎo)流管(6)的中心線到圓心的距離為R，R＝1.5～5D。在離進(jìn)口直管(1)160°半圓導(dǎo)流管(6)的內(nèi)外側(cè)壁上開4個上下分布均勻，φ＝4毫米的取壓孔(4)、(4′)。半圓導(dǎo)流管(6)內(nèi)外側(cè)壁上的取壓孔(4)、(4′)應(yīng)徑向?qū)ΨQ。在取壓孔(4)、(4′)，內(nèi)外壁上附設(shè)一面開口取壓室(5)、(5′)，下方開孔(8)、(8′)與兩端車有螺紋的空心管(3)、(3′)連結(jié)。半圓導(dǎo)流管(6)與取壓室(5)、(5′)間襯有密封圈(7)、(7′)。半圓導(dǎo)流管(6)、密封圈(7)、(7′)、取壓室(5)、(5′)鉚接在一起。整個工藝裝置也是在密封狀態(tài)下進(jìn)行的。當(dāng)流體從進(jìn)口直管(1)以切線方向流入半圓導(dǎo)流管(6)，通過取壓孔(4)、(4′)，用差壓變送器測出由于離心力產(chǎn)生的內(nèi)外壓力差。利用公式(1)、(2)、(3)可以算出單位時間內(nèi)通過半圓導(dǎo)流管(6)的流量。流體繼續(xù)沿出口直管(9)流出。
權(quán)利要求1.一種U形離心式流量計，它包括進(jìn)口直管、出口直管、半圓導(dǎo)流管、壓蓋板、取壓孔，差壓變送器、單板機，其特征在于進(jìn)口直管(1)與出口直管(9)的一端焊接法蘭盤，另一端分別與半圓導(dǎo)流管(6)焊接連通；在離進(jìn)口直管(1)中心線θ=120°～160°半圓導(dǎo)流管(6)的內(nèi)外側(cè)壁上開有3～5個上下分布均勻的取壓孔(4)、(4′)，Φ=2～6毫米并徑向?qū)ΨQ；在取壓孔(4)、(4′)內(nèi)外壁上裝有取壓室(5)、(5′)；半圓導(dǎo)流管(6)與取壓室(5)、(5′)間襯有密封圈(7)、(7′)；取壓室(5)、(5′)同一面有孔(8)、(8′)，在孔(8)、(8′)上有螺紋空心管(3)、(3′)與差壓變速器連接；取壓室(5)、(5)固連在半圓導(dǎo)流管(6)上。
2.按照權(quán)利要求1所述的U形離心式流量計，其特征在于進(jìn)口直管(1)、半圓導(dǎo)流管(6)、出口直管(9)用鑄鐵、鑄鋼、鋼板、硬塑料制成。
3.按照權(quán)利要求1所述的U形離心式流量計，其特征是在進(jìn)口直管(1)、半圓導(dǎo)流管(6)、出口直管(9)內(nèi)襯有防腐、光滑度為 5以上的工程材料。
4.按照權(quán)利要求1所述的U形離心式流量計，其特征在于進(jìn)口直管(1)、半圓導(dǎo)流管(6)和出口直管(9)可以一次鑄造、鑄塑成型。
5.按照權(quán)利要求書1所述的U形離心式流量計，其特征在于進(jìn)口直管(1)、半圓導(dǎo)流管(6)、出口直管(9)過流截面相同，可形成邊長為50～500×50～600毫米的系列產(chǎn)品。
專利摘要一種U形離心式流量計，是由進(jìn)口直管、出口直管、半圓導(dǎo)流管組成。在離進(jìn)口直管120°～160°半圓導(dǎo)流管的內(nèi)外側(cè)壁開有3～5個上下分布均勻的取壓孔，并徑向?qū)ΨQ。在取壓孔內(nèi)外壁上附設(shè)取壓室。取壓室下方開孔，與空心管連接。管內(nèi)襯有與本體結(jié)構(gòu)相同的防腐、光滑度高的工程材料。這種U形離心式流量計結(jié)構(gòu)簡單，成本低，計量精度高，可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、環(huán)保等工業(yè)部門。
文檔編號G01F1/34GK2112802SQ91229570
公開日1992年8月12日 申請日期1991年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月28日
發(fā)明者壽煥根, 李光偉 申請人:中國科學(xué)院近代物理研究所技術(shù)開發(fā)公司