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CN111964736A - 一种文丘里流量计 - Google Patents

一种文丘里流量计 Download PDF

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CN111964736A
CN111964736A CN202010972539.9A CN202010972539A CN111964736A CN 111964736 A CN111964736 A CN 111964736A CN 202010972539 A CN202010972539 A CN 202010972539A CN 111964736 A CN111964736 A CN 111964736A
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China
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section
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Inventor
邓鹏飞
王占广
夏小飞
胡勇
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Tianjin Wanzhong Technology Co ltd
Original Assignee
Tianjin Wanzhong Technology Co ltd
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Abstract

本发明创造提供一种文丘里流量计，其特征在于：包括设有取压口的管体，在管体两端分别安装有前法兰和后法兰；所述管体包括入口圆筒段、收缩段、喉部圆筒段以及扩口段，在喉部圆筒段以及入口圆筒段上分别设有取压口，并在两喉部圆筒段与入口圆筒段的取压口间安装有压差传感器；所述收缩段内壁设有稳流组件。本发明创造结构设计合理，借助稳流板，可以最大限度保证管体内各部分流量稳定，避免紊流和不规律的冲击，长期使用，介质中的杂质对收缩段及喉箍圆筒段的冲击及磨损均较小，能够很好的石油和化工野外环境对流量的测量要求，稳流组件保证了管体内壁收缩部分介质稳定，为流量测量结构的准确性奠定了基础。

Description

一种文丘里流量计
技术领域
本发明创造属于石油开采设备技术领域，尤其涉及一种文丘里流量计。
背景技术
流量计作为管道流量测量仪表，虽然可应用于不同的介质中，但石油生产领域，注水井注入水质含油，杂质比较多，采油涡轮式或者涡街式流量计易堵塞流量计，造成流量计误差大或者不能正常计量，采用电磁流量计虽然可以避免堵塞，但是电磁流量计价格高，并且对管道壁厚要求苛刻，功耗大，不适用于电池供电系统中。另外，流量测量的精度受介质运行状态影响，如果管道内有紊流情况，则测量结果容易出现较大误差，即使是局部范围的流速、压力等参数变化或有不平衡的情况，也会影响测量结构的精确度，因此，现有的流量计产品不能很好的满足使用需求，需要进行改进。
发明内容
本发明创造要解决的问题是旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提出一种文丘里流量计。
为解决上述技术问题，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种文丘里流量计，包括设有取压口的管体，在管体两端分别安装有前法兰和后法兰；所述管体包括入口圆筒段、收缩段、喉部圆筒段以及扩口段，在喉部圆筒段以及入口圆筒段上分别设有取压口，并在两喉部圆筒段与入口圆筒段的取压口间安装有压差传感器；所述收缩段内壁设有稳流组件。
进一步，所述入口圆筒段长度大于入口圆筒段直径。
进一步，所述入口圆筒段直径为喉部圆筒段直径的2-2.5倍。
进一步，所述喉部圆筒段的长度大于喉部圆筒段直径的1/3，且小于入口圆筒段直径。
进一步，所述扩口段锥角为7°-15°。
进一步，喉部圆筒段上取压口的直径为喉部圆筒段直径的0.1-0.13倍。
进一步，所述入口圆筒段上的取压口直径大于喉部圆筒段直径的0.1倍，且小于入口圆筒段直径的0.1倍。
进一步，所述稳流组件件包括沿管体轴向间隔设置的稳流板，每一所述稳流板均依势固定在收缩段内壁，稳流板厚度由入口圆筒段向喉部圆筒段逐渐减小，且稳流板根部的厚度大于外端部厚度。
进一步，所述稳流板具有向入口圆筒段延伸的过渡段，该过渡段厚度由喉部圆筒段向入口圆筒段逐渐减小。
进一步，所述入口圆筒段还安装有上游压力传感器。
本发明创造具有的优点和积极效果是：
本发明创造结构设计合理，借助稳流板，可以最大限度保证管体内各部分流量稳定，避免紊流和不规律的冲击，长期使用，介质中的杂质对收缩段及喉箍圆筒段的冲击及磨损均较小，能够很好的石油和化工野外环境对流量的测量要求，稳流组件保证了管体内壁收缩部分介质稳定，为流量测量结构的准确性奠定了基础。
附图说明
图1是本发明创造的结构示意图；
图2是本发明创造实施例中管体的示意图。
图中：1-管体；2-压差传感器；3-前法兰；4-后法兰；5-入口圆筒段；6-收缩段；7-喉部圆筒段；8-扩口段；9-稳流板；10-过渡段；11-上游压力传感器；12-温度传感器；13-引压管；14-取压口。
具体实施方式
需要说明的是，在不相冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面对本发明创造的具体实施例做详细说明。
一种文丘里流量计，如图1和图2所示，包括设有取压口14的管体1，在管体两端分别安装有前法兰3和后法兰4；所述管体包括入口圆筒段5、收缩段6、喉部圆筒段7以及扩口段8，在喉部圆筒段以及入口圆筒段上分别设有取压口，并在两喉部圆筒段与入口圆筒段的取压口间通过引压管13安装有压差传感器2；所述收缩段内壁设有稳流组件。通常，入口圆筒段长度(的值)大于入口圆筒段直径(数值)。
为了防止管路堵塞，时流量计达到更佳的使用效果，入口圆筒段直径为喉部圆筒段直径的2-2.5倍。喉部圆筒段的长度大于喉部圆筒段直径的1/3，且小于入口圆筒段直径。并且，扩口段锥角为7°-15°。各部分结构经过特定的角度以及长度的设计，实现了更合理的匹配，避免管体内介质出现流量不均或流量突然变化的情况，甚至在局部范围内也不会出现上述问题。
为了便于计算流量，还可以在入口圆筒段还安装有上游压力传感器11。另外，还可以在入口圆筒段上安装温度传感器12，作为举例，可以利用太阳能电池板将太阳能转化成电能，为上游压力传感器以及压差传感器供电，减少了市电接线的不便。
在一个可选的实施例中，喉部圆筒段上取压口的直径为喉部圆筒段直径的0.1-0.13倍。入口圆筒段上的取压口直径大于喉部圆筒段直径的0.1倍，且小于入口圆筒段直径的0.1倍。
上述稳流组件件包括收缩段内沿管体轴向间隔设置的稳流板9，相邻两稳流板间的间隙构成介质通道，每一所述稳流板均依势固定在收缩段内壁，稳流板厚度由入口圆筒段向喉部圆筒段逐渐减小，且稳流板根部的厚度大于外端部厚度。
在一个可选的实施例中，稳流板具有向入口圆筒段延伸的过渡段10，该过渡段厚度由喉部圆筒段向入口圆筒段逐渐减小，保证进入收缩段内的介质不会与稳流板产生冲击，当介质流过各个介质通道时，相互间影响很小，经收缩段进入喉部圆筒段后稳定性好，无紊流产生，保证压差流量测量结构的准确，保证流量的计量的准确性。
工作原理：文丘里流量计安装在充满液体的管线中，文丘里管的上游侧与喉部之间产生一个静压差，根据改压差的实测值和流体的特性以及使用环境，按照GB/T 2624.3计量标准确定流量。
计算的输入参数有：
管路直径D(m)；喉部直径d(m)；测量温度t(℃)；上游静压p1(MPa)；上下游压差Δp(MPa)。
作为举例，计算过程可以为：
根据管路上游的水温和水压，手工查水动力粘度表，利用等差求值法计算出对应温度和压力下的水的动力粘度μ1。
计算流体密度ρ：
ρ＝0.0000000004×水温t5-0.0000006×水温t4+0.00006×水温t3-0.0081×水温t2+0.0605×水温t+999.825
计算假设流量qvj(m3/h)：
qvj＝0.0335×(压差Δp×1000000)0.5049
计算文丘里管喉部的水流动的雷诺数Red：
Figure BDA0002684621120000051
Figure BDA0002684621120000061
本发明创造结构设计合理，借助稳流板，可以最大限度保证管体内各部分流量稳定，避免紊流和不规律的冲击，长期使用，介质中的杂质对收缩段及喉箍圆筒段的冲击及磨损均较小，能够很好的石油和化工野外环境对流量的测量要求，稳流组件保证了管体内壁收缩部分介质稳定，为流量测量结构的准确性奠定了基础。
对于本领域技术人员而言，显然本发明创造不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明创造的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明创造。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明创造的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明创造内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种文丘里流量计，其特征在于：包括设有取压口的管体；
在管体两端分别安装有前法兰和后法兰；
所述管体包括入口圆筒段、收缩段、喉部圆筒段以及扩口段，在喉部圆筒段以及入口圆筒段上分别设有取压口，并在两喉部圆筒段与入口圆筒段的取压口间安装有压差传感器；
所述收缩段内壁设有稳流组件。
2.根据权利要求1所述的一种文丘里流量计，其特征在于：所述入口圆筒段长度大于入口圆筒段直径。
3.根据权利要求1所述的一种文丘里流量计，其特征在于：所述入口圆筒段直径为喉部圆筒段直径的2-2.5倍。
4.根据权利要求1或3所述的一种文丘里流量计，其特征在于：所述喉部圆筒段的长度大于喉部圆筒段直径的1/3，且小于入口圆筒段直径。
5.根据权利要求1所述的一种文丘里流量计，其特征在于：所述扩口段锥角为7°-15°。
6.根据权利要求1所述的一种文丘里流量计，其特征在于：所述喉部圆筒段上取压口的直径为喉部圆筒段直径的0.1-0.13倍。
7.根据权利要求1或6所述的一种文丘里流量计，其特征在于：所述入口圆筒段上的取压口直径大于喉部圆筒段直径的0.1倍，且小于入口圆筒段直径的0.1倍。
8.根据权利要求1所述的一种文丘里流量计，其特征在于：所述稳流组件件包括沿管体轴向间隔设置的稳流板，每一所述稳流板均依势固定在收缩段内壁，稳流板厚度由入口圆筒段向喉部圆筒段逐渐减小，且稳流板根部的厚度大于外端部厚度。
9.根据权利要求8所述的一种文丘里流量计，其特征在于：所述稳流板具有向入口圆筒段延伸的过渡段，该过渡段厚度由喉部圆筒段向入口圆筒段逐渐减小。
10.根据权利要求1所述的一种文丘里流量计，其特征在于：所述入口圆筒段还安装有上游压力传感器。
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