[发明专利]五边形均速管

说明书

所属技术领域

本发明属于流量测量仪器仪表领域，尤其是均速管流量计。

背景技术

均速管流量计是一种结构简单、价格便宜、使用能耗低的差压式流量仪表，在流量计量仪表中占据重要位置，其在国内外石化、电力、冶金、空调等诸多领域得到应用。均速管流量计是基于毕托管测速原理发展演化而来的，毕托管只能测量单点的流速，而均速管测量的是管道截面上多点的流速来获取管道截面的平均流速。均速管截面分成前后两个腔，前面那个腔与高压取压孔相通，后面那个腔与低压取压孔相通，在高压腔和低压腔的一端将压力引出，通过引压管分别连接到二次仪表(如微压计、差压变送器等)的高压端和低压端，根据二次仪表的测量到压差值，就可以计算出流量。

均速管具有结构简单，安装使用方便，使用时压力损失低的优点，但其也存在流量系数不够稳定、输出压差低、取压孔容易堵塞等等不足，为此国内外学者对其进行大量研究。均速管的截面形状决定着流体流过均速管时的分离点，决定着均速管周围的压力分布，对均速管流量计的流量系数有很大的影响。为了使均速管获取更加稳定的流量系数，更大的输出压差，各种截面形状的均速管层出不穷，主要的截面形状有圆形、菱形、子弹头形等。圆形截面的均速管尽管结构简单，加工方便，但是其分离点随流速变化，使均速管产生10％左右的测量误差。菱形均速管分离点固定，消除因为分离点变化而产生的测量误差，但是由于低压取压孔设置在尾流区，由于尾流区漩涡的变化规律难以掌握，使尾流区压力的变化也毫无规律，使均速管流量系数依然不够稳定。子弹头形截面均速管具有固定的分离点，且低压取压孔设置在分离点前，使低压孔受尾流区漩涡影响较小，因而流量系数更加稳定，更重要的是其高压取压孔和低压取压孔在同一流线上，可以建立流量系数的数学模型，但是其最大的弊端依然是输出压差低，特别是在低雷诺数条件下使用效果较差。

发明内容

为了解决上述现有均速管流量计存在的问题，本发明根据均速管流量计的工作原理，通过数值仿真优化改进，提出截面形状为五边形的均速管。该均速管既有圆形均速管结构简单、加工方便的特点，又和菱形均速管一样具有固定的分离点，同时吸收子弹头形均速管的优点，通过增长背流边的长度，使低压取压孔远离尾流区漩涡，使流量系数更加稳定。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，提供了一种五边形均速管检测杆，检测杆内部被隔板分成高压腔和低压腔两部分，高压腔和低压腔分别与高压取压孔和低压取压孔相连接，高压腔将压力传输到二次仪表高压端接口，低压腔将压力传输到二次仪表低压端接口。

所述均速管检测杆的横截面形状为沿流体流动方向轴对称五边形，两个迎流边之间的夹角构成迎流角，两个迎流边与隔板构成横截面为三角形的高压腔；两侧的背流边与五边形的背流底边构成四边形低压腔；所有高压取压孔分布于迎流角处与高压腔相通，所有低压取压孔分布在两侧背流边与隔板连接处并与低压腔相通。

迎流角角度α的范围是0＜α＜180°。

背流边与迎流边之间夹角β范围是90°-α/2＜β＜180°。

通过改变背流边的长度可以改变低压取压孔(4)与尾流区之间的距离。

取压孔的形状为长槽型，根据需要可调节其长宽比M/N。

低压腔的横截面也可以是沿流体流动方向轴对称的多边形。

低压腔横截面的背流底边是沿着流体流动方向轴对称的直边或折线边或曲

线边。

本发明的有益效果是，背流边的长度根据均速管的实际尺寸确定，通过增加背流边的长度，可以使低压取压孔远离尾流区，减弱尾流区漩涡对低压取压孔的影响，使输出压差稳定，从而使流量系数的稳定性提升。取压孔的形状为长槽型，其长宽比M/N可调，在取压孔宽度一定的前提下，适当增加取压孔的长度，可以增大取压面积，提升取压孔的防堵性能，同时其不会对输出压差产生较大的影响。本发明结构形式简单，生产加工难度小，制造成本低，取压孔不易堵塞，流量系数稳定。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的工作原理图。

图2是均速管横截面图。

图3是取压孔的形状图。

图中：1.高压腔，2.低压腔，3.高压取压孔，4.低压取压孔，5.迎流边，6.迎流角，7.背流边，8.背流底边，9.隔板，10.均速管检测杆，11.二次仪表高压端接口，12.二次仪表低压端接口。

具体实施方式

下面接合附图对本发明做进一步的说明