一種用于流體傳輸管道的流動調整器，包括整流器本體(3)、導流葉片組件(1、4)和法蘭盤(2)。整流器本體(3)為多孔介質材料，其空間三個方向的滲透系數均大于零。該流動調整器放置在流體流動管道內，能消除流場中的旋渦、改善流場的速度畸變，流場被整流成一個穩定的、對稱的、具有充分發展流管流動速度剖面的流程，達到有效降低流動噪音、減小管道振動的目的。本發明專利技術可用于流量計裝置或流體輸運管道的流動調整。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種流動調整器。
技術介紹
為了發展工農業生產、節約能源、改進產品質量、提高經濟效益和管理水平，人們無時無刻不使用流量計。特別地，全球每年消耗天然氣約3萬億立方米、石油40億噸。從對石油和天然氣進行開采、輸運到最終的銷售過程中，我們常常需要對其進行至少一次的計量。因此，日程生活中，對流量的精確計量關系到我們每個人都經濟利益。在科研工作中， 采用流量計的精度直接關系到最終實驗數據的價值。目前的流量計，比如容積式流量計、差壓式流量計、浮子流量計、渦輪流量計和渦輪流量計等流量計量裝置，其準確計量要求管道內的流動為充分發展流動，且計量準確度受非充分發展流動(比如不穩定流動、速度分布畸變的流動、旋轉流等)的影響較大。只有計量儀表上下游的流動為準充分發展流動，對流體進行計量的結果才準確。流量計生產廠家對流量計的安裝都有明確的安裝要求，要求流量計安裝位置的上下游都有最小的直管段限制。比如，容積式流量計、差壓式流量計、浮子流量計、渦輪流量計和渦輪流量計上游要求有20-30倍管徑的直管段，下游要求有5倍管徑的直管段。ISO 5167新標準明確規定對節流裝置(孔板、文丘利管)上游所要求的直管段普遍提出了更長的要求。然而，現實中流量計所在的計量系統不可避免的存在許多閥、彎管、雙彎管、收縮管、三通管、過濾器等管件或設備，這些設備均會對流體流動產生擾動，即引起流體產生旋渦、脈動流或速度畸變，從而改變管道內的流速分布。經驗表明，單個彎頭引起的管內流動流速分布的不對稱，經過40倍管徑后依然存在，且再到下游59倍管徑和78倍管徑處，流速分布雖更對稱了，但并未達到充分發展狀態。直到97倍管徑處，流速分布才接近達到充分均衡發展的狀態。總之，現有流量計的安裝條件要求十分苛刻，現實中很難滿足，這使得流量計計量結果的精度沒有保證。為了消除旋渦、脈動流或速度畸變這些干擾，使流動為充分發展流動，一種有效的方法是為流量計提供流動調整器，ISO 5167新標準明確建議在節流裝置上游安裝流動調整器，以適當縮短所要求的直管段長度。流動調整器的使用，可以降低流量計對直管段的要求，提高流量計計量的精度。從公開的資料可以看出，目前已有多種流動調整器。專利 CN 201517935U披露了一種蛛網式流動調整器；專利CN 2583642Y披露的是一種蜂窩隔板式流動調整器；專利us 6701963B1披露的是一種“隔柵+孔”結構形式的流動調整器 ’專利US 2006/0096650A1披露的是一種孔板結構形式的流動調整器(也作消聲器)；專利US 2008/0037366A1披露的是一種由“靜態混合器+孔板”結構形式的流動調整器。專利US 00M95872A，對法國、德國、日本挪威、瑞典、瑞士和前蘇聯等國的與流動整流器相關的專利做了總結，這些流動調整器基本都是管束、孔板、隔柵結構，或由管束、孔板、隔柵結構組合而成。其披露了一種三段式的組合流動調整器，由“旋流消除段+整流室+速度剖面形成器”三部分組成。綜上所述，現有的流動調整器都是由管束、孔板、隔柵直接或組合而成。首先，在現有的這些流動調整器結構內，因為流體只能沿一個方向流動——即沿徑向的滲透系數均等于零，因此調整流動的效率低。比如，流體不能在管束型流動調整器的管之間流動。其次， 現有流動調整器的結構很復雜，制造成本較高。比如，管束型流動調整器由不同直徑的管排列而成、孔板型流動調整器由不同直徑的孔排列而成。很難確定管和孔的直徑以及排列方式。最后，傳統的流動調整器通用性差。比如，在沒有通用的流動調整器時，如何根據管徑來設計流動調整器就很困難，這甚至是比流體計量本身更復雜的事情。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術系統結構復雜、整流效率低、通用性差的缺點，提出一種用于流體傳輸管道的流動調整器。本專利技術結構簡單、通用性強、安裝要求低，且自身壓力損失小，具有高效整流的效果。為達到上述目的，本專利技術采用的技術方案是本專利技術采用“導流葉片組件+整流器本體+導流葉片組件”結構形式，所述的流動調整器包括整流器本體、兩組導流葉片組件和法蘭盤。兩組導流葉片組件布置在法蘭盤的兩側，并與法蘭盤連接；整流器本體放置在法蘭盤中心；兩個導流葉片組件沿軸向固定整流器本體，法蘭盤沿徑向固定整流器本體。整流器本體為多孔介質材料制作，所述的多孔介質材料空間三個方向的滲透系數均大于零，滲透系數的定義為流體流經多孔介質時，單位壓力梯度下的流體流量。所述的整流器本體的端面均為平面，或一端為凹形一端為平面，或兩端均為凹形。由于整流器本體特有的三維空間連通結構，對速度梯度和壓力梯度有很強的耗散作用，特別適用于消除流動旋渦、調整速度分布。整流器本體的端面均為凹形；一端為凹形， 或兩端均為凹形，特別用于產生管內充分發展流動的流速分布；在有整流要求、沒有速度分布要求的情況下，整流器本體的端面也可以為平面。導流葉片組件由平金屬板構成，其外徑與所在流體傳輸管道的內徑相同，其作用為導流、支撐整流器本體和增加流動調整器強度， 此外還保證裝配過程中流動調整器的主體部分多孔材料部件與管道的軸線垂直。法蘭為標準法蘭盤。兩組導流葉片組件分別布置在法蘭盤的兩側，并與法蘭盤用焊接連接，整流器本體被兩組導流葉片組件在軸向固定、被法蘭盤徑向固定。整流器本體的材料可以是泡沫金屬材料，也可以是管與管之間相互連通的管束， 或者由多層孔板疊加而成，或者三維有序多孔材料結構。本專利技術可有效消除流動中的旋渦和速度不均勻，并能直接產生管內充分發展流動的速度分布剖面。制造成本低，使用及維護簡單，通用性好。本專利技術流動調整器與流量計配合使用能有效提高測量精度。本專利技術可用于流量計裝置或流體輸運管道的流動調整。附圖說明圖1為本專利技術所涉及的多孔介質流動調整器結構爆炸圖；圖2為本專利技術流動調整器剖面圖；圖3為本專利技術流動調整器正視圖；CN 102435253 A說明書3/3頁圖4為整流器本體的剖面圖；圖5為整流器工作時管內流場的示意圖；圖中1、4導流葉片組件，2法蘭盤，3整流器本體。具體實施例方式以下結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步說明。本專利技術采用“導流葉片組件+整流器本體+導流葉片組件”結構形式，包括整流器本體、兩組導流葉片組件和法蘭盤。兩組導流葉片組件分別布置在法蘭盤的兩側，并與法蘭盤用焊接方式進行連接，整流器本體被兩組導流葉片組件在軸向固定、被法蘭盤徑向固定。圖1所示為本流動調整器的爆炸圖，圖2為本流動調整器剖面圖。圖2中1和4 為導流葉片組件、2為法蘭盤、3為整流器本體。圖3為本流動調整器正視圖。導流葉片組件1和4對于流體流動來說，起消除流場中的部分旋渦到作用；對于整流器本體3來說，導流葉片組件1和4起定位和支撐作用，并增加整個流動調整器的強度； 對于安裝和維護來說，能保證安裝時與管道的同軸度。整流器本體3的端面為凹形一端端面為凹形，或兩端端面均為凹形的對稱結構， 如圖4所示。這種結構形式特別用于產生管內充分發展流動的流速分布；在沒有速度分布要求的情況下，整流器本體的端面也可以為平面。整流器本體3的材料為多孔介質，其特點是空間三個方向的滲透系數均大于零，能高效地消除旋渦、調整流場。整流器本體3利用其兩端的凹形形狀輔助產生充分發展流動的速度剖面。為了降低本專利技術流動調整器的流阻， 加工整流器本本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳治永，王志峰，
申請(專利權)人：中國科學院電工研究所，
類型：發明
國別省市：
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