差壓式流量計(jì)分類如表4.1所示。 表4.1 差壓式流量計(jì)分類表 分類原則 | 分 類 類 型 | 按產(chǎn)生差壓的作用原理分類 | 1)節(jié)流式;2)動(dòng)壓頭式;3)水力阻力式;4)離心式;5)動(dòng)壓增益式;6)射流式 | 按結(jié)構(gòu)形式分類 | 1)標(biāo)準(zhǔn)孔板;2)標(biāo)準(zhǔn)噴嘴;3)經(jīng)典文丘里管;4)文丘里噴嘴;5)錐形入口孔板;6)1/4圓孔板;7)圓缺孔板;8)偏心孔板;9)楔形孔板;10)整體(內(nèi)藏)孔板;11)線性孔板;12)環(huán)形孔板;13)道爾管;14)羅洛斯管;15)彎管;16)可換孔板節(jié)流裝置;17)臨界流節(jié)流裝置 | 按用途分類 | 1)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置;2)低雷諾數(shù)節(jié)流裝置;3)臟污流節(jié)流裝置;4)低壓損節(jié)流裝置;5)小管徑節(jié)流裝置;6)寬范圍度節(jié)流裝置;7)臨界流節(jié)流裝置; | 3.1 按產(chǎn)生差壓的作用原理分類 1)節(jié)流式 依據(jù)流體通過(guò)節(jié)流件使部分壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能以產(chǎn)生差壓的原理工作,其檢測(cè)件稱 之為節(jié)流裝置,是DPF的主要品種。 2)動(dòng)壓頭式 依據(jù)動(dòng)壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓的原理工作,如均速管流量計(jì)。 3)水力阻力式 依據(jù)流體阻力產(chǎn)生的壓差原理工作,檢測(cè)件為毛細(xì)管束,又稱層流流量計(jì),一 般用于微小流量測(cè)量。 4)離心式 依據(jù)彎曲管或環(huán)狀管產(chǎn)生離心力原理形成的壓差工作,如彎管流量計(jì),環(huán)形管流量 計(jì)等。 5)動(dòng)壓增益式 依據(jù)動(dòng)壓放大原理工作,如皮托-文丘里管。 6)射流式 依據(jù)流體射流撞擊產(chǎn)生原理工作,如射流式差壓流量計(jì)。 3.2 按結(jié)構(gòu)形式分類 1) 標(biāo)準(zhǔn)孔板 又稱同心直角邊緣孔板,其軸向截面如圖4.2所示。孔板是一塊加工成圓形同心的具有銳利直角邊緣的薄板。孔板開孔的上游側(cè)邊緣應(yīng)是銳利的直角。標(biāo)準(zhǔn)孔板有三種取壓方式:角接、法蘭及D-D/2取壓;如圖4.3所示。為從兩個(gè)方向的任一個(gè)方向測(cè)量流量,可采用對(duì)稱孔板,節(jié)流孔的兩個(gè)邊緣均符合直角邊緣孔板上游邊緣的特性,且孔板全部厚度不超過(guò)節(jié)流孔的厚度。  圖4.2 標(biāo)準(zhǔn)孔板 圖4.3 孔板的三種取壓方式 2) 標(biāo)準(zhǔn)噴嘴 有兩種結(jié)構(gòu)形式:ISA 1932噴嘴和長(zhǎng)徑噴嘴。 a. ISA 1932噴嘴(圖4.4) 上游面由垂直于軸的平面、廓形為圓周的兩段弧線所確定的收縮段、圓筒形喉部和凹槽組成的噴嘴。ISA 1932噴嘴的取壓方式僅角接取壓一種。 圖4.4 ISA 1932噴嘴 b. 長(zhǎng)徑噴嘴(圖4.5) 上游面由垂直于軸的平面、廓形為1/4橢圓的收縮段、圓筒形喉部和可能有的凹槽或斜角組成的噴嘴。長(zhǎng)徑噴嘴的取壓方式僅D-D/2取壓一種。 3) 經(jīng)典文丘里管 由入口圓筒段A、圓錐收縮段B、圓筒形喉部C和圓錐擴(kuò)散段E組成,如圖4.6 所示。根據(jù)不同的加工方法,有以下結(jié)構(gòu)形式:①具有粗鑄收縮段的;②具有機(jī)械加工收縮段的;③具有鐵板焊接收縮段的。不同結(jié)構(gòu)形式的L1、L2、R1、R2與D、d的關(guān)系如表4.2所示。 4)文丘里噴嘴 由進(jìn)口噴嘴、圓筒形喉部及擴(kuò)散段組成,如圖4.7所示。 5)錐形入口孔板 錐形入口孔板與標(biāo)準(zhǔn)孔板相似,相當(dāng)于一塊倒裝的標(biāo)準(zhǔn)孔板,其結(jié)構(gòu)如圖4 . 8所示,取壓方式為角接取壓。  表4.2 L1、L2、R1、R2與D、d關(guān)系 注 | 粗 鑄 入 口 | 機(jī)械加工的入口 | 粗焊的鐵板入口 | 1 | ±0.25D(100mm<D<150mm) | L1=0.5D±0.05D | L1=0.5D±0.05D | 2 | L2=1D或0.25D+250mm兩個(gè)量中的小者 | L2≥D(入口直徑) | L2≥D(入口直徑) | 3 | R1=1.375D+20% | R1<0.25D | R1=0,焊縫除外 | 4 | R2=3.625d至3.8d | R2<0.25D | R2=0,焊縫除外 |  圖4.6 經(jīng)典文丘里管  圖4.7 文丘里噴嘴  圖4.8 錐形入口孔板 1一環(huán)隙;2-夾持環(huán);3一上游端面A;4-下游端面B; 5-軸線;6-流向;7-取壓口;8-孔板; X-帶環(huán)隙的夾持環(huán);Y-單獨(dú)取壓口 6)1/4圓孔板 1/4圓孔板與標(biāo)準(zhǔn)孔板相比只是孔口形狀不同,它的外形輪廓由一個(gè)與軸線垂直的端面,半徑r為1/4圓構(gòu)成的入口截面及噴嘴出口端面組成,如圖4.9所示。管徑小于DN40為角接取壓,大于DN40為角接取壓或法蘭取壓。  7) 圓缺孔板 其開孔為一個(gè)圓的一部分(圓缺部分),這個(gè)圓的直徑為管道直徑的98%,開孔的圓弧部分的圓心應(yīng)精確定位,使其與管道同心,這樣可保證開孔不會(huì)被連接的管道或兩端的墊片所遮蓋,其結(jié)構(gòu)如圖4.10所示。取壓方式為法蘭取壓和縮流取壓(或稱理論取壓)。  圖4.10 圓缺孔板 8) 偏心孔板 這種孔板的孔是偏心的,它與管道同心的圓相切,這個(gè)圓的直徑等于管道直徑的98%。安裝這種孔板必須保證它的孔不會(huì)被法蘭或墊片遮蓋住,其結(jié)構(gòu)如圖4.11所示。它采用法蘭取壓和縮流取壓。  圖4.11 偏心孔板 1- 孔板開孔;2-管道內(nèi)徑;3-孔板開孔另一位置;4-孔板外徑;5-孔板厚度E; 6-上游端面A;7-下游端面B;8-孔板開孔厚度e;9-孔板軸線;10-斜角F; 11-孔板開孔軸線;12-流向;13-上游邊緣G;14-下游邊緣H、I 9) 楔形孔板 楔形孔板的結(jié)構(gòu)如圖4.12所示。其檢測(cè)件為V形,設(shè)計(jì)合適時(shí)節(jié)流件上下游無(wú)滯流區(qū),不會(huì)使管道堵塞,取壓方式未標(biāo)準(zhǔn)化。  圖4.12 楔形流量計(jì) 1-高壓取壓口;2-低壓取壓口;3-測(cè)量管;4-楔形孔板;5-法蘭 10) 整體(內(nèi)藏)孔板 管徑小于DN50孔板可以有多種結(jié)構(gòu)形式,圖4.13所示為內(nèi)藏孔板結(jié)構(gòu),當(dāng)管徑較小時(shí)孔板入口邊緣銳利度及管道糙度等對(duì)流出系數(shù)有顯著影響,因此按結(jié)構(gòu)幾何形狀及尺寸難以確定流出系數(shù),小管徑孔板一般皆需個(gè)別校準(zhǔn)才能準(zhǔn)確確定流出系數(shù)。  圖4.13 整體(內(nèi)藏)孔板 (a) 直通式;(b)U形彎管式 11)線性孔板 又稱彈性加載可變面積可變壓頭孔板,如圖4.14所示。其孔隙面積隨流量大小而自動(dòng)變化,曲面圓錐形塞子在差壓和彈簧力的作用下來(lái)回移動(dòng),孔隙的變化使輸出信號(hào)(差壓或位移)與流量成線性關(guān)系,并極大地?cái)U(kuò)大范圍度。  圖4.14 線性孔板(GILFLO型節(jié)流裝置) 1-穩(wěn)定裝置;2-紡錘形活塞;3-固定孔板;4-排氣孔;5-標(biāo)定和鎖定蝸桿裝置; 6-軸支撐;7-低壓側(cè)差壓檢出接頭;8-高張力精密彈簧;9-排水孔;10-高壓側(cè)差壓檢出接頭 12)環(huán)形孔板 環(huán)形孔板的結(jié)構(gòu)如圖4.15所示。它由一個(gè)被同心固定在測(cè)量管中的圓板、三腳支架和中心軸管組成,中心軸管將上下游壓力傳送到差壓變送器。環(huán)形孔板的優(yōu)點(diǎn)是既能疏泄管道底部的較重物質(zhì)又能使管道中氣體或蒸氣沿管道頂部通過(guò)。  圖4.15 環(huán)形孔板 13)道爾管 道爾管結(jié)構(gòu)如圖4.16所示。它由40o入口錐角和15o擴(kuò)散管組成。流體首先碰到a上,再經(jīng)短而陡的錐體,到達(dá)喉部槽兩邊的兩個(gè)圓筒形部分,通過(guò)短的錐體后在f處,突然擴(kuò)大到管道中,整個(gè)長(zhǎng)度僅是管徑的1.5-2倍,是經(jīng)典文丘里管長(zhǎng)度的17%。道爾管產(chǎn)生的差壓比經(jīng)典文丘里管大,在高差壓下卻有低的壓損。  圖4.16道爾管 14)羅洛斯管 羅洛斯管結(jié)構(gòu)如圖4.17所示。它由入口段、入口錐管、喉部錐管、喉部和擴(kuò)散管組成。入口錐管的錐角為40o,喉部錐角為7o,擴(kuò)散管錐角為5o,上游取壓口采用角接取壓,其取壓口緊靠入口錐角處,下游取壓口在喉部長(zhǎng)度的一半,即d/4處。  圖4.17 低壓損(Lo-Loss)管(羅洛斯管) 圖4.18 彎管流量傳感器 15)彎管 彎管結(jié)構(gòu)如圖4.18所示。利用管道系統(tǒng)彎頭作檢測(cè)件,無(wú)附加壓損及專門安裝節(jié)流件是其優(yōu)點(diǎn),彎管取壓口開在45o或22.5o處,取壓口結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)孔板相同,兩個(gè)平面內(nèi)的兩個(gè)取壓口對(duì)準(zhǔn),使其能處于同一條直線上,彎管內(nèi)壁應(yīng)盡量保持光滑。 16)可換孔板節(jié)流裝置 圖4.19所示為斷流取出型可換孔板節(jié)流裝置。在需要檢查孔板或更換孔板時(shí),可無(wú)需拆開管道,短時(shí)間暫停管道內(nèi)被測(cè)介質(zhì)的流動(dòng),這時(shí)就可打開上蓋,取出孔板及密封件予以檢查或更換。  圖4.19 可換孔板節(jié)流裝置 17)臨界流節(jié)流裝置 臨界流節(jié)流裝置有兩種結(jié)構(gòu)形式:圓環(huán)喉部文丘里噴嘴和圓筒喉部文丘里噴嘴,如圖4.20所示。 a.圓環(huán)喉部文丘里噴嘴 它由入口段、圓弧收縮段和擴(kuò)散段組成。入口收縮段是一個(gè)喇叭形曲面,該曲面延伸至最小斷面處(喉部),并與擴(kuò)散段相切。在入口平面的上游,廓形沒(méi)有規(guī)定,但在每個(gè)軸向位置上,其直徑都應(yīng)等于或大于喇叭形擴(kuò)張部分的直徑。 b.圓筒形喉部文丘里噴嘴 它由入口段、圓弧收縮段、圓筒形喉部及擴(kuò)散段組成。其入口平面為入口輪廓相切且垂直于噴嘴中心線的平面。收縮段為1/4圓曲面,一端與入口平面相切,另一端與圓筒喉部相切。1/4圓曲面和圓筒喉部之間的連接應(yīng)沒(méi)有缺陷,連接要平滑。  圖4.20 臨界流節(jié)流裝置 (a)圓環(huán)形喉部文丘里噴嘴 1一壓力表;2-此處輪廓的表面粗糙度Ra不超過(guò)15×10-6d,其曲面偏差不能大于±0.001d (b)圓筒形喉部文丘里噴嘴 1一此處輪廓的表面粗糙度Ra不超過(guò)15×10-6d,其喇叭形曲面及圓柱形的偏差不能大于±0.001d; 2-在圓錐擴(kuò)散段輪廓的表面粗糙度Ra不超過(guò)10-4d 3.3 按用途分類 1)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置 ISO 5167或GB/T2624中所包括的節(jié)流裝置稱為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置,它們是標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、經(jīng)典文丘里管和文丘里噴嘴。在設(shè)計(jì)、制造、安裝及使用方面皆遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,可不必個(gè)別校準(zhǔn)而使用。 2)低雷諾數(shù)節(jié)流裝置 如1/4圓孔板、錐形入口孔板和雙重孔板等。 3)臟污流節(jié)流裝置 如圓缺孔板、偏心孔板和楔形孔板等。 4)低壓損節(jié)流裝置 如道爾管、羅洛斯管、彎管及環(huán)形管等。 5)小管徑節(jié)流裝置 如整體(內(nèi)藏)孔板和一體式流量變送器等。 6)寬范圍度節(jié)流裝置 如線性孔板等。 7)臨界流節(jié)流裝置 如臨界流文丘里噴嘴等。 |