专利名称：内锥流量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内锥流量计。
背景技术：
内锥流量计，又称V锥流量计，是20世纪80年代由美国McCrometer公司发明生产的一种新型差压式流量计，它利用锥体在流场中产生的节流效应来测量流量，克服了传统差压式流量计压损大、精度低、量程比小、流出系统不稳定、脏污物质易沉积等缺点。起初流量计的锥体为V型，故称为V锥流量计。与一般的差压流量计相比，内锥流量计具有测量范围宽、测量精度高、重复性好、便于装配、耐磨损、脏污物质不易沉积等优点。但是，传统的V锥流量计采用单臂悬吊式结构，无法保证同轴同心结构，流体流过该结构时受力不均衡，在进行测量时存在谐振问题。V型锥体的喉部是一个圆周锐边，在使用中会因为磨损导致流出系数不稳定，特别是在脏污流体时，这个缺点更明显。此外，V型锥体在流动中产生的流动结构具有严重的流动稳定性问题，锥体下游必定产生明显的尾涡，并以特定的频率产生和脱落，增大压损，同时采集负压信号的负压口位于锥体后面的湍流区内，内锥流量计可能会受到流动脉动的严重干扰，影响到采集精度。
发明内容
本发明的主要目的在于一种内锥流量计，以提高内锥流量计的测量精度。为此，本发明提供了一种内锥流量计，包括具有正取压口和负取压口的管体和置于管体中的锥体，其中，锥体为层流翼型锥体。进一步地,上述内锥流量计还包括自层流翼型锥体的尾部向管体的内壁倾斜延伸的多个层流翼型臂，其中，多个层流翼型臂形成层流翼型锥体的安装支架。进一步地，上述层流翼型锥体的尾部上的层流翼型臂的数量为三个，沿层流翼型锥体周向均布。进一步地，上述负取压口设有三处，沿管体的周向均匀分布并且错开层流翼型臂。进一步地，上述层流翼型臂的末端具有垂直于管体内壁延伸的层流翼型定位段，管体上设有与层流翼型定位段插接配合的定位槽。进一步地，上述管体包括前直管和与前直管连接的后直管，其中，层流翼型锥体设置在前直管中。进一步地，上述内锥流量计还包括套设在管体外的取压环，其中，管体上的负取压口或正取压口通过管接嘴与取压环相连。进一步地，上述内锥流量计的截流直径比为0.5，其中，截流直径比为层流翼型锥体的最大外径与管体的内径之比。进一步地，上述层流翼型锥体呈橄榄球状。进一步地，上述层流翼型锥体为以层流翼型的壁面曲线为母线的旋转体。进一步地，上述层流翼型的壁面曲线选自NACA层流翼型的壁面曲线。
进一步地，上述层流翼型锥体的最大外径位置与负取压口的位置相对应。本发明提出的内锥流量计采用层流翼型锥体，具有与层流翼型类似的流动特性，层流翼型锥体表面压力分布及速度分布比较均匀，明显降低逆压梯度，流动结构以层流为主，没有紊流出现，避免边界层分离和转捩，大幅降低内锥尾迹流动的脉动，并在很大程度上避免了尾涡脱落问题，可在一定程度上降低流动脉动对流量测量的影响，因而在测量精度上有显著的提高并具有很好的重复性。除了上面所描述的目的、特征、和优点之外，本发明具有的其它目的、特征、和优点，将结合附图作进一步详细的说明。
构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中:图1为本发明内锥流量计的外观结构示意图；图2为图1所示内锥流量计的后视图；图3为图2所示内锥流量计的A-A剖面图；图4a、图4b、图4c、图4d和图4e为本发明层流翼型锥体的结构示意图，其中，图4a为层流翼型锥体的后视图，图4b为层流翼型锥体的侧视图，图4c为层流翼型锥体的俯视图，图4d为层流翼型锥体的立体图，图4e为图4a中的B-B剖面图；图5a为本发明维体流量计的节流装置的结构不意图，图5b为图5a的右视图，图5c为图5b的C-C剖面图，以及图5d为图5c所示取压口的局部G放大示意图；图6a、图6b、图6c和图6d为本发明锥体流量计的取压环的结构示意图，其中，图6a为取压环的主视图，图6b为取压环的侧视图，图6c为图6b的D-D剖视图，图6d为图6c所示取压环的局部H放大示意图；图7为传统内锥流量计的普通锥体与本发明的锥体流量计的层流翼型锥体在来流中绕流的数值模拟结果的对比图；以及图8a、图8b、图8c和图8d分别为流量计锥体表面绕流在节流装置中的压力分布图及X、Y、Z三个方向的速度分布图。附图标记说明
权利要求
1.一种内锥流量计，包括具有正取压口(Ila)和负取压口(Ilb)的管体(10)和置于所述管体(10)中的锥体，其特征在于，所述锥体为层流翼型锥体(20)。
2.根据权利要求1所述的内锥流量计，其特征在于，还包括自所述层流翼型锥体(20)的尾部向所述管体(10)的内壁倾斜延伸的多个层流翼型臂(21)，其中，所述多个层流翼型臂(21)形成所述层流翼型锥体(20 )的安装支架。
3.根据权利要求2所述的内锥流量计，其特征在于，所述层流翼型锥体(20)的尾部上的层流翼型臂(21)的数量为三个，沿所述层流翼型锥体周向均布。
4.根据权利要求2所述的内锥流量计，其特征在于，所述负取压口(Ilb)设有三处，沿管体(10)的周向均匀分布并且错开所述层流翼型臂(21 )。
5.根据权利要求2所述的内锥流量计，其特征在于，所述层流翼型臂(21)的末端具有垂直于所述管体(10)内壁延伸的层流翼型定位段(22)，所述管体(10)上设有与所述层流翼型定位段(22)插接配合的定位槽。
6.根据权利要求1所述的内锥流量计，其特征在于，所述管体(10)包括前直管(11)和与所述前直管(11)连接的后直管(12)，其中，所述层流翼型锥体(20)设置在所述前直管(11)中。
7.根据权利要求1所述的内锥流量计，其特征在于，还包括套设在所述管体(10)外的取压环(30)，其中，所述管体上的所述负取压口(Ilb)或正取压口(Ila)通过管接嘴(31)与所述取压环(30)相连。
8.根据权利要求1所述的内锥流量计，其特征在于，所述内锥流量计的截流直径比为0.5，其中，所述截流直径比为所述层流翼型锥体(20)的最大外径与所述管体(10)的内径之比。
9.根据权利要求1所述的内锥流量计，其特征在于，所述层流翼型锥体(20)呈橄榄球状。
10.根据权利要求1所述的内锥流量计，其特征在于，所述层流翼型锥体(20)为以层流翼型的壁面曲线为母线的旋转体。
11.根据权利要求10所述的内锥流量计，其特征在于，所述层流翼型的壁面曲线选自NACA层流翼型的壁面曲线。
12.根据权利要求1所述的内锥流量计，其特征在于，所述层流翼型锥体(20)的最大外径位置与所述负取压口(Ilb)的位置相对应。
全文摘要
本发明公开了一种内锥流量计，包括具有正取压口和负取压口的管体和置于管体中的锥体，该锥体为层流翼型锥体。本发明提出的内锥流量计采用层流翼型锥体，具有与层流翼型类似的流动特性，大幅降低内锥尾迹流动的脉动，进而降低了流动脉动对流量测量的影响，其测量精度有显著的提高并具有很好的重复性。
文档编号G01F1/34GK103105207SQ201210592008
公开日2013年5月15日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者赵延辉, 梁剑寒, 赵玉新 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学
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