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专利名称：翼型流量计的制作方法
技术领域：
本实用新型属于流量测量领域，具体的是涉及一种适用于大口径管道中水、油、气(汽)流量测量，可以方便实现在线安装、拆卸、调试的插入式流量计。
背景技术：
大口径封闭管道内流量计量是流量测量领域的一个重要方面。由于大口径流量测量往往涉及大宗物料(特别是能源如水、油、天然气等)的贸易交接，其测量准确度、可靠性和长期稳定性要求苛刻。这就对应用在这方面的流量仪表提出了很高要求。目前，超声波流量计、润街流量计、插入式润轮流量计、插入式电磁流量计以及差压式流量计都是在大口径管道流量测量方面应用较多的流量计，但由于它们各自工作原理或结构设计的限制，对被测介质和测量环境要求较高，往往只能应用于某些特定场合。如超声波流量计测量准确度受管道内壁状况、介质流态和温度的影响很大；涡街流量计对管道振动敏感，低速下灵敏度低，而且受结构限制在超大口径管道上无法应用；插入式涡轮流量计则因有可动件对介质清洁度要求高，长期稳定性差；而插入式电磁流量计无法应用于非导电介质。因此，开发一种能够满足大口径管道流量测量要求的高准确度(O. 2% O. 3% )，高适应性(可应用于各种流体介质一甚至多相流；可适应各种环境如高温、高压、振动、污浊等等)，同时可以实现在线拆装调试维修、结构简单可靠的流量仪表就具有重要的实际意义。
发明内容本实用新型的目的是针对上述现有技术存在问题，在机翼升力理论基础上提出的一种满足大口径管道流量测量苛刻条件的具有广泛适应性的流量计——翼型流量计。本实用新型所提供的翼型流量计是由折叠式翼型流量信号发生体、发生体定位锁紧装置、测力传感器、流量显示积算仪及球阀等组成。其要点在于采用了折叠式翼型流量信号发生体，该发生体可以通过发生体定位锁紧装置在被测管道不断流的情况下从管外安装到管中测量位置，实现了在线不断流拆装。为大口径管道流量测量提供了一种准确度高(O. 2% O. 3% )、方便可靠的新型流量仪表。翼型流量计的工作过程是其折叠式翼型流量信号发生体上两片由金属或碳纤维合成材料制成的翼型薄片以折叠方式通过发生体定位锁紧装置，在被测管道不断流的情况下插入与管道轴线垂直的法兰孔中，到达一定位置后自动打开成机翼状。当管道中以一定流速流动的介质通过打开的翼型薄片时产生升力，该升力值与管道中介质流速成正比。此升力值由测力传感器测量后传送至流量显示积算仪进行积算和显示从而完成整个测量过程。

[0008]图I为翼型流量计测量原理图。图2为翼型流量计整体结构构造图。图3为翼型流量计安装位置图。图4为图2中折叠式流量信号发生体的局部放大图。图5为图4中A-A向视图。 图6为图3中折叠式流量信号发生体的局部放大图。
具体实施方式
本实用新型实施例结合附图予以说明。图I为翼型流量计测量原理图在平均流速为V的稳定流场中，以仰角α放置一翼型薄片。因翼型剖面形状和仰角作用，机翼上面边界层内的流速将高于机翼下面边界层内的流速，从而在机翼周围形成一个速度环量Γ。由流体力学伯努利方程，此速度差将导致机翼上下的压力差流速高的上方压力低，而流速低的下方压力高。因此机翼受到一个向上的举力匕。由伯努利方程可导出流速V与举力Fl的关系式为V = CFf2，其中C是与流体介质密度、机翼形状及仰角、机翼投影面积大小有关的系数，当上述因数确定后，C即为一常数。由此，只要测出流场中机翼所受的举力，就可以根据以上关系式求出流速V。本实用新型整体结构构造参见图2。翼型流量计安装在被测管道法兰(I)上，折叠式翼型流量信号发生体由两片可折叠翼型薄片(2)及中心支杆(8)组成，其与球阀(3)、套筒(4)、测力传感器(5)、发生体定位锁紧装置￠)、流量显示积算仪(7)共同组成翼型流量计总成。安装时，所设计的折叠式翼型流量信号发生体翼型薄片(2)宽度小于球阀(3)孔径，所以折叠式翼型薄片(2)可以以折叠方式插入被测管道法兰孔中。为保证折叠式翼型流量信号发生体的翼型薄片具有足够的强度承受流场中的举力，翼型薄片由金属或碳纤维合成材料制成。当折叠式翼型薄片(2)插入到测量位置深度时，由于管道中流场在翼型上产生的举力作用，折叠翼片将自动打开成测量状态(水平状态)。在实际测量过程中，折叠式翼型流量信号发生体检测到的举力值通过测力传感器(5)传送到流量显示积算仪(7)进行积算显示，从而得到被测管道中流体介质的流速或体积流量。当检修调试需要拆卸流量计时，发生体定位锁紧装置(6)上设计的螺旋机构可以通过中心支杆(8)将折叠式翼型薄片⑵提升至球阀⑶以上。此时关闭球阀(3)，将套筒(4)与球阀(3)法兰连接螺栓卸开，就可以将翼型流量计整体抽出。图3是翼型流量计安装示意图。图中表明了管道流场流动方向与折叠式翼型流量信号发生体之间的安装位置关系。在图4折叠式翼型流量信号发生体的局部放大图中表述了打开成水平状的两片翼型薄片(2)当流场中流速为零时，折叠式翼型流量信号发生体所受举力为零，在重力作用下，两翼片自然下垂成折叠状态(如图中虚线所示)。而一旦管道中流体介质产生流动，折叠式翼型流量信号发生体翼片受举力作用将自动向上打开成水平测量状态。图5是图4的A-A视图。表明了两片翼型薄片(2)的形状和与心轴(9)的连接关系O图6为图3所示安装位置折叠式翼型流量信号发生体的局部放大图。在图6中，折叠式翼型流量信号发生体的两片翼型薄片(2)通过心轴(9)连接实现折叠及能够在流场中自动打开。中心支杆⑶与心轴(9)连接在一起用以传递举力信号。堵头(10)用以锁死心轴(9)，其圆锥形状可以减少迎流阻力。在实施例中，折叠式翼型薄片(2)水平状态的仰角α就 是其截面中心线与心轴中心线的夹角，此夹角在翼型薄片(2)加工时就已确定，其值为6° -8°之间。
权利要求1.一种翼型流量计包括折叠式翼型流量信号发生体、球阀、发生体定位锁紧装置、测力传感器以及流量显示积算仪等组件，其特征在于折叠式翼型流量信号发生体可以通过发生体定位锁紧装置在被测管道不断流的情况下从管外安装到管中测量位置。
2.根据权利要求I所述的翼型流量计，其特征是折叠式翼型流量信号发生体是由金属或碳纤维合成材料制成的翼型薄片和中心支杆组成。
3.根据权利要求I所述的翼型流量计，其特征是折叠式翼型流量信号发生体的两片翼型薄片通过心轴连接实现折叠及能够在流场中自动打开。
专利摘要翼型流量计属于流量计量技术领域。主要由折叠式翼型流量信号发生体、球阀、发生体定位锁紧装置、测力传感器及流量显示积算仪等组成。其特征在于采用了折叠式翼型薄片作为插入式流量信号发生器，实现了大口径管道水油气输送时不断流拆装的高准确度计量。翼型流量计应用机翼升力测量原理，适用于各类(液体、气体、蒸汽甚至多相流)介质及各种严酷的环境条件(如高温、高压、污浊、振动或电磁干扰等)。
文档编号G01F1/40GK202362023SQ20112025470
公开日2012年8月1日 申请日期2011年7月11日 优先权日2011年7月11日
发明者余晓冬 申请人:余晓冬