阅读说明：本技术 放射型槽式孔板 (Radiation type slot type orifice plate ) 是由 卢超 鲍岩 杨婷 朱杰 蒋坤 王创 于 2020-07-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种放射型槽式孔板。本发明为一块可安装于管道内的板,板上有一个中心通孔和若干个周围通孔,周围通孔围绕中心通孔呈放射型关系布局,所述的中心通孔为圆孔或正多边形通孔,所述的周围通孔为槽型通孔,周围通孔的圈数为1～3圈,第一圈的周围通孔数量为n,第二圈的周围通孔数量为3n,第三层的周围通孔数量为5n,n的取值范围为3～6。本发明通过控制槽式孔或者圆孔的布局,与开孔面积以及孔的结构设计,能达到一个最优的测量效果,减小涡流的产生,提高测量的精确性与稳定性。(The invention discloses a radiation type slot type orifice plate. The invention relates to a plate capable of being installed in a pipeline, wherein the plate is provided with a central through hole and a plurality of peripheral through holes, the peripheral through holes are distributed around the central through hole in a radial type relation, the central through hole is a circular hole or a regular polygon through hole, the peripheral through holes are groove-shaped through holes, the number of the peripheral through holes is 1-3 circles, the number of the peripheral through holes in the first circle is n, the number of the peripheral through holes in the second circle is 3n, the number of the peripheral through holes in the third layer is 5n, and the value range of n is 3-6. According to the invention, by controlling the layout of the groove-type holes or the circular holes, the area of the holes and the structural design of the holes, an optimal measurement effect can be achieved, the generation of eddy current is reduced, and the accuracy and the stability of measurement are improved.)

放射型槽式孔板

技术领域

本发明属于流量计量技术领域，具体涉及一种放射型槽式孔板。

背景技术

在工业生产过程中，需要测量温度、压力、流量等过程参数，流量信号的测量方式原理有很多，通常在管道上设立流量计来测量流量。差压式流量计历史悠久，应用广泛，通常有标准孔板、文丘里、喷嘴等，在管道中设立节流件，流体流过节流件时会产生差压信号，通过差压信号来推算流体流过管道时的流量。

差压式流量计由于其测量原理的成熟以及多年广泛的应用，占流量测量市场份额巨大，但是传统差压式流量计通常都有价格高、体积大、压损高、所需直管段长等缺点。标准孔板流量计采用单孔节流的方式， 虽然结构简单，但是流体经过孔板节流孔时会产生不规则旋涡、振动、噪声等问题，影响了测量的准确性与稳定性。同时标准孔板对上游流速分布过于敏感，所需上下游直管段非常长，增加了上下游管道成本，或者需要增设整流器、流动调直器等设备，不适应现场空间狭小空间结构紧凑的场合，同时产生的压损也巨大增加运营成本。针对标准孔板，有人也提出了多孔孔板、槽式孔板等技术方案，不过对于孔径、开孔率、阻力系数等设计没有达到最优方案。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种放射型槽式孔板。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明为一块可安装于管道内的板，板上有一个中心通孔和若干个周围通孔，周围通孔围绕中心通孔呈放射型关系布局，所述的中心通孔为圆孔或正多边形通孔，所述的周围通孔为槽型通孔，周围通孔的圈数为1～3圈，第一圈的周围通孔数量为n，第二圈的周围通孔数量为3n，第三层的周围通孔数量为5n，n的取值范围为3～6。

进一步说，每一圈中的周围通孔大小相同。

进一步说，设所述的槽型通孔中的矩形长为l，宽度为m，槽型通孔中的半圆半径为r2，中心通孔的等效半径为r1，则r1=2*r2，l=0～8m。

进一步说，设第一层的通孔的中心距为R1，第二层通孔的中心距为R2，第三层通孔的中心距为R3，管道的半径为R，则满足以下关系：

若只有一层通孔，R1=R/2；

若有两层通孔，R1=R/3，R2=2R/3；

若有三层通孔，R1=R/4，R2=R/2，R3=3R/4。

进一步说，所述的通孔为直通孔，在直通孔上可设置圆弧倒角、斜倒角或半圆倒角。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过控制槽式孔或者圆孔的布局，以及孔的结构设计，能达到一个最优的测量效果，减小涡流的产生，提高测量的精确性与稳定性。同时能调整流场，改善流型分布，使得流速分布均匀，来达到减小上下游直管段的长度，减少现场管道的投入的目的。另外本发明还可以通过减少涡流的产生降低噪音。

附图说明

图1为本发明实施例1结构示意图。

图2为图1侧向立体图。

图3为本发明实施例2结构示意图。

图4为本发明实施例3结构示意图。

图5为通孔倒角结构示意图。

图6为本发明整流效果图。

图7为本发明的速度云图。

图8为现有孔板的速度云图。

图9为三种实施例与现有孔板的流出系数比对图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明包括一块板，可安装于被测管道内，板上有多个通孔，包括一个中心通孔，周围通孔与中心通孔呈放射型关系布局。

中心通孔一般为圆孔，可选的中心通孔可以为正多边型通孔。

周围通孔为槽型通孔，即在矩形的两端带有半圆，形成田径场的形状，在此基础上，当半圆的半径为0时，则变形为矩形，见图3；当矩形的长度变为0时，其变成了圆通孔，见图4。

周围通孔的层数为1-3层，第一层的通孔数量为n，第二层为3n，第三层为5n，每一圈通孔的大小相同。

本发明中，设中心孔的半径为r1，周围槽型通孔的宽为m，槽型通孔的长为l，周围圆形通孔的半径为r2，则满足以下设计关系：

r1=m=2*r2， l为m的0~8倍，易知l=0时周围槽型通孔为圆通孔，l与m的关系由现场管道流速与流场条件确定，L的长度越长对低流速的敏感程度越高，所以在低流速的情况下选择l与m的倍数越大，越接近圆孔测量高流速的性能越好，使用圆孔测量的流速甚至能够接近音速。

本发明中，设第一层的通孔的中心距为R1，第二层通孔的中心距为R2，第三层通孔的中心距为R3，管道的半径为R，则存在以下设计关系：

若只有一层通孔，R1=R/2；

若有两层通孔，R1=R/3，R2=2R/3；

若有三层通孔，R1=R/4，R2=R/2，R3=3R/4；

这种布局保证了圆孔的中心分布在等分点上，一方面均匀受力提高板的耐冲击性，另一方面调整流场减少涡流，减少永久压力损失流场平稳，增加测量的稳定性与准确性。

本发明中，中心通孔与周围通孔的结构一般为直通孔，可选的，孔可设置圆弧倒角，可选的，孔可设置斜倒角，可选的孔可为半圆倒角，见图6。

为了验证本发明设计的具体效果，给出了图6、图7、图8和图9，如图6所示在管道中的不对称流动通过本发明整流可以变为充分发展的对称流动。可以大大减少前后直管段的长度。如图7和图8所示，通过对两种流量计速度云图对比发现，现有技术中孔板的下游产生了大量的涡流，产生了极大的压损以及测量不确定性；而本发明槽式速度云图中可以看出经过整流之后涡流减小，减少了永久压力损失，使得流场平稳，增加测量的稳定性与准确性。如图9所示，本实施例的三种设计的流出系数比孔板的流出系数大，圆形槽孔的流出系数最大，矩形槽孔和槽式槽孔在小雷诺数的情况下线性度较好，圆形槽孔在大雷诺数下流出系数线性度较佳。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。