特别适用于超声波气体流量计的流动弯头中的气体流动调整器的制作方法

1.本技术方案涉及一种气流方向弯曲的，在测量部的上游或下游处的流动弯头中的气体流动调整器，即段、弧或弯管等。该方案用于使用超声波气体流量计的气体测量，特别是在天然气分配中。

背景技术：

2.所有气体流动调整器目前都放置在超声波气体流量计上游的直管中。在流量稳定后，在距该调整器一定距离处进行超声波传感器的测量。任何弯曲都会导致流扰动，从而对超声波气体流量计的测量精度产生负面影响。
3.没有用于超声波气体流量计的可以放置在气体流动的弯头中的调整器。
4.现有的用于超声波气体流量计的调整器的主要缺点包括：它们只能用在直的管道中，并且具有超声波传感器的测量部分必须位于调整器的下游一定距离处。现有的调整器导致显著的压力损失，并被各种灰尘颗粒阻塞，尤其是在其小开口中。对于现有的调整器，其生产是昂贵的并且通常是一次性的。现有的调整器通常不直接放置在仪表主体中，而是放置在仪表上游一定距离处，高达10 dn。在流动调整器和测量部分之间的任何弯头将引起大的流扰动，即形成漩涡，其对测量的精度和范围具有负面影响。
5.有几种用于超声波气体流量计的流动调整器设计，最常见的是放置在超声波传感器测量部分上游一定距离处的多孔板调整器。调整器形成所谓的“层流速度分布”。这种层流速度分布适合于在高压和高流速下测量大的管尺寸。设计成测量层流分布的超声波气体流量计必须具有大量的超声波传感器。这种超声波气体流量计设计是昂贵的并且仅适用于大的管直径。
6.从技术实践中已知各种其它类型的流动调整器。特别地，这些包括zanker流动调整器、zanker板流动调整器、sprekle流动调整器、gallagher的流动调整器、k-lab nova流动调整器、nel（spearman）流动调整器等。上述流动调整器具有显著的压力损失，必须放置在超声波气体流量计上游的直管中，并且制造复杂且昂贵。
7.超声波气体流量计的原理是基于测量超声波即信号在气体流动方向和相反方向上的速度。超声传感器相对于管轴线倾斜定位，并且测量信号的发射器和接收器之间的流动时间。超声信号被流动气体加速或减速。从不同的时间，确定平均气体流速或流率或流量。

技术实现要素：

8.根据本发明，上述缺陷主要通过在诸如段，弧形或弯管的流动弯头中，特别是在超声波流量计中的气体流动调整器来消除。其概要在于，在流动弯头的内部空间中设置有至少一个纵向隔板。
9.流动弯头优选地设置有入口弯曲部分、中间直部分和出口弯曲部分，其中入口弯
曲部分和出口弯曲部分的轴线处于平行方向并且连接到标称直径dn的管开口。
10.至少一个纵向隔板相对于流动弯头轴线对称地或相对于流动弯头轴线不对称地设置在流动弯头中。中间直部分的轴线可以沿水平方向或垂直方向定位。dn尺寸管道的雷诺数高于2,320。
11.本发明内容提出了一种用于流动调整器的新的解决方案，其包括数量为1至n件的弯曲板，该弯曲板产生湍流，消除流扰动，例如漩涡，并减小压力损失。
12.在湍流中，速度分布非常平稳，并且气体在大部分流动横截面上以几乎相同的速度流动。所产生的流的种类由所谓的雷诺数re确定。这是无量纲数，理论极限由值2,320设定。在该值以下，我们称层流，在该值以上，我们称湍流。本发明的解决方案旨在使red值（即dn尺寸管的雷诺数）显著高于理论极限。
13.基于数值模拟方法和粒子图像测速-piv测量，进行了板的数量、形状和定位。方法将说明板适合放置的位置以及板的理想厚度是什么。板的数量可以根据操作条件和客户规格而变化。
14.根据本发明的解决方案的优点主要在于它消除了在气体流量计上游的管道中出现的小扰动和大扰动的影响。该方案适用于气体流动方向改变的管道部分。具有超声波传感器的测量部分可以几乎刚好放置在调整器的后面。所设计的调整器减少了压力损失。显著的优点是因为所使用的开口足够大，调整器不会被各种杂质堵塞。
15.即使在大规模生产中，也可以容易且廉价地制造调整器。调整器适于放置在紧凑的超声波气体流量计内，因此，可以实现所需的构造长度，即法兰之间的尺寸。该方案消除了在弯头中产生的流扰动，因此确保了高精度和超声传感器的大测量范围。因为调整器被设计不经受磨损和腐蚀的材料，例如铝或塑料，所以不需要维护。调整器的形状不允许灰尘积聚。调整器的寿命与超声波气体流量计的寿命相同；因此，仪表的所有权成本没有增加。调整器可以由单一材料制成并且可以从气体流量计中移除，这大大简化了在其使用寿命结束时的分离和随后的再循环。
附图说明
16.参考附图，在特定示例性实施例中更详细地描述了根据本发明的流动调整器，其中图1以轴测图示出了特别用于天然气的示例性流动调整器。图2示出了具有调整器的段的横截面和平面图。图3以轴测图示出了特别是用于天然气的流动调整器的较长的实施例。图4示出了具有弯曲板的调整器的具体使用，描绘了超声波气体流量计的纵向截面。
具体实施方式
17.图1和2所示的弯头段中的示例性流动调整器包括具有三个纵向隔板2，3和4的弯头段1。该段成形为允许流动方向改变高达180
°
，即，该段上游的流动方向与该段下游的流动方向相反。该段安装在两个平行的管上，即两个平行的圆形开口上。管之间的距离可以任意选择；管之间的距离不影响流动调整器的功能－图3。
18.板2，3，4根据该段的弯头1的形状成形，并且包括三个部分-入口弯曲部6，中间直部7和出口弯曲部8。选择曲率半径以产生期望的速度分布。
19.板2，3，4的位置可以是成比例的，或者板2，3，4更密集地放置在一侧以实现最佳速
度分布。调整器可以沿水平和垂直方向放置。调整器可用于管道的不同dn尺寸。板2，3，4的数量将取决于dn尺寸。对于最小尺寸，将有1或2个板；对于较大的尺寸，板的数量将增加，例如3至n。
20.调整器可以由各种材料制成，例如塑料、金属等。可能的制造技术包括塑料和金属的3d打印、金属焊接、塑料注射模制等。所使用的材料和技术将总是取决于特定市场的要求。板的位置由气体流量计的所需测量范围确定。
21.该流动调整器将放置在紧凑型超声波气体流量计计中，参见应用程序cz pv 2019-161。
22.工业实用性根据本发明的流动调整器主要应用于气体测量、超声波流量计，特别是家庭、市政和工业建筑等中的天然气分配。

技术特征：

1.一种在流动弯头（1）中，特别是在超声波流量计中的气体流动调整器，其特征在于，至少一个纵向隔板（2）设置在所述流动弯头的内部空间（5）中。2.根据权利要求1所述的气体流动调整器，其特征在于，所述流动弯头（1）设置有入口弯曲部分（6）、中间直部分（7）和出口弯曲部分（8），其中，所述入口弯曲部分（6）和所述出口弯曲部分（8）的所述轴线处于平行方向并且连接到尺寸dn的所述管开口。3.根据权利要求1或2所述的气体流动调整器，其特征在于，至少一个纵向隔板（2）相对于所述流动弯头（1）的所述轴线对称地定位在所述流动弯头（1）中。4.根据权利要求1或2所述的气体流动调整器，其特征在于，至少一个纵向隔板（2）相对于所述流动弯头（1）的所述轴线不对称地定位在所述流动弯头（1）中。5.根据权利要求2至4中任一项所述的气体流动调整器，其特征在于，所述中间直部分（7）的所述轴线处于所述水平方向上。6.根据权利要求2至4中任一项所述的气体流动调整器，其特征在于，所述中间直部分（7）的所述轴线处于所述垂直方向上。7.根据权利要求1至6中任一项所述的气体流动调整器，其特征在于，dn尺寸的管的所述雷诺数高于2,320。

技术总结

本发明涉及一种在流动弯头（1）中，特别是在超声波流量计中的气体流动调整器，其中至少一个纵向隔板（2）设置在流动弯头的内部空间（5）中。流动弯头（1）优选地设置有入口弯曲部分（6）、中间直部分（7）以及出口弯曲部分（8），其中入口弯曲部分（6）和出口弯曲部分（8）的轴线处于平行方向并且连接到尺寸DN的管开口上。于平行方向并且连接到尺寸DN的管开口上。于平行方向并且连接到尺寸DN的管开口上。