一种具有涡街加强能力的仿生型电磁式涡街流量计

摘要

本发明的目的在于提供一种具有涡街加强能力的仿生型电磁式涡街流量计，包括主流道、漩涡发生体、电极、上磁铁、下磁铁，漩涡发生体设置在主流道里，主流道的上方固定中空的圆柱腔，圆柱腔的上方安装信号处理转换器，圆柱腔里依次设置有电极和上磁铁，电极通过导线连接信号处理转换器，上磁铁下端部穿过主流道壁进入主流道里，主流道的下方固定有下磁铁，漩涡发生体设置在主流道进口与上磁铁伸入主流道中的部分之间。本发明能够极大地减小对水流的阻力，经过射流孔的而流出的流体在右端面与带凹槽侧面流过来的流体呈平行状态，可以显著地加强流体流速。侧面的凹槽也更有利于涡街的脱落，因此该漩涡发生体可以加强漩涡的强度。

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种流量计。

背景技术

目前大部分涡街流量计都使用压电式传感器，易受外部振动干扰，影响测 量精度，电磁式涡街流量计利用电磁感应原理，可以克服涡街流量计抗干扰能 力弱的缺点。在石油注水领域中，通常要求流量计要有较小的体积，较宽的测 量范围，并且要较高的抗压能力，而目前的市面上的电磁式涡街流量计体积都 较大，密封困难，需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供解决现有涡街发生体易产生马蹄型漩涡和漩涡频 率、强度低等问题的一种具有涡街加强能力的仿生型电磁式涡街流量计。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种具有涡街加强能力的仿生型电磁式涡街流量计，其特征是：包 括主流道、漩涡发生体、电极、上磁铁、下磁铁，漩涡发生体设置在主流道里， 主流道的上方固定中空的圆柱腔，圆柱腔的上方安装信号处理转换器，圆柱腔 里依次设置有电极和上磁铁，电极通过导线连接信号处理转换器，上磁铁下端 部穿过主流道壁进入主流道里，主流道的下方固定有下磁铁，漩涡发生体设置 在主流道进口与上磁铁伸入主流道中的部分之间。

本发明还可以包括：

1、所述的漩涡发生体为在四方体涡街发生体的基础上，在其前端部开有鱼 尾槽、在其两侧各开有一个凹面、在其后端部圆弧形凹槽，所述的凹面的横截 面为1.5个正弦波浪形状，漩涡发生体里设置射流孔，射流孔的两端分别位于 鱼尾槽和圆弧形凹槽上，且射流孔与正旋波浪形状波谷的切线方向平行。

2、漩涡发生体的鱼尾槽部分面向主流道内来流方向。

本发明的优势在于：本发明的仿生涡街发生体迎流面开有鱼尾槽，槽内有 射流孔，能够极大地减小对水流的阻力，同时经过射流孔的而流出的流体在右 端面与带凹槽侧面流过来的流体呈平行状态，可以显著地加强流体流速。与此 同时，侧面的凹槽也更有利于涡街的脱落，因此该漩涡发生体可以加强漩涡的 强度，具有较高的斯特劳哈尔数。Sr值越高，则表示当测量管内流速和发生体 的宽度固定时，旋涡脱落的频率越高，即单位时间内从发生体上脱落的旋涡越 多，对于不同形状的发生体，当管道直径以及发生体的迎流面宽度固定时，较 高的Sr值意味着流量相同时该旋涡发生体能分离出更多的旋涡，该发生体可 有效的降低涡街流量计能够测量的流量下限。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明漩涡发生体的剖视图；

图3为本发明漩涡发生体的透视图；

图4为主流道内流体流动示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～4，图1中流体由箭头方向流入带渐变的异形截面主流道10，进 入旋涡发生体7左侧，如图2所示，流体一部分进入鱼尾槽内，经由槽内的射 流孔进入到该发生体的右端，可以减小发生体对流体的阻力，另一部分经由发 生体波浪线外形来到发生体右端，与经射流孔出来的流体相互平行，起到增强 流体流速的作用，并在该发生体的右端的凹面产生交替分离的卡门涡街，同时 该发生体的左右凹槽也有助于漩涡的脱落。涡街列流经由上磁铁6和下磁铁8 产生的磁场时，产生电动势并被电极5拾取并经由导线2进入信号处理转换器 1。下磁铁8由压盖9通过螺纹与主流10固定。电极5上下分别装有绝缘套12、 11，并穿过上磁铁6的孔进入主流道10，电极上部由锁紧螺母4固定，盖帽3 外圈开有螺纹通过螺纹与螺母4固定，盖帽3内部装有绝缘套13，通过盖帽3 和绝缘套13把导线2和电极5连接在一起。

本发明的仿生涡街发生体在四方体涡街发生体的基础上，在迎流面开一个 鱼尾槽，槽内有四个直径为φ5～φ10mm的射流孔，该射流孔方向与发生体侧 面流出端的波浪线的切线方向相互平行，对称的的分布槽口的左右槽面上。同 时又仿鱼的尾部形状在该发生体两侧各开了一个凹面，成1.5个波浪线形状。 在该发生体的后面开了一个R60～R100mm圆弧形凹槽。射流孔能够极大地减小 对水流的阻力，同时经过射流孔的而流出的流体在右端面与带凹槽侧面流过来 的流体呈平行状态，可以显著地加强流体流速。与此同时，侧面的凹槽也更有 利于涡街的脱落。因此该仿鱼尾型涡街发生体较于同等宽度圆柱形管具有更大 斯特劳哈尔数，在同等宽度和流速的情况下可以产生更高涡街频率，可以提高 可检测的流量下限。

本发明的仿生涡街发生体迎流面开有鱼尾槽，槽内有射流孔，能够极大地 减小对水流的阻力，同时经过射流孔的而流出的流体在右端面与带凹槽侧面流 过来的流体呈平行状态，可以显著地加强流体流速。与此同时，侧面的凹槽也 更有利于涡街的脱落，因此该漩涡发生体可以加强漩涡的强度，具有较高的斯 特劳哈尔数。Sr值越高，则表示当测量管内流速和发生体的宽度固定时，旋涡 脱落的频率越高，即单位时间内从发生体上脱落的旋涡越多，对于不同形状的 发生体，当管道直径以及发生体的迎流面宽度固定时，较高的Sr值意味着流 量相同时该旋涡发生体能分离出更多的旋涡，该发生体可有效的降低涡街流量 计能够测量的流量下限。