本實(shí)用新型涉及整流器技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種整流裝置。

背景技術(shù)：

國內(nèi)外研究成果表明，在流體流量計(jì)量過程中，例如，在天然氣計(jì)量過程中，孔板流量計(jì)、超聲波流量計(jì)和渦輪流量計(jì)等都要求氣體有較好的流態(tài)才能準(zhǔn)確計(jì)量，但在具體應(yīng)用中，特別是在工業(yè)環(huán)境下，在管道上游各種阻流件(彎頭、閥門、異徑管、歧管等)的擾動(dòng)下，下游管道內(nèi)的流場分布會(huì)發(fā)生難以預(yù)測的畸變和渦旋，此時(shí)任何一管道截面的流速都不一樣和隨時(shí)改變。這就需要很長的一段直管段才能恢復(fù)到均勻穩(wěn)定的充分發(fā)展管流。較長的直管段要求無疑會(huì)浪費(fèi)管道資源,并嚴(yán)重占用安裝空間。目前國內(nèi)外普遍采用整流器(或稱流動(dòng)調(diào)整器)來消除這種干擾，以縮短直管段長度和提高計(jì)量準(zhǔn)確度。但是，目前大多數(shù)整流器只經(jīng)過一次整流，對流場的整流確實(shí)起到了一定的作用，但是其整流效果較差，重復(fù)性低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠進(jìn)行多級整流的整流裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種整流裝置，設(shè)置在管體中，包括：沿流體流經(jīng)管體的方向依次設(shè)置多個(gè)整流板，其中，每個(gè)整流板上設(shè)置有板孔，并且多個(gè)整流板之間的板孔的孔徑彼此不同。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，沿流體流經(jīng)管體的方向，位于上游的整流板的板孔的孔徑大于位于下游的整流板的板孔的孔徑。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，沿流體流經(jīng)管體的方向，位于上游的整流板的板孔的數(shù)量小于位于下游的整流板的板孔的數(shù)量。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，沿流體流經(jīng)管體的方向，位于最上游的整流板與管體的入口之間的距離大于等于0.5D；位于最下游的整流板與設(shè)置在管體上的傳感器之間的距離在1D至2D的范圍內(nèi)，其中，D為管體的直徑。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，相鄰整流板之間的間距L的范圍為：1.1D≥L≥0.5D，其中，D為管體的直徑。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，多個(gè)整流板包括沿流體流經(jīng)管體的方向依次設(shè)置的第一級整流板、第二級整流板以及第三級整流板。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，第一級整流板上的全部板孔的孔面積之和與管體的內(nèi)徑面積之比在2:5至4:5的范圍內(nèi)；板孔的直徑在0.15D至0.2D的范圍內(nèi)；第一級整流板的厚度與管體的內(nèi)徑的比在0.1D至0.6D的范圍內(nèi)，其中，D為管體的直徑。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，第二級整流板上的全部板孔的孔面積之和與管體的內(nèi)徑面積之比在2:5至4:5的范圍內(nèi)；板孔的直徑在0.1D至0.15D的范圍內(nèi)；第二級整流板的厚度與管體的內(nèi)徑的比在0.1D至0.15D的范圍內(nèi)，其中，D為管體的直徑。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，第三級整流板上的全部板孔的孔面積之和與管體的內(nèi)徑面積之比在2:5至4:5的范圍內(nèi)；板孔的直徑在0.05D至0.1D的范圍內(nèi)；第三級整流板的厚度與管體的內(nèi)徑的比在0.1D至0.15D的范圍內(nèi)，其中，D為管體的直徑。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，相鄰的整流板之間通過襯管彼此連通。

本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果在于：

本實(shí)用新型涉及的整流裝置，通過沿流體流經(jīng)管體的方向依次設(shè)置多個(gè)整流板，可以對通過整流裝置的流體進(jìn)行多級整流，當(dāng)流體穿過整流板時(shí)，將產(chǎn)生局部收縮、流束集中，流速增加，靜壓力降低，流體將被平衡整流，渦流被最小化，形成近似理想的均勻流動(dòng)流態(tài)和流型；并且，多個(gè)整流板的板孔孔徑彼此不同，可以將殘余的較小旋流和偏流調(diào)整為均勻穩(wěn)定的流體。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例整流裝置的安裝示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1所示，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例提供了一種整流裝置。該整流裝置設(shè)置在管體12中，并且該整流裝置包括沿流體流經(jīng)管體12的方向依次設(shè)置多個(gè)整流板14，其中，每個(gè)整流板14上設(shè)置有板孔16，并且多個(gè)整流板14之間的板孔16的孔徑彼此不同。

上述實(shí)施例涉及的整流裝置，通過沿流體流經(jīng)管體12的方向依次設(shè)置多個(gè)整流板14，可以對通過整流裝置的流體進(jìn)行多級整流，當(dāng)流體穿過整流板14時(shí)，將產(chǎn)生局部收縮、流束集中，流速增加，靜壓力降低，流體將被平衡整流，渦流被最小化，形成近似理想的均勻流動(dòng)流態(tài)和流型；并且，多個(gè)整流板14的板孔16的孔徑彼此不同，可以將殘余的較小旋流和偏流調(diào)整為均勻穩(wěn)定的流體。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，沿流體流經(jīng)管體12的方向，位于上游的整流板14的板孔16的孔徑大于位于下游的整流板14的板孔16的孔徑。這樣，通過逐漸縮小板孔16的孔徑，可以再次將殘余的較小旋流和偏流調(diào)整為均勻穩(wěn)定的流體。

進(jìn)一步地，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，沿流體流經(jīng)管體12的方向，位于上游的整流板14的板孔16的數(shù)量小于位于下游的整流板14的板孔16的數(shù)量。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，沿流體流經(jīng)管體12的方向，位于最上游的整流板14與管體12的入口之間的距離大于等于0.5D；位于最下游的整流板14與設(shè)置在管體12上的傳感器18之間的距離在1D至2D的范圍內(nèi)，其中，D為管體12的直徑。

流體經(jīng)過整流裝置之后，經(jīng)過傳感器18進(jìn)行測量，傳感器18距離最下游的整流板14有一定距離，優(yōu)選1D至2D。由于從最下游的整流板14出來的流體是射流狀態(tài)，必須經(jīng)過一段直管自由沉降混合，形成一個(gè)混合均勻穩(wěn)定的流場分布狀態(tài)，才能使傳感器18能夠感知流體的真實(shí)流速。通過大量模擬仿真結(jié)果表明，由于最后一級孔板的孔徑較小，在距離整流內(nèi)孔板的距離不小于1D時(shí)，氣體流態(tài)可以處于穩(wěn)定的均勻混合狀態(tài)；當(dāng)距離＞2D時(shí)，又會(huì)增加被測流體管體或流量計(jì)的長度，浪費(fèi)管體資源和測量裝置體積。因此，在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，位于最下游的整流板14與設(shè)置在管體12上的傳感器18之間的距離為1.5D。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，相鄰整流板14之間的間距L的范圍為：1.1D≥L≥0.5D，其中，D為管體12的直徑。這樣，氣體流經(jīng)前一整流板14后，在管體12中相當(dāng)于進(jìn)行流體的緩沖發(fā)展過程，相鄰射流相互混合使得流場分布更加均勻。優(yōu)選地，在一個(gè)實(shí)施例中，相鄰整流板14之間的間距L為0.8D。當(dāng)然，相鄰整流板14之間的間距L可以根據(jù)具體使用情況而變化，本實(shí)用新型不局限于此。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，多個(gè)整流板14包括沿流體流經(jīng)管體12的方向依次設(shè)置的第一級整流板20、第二級整流板22以及第三級整流板24。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，第一級整流板20上的全部板孔的孔面積之和與管體12的內(nèi)徑面積之比在2:5至4:5的范圍內(nèi)；板孔的直徑在0.15D至0.2D的范圍內(nèi)；第一級整流板20的厚度與管體12的內(nèi)徑的比在0.1D至0.6D的范圍內(nèi)，其中，D為管體12的直徑。

這樣，可以將非均勻流動(dòng)的流體充分的擠壓到板孔16中，使流體能夠充分的混合，得到均勻流體。如果第一級整流板20的厚度太小，板孔16的孔徑較大時(shí)會(huì)導(dǎo)致引射效果不佳，起不到消除旋流的效果；如果第一級整流板20的厚度太大，又會(huì)使得壓力損失增大。因此，優(yōu)選地，第一級整流板20的厚度為0.5D。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，第二級整流板22上的全部板孔的孔面積之和與管體12的內(nèi)徑面積之比在2:5至4:5的范圍內(nèi)；板孔的直徑在0.1D至0.15D的范圍內(nèi)；第二級整流板22的厚度與管體12的內(nèi)徑的比在0.1D至0.15D的范圍內(nèi)，其中，D為管體12的直徑。這樣，二極整流板22可以將通過一級整流板20的流體中殘余的較小旋流和偏流調(diào)整為均勻穩(wěn)定的流體。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，第三級整流板24上的全部板孔的孔面積之和與管體12的內(nèi)徑面積之比在2:5至4:5的范圍內(nèi)；板孔的直徑在0.05D至0.1D的范圍內(nèi)；第三級整流板24的厚度與管體12的內(nèi)徑的比在0.1D至0.15D的范圍內(nèi)，其中，D為管體12的直徑。這樣，三極整流板24可以將通過二級整流板22的流體中殘余的較小旋流和偏流調(diào)整為均勻穩(wěn)定的流體。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，相鄰的整流板14之間通過襯管26彼此連通。襯管26能夠?qū)⒍鄠€(gè)整流板14進(jìn)行隔離，形成多級整流空間結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例提供一種整流裝置，由兩級或兩級以上整流板14組成。其中，管體12中的流體進(jìn)入整流裝置后，依次通過一級整流板20、第二級整流板22、三級(或三級以上)整流板24。當(dāng)流體穿過整流板14時(shí)，將產(chǎn)生局部收縮、流束集中，流速增加，靜壓力降低，流體將被平衡整流，渦流被最小化，可形成近似理想的均勻流動(dòng)流態(tài)和流型。

通過整流板14的流體經(jīng)過擠壓、射流及混合以后，流動(dòng)在流通截面的速度分布會(huì)趨于均勻。

在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例中，整流裝置還包括，在整流板14之間還可以設(shè)置襯管26。襯管26能夠?qū)⒍鄠€(gè)整流板14進(jìn)行隔離，形成多級整流空間結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，在一個(gè)實(shí)施例涉及的整流裝置中，多層整流板14的板孔的孔徑與管體12的直徑D的比值自上游至下游依次降低，通過逐漸縮小孔徑，再次將殘余的較小旋流和偏流調(diào)整為均勻穩(wěn)定的流體。也就是說，自上游至下游，整流板14的板孔孔徑依次減小。

整流板14的板孔結(jié)構(gòu)可以是三角形、正方形、多邊形、圓孔形、蜂窩形等結(jié)構(gòu)，多級整流板14的板孔結(jié)構(gòu)可以相同，也可以不相同。每一級整流板的板孔的各個(gè)孔徑可以相同，也可以不同。

整流板14的板孔可以對齊設(shè)置，也可以不對齊設(shè)置。

進(jìn)一步地，該整流裝置可以位于傳感器18的上游，也可以與傳感器組成一臺整體設(shè)備。

一級整流板20的板孔可以是均勻分布的孔，也可以是呈中心對稱的大小不一致的孔。板孔16優(yōu)選為均勻分布，均勻分布的板孔16的優(yōu)勢是：流體進(jìn)入整流裝置時(shí)，流體的速度分布是均勻的，不對稱可能會(huì)加劇速度分布的不均勻性，所以優(yōu)選均勻分布。

一級整流板20的全部板孔16的板孔面積之和與測量管體12內(nèi)徑面積比約為2:5至4：5，優(yōu)選為3:5。數(shù)值范圍的理由主要是權(quán)衡整流效果和壓力損失。一方面，面積比太小時(shí)，壓力損失較大。另一方面，孔面積比太大時(shí)，又會(huì)因?yàn)閷α黧w阻擋作用的減少，影響整流效果。

一級整流板20的厚度為0.1至0.6D，優(yōu)選0.5D，具體選擇這個(gè)數(shù)值范圍的理由是：將非均勻流動(dòng)的流體充分的擠壓到孔中，使流體能夠充分的混合，得到均勻流體。一級整流板20厚度太薄，板孔16的孔徑較大時(shí)引射效果不佳，起不到消除旋流的效果；厚度太厚，又會(huì)使得壓力損失增大，綜合考慮，一級整流板20的厚度比例適合的范圍為0.1至0.6D，效果最好的是0.5D。

二級整流板22的主要作用：因?yàn)橐患壵靼?0已將較大的旋流和偏流做基本處理，二級整流板22通過縮小板孔16的孔徑，再次將殘余的較小旋流和偏流調(diào)整為均勻穩(wěn)定的流體。

二級整流板22的全部板孔的板孔面積之和與測量管體內(nèi)徑面積比2:5至4:5，優(yōu)選3:5，理由是：一方面是因?yàn)椋娣e比小于2:5時(shí)，壓力損失較大；面積比太大時(shí)，又起不到整流的效果；另外，面積比在2:5至4：5范圍時(shí)，對流體的整流效果相差不大，權(quán)衡整流效果和壓損等因素，優(yōu)選3:5。

二級整流板22優(yōu)選均勻分布的蜂窩形結(jié)構(gòu)。是因?yàn)榉涓C形結(jié)構(gòu)相比較其他形狀的孔結(jié)構(gòu)，能夠具有較大的孔面積。

二級整流板22的厚度不做限制。為保證二級整流板22結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，優(yōu)選地，二級整流孔板的厚度范圍為0.1至0.15D，優(yōu)選0.12D。

三級整流板24的板孔結(jié)構(gòu)的直徑約為0.05至0.1D，優(yōu)選0.06D。通過縮小孔徑，再次將殘余的較小旋流和偏流調(diào)整為均勻穩(wěn)定的流體。

三級整流板24的全部板孔的板孔面積之和與測量管體12的內(nèi)徑面積比約為2:5至4：5，優(yōu)選3:5。

三級整流板24的厚度不做限制。為保證三級整流板24結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，優(yōu)選地，三級整流板24的厚度與測量管體內(nèi)徑的比例為0.1至0.15D，優(yōu)選0.12D。

多個(gè)整流板14的板孔的個(gè)數(shù)不做要求，優(yōu)選下游整流板的板孔個(gè)數(shù)不少于上游整流板的板孔個(gè)數(shù)。因?yàn)橄掠握靼宓陌蹇讉€(gè)數(shù)較多，則整流孔較多，更有利于將殘余的較小旋流和偏流調(diào)整為均勻穩(wěn)定的流體，另一方面，整流孔個(gè)數(shù)多，有利于降低壓損。

氣流經(jīng)過整流裝置之后，經(jīng)過傳感器18進(jìn)行測量，傳感器18距離最下游的整流板14有一定距離，優(yōu)選1D至2D，最優(yōu)選1.5D。理由是：最下游的整流板14出來的流體是射流狀態(tài)，必須經(jīng)過一段直管自由沉降混合，形成一個(gè)混合均勻穩(wěn)定的流場分布狀態(tài)，才能使傳感器18能夠感知流體的真實(shí)流速。通過大量模擬仿真結(jié)果表明，由于最下游的整流板14的板孔孔徑較小，在距離最下游的整流板14的距離不小于1D時(shí)，流體流態(tài)可以處于穩(wěn)定的均勻混合狀態(tài)；當(dāng)距離＞2D時(shí)，又會(huì)增加被測流體管體或流量計(jì)的長度，浪費(fèi)管體資源和測量裝置體積。

整流板14之間的間距范圍為1.1D≥L≥0.5D，優(yōu)選0.8D，其中D為管體內(nèi)徑，L為相鄰兩個(gè)整流板14的間距。這是因?yàn)椋黧w流經(jīng)前一整流板14后，在襯管26內(nèi)相當(dāng)于流體緩沖發(fā)展過程，相鄰射流相互混合使得流場分布更加均勻。從理論上說，L越大，效果越明顯，但是在實(shí)際應(yīng)用中由于管體總長度限制，優(yōu)選取0.8D。

上述實(shí)施例通過對流體進(jìn)行多級整流，使得流體經(jīng)過整流裝置后形成均勻穩(wěn)定的流場，從而使得流量傳感器檢測更加準(zhǔn)確。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。