專利名稱：用于偏轉管道中流動的介質的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于偏轉管道中流動的介質的裝置。
背景技術：
在許多技術應用場合中，必須通過彎曲的管道無旋渦地引導旋轉 對稱的流型。例如考慮對于流量測量儀表的標定設備。在這種情況中，
90°彎頭是用于改變介質在工作空間中的流動方向的常見且必需的幾何 單元。對于流量測量儀表(下面的討論特別是針對磁感應測量儀表， 但是也適用于基于檢測速度分布的其它流量測量原理，例如超聲及熱 測量原理，或者基于對于速度分布的改變特別敏感的流量測量原理， 例如渦街原理)的可重復且高度精確的標定，重要的是，管道中流動 的介質具有高度穩態的旋轉對稱的無旋渦的流型。于是，為了能夠實 現高度精確的標定，必須確保介質在要被標定的流量測量儀表之前在 確定的入口跨距上具有這個穩定的旋轉對稱的無旋渦的流型。確定的 入口跨距例如是管道直徑的整數倍。在大于一米的較大直徑的情況(在 磁感應流量測量儀表以及超聲流量測量儀表的情況中，這樣的直徑并 不罕見)，入口跨距可以達到許多米。于是，為了安裝用于大額定直 徑流量測量儀表的標定設備，必須有相應大的可用空間。
從最小化在管道中介質偏轉時的壓力損失的觀點出發，已知許多 90。彎頭的形式。例如彎曲的管彎頭、具有導葉的彎頭、管段構成的
彎頭、或者數值優化的彎頭形狀。在最后一個例子的情況中，使用借 助于計算機計算的逆設計方法。
在用于標定流量測量儀表的標定設備的情況中，上述彎頭僅僅可 應用于限定條件，這有許多原因-- 所述的彎頭在流體中產生干擾，這些干擾部分非常穩定并且 從原產地直到經過流量測量儀表的位置都不會衰減，g卩，混合。這里 可能的干擾是流體中產生次級渦流、旋渦、不均勻質量分布(例如， 層流、股流)和出現非靜態效應。已知多種矯直器形式，用于消除流
體中的干擾/效應。于是，矯直器可以通過借助管束、Zanker矯直器或 蜂窩矯直器加強流動線路的平行引導而實現。進一步，混合可以通過 管道中產生壓力損失而得到推動。管道中的壓力損失可以通過多孔板、 柵或VORTAB流體調節器而產生。
- 例如為了使用逆設計方法構造標定設備，必須花費相對較高 的投資。
- 另外，其中安裝了上述已知管彎頭的標定設備需要很大空間。
發明內容
本發明的目的是提供一種裝置，其能夠偏轉管道中流動的具有基 本穩定流型的介質，同時保持其質量流量分布并且以流體中的管束矯 直器的方式消除可能存在的旋渦。優選地，通過在用于流量測量儀表 的標定設備中使用本發明的裝置，流型在確定的入口跨距上是穩定的、 旋轉對稱的、無旋渦的、并且完全的。
這個目的通過本發明的管彎頭實現，其包括以下子部件
- 多條單個管和至少一個具有多個凹穴的第一多孔板和第二多
孔板，其中兩個多孔板中的凹穴的數目對應于單個管的數目。
- 為了支持并引導單個管，在入口的區域中提供第一多孔板， 在出口的區域中提供第二多孔板。
- 單個管在中間區域各自具有預定彎曲角的彎曲，其中這樣測 定各個單個管的彎曲角，使得單個管形成具有基本圓形截面的束。
- 單個管在束中基本彼此平行地延伸。
一 各個單個管的入口區域和出口區域是直的。
根據本發明，管道中的總質量流量被管彎頭的單個管劃分并因而
偏轉到新的方向。通過本發明的技術方案，單個管中的次級流的形成 被非常強烈地減少，因為次級流的形成近似與單個管的相對曲率成反 比。于是，單個管的壓力損失對于單個管的曲率的依賴沒有對于長度 的依賴大。結果，在入口處形成的質量流量分布近似不變地被本發明 的管彎頭偏轉進入另一流動平面。如果管彎頭入口處的流型被穩定且 完全地形成為無旋渦且旋轉對稱，那么流型在管彎頭的出口處也具有 這些特性。通過本發明的技術方案消除了存在的旋渦。
在本發明的裝置的具有優點的進一步發展中，單個管或者兩個多
孔板中的凹穴設置在同心環形層中。例如，具有1200 mm額定直徑的 管彎頭包含63條單個管。單個管都具有相同的內徑d。 一條單個管設 置在管彎頭的中央軸中心，其余單個管位于中央單個管周圍的環形層 中。優選地，單個管和多孔板由金屬或塑料制成。
一個特別具有優點的實施例中，本發明的裝置是標定設備的一部 分，或者流型的形成特別重要。優選地，彎頭位于要被標定的流量測 量儀表之前。
另外，在一個具有優點的實施例中，提供矯直板，其位于出口的 區域之后，矯直板具有多個孔，矯直板的孔的數目大于兩個多孔板之 一中的凹穴的數目。通過在矯直板中分布孔，在各個單個管中產生的 兩個次級旋渦被有益地攪動及破壞。優選地，矯直板與第二多孔板相 距確定距離地位于管彎頭出口的下游。優選地，該確定的距離大約是 管道額定直徑的一半。
現在根據附圖詳細解釋本發明，附圖中 圖1是本發明的管彎頭的優選實施例的側視圖； 圖la是根據圖1的剖面A-A得到的管彎頭的視圖； 圖lb是管彎頭的透視圖；和
圖2是在用于流量測量儀表的標定設備中安裝的本發明的管彎頭。
具體實施例方式
圖1、la和lb顯示了本發明的管彎頭1的優選實施例的不同視圖。 本發明的管彎頭1具有多條單個管3和至少一個在管彎頭1入口處的 第一多孔板4和在管彎頭1出口處的第二多孔板5。兩個多孔板4、 5 都具有多個凹穴2，兩個多孔板4、 5中的凹穴2的數目對應于單個管 3的數目。優選地，單個管3和多孔板4、 5由金屬(例如，不銹鋼) 或者塑料制成。
在管彎頭1的入口處的第一多孔板4和在出口處的第二多孔板5 用于支持并引導單個管3。單個管3在中間區域6各自具有預定彎曲角 a的彎曲；這樣測定各個單個管3的彎曲角ce，使得單個管3形成具有 基本圓形截面的束。在所示的情況中，彎曲角a等于90。。在束中，單 個管3基本彼此平行地延伸。
在所示的情況中，管彎頭l包含63條單個管3，單個管3都具有 同樣的內徑d。單個管3以同心圓設置。 一條單個管3位于中央，其它 單個管3圍繞這個位于中央的單個管3設置成四層。單個管3的特定 的相對曲率依賴于其曲率半徑r和內徑d。如果管道11的曲率半徑R 與管道H或管彎頭1的直徑D之比R/D等于1.5，那么單個管3的相 對曲率r為11 21。各條單個管3的入口區域7和出口區域8是直的 并且長為內徑d的倍數。
正如已經敘述的，本發明的管彎頭1的想法和用途是將完全形成 的旋轉對稱的無旋渦的流型偏轉例如90°，并且同時保持其質量分布。 為此，管道9中的總質量流量劃分到管彎頭1的單個管3中并從而被 偏轉到另一方向。通過本發明的技術方案，單個管3中的次級流的形 成被非常強烈地減少，因為次級流的形成大致與相對曲率r/d成反比。 于是，單個管3的壓力損失對單個管3的曲率r/d的依賴小于對單個管
3的長度的依賴。結果，在入口處形成的流型被近似不變地通過管彎頭 l偏轉入另一流動平面。如果流型SP在管彎頭1的入口處是穩定的、
完全形成的且旋轉對稱的，那么流型SP在管彎頭1的出口處至少近似
具有這些特征。
在圖2中，本發明的管彎頭1安裝在用于流量測量儀表11的標定 設備中。在管彎頭1和要標定的流量測量儀表11之間是矯直板12。矯 直板12具有多個孔13，矯直板12中的孔13的數目大于兩個多孔板4、 5中的凹穴2的數目。通過矯直板12中的孔13的分布，在各個單個管 3中產生的兩個次級旋渦被有益地攪動及破壞。優選地，矯直板12在 管彎頭1的出口處與第二多孔板5相距，例如在其下游相距大約管道9 額定直徑D的一半。
附圖標記
1 管彎頭
2 凹穴
3 單個管
4 第一多孔板
5 第二多孔板
6 中間區域
7 入口區域
8 出口區域
9 管道 10介質
11流量測量儀表 12矯直板 13孔
權利要求
1.用于偏轉管道(9)中流動的介質(10)的裝置，具有多條單個管(3)和至少一個具有多個凹穴(2)的第一多孔板(4)和第二多孔板(5)，其中在入口的區域中提供所述第一多孔板(4)以及在出口的區域中提供所述第二多孔板(5)，以支持并引導所述單個管(3)；其中兩個多孔板(4，5)中的凹穴(2)的數目對應于單個管(3)的數目；其中單個管(3)在中間區域(6)各自具有預定彎曲角(α)的彎曲；其中這樣測定各個單個管(3)的彎曲角(α)，使得單個管(3)形成具有基本圓形截面的束；其中單個管(3)在束中基本彼此平行地延伸；并且其中各個單個管(3)的入口區域(7)和出口區域(8)是直的。
2. 根據權利要求l所述的裝置，其中單個管(3)或者兩個多孔板(4， 5)中的凹穴(2)設置在 同心環形層中。
3. 根據權利要求1或2所述的裝置，其中單個管(3)和多孔板(4， 5)由金屬或塑料制成。
4. 根據權利要求l、 2或3所述的裝置，其中該裝置是標定設備的一部分并且位于要被標定的流量測量儀 表(11)之前。
5. 根據權利要求1或4所述的裝置， 其中提供矯直板(12)，其位于出口區域(8)的下游， 其中矯直板(12)具有多個孔(13)，以及 其中矯直板(12)的孔(13)的數目大于兩個多孔板(4， 5)之一中的凹穴(2)的數目。
全文摘要
本發明涉及一種用于偏轉管道(9)中流動的介質(10)的裝置(1)，其具有多條單個管(3)和至少一個具有多個凹穴(2)的第一多孔板(4)和第二多孔板(5)，其中為了支持并引導單個管(3)，第一多孔板(4)在入口的區域中，第二多孔板(5)在出口的區域中；其中兩個多孔板(4，5)中的凹穴(2)的數目對應于單個管(3)的數目；其中單個管(3)在中間區域各自具有預定彎曲角(α)的彎曲；其中這樣選擇各個單個管(3)的彎曲角(α)，使得單個管(3)形成具有基本圓形截面的束；其中單個管(3)在束中基本彼此平行地延伸；并且其中各個單個管(3)的入口區域(7)和出口區域(8)是直的。
文檔編號F16L43/00GK101371068SQ200780002234
公開日2009年2月18日 申請日期2007年1月8日 優先權日2006年1月10日
發明者普福·阿克塞爾 申請人:恩德斯+豪斯流量技術股份有限公司