基于SolidWorks的差压式流量计主体结构设计

0 引言

    在差压式流量计中，因标准孔板节流装置结构简单、制造成本低廉、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用，可测量各种气体、液体和蒸汽。O形密封圈是一种典型的具有自密封作用的压缩型密封件，主要用作压缩密封。压力传感器通过O形密封圈可很好地与流量计底座进行密封，满足各种复杂工况下的流量测试。

1 研究目标

    某差压式流量计主体结构由孔板、底座、导压管、压力传感器、0形密封圈、紧固件等组成，见图1。主体结构的研究内容为孔板的结构设计和压力传感器的密封。

    图1 差压式流量计主体结构

2 差压式流量计工作原理

    差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据，根据节流原理，当流体流经节流件（如标准孔板）时，在其前后产生压差，此压差值与该流量的平方成正比。

3 孔板

    (1)孔板主体结构材料选用

    孔板、底座均为SS2353型不锈钢材质。

    (2)孔板流量计算公式

    工况下孔板的体积流量

    式中c——流出系数，无量纲；

        ε——可膨胀系数：

        △p——孔板前后的压差值；

        ρ₁——工况下流体的密度。

    孔径比

    式中d——工况下孔板内径；

        D——工况下上游管道内径。

    0.20≤β≤0.75。雷诺数范围：当0.20≤β《0.45，5000≤ReD；当0.45≤β≤0.75，10000≤ReD。

    (3)孔板的结构设计

    根据差压式流量计的工作原理和主体结构特征，可在里绘制出满足要求的孔板造型，孔板的造型见图2。

    图2 孔板造型

    在里绘制出孔板的造型后，可以进入到环境中，通过命名视图和对生成的孔板主视图进行剖视，可得到孔板各个方向以及剖面的工程图，孔板的工程图见图3。

    图3 孔板工程图

    孔板设计符合GB/T2624。此结构只需外接智能多参数变送器便可测量管道流量。