防堵型均速管流量傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種防堵型均速管流量傳感器。為實(shí)現(xiàn)所述目的的防堵型均速管流量傳感器,包括檢測(cè)桿,檢測(cè)桿具有高壓腔和低壓腔,高壓腔和低壓腔分別具有測(cè)壓孔,其特點(diǎn)是,在檢測(cè)桿頂端,高壓腔和低壓腔均具有開(kāi)口。
【專利說(shuō)明】防堵型均速管流量傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流量傳感器,尤其涉及均速管流量傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]均速管流量傳感器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、節(jié)能的流量測(cè)量裝置。均速管流量傳感器的測(cè)量部分為檢測(cè)桿(流量探頭)。如圖1和圖2所示,檢測(cè)桿10是一根中空,且被分割為高壓和低壓兩個(gè)腔室的金屬桿。在檢測(cè)桿10的迎流面和背面或側(cè)面分布有成對(duì)的測(cè)壓孔110、112。檢測(cè)桿10—端(頂端)100為封閉,另一端101與儀表頭12連接。通過(guò)儀表頭12將高低壓腔內(nèi)的壓力引出,使用差壓變送器測(cè)量獲得差壓。根據(jù)經(jīng)典伯努利方程可知,該差壓值與管道流量具有確定的代數(shù)關(guān)系,因此可以通過(guò)測(cè)量差壓獲知管道內(nèi)的流量。在圖1中,流體從左側(cè)向右側(cè)流動(dòng),曲線D表示流體的流速分布(其左側(cè)區(qū)域表示速度剖面),直線C表示流體的平均流速,區(qū)域A表示檢測(cè)桿10的高壓區(qū)域,區(qū)域B表示檢測(cè)桿10的低壓區(qū)域。
[0003]均速管流量傳感器的優(yōu)點(diǎn)是,結(jié)構(gòu)上較為簡(jiǎn)單,壓力損失小,安裝拆卸方便,維護(hù)量小。但這些優(yōu)點(diǎn)卻為它帶來(lái)一個(gè)難以避免的缺點(diǎn)。由于必須通過(guò)位于檢測(cè)桿上的測(cè)壓孔來(lái)測(cè)流量,只要測(cè)量介質(zhì)中含有粉塵、固體顆粒、凝析物等,堵塞就難以避免。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種防堵型均速管流量傳感器。
[0005]為實(shí)現(xiàn)所述目的的防堵型均速管流量傳感器,包括檢測(cè)桿,檢測(cè)桿具有高壓腔和低壓腔,高壓腔和低壓腔分別具有測(cè)壓孔,其特點(diǎn)是,在檢測(cè)桿頂端,高壓腔和低壓腔均具有開(kāi)口。
[0006]所述的防堵型均速管流量傳感器的進(jìn)一步的特點(diǎn)是,在檢測(cè)桿的頂端具有斜切面,該斜切面僅切除高壓腔的一部分,高壓腔的所述開(kāi)口包括所述斜切面與所述高壓腔相交而形成的所述高壓腔的端孔。
[0007]所述的防堵型均速管流量傳感器的進(jìn)一步的特點(diǎn)是,在所述檢測(cè)桿的頂端還具有位于高壓腔一側(cè)設(shè)置的、將高壓腔內(nèi)、外側(cè)連通的槽口,高壓腔的所述開(kāi)口還包括該槽口。
[0008]所述的防堵型均速管流量傳感器的進(jìn)一步的特點(diǎn)是,所述槽口和所述端孔連接。
[0009]所述的防堵型均速管流量傳感器的進(jìn)一步的特點(diǎn)是,高壓腔的所述開(kāi)口位于檢測(cè)桿的迎流面上。
[0010]所述的防堵型均速管流量傳感器的進(jìn)一步的特點(diǎn)是,低壓腔的開(kāi)口為檢測(cè)桿端面上低壓腔的端孔。
[0011]所述的防堵型均速管流量傳感器的進(jìn)一步的特點(diǎn)是,低壓腔的開(kāi)口為另一斜切面僅切除低壓腔的一部分而形成的低壓腔的端孔,檢測(cè)桿沿軸向從該另一斜切面至頂端的端面之間的部分被切除,低壓腔的該斜切面和高壓腔的該斜切面在軸向上錯(cuò)開(kāi)。
[0012]所述的防堵型均速管流量傳感器的進(jìn)一步的特點(diǎn)是,從檢測(cè)桿的軸向來(lái)看,低壓腔的所述斜切面位于檢測(cè)桿的中線的一側(cè)。
[0013]所述的防堵型均速管流量傳感器的進(jìn)一步的特點(diǎn)是,檢測(cè)桿在其頂端還具有疏浚槽,該疏浚槽貫穿高壓腔和低壓腔。
[0014]所述的防堵型均速管流量傳感器的進(jìn)一步的特點(diǎn)是,高壓腔的斜切面和/或低壓腔的斜切面與檢測(cè)桿的橫截面夾角在0°至60°之間。
[0015]在以往的技術(shù)中,一貫認(rèn)為檢測(cè)桿的頂端封閉才不至于造成壓力損失和信號(hào)波動(dòng),其實(shí)不然,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在檢測(cè)桿的頂端設(shè)置開(kāi)口,不會(huì)實(shí)質(zhì)上減小高壓腔的壓力損失和產(chǎn)生信號(hào)波動(dòng)導(dǎo)致無(wú)法測(cè)量,并且還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,利用流體的自然流動(dòng)特性,達(dá)到有效清除腔室內(nèi)雜質(zhì),防止堵塞的效果,并且依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定測(cè)量的效果。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是均速管流量傳感器的工作原理圖。
[0017]圖2是本發(fā)明改進(jìn)前的檢測(cè)桿的立體圖。
[0018]圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的檢測(cè)桿的立體圖。
[0019]圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的檢測(cè)桿的立體圖。
[0020]圖5是本發(fā)明實(shí)施例2的檢測(cè)桿的前視圖。
[0021 ] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例3的檢測(cè)桿的立體圖。
[0022]圖7是本發(fā)明實(shí)施例3的檢測(cè)桿的側(cè)視圖。
[0023]圖8是本發(fā)明實(shí)施例3的檢測(cè)桿的后視圖。
[0024]圖9是本發(fā)明實(shí)施例4的檢測(cè)桿的立體圖。
[0025]圖10是本發(fā)明實(shí)施例4的檢測(cè)桿的側(cè)視圖。
[0026]圖11是本發(fā)明實(shí)施例中檢測(cè)桿的各種形式的橫截面的示意圖。
[0027]圖12是本發(fā)明實(shí)施例5的檢測(cè)桿的立體圖。
[0028]圖13是本發(fā)明實(shí)施例5的檢測(cè)桿的后視圖。
[0029]圖14是本發(fā)明實(shí)施例5的檢測(cè)桿的前視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明,在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明,但是本發(fā)明顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來(lái)實(shí)施,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹,因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0031]各實(shí)施例的描述采用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同或近似的元件,并且選擇性地省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說(shuō)明。關(guān)于省略部分的說(shuō)明可參照已述實(shí)施例,其他實(shí)施例不再重復(fù)贅述。
[0032]在本發(fā)明的實(shí)施例中,防堵型均速管流量傳感器除檢測(cè)桿外,其余部分可采用已有技術(shù)。后述“切面”并非是指相關(guān)的面是通過(guò)切削形成,而是在圖2所示的形狀的基礎(chǔ)上去除對(duì)應(yīng)部位而形成。
[0033]如圖3所示,防堵型均速管流量傳感器包括均速管檢測(cè)桿20,均速管檢測(cè)桿20具有高壓腔和低壓腔,對(duì)應(yīng)地,在檢測(cè)桿上分布有高壓取壓孔201和低壓取壓孔202。高壓腔和低壓腔在檢測(cè)桿20的頂端具有開(kāi)口 212、222。[0034]與圖2相比,在實(shí)施例1中,高壓腔的開(kāi)口 212由斜切面211切除檢測(cè)桿20的頂端而形成的高壓腔的端孔,斜切面211與檢測(cè)桿20的橫截面的角度為45°,斜切面211貫穿高壓腔,但不切到低壓腔。由于形成有開(kāi)口 212,斜切面211附近的流體(從高壓腔流出的流體和腔室外的來(lái)流)沿切面整形并加速,結(jié)合圖1,之后從檢測(cè)桿20的頂端與流通流體的管壁14之間的通道和兩側(cè)快速流過(guò)。而不至于反射至低壓腔內(nèi),造成低壓擾動(dòng)。
[0035]與圖2相比,在圖3所示的實(shí)施例1中,低壓腔的通過(guò)平切面200形成開(kāi)口 222。
[0036]利用檢測(cè)桿20的頂端的開(kāi)口 212,檢測(cè)桿20的各腔體的腔壁內(nèi)的雜質(zhì)受自身重力和震動(dòng)的影響,自由掉落至頂端開(kāi)口 212處后,被外部高速流體帶離檢測(cè)桿20。此外,對(duì)于高壓腔,流體從高壓取壓孔201流入,從頂端開(kāi)口 212流出,流體對(duì)高壓腔室還具有沖刷的作用。
[0037]低壓腔內(nèi)管壁內(nèi)的雜質(zhì)受自身重力和震動(dòng)的影響,自由掉落至頂端開(kāi)口 222處后,被外部高速流體帶離檢測(cè)桿,避免了低壓腔被不斷累積的雜質(zhì)堵塞。
[0038]因此,如圖3所示的實(shí)施例1實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)桿的本質(zhì)防堵,提高了測(cè)量的穩(wěn)定性。
[0039]圖4所示的實(shí)施例2中,檢測(cè)桿21是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上增加了一段槽口 213。槽口 213是在高壓腔的外側(cè)增加,槽口 212起始于高壓腔的一個(gè)高壓取壓孔201,并延伸至斜切面211,在該實(shí)施例中,高壓腔的斜切面211同時(shí)具有增加高壓腔內(nèi)總壓,提高檢測(cè)桿所測(cè)差壓的作用,增加一段槽口 212,槽口 212具有同樣的效果。槽口 212寬與取壓孔201直徑相同。
[0040]在前述和后述實(shí)施例中,較佳地,高壓取壓孔位于檢測(cè)桿的迎流面上,低壓取壓孔位于檢測(cè)桿的側(cè)面上,同樣的,高壓腔的開(kāi)口也位于檢測(cè)桿的迎流面上,而低壓腔的開(kāi)口位于檢測(cè)桿的背面上;另外,如圖11所示,檢測(cè)桿的橫截面可以是(a)所示的圓形,或者(b)所示的菱形,或者(C)所示的翼型,或者(d)所示的T形或者(e)所示的子彈頭型;還有,檢測(cè)桿在實(shí)際的安裝位置,其頂端需朝下。
[0041]如圖6至圖8所示的實(shí)施例3中,檢測(cè)桿22是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上,增加斜切面221,低壓腔的開(kāi)口 223是由斜切面221與低壓腔相交形成的低壓腔的端孔。如圖7所示,斜切面221與斜切面211在檢測(cè)桿22的軸向是彼此錯(cuò)開(kāi)的,斜切面221至檢測(cè)桿22的端面部分也被切除,即如圖8所示,由縱向切面224切除。
[0042]如圖9和圖10所示的實(shí)施例4中,檢測(cè)桿23在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上,還增加了槽口213,如前所述,槽口 213具有增加高壓腔內(nèi)總壓提高檢測(cè)桿所測(cè)差壓的作用。
[0043]如圖12、圖13以及圖14所示,檢測(cè)桿24是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上增加了疏淤槽240,疏淤槽240在檢測(cè)桿24的頂端,貫穿高、低壓腔,連接高低壓腔的開(kāi)口,疏淤槽240的深度適當(dāng),較佳地,選為2mm。
[0044]圖2所示的檢測(cè)桿10在以下幾種情況下容易堵塞:
[0045]1.當(dāng)引壓管泄漏,檢測(cè)桿高壓平衡區(qū)遭到破壞,雜質(zhì)中直徑較小的顆粒就有可能進(jìn)入取壓孔;
[0046]2.當(dāng)管道處于停產(chǎn)時(shí),由于分子的布朗運(yùn)動(dòng),顆粒小的雜質(zhì)有可能進(jìn)入取壓孔;
[0047]3.系統(tǒng)頻繁開(kāi)停機(jī),在高壓區(qū)形成的瞬間,顆粒小的雜質(zhì)有可能進(jìn)入取壓孔;
[0048]4.介質(zhì)中含有大量的焦油、藻類生物,或者含有纖維狀的物質(zhì),可能造成探頭的堵塞。[0049]此外,檢測(cè)桿10的設(shè)計(jì)缺陷也容易造成堵塞。如低壓取壓孔112位于檢測(cè)桿背部的設(shè)計(jì),由于該區(qū)域位于流體尾部真空區(qū),在渦街力的作用下,檢測(cè)桿的低壓取壓孔會(huì)很容易被渦流帶來(lái)的雜質(zhì)堵死。
[0050]對(duì)于圖2所示的檢測(cè)桿,在實(shí)際應(yīng)用中,通常定期或不定期的取出檢測(cè)桿進(jìn)行清洗,或安裝在線反吹系統(tǒng)來(lái)解決探頭易堵塞的問(wèn)題。人工拆洗有如下局限性:
[0051]1.需要現(xiàn)場(chǎng)停產(chǎn)后,將檢測(cè)桿取出,清洗檢測(cè)桿外表面及腔室內(nèi)的粘附物和顆粒物雜質(zhì),但大多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法做到停產(chǎn)維護(hù);
[0052]2.由于取壓孔直徑一般只有1.5mm?5_,檢測(cè)桿內(nèi)腔很難被清洗干凈。需縮短清洗周期來(lái)保證測(cè)量的穩(wěn)定性;
[0053]3.容易產(chǎn)生因工人清洗或安裝不當(dāng)而導(dǎo)致測(cè)量失準(zhǔn)的問(wèn)題;
[0054]對(duì)于圖2所示的檢測(cè)桿10,還有一種解決堵塞的手段,即安裝在線反吹系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了不停機(jī)清洗,但也有局限性:
[0055]1.在線反吹系統(tǒng)無(wú)法在測(cè)量可燃?xì)怏w的環(huán)境,或中高壓環(huán)境下應(yīng)用;
[0056]2.取壓孔直徑只有1.5mm?5mm,反吹效果不理想;
[0057]3.在原有測(cè)量系統(tǒng)上外接反吹系統(tǒng),連接件增加,潛在的泄漏點(diǎn)增多,給準(zhǔn)確測(cè)量帶來(lái)不穩(wěn)定因素。
[0058]因此,無(wú)論是哪一種均速管流量探頭的解決堵塞的方案,都無(wú)法從根本上解決探頭易堵塞的問(wèn)題。在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工拆洗均速管流量傳感器或安裝在線反吹系統(tǒng),這不僅耗費(fèi)很多人力物力,且達(dá)不到預(yù)期的效果。
[0059]本發(fā)明的前述實(shí)施例解決了檢測(cè)桿易堵塞的問(wèn)題,并且能長(zhǎng)期穩(wěn)定測(cè)量。
[0060]在前述實(shí)施例中,作為一種改進(jìn),高壓腔斜切面211與檢測(cè)桿橫截面夾角可以為
O。?60°。
[0061]在前述實(shí)施例中,作為一種改進(jìn),低壓腔斜切面221與檢測(cè)桿橫截面夾角為0°?60。。
[0062]在前述實(shí)施例中,作為一種改進(jìn),從檢測(cè)桿的軸向來(lái)看,低壓腔斜切面221位于檢測(cè)桿中線的一側(cè)的區(qū)間內(nèi)。斜切面221以下至檢測(cè)桿頂端部分要切除。
[0063]在前述實(shí)施例中,作為一種改進(jìn),檢測(cè)桿的截面形狀不受限制,但高低壓腔的橫截面越大,防堵性越好。
[0064]本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上,但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明,任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),都可以做出可能的變動(dòng)和修改。因此,凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾,均落入本發(fā)明權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.防堵型均速管流量傳感器,包括檢測(cè)桿,檢測(cè)桿具有高壓腔和低壓腔,高壓腔和低壓腔分別具有測(cè)壓孔,其特征在于,在檢測(cè)桿頂端,高壓腔和低壓腔均具有開(kāi)口。
2.如權(quán)利要求1所述的防堵型均速管流量傳感器,其特征在于,在檢測(cè)桿的頂端具有斜切面,該斜切面僅切除高壓腔的一部分,高壓腔的所述開(kāi)口包括所述斜切面與所述高壓腔相交而形成的所述高壓腔的端孔。
3.如權(quán)利要求2所述的防堵型均速管流量傳感器,其特征在于,在所述檢測(cè)桿的頂端還具有位于高壓腔一側(cè)設(shè)置的、將高壓腔內(nèi)、外側(cè)連通的槽口,高壓腔的所述開(kāi)口還包括該槽口。
4.如權(quán)利要求3所述的防堵型均速管流量傳感器,其特征在于,所述槽口和所述端孔連接。
5.如權(quán)利要求1所述的防堵型均速管流量傳感器,其特征在于,高壓腔的所述開(kāi)口位于檢測(cè)桿的迎流面上。
6.如權(quán)利要求1所述的防堵型均速管流量傳感器,其特征在于,低壓腔的開(kāi)口為檢測(cè)桿端面上低壓腔的端孔。
7.如權(quán)利要求2所述的防堵型均速管流量傳感器,其特征在于,低壓腔的開(kāi)口為另一斜切面僅切除低壓腔的一部分而形成的低壓腔的端孔,檢測(cè)桿沿軸向從該另一斜切面至頂端的端面之間的部分被切除,低壓腔的該斜切面和高壓腔的該斜切面在軸向上錯(cuò)開(kāi)。
8.如權(quán)利要求7所述的防堵型均速管流量傳感器,其特征在于,從檢測(cè)桿的軸向來(lái)看,低壓腔的所述斜切面位于檢測(cè)桿的中線的一側(cè)。
9.如權(quán)利要求1所述的防堵型均速管流量傳感器,其特征在于,檢測(cè)桿在其頂端還具有疏浚槽,該疏浚槽貫穿高壓腔和低壓腔。
10.如權(quán)利要求8所述的防堵型均速管流量傳感器,其特征在于,高壓腔的斜切面和/或低壓腔的斜切面與檢測(cè)桿的橫截面夾角在0°至60°之間。
【文檔編號(hào)】G01F1/34GK103940479SQ201310018490
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月18日
【發(fā)明者】張亮, 李霖 申請(qǐng)人:上海艾一機(jī)電設(shè)備有限公司