CN103940479A - 防堵型均速管流量传感器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种防堵型均速管流量传感器。为实现所述目的的防堵型均速管流量传感器，包括检测杆，检测杆具有高压腔和低压腔，高压腔和低压腔分别具有测压孔，其特点是，在检测杆顶端，高压腔和低压腔均具有开口。

Description

防堵型均速管流量传感器

技术领域

本发明涉及流量传感器，尤其涉及均速管流量传感器。

背景技术

均速管流量传感器是一种结构简单、价格低廉、节能的流量测量装置。均速管流量传感器的测量部分为检测杆（流量探头）。如图1和图2所示，检测杆10是一根中空，且被分割为高压和低压两个腔室的金属杆。在检测杆10的迎流面和背面或侧面分布有成对的测压孔110、112。检测杆10一端（顶端）100为封闭，另一端101与仪表头12连接。通过仪表头12将高低压腔内的压力引出，使用差压变送器测量获得差压。根据经典伯努利方程可知，该差压值与管道流量具有确定的代数关系，因此可以通过测量差压获知管道内的流量。在图1中，流体从左侧向右侧流动，曲线D表示流体的流速分布(其左侧区域表示速度剖面)，直线C表示流体的平均流速，区域A表示检测杆10的高压区域，区域B表示检测杆10的低压区域。

均速管流量传感器的优点是，结构上较为简单，压力损失小，安装拆卸方便，维护量小。但这些优点却为它带来一个难以避免的缺点。由于必须通过位于检测杆上的测压孔来测流量，只要测量介质中含有粉尘、固体颗粒、凝析物等，堵塞就难以避免。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防堵型均速管流量传感器。

为实现所述目的的防堵型均速管流量传感器，包括检测杆，检测杆具有高压腔和低压腔，高压腔和低压腔分别具有测压孔，其特点是，在检测杆顶端，高压腔和低压腔均具有开口。

所述的防堵型均速管流量传感器的进一步的特点是，在检测杆的顶端具有斜切面，该斜切面仅切除高压腔的一部分，高压腔的所述开口包括所述斜切面与所述高压腔相交而形成的所述高压腔的端孔。

所述的防堵型均速管流量传感器的进一步的特点是，在所述检测杆的顶端还具有位于高压腔一侧设置的、将高压腔内、外侧连通的槽口，高压腔的所述开口还包括该槽口。

所述的防堵型均速管流量传感器的进一步的特点是，所述槽口和所述端孔连接。

所述的防堵型均速管流量传感器的进一步的特点是，高压腔的所述开口位于检测杆的迎流面上。

所述的防堵型均速管流量传感器的进一步的特点是，低压腔的开口为检测杆端面上低压腔的端孔。

所述的防堵型均速管流量传感器的进一步的特点是，低压腔的开口为另一斜切面仅切除低压腔的一部分而形成的低压腔的端孔，检测杆沿轴向从该另一斜切面至顶端的端面之间的部分被切除，低压腔的该斜切面和高压腔的该斜切面在轴向上错开。

所述的防堵型均速管流量传感器的进一步的特点是，从检测杆的轴向来看，低压腔的所述斜切面位于检测杆的中线的一侧。

所述的防堵型均速管流量传感器的进一步的特点是，检测杆在其顶端还具有疏浚槽，该疏浚槽贯穿高压腔和低压腔。

所述的防堵型均速管流量传感器的进一步的特点是，高压腔的斜切面和/或低压腔的斜切面与检测杆的横截面夹角在0°至60°之间。

在以往的技术中，一贯认为检测杆的顶端封闭才不至于造成压力损失和信号波动，其实不然，本发明人发现在检测杆的顶端设置开口，不会实质上减小高压腔的压力损失和产生信号波动导致无法测量，并且还具有结构简单，利用流体的自然流动特性，达到有效清除腔室内杂质，防止堵塞的效果，并且依据本发明的实施例能实现长期稳定测量的效果。

附图说明

图1是均速管流量传感器的工作原理图。

图2是本发明改进前的检测杆的立体图。

图3是本发明实施例1的检测杆的立体图。

图4是本发明实施例2的检测杆的立体图。

图5是本发明实施例2的检测杆的前视图。

图6是本发明实施例3的检测杆的立体图。

图7是本发明实施例3的检测杆的侧视图。

图8是本发明实施例3的检测杆的后视图。

图9是本发明实施例4的检测杆的立体图。

图10是本发明实施例4的检测杆的侧视图。

图11是本发明实施例中检测杆的各种形式的横截面的示意图。

图12是本发明实施例5的检测杆的立体图。

图13是本发明实施例5的检测杆的后视图。

图14是本发明实施例5的检测杆的前视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

各实施例的描述采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照已述实施例，其他实施例不再重复赘述。

在本发明的实施例中，防堵型均速管流量传感器除检测杆外，其余部分可采用已有技术。后述“切面”并非是指相关的面是通过切削形成，而是在图2所示的形状的基础上去除对应部位而形成。

如图3所示，防堵型均速管流量传感器包括均速管检测杆20，均速管检测杆20具有高压腔和低压腔，对应地，在检测杆上分布有高压取压孔201和低压取压孔202。高压腔和低压腔在检测杆20的顶端具有开口212、222。

与图2相比，在实施例1中，高压腔的开口212由斜切面211切除检测杆20的顶端而形成的高压腔的端孔，斜切面211与检测杆20的横截面的角度为45°，斜切面211贯穿高压腔，但不切到低压腔。由于形成有开口212，斜切面211附近的流体（从高压腔流出的流体和腔室外的来流）沿切面整形并加速，结合图1，之后从检测杆20的顶端与流通流体的管壁14之间的通道和两侧快速流过。而不至于反射至低压腔内，造成低压扰动。

与图2相比，在图3所示的实施例1中，低压腔的通过平切面200形成开口222。

利用检测杆20的顶端的开口212，检测杆20的各腔体的腔壁内的杂质受自身重力和震动的影响，自由掉落至顶端开口212处后，被外部高速流体带离检测杆20。此外，对于高压腔，流体从高压取压孔201流入，从顶端开口212流出，流体对高压腔室还具有冲刷的作用。

低压腔内管壁内的杂质受自身重力和震动的影响，自由掉落至顶端开口222处后，被外部高速流体带离检测杆，避免了低压腔被不断累积的杂质堵塞。

因此，如图3所示的实施例1实现了检测杆的本质防堵，提高了测量的稳定性。

图4所示的实施例2中，检测杆21是在实施例1的基础上增加了一段槽口213。槽口213是在高压腔的外侧增加，槽口212起始于高压腔的一个高压取压孔201，并延伸至斜切面211，在该实施例中，高压腔的斜切面211同时具有增加高压腔内总压，提高检测杆所测差压的作用，增加一段槽口212，槽口212具有同样的效果。槽口212宽与取压孔201直径相同。

在前述和后述实施例中，较佳地，高压取压孔位于检测杆的迎流面上，低压取压孔位于检测杆的侧面上，同样的，高压腔的开口也位于检测杆的迎流面上，而低压腔的开口位于检测杆的背面上；另外，如图11所示，检测杆的横截面可以是（a）所示的圆形，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）所示的子弹头型；还有，检测杆在实际的安装位置，其顶端需朝下。

如图6至图8所示的实施例3中，检测杆22是在实施例1的基础上，增加斜切面221，低压腔的开口223是由斜切面221与低压腔相交形成的低压腔的端孔。如图7所示，斜切面221与斜切面211在检测杆22的轴向是彼此错开的，斜切面221至检测杆22的端面部分也被切除，即如图8所示，由纵向切面224切除。

如图9和图10所示的实施例4中，检测杆23在实施例3的基础上，还增加了槽口213，如前所述，槽口213具有增加高压腔内总压提高检测杆所测差压的作用。

如图12、图13以及图14所示，检测杆24是在实施例1的基础上增加了疏淤槽240，疏淤槽240在检测杆24的顶端，贯穿高、低压腔，连接高低压腔的开口，疏淤槽240的深度适当，较佳地，选为2mm。

图2所示的检测杆10在以下几种情况下容易堵塞：

1.当引压管泄漏，检测杆高压平衡区遭到破坏，杂质中直径较小的颗粒就有可能进入取压孔；

2.当管道处于停产时，由于分子的布朗运动，颗粒小的杂质有可能进入取压孔；

3.系统频繁开停机，在高压区形成的瞬间，颗粒小的杂质有可能进入取压孔；

4.介质中含有大量的焦油、藻类生物，或者含有纤维状的物质，可能造成探头的堵塞。

此外，检测杆10的设计缺陷也容易造成堵塞。如低压取压孔112位于检测杆背部的设计，由于该区域位于流体尾部真空区，在涡街力的作用下，检测杆的低压取压孔会很容易被涡流带来的杂质堵死。

对于图2所示的检测杆，在实际应用中，通常定期或不定期的取出检测杆进行清洗，或安装在线反吹系统来解决探头易堵塞的问题。人工拆洗有如下局限性：

1.需要现场停产后，将检测杆取出，清洗检测杆外表面及腔室内的粘附物和颗粒物杂质，但大多数工业现场无法做到停产维护；

2.由于取压孔直径一般只有1.5mm～5mm，检测杆内腔很难被清洗干净。需缩短清洗周期来保证测量的稳定性；

3.容易产生因工人清洗或安装不当而导致测量失准的问题；

对于图2所示的检测杆10，还有一种解决堵塞的手段，即安装在线反吹系统实现了不停机清洗，但也有局限性：

1.在线反吹系统无法在测量可燃气体的环境，或中高压环境下应用；

2.取压孔直径只有1.5mm～5mm，反吹效果不理想；

3.在原有测量系统上外接反吹系统，连接件增加，潜在的泄漏点增多，给准确测量带来不稳定因素。

因此，无论是哪一种均速管流量探头的解决堵塞的方案，都无法从根本上解决探头易堵塞的问题。在现场进行人工拆洗均速管流量传感器或安装在线反吹系统，这不仅耗费很多人力物力，且达不到预期的效果。

本发明的前述实施例解决了检测杆易堵塞的问题，并且能长期稳定测量。

在前述实施例中，作为一种改进，高压腔斜切面211与检测杆横截面夹角可以为0°～60°。

在前述实施例中，作为一种改进，低压腔斜切面221与检测杆横截面夹角为0°～60°。

在前述实施例中，作为一种改进，从检测杆的轴向来看，低压腔斜切面221位于检测杆中线的一侧的区间内。斜切面221以下至检测杆顶端部分要切除。

在前述实施例中，作为一种改进，检测杆的截面形状不受限制，但高低压腔的横截面越大，防堵性越好。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.防堵型均速管流量传感器，包括检测杆，检测杆具有高压腔和低压腔，高压腔和低压腔分别具有测压孔，其特征在于，在检测杆顶端，高压腔和低压腔均具有开口。

2.如权利要求1所述的防堵型均速管流量传感器，其特征在于，在检测杆的顶端具有斜切面，该斜切面仅切除高压腔的一部分，高压腔的所述开口包括所述斜切面与所述高压腔相交而形成的所述高压腔的端孔。

3.如权利要求2所述的防堵型均速管流量传感器，其特征在于，在所述检测杆的顶端还具有位于高压腔一侧设置的、将高压腔内、外侧连通的槽口，高压腔的所述开口还包括该槽口。

4.如权利要求3所述的防堵型均速管流量传感器，其特征在于，所述槽口和所述端孔连接。

5.如权利要求1所述的防堵型均速管流量传感器，其特征在于，高压腔的所述开口位于检测杆的迎流面上。

6.如权利要求1所述的防堵型均速管流量传感器，其特征在于，低压腔的开口为检测杆端面上低压腔的端孔。

7.如权利要求2所述的防堵型均速管流量传感器，其特征在于，低压腔的开口为另一斜切面仅切除低压腔的一部分而形成的低压腔的端孔，检测杆沿轴向从该另一斜切面至顶端的端面之间的部分被切除，低压腔的该斜切面和高压腔的该斜切面在轴向上错开。

8.如权利要求7所述的防堵型均速管流量传感器，其特征在于，从检测杆的轴向来看，低压腔的所述斜切面位于检测杆的中线的一侧。

9.如权利要求1所述的防堵型均速管流量传感器，其特征在于，检测杆在其顶端还具有疏浚槽，该疏浚槽贯穿高压腔和低压腔。

10.如权利要求8所述的防堵型均速管流量传感器，其特征在于，高压腔的斜切面和/或低压腔的斜切面与检测杆的横截面夹角在0°至60°之间。