CN105556271A - 吸气探针内的自洁性颗粒物过滤器 - Google Patents

吸气探针内的自洁性颗粒物过滤器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于探测气体泄漏的吸气探针，该吸气探针包括吸气管道(12)，该吸气管道(12)在其一端具有吸气入口(16)，以及在其相对的另一端具有连接到吸气装置(20)的吸气出口(18)，该吸气探针还包括从该吸气管道(12)分支的测量气体管道(14)，该测量气体管道(14)在其一端具有形成分支部(26)的测量气体入口(22)，在其相对的另一端具有可连接到气体探测器的测量气体出口(24)。该吸气探针的特征在于：该测量气体管道(22)具有测量气体过滤器(28)，其被设置成使得通过该吸气管道(12)被导向该吸气出口(18)的该吸入气流沿该测量气体过滤器(28)的表面被导流。

Description

吸气探针内的自洁性颗粒物过滤器
技术领域
本发明涉及用于漏气检测的吸气探针。
背景技术
吸气探针被用于漏气检测，以便检测装有气体的样本可能出现的漏气。为此，吸气探针通过样本外侧并从样本外侧吸气。如出现泄漏，通过泄漏处从样本中泄漏的气体也会被吸入到下游的气体探测器，并在下游的气体探测器中进行分析。该气体探测器主要用于探测不同种类的气体，尤其是从该样本中泄漏的气体。
众所周知，吸气探针具有吸气管道以及从该吸气线分支出去的测量气体管道。该吸气管道从吸气入口延伸到连接于吸气装置的吸气出口，该测量气体管道从该吸气管道分支，并且在其与该分支点相对的一端具有测量气体出口，该测量气体出口可以与该气体探测器相连通。这样的吸气探针在例如国际专利申请号为(WO2009/033978A)的专利申请文件中进行了描述。鉴于该吸气装置，其可以被实现为比如大功率的真空泵或鼓风机，会在该吸气管道内产生具有相对较大的质量流率的质量流量，一部分流量会通过该测量气体管道被从该质量流的量级中被分流并被导向该气体探测器。通过该吸气探针，通过仅仅向该气体探测器提供其所需的吸收质量流率的部分流量，使用大的吸收质量流率来进行漏气检测，甚至长距离的漏气检测也是可行的。
在漏气检测中，颗粒过滤器被使用在输气管道中，以便保护输气系统及传感系统，使之免于污染及堵塞。为了提供充分保护，通常需要使用数个连续的分级过滤器以便过滤被吸入的所有气流。就这一点而言，污染程度随吸入气流流量的增加而提高，以致于气流越大则过滤器阻塞越快，是一个基础性的难题。因此，传统的气体过滤方式对于吸入的气体体积流量的增加是一个限制因素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可吸入大的气体体积流量并包括改进的气体颗粒物过滤器的吸气探针。
本发明中的吸气探针被权利要求1的特征所限定。
从该吸气管道形成该测量气体管道的分支的该测量气体入口包括测量气体过滤器，该测量气体过滤器设置成使得通过该吸气管道流向该吸气出口的该吸入气流沿该测量气体过滤器表面被导向。因此，该测量气体过滤器并没有被该吸气探针所吸收的全部吸入气流流通，而是仅仅被通过该测量气体管道被导流至该气体探测器的部分气流流通。在该过程中，该吸入气流被沿着该测量气体过滤器表面导流，同时该吸入气流将由该测量气体过滤器过滤出来的颗粒物排出。这样，该吸入气流清洗及恢复该测量气体过滤器，该测量气体过滤器无需被移除，该吸气探针的工作亦无需被中断。该测量气体过滤器不会像在传统的对所有吸入气流的过滤过程中那样很快出现堵塞。因此，该测量气体过滤器的元件替换之间的时间间隔可以被极大地延长。
在该分支部所在区域，有利的是，该测量气体过滤器形成该吸气管道的内壁，以便实现特别有利的气流条件。关于这点，该测量气体过滤器可以环绕该内壁的整个圆周形成圆柱形。可以考虑在该测量气体过滤器的外侧提供径向的环状间隙，该间隙连接到该测量气体管道。对于板形的“地毯探针”，这样的设计尤其有利。同样的，通过这种吸气探针，吸入气流的主要部分未经过滤便被直接吹出，且仅有一部分气流被分流及运送到该气体探测器。
当该吸入气流沿轴向通过该吸气管道时，如果该测量气流的至少一部分在径向上从里到外流经该测量气体过滤器，则是有利的，因为被该测量气体过滤器捕获的颗粒物可被该吸入气流运走。
该吸入气流在该测量气体管道分支部上游的流动方向上的质量流率处于2000标况毫升每分(sccm)到4000标况毫升每分之间时，以及特别优选地，约为3000标况毫升每分时，是有利的。优选地，该测量气流的体积流量处于200标况毫升每分到400标况毫升每分之间，以及更加优选地，约为300标况毫升每分。“约”指的是至多10％的幅度变化。因此，该测量气流约占所吸入的吸入气流的10％的比例。优选地，该比例处于该吸入气流的质量流率的0.5到0.01倍之间的范围内。
该气体入口可具有足够大孔径的入口过滤器，使其不会显著地影响到所吸入的质量流率以及避免过滤器过快堵塞。在该测量气体管道分支部下游所在区域，该吸气管道可具有设于气流方向上的吸气过滤器，该吸气过滤器允许大气流通过且不会对大气流构成显著影响。该过滤器可被连接到例如毛细管或通向泵的软管状的吸入气流输送管。
附图说明
以下将参考附图对本发明的两个实施例作出详细说明。在附图中：
图1示出了第一实施例；以及
图2示出了第二实施例。
具体实施例
首先，将对该两个实施例之间的共同点进行说明：
该吸气探针10具有吸气管道12以及从吸气管道12分支的测量气体管道14。该吸气管道12在其一端设有用于吸收气体的吸气入口16。在其与该吸气入口16相对的一端，该吸气管道12设有用于连接吸气装置20的吸气出口18。在图1所示的实施例中，该吸气装置20为一真空泵。在图2所示的实施例中，为了简化而未在该附图中示出该吸气装置20，其可以为鼓风机(风扇)或泵。
该测量气体管道14从该吸气管道分支。该测量气体管道14在其与该吸气管道14连接的一端设有测量气体入口22，且该测量气体管道14的与测量气体入口22相对的一端设有测量气体出口24。该测量气体出口24起到连接测量气体探测器的作用。为了简化而未于图1及图2中示出该测量气体探测器，其可以分别为质谱仪，或者为另一可选的气体探测系统。
该测量气体入口22从该吸气管道12形成该测量气体管道14的分支部26。该测量气体入口22设有量气体过滤器28。该测量气体过滤器28自身为管状，该测量气体过滤器28的内表面在该分支部26所在区域形成该吸气管道12的内壁30。
该吸气装置20通过该吸气入口16吸收大约为3000标况毫升每分的气体流量。该吸入气流在该吸气管道12轴向上被沿着该测量气体过滤器28内侧导流至该吸气管道12的吸气出口18，并从该吸气出口18处被运送到该吸气装置20。在该分支部26所在区域，部分气体流量从该吸入气流中被分流，分流的气体流量经该测量气体入口22及该测量气体过滤器28流入该测量气体管道14。该部分气体流量即为经该测量气体管道14及该测量气体出口24被提供到未在附图中示出的该气体探测器的测量气体流量。该测量气体流量中存在的气体成分被该气体探测器检测。该测量气体过滤器28防止干扰颗粒或污染物侵入该测量气体管道14。被该测量气体过滤器28阻挡在外的颗粒物被相当强大的吸气气流推动，并被朝着该吸气出口18的方向上被运送。
下文将对该两个实施例之间的区别进行说明：
图1示出了一个带有手持式吸气尖端的吸气泄漏探测器。该吸气入口16设有入口过滤器32，且该吸气出口18设有出口过滤器34。该入口过滤器32及该出口过滤器34均为大孔径过滤器，仅用于阻隔大颗粒物。然而，该测量气体过滤器28为小孔径过滤器。该过滤器32对该吸入气流仅构成微不足道的影响。
图2中的吸气探针是所谓的“地毯探针”，带有一个大尺寸的吸气板36，该吸气管道12在该吸气板36的中间位置分支并具有设于该中间位置的吸气入口16。在该测量气体过滤器28的外侧径向地形成有环状间隙38。从该吸入气流分流的该测量气体流量从里到外径向地流过该测量气体过滤器28，之后通过该环状间隙38沿圆周方向被输送至测量气体管道14，该测量气体管道14与该环状间隙38形成可输送气体的连通。该测量气体管道14具有用于限制流速的节流器40，并且被连接到真空泵42，该真空泵42形成该气体探测器的一部分。

Claims (13)

1.一种用于探测气体泄漏的吸气探针(10)，其包括吸气管道(12)，该吸气管道在其一端具有吸气入口(16)，在其另一端具有连接到吸气装置(20)的吸气出口(18)；该吸气探针还包括从该吸气管道(12)分支的测量气体管道(14)，该吸气管道(12)在其一端具有形成分支部(26)的测量气体入口(22)，在其相对的另一端具有可以连接到气体探测器的测量气体出口(24)；
其特征在于：
该测量气体入口(22)具有测量气体过滤器(28)，通过该测量气体过滤器(28)的设置使得通过该吸气管道(12)被导向该吸气出口(18)的吸入气流沿该测量气体过滤器(28)的表面被导流。
2.根据权利要求1所述的吸气探针(10)，其特征在于，该测量气体过滤器(28)在该分支部(26)所在的区域形成该吸气管道(12)的管状内壁。
3.根据上述权利要求中任一项所述的吸气探针(10)，其特征在于，该测量气体过滤器(28)是圆柱形的。
4.根据权利要求3所述的吸气探针(10)，其特征在于，在该测量气体过滤器外侧径向地形成有环状间隙(38)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的吸气探针，其特征在于，该吸入气流在通过该吸气管道(12)的轴向上被导流，且该测量气体过滤器(28)至少部分地在径向上被从内到外流通。
6.根据上述权利要求中任一项所述的吸气探针(10)，其特征在于，沿该分支部(26)上游的流动方向的该吸入气流的流速处于2000标况毫升每分至4000标况毫升每分之间，以及尤其优选地，约为3000标况毫升每分。
7.根据上述权利要求中任一项所述的吸气探针(10)，其特征在于，该测量气流的体积流量处于200标况毫升每分到400标况毫升每分之间，以及优选地，在300标况毫升每分左右。
8.根据上述权利要求中任一项所述的吸气探针(10)，其特征在于，该测量气流的体积流速处于从该吸入气流的流速的0.01倍到该吸入气流的流速的0.5倍之间的范围内，以及优选地，约为该吸入气流的流速的0.1倍。
9.根据上述权利要求中任一项所述的吸气探针(10)，其特征在于，该测量气体过滤器(28)为小孔径过滤器，具有至多1微米的孔径大小。
10.根据上述权利要求中任一项所述的吸气探针(10)，其特征在于，该吸气入口(16)具有入口过滤器(32)。
11.根据权利要求10所述的吸气探针(10)，其特征在于，该入口过滤器(32)具有大约10微米的孔径。
12.根据上述权利要求中任一项所述的吸气探针(10)，其特征在于，从气流方向上看，该吸气管道(12)具有位于该分支部(26)下游的出口过滤器(34)。
13.根据权利要求12所述的吸气探针(10)，其特征在于，该出口过滤器(34)的孔径约为10微米。
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