CN213209158U - 一种超声波流量计 - Google Patents

Abstract

一种超声波流量计，至少包括超声波流量计本体和内部呈空腔的壳体，所述超声波流量计本体设置于所述壳体内部，所述壳体通过卡固环可拆卸地连接于待测量的流体管道上，所述超声波流量计本体与所述流体管道之间的区域设置为散热区，所述壳体内可拆卸地连接有多个具有蒸发端和冷凝端的热管；在所述热管的蒸发端填充有易蒸发的冷却液的情况下，所述蒸发端按照所述蒸发端内的冷却液能够通过吸收所述散热区周围的热量而蒸发的方式终止于所述散热区，所述冷凝端按照所述蒸发端所蒸发的气体能够在所述冷凝端释放潜热并重新冷凝成液体而源源不断地对所述超声波流量计本体进行散热的方式终止于远离所述散热区的区域。

Description

一种超声波流量计

技术领域

本实用新型涉及超声波流量计技术领域，尤其涉及一种超声波流量计。

背景技术

超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。它通常采用先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术，从而可以使超声波流量计更能适应工业现场的环境，进而可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。但是，在对高温流体进行流量测定时，高温会对超声波流量计造成破坏，例如，损坏超声波流量计内部的电子器件或者造成爆炸等情况。因此，亟需一种能够在高温环境下安全工作的超声流量计。

例如，公开号为CN209745336U的中国专利文献公开了一种安全防爆超声流量计，包括连接管，所述连接管外侧设有固定套管，所述固定套管两侧设有卡固环，且所述卡固环活动连接连接管，所述固定套管固定连接有梯形台，所述梯形台内设有散热管道，所述散热管道两端分别设有进风口与出风口，所述梯形台顶部设有安装架，所述安装架内设有支撑台，且所述支撑台固定连接安装架内壁，所述支撑台上设有超声波流量计主体，所述超声波流量计主体顶部与安装架之间设有减震杆，所述安装架顶部安装有显示器，且所述显示器通过电线连接超声波流量计主体。该实用新型的有益效果是：通过设置散热管道以及冷风机，对该实用新型内部通入冷风，用于带走管内散出的热量，避免热量传递到超声流量计内，减少超声流量计受到的高温损伤。但是，该实用新型仍存在以下技术缺陷：该实用新型是通过冷风机向散热管道通入冷风进行散热，当冷风机运转不畅或者故障时，例如冷风机断电的情况，处于高温环境下的该实用新型难以对超声流量计进行有效地散热，进而由于高温而可能直接损坏超声流量计内部的电子器件甚至造成超声流量计发生爆炸的情况。因此，有必要对现有技术进行改进。

热管是一种具有极高导热性能的传热元件，1964年发明于美国洛斯阿洛莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)并在上世纪60年代末达到理论研究高峰，于70年代开始在工业领域大量应用。它通过在全封闭真空管内工质的汽、液相变来传递热量，具有极高的导热性，高达纯铜导热能力的上千倍，有“热超导体”之美称。典型的热管由管壳、吸液芯和工质组成。当热管一端吸热，吸热端的液态工质汽化成蒸汽，在热管内部压差的作用下蒸汽向另一端高速运动，冷端遇冷后液化，释放潜热并重新冷凝成液态工质，并通过吸液芯结构或者依靠重力作用回流至蒸发端。当热管蒸发端周围内的温度升高时，热管可以自动地进行散热。与此同时，该散热过程无需其他动力来源或者电子设备的辅助，仅靠冷却液的相变便可以高效地对超声波流量计本体进行散热。因此，通过热管来进行散热的方式不仅可靠性高，而且热管本身还可以无限次地重复使用。

此外，一方面由于申请人所理解的本领域技术人员与审查部门必然有所差异；另一方面由于发明人做出本实用新型时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本实用新型不具备这些现有技术的特征，相反本实用新型已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留依据审查指南相关规定随时在背景技术中增加相关现有技术之权利。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题克服现有的缺陷，通过在超声波流量计本体与流体管道之间的区域设置多个具有蒸发端和冷凝端的热管，并通过利用蒸发端内的冷却液源源不断地吸收超声波流量计本体周围的热量而蒸发并在冷凝端释放潜热而冷凝为液体，然后冷凝形成的液体通过重力作用或者吸液芯结构回流至蒸发端的方式，提供一种具有高可靠性的散热功能的超声波流量计。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种超声波流量计至少包括超声波流量计本体和内部呈空腔的壳体。所述超声波流量计本体设置于所述壳体内部。所述壳体通过卡固环可拆卸地连接于待测量的流体管道上。所述超声波流量计本体与所述流体管道之间的区域设置为散热区。所述壳体内可拆卸地连接有多个具有蒸发端和冷凝端的热管。在所述热管的蒸发端填充有易蒸发的冷却液的情况下，所述热管的蒸发端按照所述蒸发端内的冷却液能够通过吸收所述散热区周围的热量而蒸发的方式终止于所述散热区，所述热管的冷凝端按照所述蒸发端所蒸发的气体能够在所述冷凝端释放潜热并重新冷凝成液体而源源不断地对所述超声波流量计本体进行散热的方式终止于远离所述散热区的区域。

根据一个优选实施方式，所述壳体的内壁按照能够便于放置所述超声波流量计本体的方式设置有放置架。

根据一个优选实施方式，所述超声波流量计本体与所述放置架之间按照能够对所述超声波流量计本体进行减震的方式可拆卸地连接有气囊。

根据一个优选实施方式，所述超声波流量计本体远离所述流体管道的一侧按照能够对所述超声波流量计本体进行固定并进一步减震的方式通过减震弹簧与所述壳体的内壁可拆卸地连接。

根据一个优选实施方式，所述超声波流量计本体远离所述流体管道的一侧按照能够显示所述超声波流量计本体所测量的数据的方式可拆卸地连接有显示器。

根据一个优选实施方式，所述壳体内按照能够为所述超声波流量计本体和显示器提供电源的方式设置有蓄电池。

根据一个优选实施方式，所述壳体远离所述流体通道的一侧按照能够避免雨水对所述超声波流量计本体造成腐蚀的方式设置有防护罩。

根据一个优选实施方式，所述显示器上按照能够控制所述显示器和/或所述超声波流量计本体的电源的通断的方式设置有电源开关。

根据一个优选实施方式，所述壳体按照能够便于检修人员检修所述超声波流量计本体的方式设置有活动门。

根据一个优选实施方式，所述超声波流量计本体周围按照可以吸收水汽而防止水汽对所述超声波流量计本体进行腐蚀的方式设置有海绵吸水层。

本实用新型的有益技术效果至少包括：

通过在超声波流量计本体与流体管道之间的区域设置多个具有蒸发端和冷凝端的热管，并利用蒸发端内的冷却液源源不断地吸收超声波流量计本体周围的热量而蒸发并在冷凝端释放潜热而冷凝为液体，然后冷凝形成的液体通过重力作用或者吸液芯结构回流至蒸发端的方式对超声波流量计本体进行持续地散热，从而确保超声波流量计本体可以在高温环境下正常运行。

附图说明

图1是本实用新型的一个优选实施方式的简化示意图；

图2是本实用新型热管的一个优选实施方式的简化示意图。

附图标记列表

1：超声波流量计本体 2：壳体 3：卡固环

4：流体管道 5：散热区 6：热管

7：放置架 8：气囊 9：减震弹簧

10：显示器 11：蓄电池 12：防护罩

13：电源开关 14：活动门 15：海绵吸水层

6a：蒸发端 6b：冷凝端

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

如图1和图2所示，一种超声波流量计至少包括超声波流量计本体1和内部呈空腔的壳体2。超声波流量计本体1设置于壳体2内部。壳体2通过卡固环3可拆卸地连接于待测量的流体管道4上。超声波流量计本体1与流体管道4之间的区域设置为散热区5。壳体2内可拆卸地连接有多个具有蒸发端6a和冷凝端6b的热管6。在热管6的蒸发端6a填充有易蒸发的冷却液的情况下，热管6的蒸发端6a按照蒸发端6a内的冷却液能够通过吸收散热区5周围的热量而蒸发的方式终止于散热区5，热管6的冷凝端6b按照蒸发端6a所蒸发的气体能够在冷凝端6b释放潜热并重新冷凝成液体而源源不断地对超声波流量计本体1进行散热的方式终止于远离散热区5的区域。优选地，超声波流量计本体1可以采用现有技术的超声波流量计。由于流量计本体采用的是现有技术，因此此处不再对超声波流量计本体1的技术细节以及测量流程进行赘述。优选地，壳体2可以呈长方体形，也可以呈梯形台形。优选地，壳体2面向流体管道4的一侧的形状可以与流体管道4的形状相匹配。优选地，壳体2面向流体管道4的一侧可以设置为空腔。优选地，超声波流量计本体1可以根据实际需求延伸至流体管道4内部。优选地，热管6的管壳可以为金属无缝钢管。优选地，热管6的管壳也可以采用铜、铝等材料。优选地，热管6的形状可以是标准圆形。优选地，热管6的形状也可以根据实际需求设置为异型的，例如可以设置为椭圆形、正方形、矩形、扁平形、波纹管等。优选地，热管6的管径和长度可以根据实际需求灵活地设置。优选地，热管6的蒸发端6a的形状可以与散热区5的形状相匹配。例如，热管6的蒸发端6a的形状可以为圆环形，也可以为扁平状。优选地，蒸发端6a可以以尽可能大的接触面积与流体管道4直接接触，以便于更快捷地吸收散热区5内的热量。优选地，冷却液可以是氨、甲醇或丙酮等液体。特别的是，以氨、甲醇、丙酮等作为冷却液的热管6在低温时仍具有很好的散热能力。优选地，热管6内的冷却液可以最多填充至热管6体积的一半。优选地，多个热管6可以并行地排列。优选地，热管6的数量可以为三个。优选地，热管6可以通过卡箍可拆卸地连接于壳体2的内壁。优选地，热管6的冷凝端6b可以位于热管6的蒸发端6a的上方，以便于冷凝端6b冷凝形成的冷却液仅依靠重力作用便可以回流至蒸发端6a。优选地，热管6的冷凝端6b与蒸发端6a之间也可以设置由毛细多孔材料构成的吸液芯，以便于冷凝端6b冷凝形成的冷却液沿多孔材料依靠毛细力的作用流回至蒸发端6a。其中多孔材料构成的吸液芯为现有的成熟技术，故在此对吸液芯不再赘述。优选地，热管6的冷凝端6b可以延伸至壳体2的外部，以便于冷凝端6b更快速地与外界环境交换热量。当流体通道内的流体温度高时，热管6的蒸发端6a内的冷却液可以自动地吸收散热区5的热量，与此同时，蒸发端6a内易挥发的冷却液在吸收热量的情况下蒸发。由于冷却液的大量蒸发，蒸发端6a的气压逐渐升高。在热管6内部压差的作用下蒸汽向热管6的冷凝端6b高速运动，之后蒸汽在冷凝端6b遇冷液化，释放潜热并重新冷凝成液体，并依靠重力的作用或者通过吸液芯回流至热管6的蒸发端6a。通过该配置方式，热管6可以在流体通道内的流体处于较高的温度时，自动地吸收热量，并通过冷却液的相变将所吸收散热区5的热量源源不断地通过冷凝端6b释放至外界，从而防止超声波流量计本体1因为温度过高而导致其内部的电子元件发生损坏甚至发生爆炸。

根据一个优选实施方式，壳体2的内壁按照能够便于放置超声波流量计本体1的方式设置有放置架7。优选地，放置架7可以可拆卸地连接于壳体2的内壁。优选地，放置架7可以呈长方体形。优选地，放置架7的数量可以为两个。优选地，放置架7可以通过螺栓可拆卸地连接于壳体2的内壁。

根据一个优选实施方式，超声波流量计本体1与放置架7之间按照能够对超声波流量计本体1进行减震的方式可拆卸地连接有气囊8。优选地，气囊8可以呈半球形。

根据一个优选实施方式，超声波流量计本体1远离流体管道4的一侧按照能够对超声波流量计本体1进行固定并进一步减震的方式通过减震弹簧9与壳体2的内壁可拆卸地连接。优选地，减震弹簧9的一端可以可拆卸地连接于壳体2内的顶部。通过设置气囊8和减震弹簧9，可以减少了外界震动对超声波流量计本体1的损伤，从而可以延长了超声波流量计本体1的使用寿命。

根据一个优选实施方式，超声波流量计本体1远离流体管道4的一侧按照能够显示超声波流量计本体1所测量的数据的方式可拆卸地连接有显示器10。优选地，超声波流量计本体1可以对流体管道4内的流体进行测量。优选地，显示器10可以通过金属线缆与超声波流量计本体1电性连接。

根据一个优选实施方式，壳体2内按照能够为超声波流量计本体1和显示器10提供电源的方式设置有蓄电池11。优选地，蓄电池11可以可拆卸地安装于壳体2的内壁。优选地，蓄电池11可以通过金属线缆分别与超声波流量计本体1、显示器10电性连接。

根据一个优选实施方式，壳体2远离流体通道的一侧按照能够避免雨水对超声波流量计本体1造成腐蚀的方式设置有防护罩12。优选地，防护罩12可以可拆卸地连接于壳体2的顶部。优选地，防护罩12可以呈伞状。

根据一个优选实施方式，显示器10上按照能够控制显示器10和/或超声波流量计本体1的电源的通断的方式设置有电源开关13。优选地，电源开关13的数量可以为两个。优选地，两个电源开关13可以分别控制显示器10、超声波流量计本体1与蓄电池11连接的通断。

根据一个优选实施方式，壳体2按照能够便于检修人员检修超声波流量计本体1的方式设置有活动门14。优选地，活动门14可以铰接于壳体2的侧面。优选地，活动门14可以呈长方形，也可以呈正方形。优选地，活动门14可以位于超声波流量计本体1的正前方。

根据一个优选实施方式，超声波流量计本体1周围按照可以吸收水汽而防止水汽对超声波流量计本体1进行腐蚀的方式设置有海绵吸水层15。优选地，海绵吸水层15可以可拆卸地设置于超声波流量计本体1的四周以及顶部。

为了便于理解本实施例的工作原理，现将本实用新型的工作过程简述如下：首先，将内腔设置有超声波流量计本体1的壳体2通过卡固环3可拆卸地连接并固定于待测量的流体管道4上。在流体通道内的流体处于较高的温度时，多个热管6可以自动地吸收散热区5的热量，并通过冷却液的相变将所吸收的热量通过冷凝端6b释放至外界，从而防止超声波流量计本体1由于温度过高而导致超声波流量计本体1内部的电子元件发生损坏甚至发生爆炸。此外，检修人员可以通过活动门14对超声波流量计本体1进行检查或者通过显示器10查看超声波流量计本体1所测量的流体管道4的数据。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种超声波流量计，至少包括超声波流量计本体(1)和内部呈空腔的壳体(2)，其特征在于，所述超声波流量计本体(1)设置于所述壳体(2)内部，所述壳体(2)通过卡固环(3)可拆卸地连接于待测量的流体管道(4)上，所述超声波流量计本体(1)与所述流体管道(4)之间的区域设置为散热区(5)，所述壳体(2)内可拆卸地连接有多个具有蒸发端(6a)和冷凝端(6b)的热管(6)，

其中，在所述热管(6)的蒸发端(6a)填充有易蒸发的冷却液的情况下，所述蒸发端(6a)按照所述蒸发端(6a)内的冷却液能够通过吸收所述散热区(5)周围的热量而蒸发的方式终止于所述散热区(5)，所述冷凝端(6b)按照所述蒸发端(6a)所蒸发的气体能够在所述冷凝端(6b)释放潜热并重新冷凝成液体而源源不断地对所述超声波流量计本体(1)进行散热的方式终止于远离所述散热区(5)的区域。

2.如权利要求1所述的超声波流量计，其特征在于，所述壳体(2)的内壁按照能够便于放置所述超声波流量计本体(1)的方式设置有放置架(7)。

3.如权利要求2所述的超声波流量计，其特征在于，所述超声波流量计本体(1)与所述放置架(7)之间按照能够对所述超声波流量计本体(1)进行减震的方式可拆卸地连接有气囊(8)。

4.如权利要求3所述的超声波流量计，其特征在于，所述超声波流量计本体(1)远离所述流体管道(4)的一侧按照能够对所述超声波流量计本体(1)进行固定并进一步减震的方式通过减震弹簧(9)与所述壳体(2)的内壁可拆卸地连接。

5.如权利要求4所述的超声波流量计，其特征在于，所述超声波流量计本体(1)远离所述流体管道(4)的一侧按照能够显示所述超声波流量计本体(1)测量所述流体管道(4)内的流体所得到的数据的方式可拆卸地连接有显示器(10)。

6.如权利要求5所述的超声波流量计，其特征在于，所述壳体(2)内按照能够为所述超声波流量计本体(1)和所述显示器(10)提供电源的方式设置有蓄电池(11)。

7.如权利要求6所述的超声波流量计，其特征在于，所述壳体(2)远离所述流体管道(4)的一侧按照能够避免雨水对所述超声波流量计本体(1)造成腐蚀的方式设置有防护罩(12)。

8.如权利要求7所述的超声波流量计，其特征在于，所述显示器(10)上按照能够控制所述显示器(10)和/或所述超声波流量计本体(1)的电源的通断的方式设置有电源开关(13)。

9.如权利要求8所述的超声波流量计，其特征在于，所述壳体(2)按照能够便于检修人员检修所述超声波流量计本体(1)的方式设置有活动门(14)。

10.如权利要求9所述的超声波流量计，其特征在于，所述超声波流量计本体(1)周围按照可以吸收水汽而防止水汽对所述超声波流量计本体(1)进行腐蚀的方式设置有海绵吸水层(15)。

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