CN217637766U - 防水锤的管道流体压力测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防水锤的管道流体压力测量装置，包括三通管、毛细管、压力缓冲罐和压力变送器。其中，三通管包括与管道液密连通的第一接口、第二接口和第三接口和由这些接口所限定出的、用于接收经第一接口流入的来自待测量压力的流体管道中的流体的内部腔室；毛细管用于将来自待测量压力的流体管道中的流体导入至所述内部腔室；压力缓冲罐以容积可变地接收经由所述毛细管自流体管道中引出的流体,从而抑制三通管的内部腔室中的压力波动；压力变送器液密连接至第三接口以测量所述三通管的内部腔室的来自待测量压力的流体管道中的流体的压力。由此能免于受水锤效应的影响。

Description

防水锤的管道流体压力测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种防水锤的管道流体压力测量装置，尤其是涉及一种用于自来水、冷却水或蒸馏水的能防止管道内产生的水锤效应的压力测量装置。

背景技术

为了控制管道内流体的输入和输出，在流体管路的各种应用中通常会根据需要设置各种类型的阀门，以便接通或截断管道中的流体介质或者调节并且控制管路中流体介质的流量和压力，或者根据实际需要来阻止或改变管路中的流体介质的流动方向，以实现更为复杂的管路内流体的调节和控制功能。由于上述各种用于调节和控制管路内流体的阀门的应用，以及管道内密封末端的设计和布置，使得各个管道分支内流体压力的测量、指示和调节成为了复杂管路设计中至关重要的问题。

目前,制药企业在对水路网点的远程监控过程中，调度人员通常需要通过包含有压力变送器的管网压力监测系统，对水路网点的供水压力情况进行远程监控和管理，以保障水路网点的供水压力平衡和供水安全。在此,压力变送器的主要作用把压力信号传到电子设备，进而在计算机显示压力其原理大致是：将管道中的水压这种压力的力学信号转变成电流(4-20mA)这样的电子信号压力和电压或电流大小成线性关系，一般是正比关系。所以，变送器输出的电压或电流随压力增大而增大,由此得出一个压力和电压或电流的关系式。压力变送器的被测介质的两种压力通入高、低两压力室，低压室压力采用大气压或真空，作用在δ元(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。

实践中发现，由于水路网点的供水管道为一个密闭的复杂管路系统，常常会因为例如急速截断水流等操作使水体流量的急剧变化而引起较大的压力波动，即在当打开的阀门突然关闭时，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力。由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，持续往前推挤，造成管内压力急速上升。这种产生的压力以水中会以极高的速度向上游和下游传递压力波并进而产生破坏作用，严重时就会形成水力学当中的“水锤效应”。若此时压力波直接传导至压力变送器，容易导致压力变送器远程传输的压力不精准，甚至造成压力变送器损坏，从而影响供水水压的监控和管理。

为了解决上述技术问题，现有技术通常在流体管路与如压力变送器之类的压力测量装置之间设置缓冲装置或者阀门，以及两者或更多部件的组合，以降低所述的水锤效应对于压力测量装置的负面作用。例如，在中国发明专利授权说明书CN114060642B即示出了一种柔性密封的防水锤装置，其中设置了诸如负压罐、泄放管、泄压组件、反推组件以及文氏管等多个部件，也集成了文氏阀这类阀门，通过双级降压作用在负压罐处腾出空置区域，在装置安装位置发生水锤作用时，可以作为一个低势能位置，与压力开始升高的出口段构成高低压源，建立较大压差的泄放通道，泄放管内安装反推组件的借力结构，从过流水流上获取能量进行转动，转动传递至反推叶片位置反向推动过渡段内的水体，抑制水锤作用的进一步加剧，起到主动抑制的目的，从而有助于减轻水锤效应的影响。但是，这种设置较为复杂，不仅为整个管路增加了更多的待维护和需监控的部件，而且使得管路维护工作量大幅提升。并且，现有的这种防水锤效应的设置都是针对特定型号的压力变送器，无法有效地消除不同密度、不同流速的液体的水锤效应，通用性不够理想。

基于此，相关技术人员致力于以低成本、结构简单且可靠地方式来防止管道流体所形成的水锤效应对管道流体压力测量装置产生不利影响，从而克服现有技术存在的缺陷。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：降低或避免管路内水锤效应对附接的流体压力测量系统的影响，并且在降低或避免水锤效应的影响的前提下简化对应的机构设计，同时有效地稳定流体压力测量系统的测量和监控精度，延长其使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种防水锤的管道流体压力测量装置。所述防水锤的管道流体压力测量装置包括经由连接法兰液密地连接至管道的三通管，其包括与管道液密连通的第一接口、第二接口和第三接口和由这些接口所限定出的、用于接收经第一接口流入的来自待测量压力的流体管道中的流体的内部腔室；毛细管，其中所述毛细管的一端穿过连接法兰与待测量压力的流体管道流体连通，而所述毛细管的另一端穿过所述第一接口与内部腔室流体连通，以将来自待测量压力的流体管道中的流体导入至所述内部腔室；压力缓冲罐，其中所述压力缓冲罐与所述三通管的第二接口液密连接，以容积可变地接收经由所述毛细管自流体管道中引出的流体,从而抑制所述三通管的内部腔室中的压力波动；压力变送器，其液密连接至所述第三接口以测量所述三通管的内部腔室的来自待测量压力的流体管道中的流体的压力。

具体来说，借助毛细管与流体管道的连接来实现的压力测量，是采用远传方式并且利用差压原理测定管路内流体压力的一种方式。在本实用新型所公开的测量方式中，毛细管并没有直接接入至用于压力测量的压力变送器，而是将三通管作为毛细管和压力变送器之间的中间元件，以容置毛细管从待测管道内导出的流体。这样，通过毛细管引导的待测量流体被首先引入到所述的三通管的腔体内，并且在腔体内形成与待测管道内相同的流体压力环境。接着，所注入的流体通过所述的三通管抵达压力变送器的测量元件，即通过测量所述的三通管腔体内的流量压力来确定待测量管道内的流体压力。如上所述，三通管实际成为了水锤效应缓冲装置，有效地缓解了待测量的管道内的流体冲击对压力变送器的敏感元件的直接影响。不仅如此，专门设置的压力缓冲罐也在毛细管承受较大流体冲击时接收一部分过流的流体，以防止三通管内的压力出现突变，由此避免了水锤效应对于压力变送器的影响，有效地延长了压力变送器的使用寿命。

作为一个优选的方面，所述压力缓冲罐中用于接收经由毛细管自流体管道中引出的流体的容积为不低于0.8升。由此，允许压力缓冲罐能可靠地工作。

作为一个优选的方面，设置在流体管道和三通管的第一接口之间形成流体连通的所述毛细管的长度为3-4厘米。毛细管首先被附接至防水密封的锁紧元件，而后，通过锁紧元件与第一接口的形状配合，优选为螺纹连接来实现毛细管与三通管的第一接口的流体连接。

作为一个优选的方面，所述三通管的第一接口、第二接口和第三接口与所述毛细管、压力变送器以及所述压力缓冲罐之间均为形状配合连接。三通管中第一接口和第二接口可优选为螺纹连接，更优选为1/8英寸螺纹连接；第三接口的可优选为螺纹连接，更优选为1/4英寸螺纹连接。也可以根据配装至第三接口下游的压力变送器或压力测量装置的螺纹连接尺寸定制对应的第三接口螺纹。上述第一接口、第二接口、第三接口的螺纹也可优选为外螺纹，与之配对的毛细管锁紧元件、压力变送器或压力测量装置，以及压力缓冲罐锁紧元件为内螺纹。接口连接同样适用于与之相反的螺纹连接。此外，出于防水和防泄漏的考虑，三通管与对应元件之间的形状配合连接也必须有防水密封的处理，以稳定所述三通管的腔体内部流体压力。

作为一个优选的方面，压力缓冲罐为隔膜式缓冲罐，其中罐内带有将流体与压缩气体隔开的隔膜。压力缓冲罐内充入的压缩气体的压力为1-3个大气压。

作为一个优选的方面，毛细管可以是经过防水、防腐蚀的处理的，优选为防腐蚀处理过的金属毛细管或PVC毛细管，其带有直接包覆至毛细管本体外侧的金属铠装，更优选为具有防腐蚀性能的金属镀层或PVC镀层的毛细管。

综上所述，通过本实用新型的防水锤的管道流体压力测量装置，以简易和便捷的方式有效地缓解了水锤效应对于流体压力测量装置的影响，有效地延长了了压力测量系统的使用寿命，并且降低了流体压力测量系统的维护成本。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，其仅是示例性和解释性的，并不限制本实用新型。

图1是本实用新型的一个示意性示图，示出防水锤的管道流体压力测量装置的基本结构以及与流体管道和压力变送器的连接关系；

图2是图1所示的流体压力测量装置与毛细管、压力缓冲罐和压力变送器之间的接口示意图。

附图标记：

1.压力缓冲罐11.隔膜2.三通管21.第一接口22.第二接口

23.第三接口3.压力变送器4.连接法兰5.毛细管

A.流体管道B.截止阀C.内部腔室

具体实施方式

现参考附图来详细说明根据本实用新型的防水锤的管道流体压力测量装置的示例性方案。提供附图是为了呈现本实用新型的多个实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有的附图或示例。

在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上”、“下”、“顶”、“底”和其它方向性术语将被理解为具有其正常含义且指正常观看附图时所涉及的那些方向。除非另有指明，否则本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。

本实用新型中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语在本实用新型中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个零部件与其它零部件区分开。

下面结合附图对本实用新型加以说明，应理解的是，下文所列实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，并非限制本实用新型。

图1是本实用新型的一个示意性示图，示出防水锤的管道流体压力测量装置的基本结构以及其与流体管道A和压力变送器3彼此间的连接关系。根据本实施例的防水锤的管道流体压力测量装置包括经由连接法兰4液密地连接至管道A的三通管2、毛细管5、压力缓冲罐1和用于测量流体管道A内的流体压力的压力变送器5。

如图1和2详细示出的，所述三通管2包括与管道液密连通的第一接口21、第二接口22和第三接口23和由这些接口21、22、23所限定出的、用于接收经第一接口21流入的来自待测量压力的流体管道A中的流体的内部腔室C；毛细管5的一端穿过连接法兰4与待测量压力的流体管道A流体连通，而所述毛细管5的另一端穿过所述第一接口21与内部腔室C流体连通，以将来自待测量压力的流体管道A中的流体导入至所述内部腔室C；所述压力缓冲罐1与所述三通管2的第二接口22液密连接，以容积可变地接收经由所述毛细管5自流体管道A中引出的流体,从而抑制所述三通管2的内部腔室C中的压力波动；压力变送器3，其液密连接至所述第三接口23以测量所述三通管2的内部腔室C的来自待测量压力的流体管道A中的流体的压力。

由此，流体管道A中的流体经过毛细管5进入并充满了三通管2的内部腔室C，在三通管2的内部腔室C中形成了与流体管道A中相同的压力环境，从而通过附接至三通接头2的第三接口23的压力变送器3测量出流体的压力。在此，优选地该压力变送器3为远传式压力变送器，其例如可以优选地借助于螺纹与三通管2的第三接口23形状配合连接。优选地，设置在流体管道A和所述三通管2的第一接口21之间形成流体连通的所述毛细管5的长度为3-4厘米。首先将毛细管5附接至防水密封的锁紧元件，而后，锁紧元件与第一接口21的优选的螺纹配合实现了毛细管5与三通管2的第一接口21的液密连接。

通常，三通管2的第一接口21、第二接口22和第三接口23与所述毛细管5、压力变送器3以及所述压力缓冲罐1之间均为形状配合连接。所述三通管2中第一接口21和第二接口22处的形状配合连接可优选为螺纹连接，更优选为1/8英寸的螺纹连接；第三接口23处的形状配合连接可优选为螺纹连接，更优选为1/4英寸的螺纹连接。也可以根据配装至第三接口23的压力变送器3的螺纹连接尺寸来定尺寸对应的第三接口23的螺纹。为稳定所述三通管2的腔体内部流体压力，对于所述的形状配合连接也优选进行相应的防水密封的处理。进一步，在压力缓冲罐1的隔膜11的上方充入有压力为1-3个大气压的压缩气体，从而借助于压缩气体的可压缩性来抑制所述三通管2的内部腔室C中的压力波动。作为非限定的示例，在本实施方式中的压力缓冲罐1的容积不低于0.8升。

具体地，所述压力缓冲罐1为隔膜式缓冲罐，其中罐内带有将流体与压缩气体隔开的隔膜11。所述压力缓冲罐1内充入的压缩气体的压力为1-3个大气压。

作为本新型的另一优选方面，本实施例中的流体压力测量系统为压力变送器3，优选为电动式压力变送器，其输出电子压力信号范围为4-20毫安，对应于-0.1-+0.4兆帕的压力范围。毛细管5已经防水、防腐蚀处理，优选为防腐蚀处理过的金属毛细管或PVC毛细管，更优选为具有防腐蚀性能的金属镀层或PVC镀层的毛细管。更加优选地，其带有直接包覆至毛细管本体外侧的金属铠装。值得指出的是，本实施例中的流体管道压力的测量涉及制药领域，流体管道A内注入的液体是自来水、冷却水或蒸馏水。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限制本发明。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应该涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种防水锤的管道流体压力测量装置，其特征在于包括:

经由连接法兰(4)液密地连接至管道(A)的三通管(2)，其包括与管道液密连通的第一接口(21)、第二接口(22)和第三接口(23)和由这些接口(21、22、23)所限定出的、用于接收经第一接口(21)流入的来自待测量压力的流体管道(A)中的流体的内部腔室(C)；

毛细管(5)，其中所述毛细管(5)的一端穿过连接法兰(4)与待测量压力的流体管道(A)流体连通，而所述毛细管(5)的另一端穿过所述第一接口(21)与内部腔室(C)流体连通，以将来自待测量压力的流体管道(A)中的流体导入至所述内部腔室(C)；

压力缓冲罐(1)，其中所述压力缓冲罐(1)与所述三通管(2)的第二接口(22)液密连接，以容积可变地接收经由所述毛细管(5)自流体管道(A)中引出的流体,从而抑制所述三通管(2)的内部腔室(C)中的压力波动；

压力变送器(3)，其液密连接至所述第三接口(23)以测量所述三通管(2)的内部腔室(C)的来自待测量压力的流体管道(A)中的流体的压力。

2.根据权利要求1所述的防水锤的管道流体压力测量装置，其特征在于，所述压力缓冲罐(1)中用于接收经由所述毛细管(5)自流体管道(A)中引出的流体的容积为不低于0.8升。

3.根据权利要求1所述的防水锤的管道流体压力测量装置，其特征在于，设置在流体管道(A)和所述三通管(2)的第一接口(21)之间形成流体连通的所述毛细管(5)的长度为3-4厘米。

4.根据权利要求1所述的防水锤的管道流体压力测量装置，其特征在于，所述三通管(2)的第一接口(21)、第二接口(22)和第三接口(23)与所述毛细管(5)、压力变送器(3)以及所述压力缓冲罐(1)之间均为形状配合连接。

5.根据权利要求1所述的防水锤的管道流体压力测量装置，其特征在于，所述压力缓冲罐(1)为隔膜式缓冲罐，其中罐内带有将流体与压缩气体隔开的隔膜(11)。

6.根据权利要求5所述的防水锤的管道流体压力测量装置，其特征在于，所述压力缓冲罐(1)内充入的压缩气体的压力为1-3个大气压。

7.根据权利要求1所述的防水锤的管道流体压力测量装置，其特征在于，所述毛细管(5)为防水、防腐蚀的毛细管，其带有直接包覆至毛细管本体外侧的金属铠装。

8.根据权利要求1所述的防水锤的管道流体压力测量装置，其特征在于，所述压力变送器(3)为远传式压力变送器。

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