CN220039546U - 一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计 - Google Patents

Abstract

入式超声波流量计技术领域，包括单杆气冷换能器总成、气冷机主机和流量计主机，所述流量计主机和所述气冷机主机均与所述单杆气冷换能器总成相连；所述单杆气冷换能器总成包括单杆气冷换能器探头部分总成、与所述单杆气冷换能器探头部分总成相连的探头钢管、安装在所述探头钢管上的单杆法兰片、与所述探头钢管相连的转接装置和设置在所述转接装置与所述探头钢管内的连通皮管。本实用新型通过上述结构，解决了现有一般超声波流量计只适用于100℃以下的工况以及现有耐高温皮托管流量计虽然耐高温但是计量精度低、不能测量小流量流速的问题。

Description

一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计

技术领域

本实用新型涉及插入式超声波流量计技术领域，尤其是涉及一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计。

背景技术

作为工业气体测量仪表，工业气体流量计一直是测量行业的较薄弱的环节。气体行业主要计量仪表以孔板表、涡街表与皮托管流量计为主，但是这些传统仪表具有对计量气质要求高、维护频繁、维护费用高、智能化程度低、量程比小等缺点，这些弱点都会制约气体工业的发展。气体超声波流量计与差压式仪表、容积式仪表以及传统速度式仪表等相比，具有宽量程比、智能化、易安装，低成本、高精度、使用寿命长、低维护成本等优点。

但是一般的气体超声波流量计只能计量100℃以下工况环境下的气体流量，随着越来越多的工况环境都远远高于100℃(比如烟气管道、饱和蒸气)有的甚至超过200℃，一般的气体超声波流量计无法计量，会损坏插入其中的超声波换能器。现有的高温环境下测试流量的方案为皮托管流量计测量流量，该方案不能测试小流量流速，而且皮托管流量计测试精度低，无法做到气体流量的精密测量。

因此，有必要提供一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，解决现有一般超声波流量计只适用于100℃以下的工况以及现有耐高温皮托管流量计虽然耐高温但是计量精度低、不能测量小流量流速的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，包括单杆气冷换能器总成、气冷机主机和流量计主机，所述流量计主机和所述气冷机主机均与所述单杆气冷换能器总成相连；所述单杆气冷换能器总成包括单杆气冷换能器探头部分总成、与所述单杆气冷换能器探头部分总成相连的探头钢管、安装在所述探头钢管上的单杆法兰片、与所述探头钢管相连的转接装置和设置在所述转接装置与所述探头钢管内的连通皮管，所述转接装置外部与所述气冷机主机和所述流量计主机相连，所述转接装置内部与所述连通皮管的一端相连，所述连通皮管另一端与所述单杆气冷换能器探头部分总成相连；所述单杆气冷换能器探头部分总成包括换能器探头一、换能器探头二、探头外壳一、探头外壳二、出气管和进气管，所述进气管和所述出气管的一端与所述探头外壳二顶端相连，所述进气管和所述出气管的另一端与所述探头外壳一底端相连，所述探头外壳一顶端设置有转接头，所述换能器探头二设置在所述探头外壳二内，所述换能器探头一设置在所述探头外壳一内，所述转接头外部与所述探头钢管相连，内部与所述连通皮管相连。

优选的，所述转接头内设置有进气口一、进气口二、出气口和出线口，所述进气口一、所述进气口二、所述出气口和所述出线口相互独立，且底端分别连接有橡胶台阶片，所述橡胶台阶片内开有通孔，所述进气口一对应的所述通孔连接有内部进气管，所述内部进气管与所述进气管相连，所述进气口二、所述出气口和所述出线口对应的三个所述通孔均与所述探头外壳一和所述换能器探头一之间的空间连通。

优选的，所述转接装置上设置有转接进气口一、转接进气口二、转接出线口一、转接出线口二和转接出气口，所述气冷机主机与所述转接进气口一和所述转接进气口二相连，所述转接出线口一和所述转接出线口二与所述流量计主机相连，所述转接出气口与外部大气相连；所述转接进气口一通过所述连通皮管与所述进气口一相连，所述转接进气口二通过所述连通皮管与所述进气口二相连，所述转接出线口一和所述转接出线口二分别通过所述探头钢管与所述出线口相连，所述转接出气口通过所述连通皮管与所述出气口相连。

优选的，所述进气管和所述出气管对立设置。

优选的，所述转接进气口一、所述转接进气口二、所述转接出线口一、所述转接出线口二和所述转接出气口均为快插口。

优选的，所述进气皮管一和所述进气皮管二的一端设置为螺纹，另一端设置有M20带密封结构的卡套接头。

优选的，所述换能器探头一与所述探头外壳一通过螺纹旋转相连，所述换能器探头二与所述探头外壳二通过螺纹旋转相连。

优选的，所述换能器探头一与所述探头外壳一的连接处设置有密封橡胶垫片，所述密封橡胶垫片还设置在所述换能器探头二与所述探头外壳二的连接处；所述滚花帽与所述探头外壳二之间的连接处设置有密封O型圈。

优选的，所述探头外壳二底端设置有滚花帽。

优选的，所述探头钢管与所述转接装置通过六角拧紧螺母相连。

因此，本实用新型采用上述的一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，具备以下有益效果：

(1)本方案采用模块化设计，结构简单，更易维修更换；

(2)安装简便，加工难度低，利于大规模推广；

(3)采用气体冷却技术，能够对超声波换能器进行更高效的散热，可适应高温工况，同时能够保证测量精度和测量范围不受高温影响。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计的结构示意图；

图2为本实用新型一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计的部分结构示意图；

图3为本实用新型一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计的转接装置示意图；

图4为本实用新型一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计的单杆气冷换能器总成的结构示意图；

图5为本实用新型一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计的单杆气冷换能器探头部分总成的结构示意图；

图6为本实用新型一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计的单杆气冷换能器探头部分总成的透视正视示意图；

图7为本实用新型一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计的单杆气冷换能器探头部分总成的透视侧视示意图；

标注说明

1、单杆气冷换能器总成；101、单杆气冷换能器探头部分总成；10101、换能器探头一；10102、换能器探头二；10103、探头外壳一；10104、探头外壳二；10105、出气管；10106、进气管；10107、转接头；10108、进气口一；10109、进气口二；10110、出气口；10111、出线口；10112、橡胶台阶片；10113、内部进气管；10114、滚花帽；10115、密封橡胶垫片；10116、密封O型圈；102探头钢管；103、单杆法兰片；104、转接装置；10401、转接进气口一；10402、转接进气口二；10403、转接出线口一；10404、转接出线口二；10405、转接出气口；105、连通皮管；106、六角拧紧螺母；2、被测高温管道；3、气冷机主机；4、流量计主机。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。

除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如说明书附图1-7，本实用新型公开了一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，其结构包括单杆气冷换能器总成1、气冷机主机3和流量计主机4，流量计主机4和气冷机主机3均与单杆气冷换能器总成1相连；单杆气冷换能器总成1包括单杆气冷换能器探头部分总成101、与单杆气冷换能器探头部分总成101相连的探头钢管102、安装在探头钢管102上的单杆法兰片103、与探头钢管102相连的转接装置104和设置在转接装置104与探头钢管102内的连通皮管105，转接装置104外部与气冷机主机3和流量计主机4相连，转接装置104内部与连通皮管105的一端相连，连通皮管105另一端与单杆气冷换能器探头部分总成101相连；其中探头钢管102与转接装置104通过六角拧紧螺母106相连。

详细的，单杆气冷换能器探头部分总成101包括换能器探头一10101、换能器探头二10102、探头外壳一10103、探头外壳二10104、出气管10105和进气管10106，进气管10106和出气管10105对立设置，这样可以使冷气的路径最长，得到最大限度的利用，进气管10106和出气管10105的一端与探头外壳二10104顶端相连，即与探头外壳二10104和换能器探头二10102之间形成的空间相连，便于冷气充盈后循环，进气管10106和出气管10105的另一端与探头外壳一10103底端相连，其中进气管10106直接与设置在探头外壳一10103内的内部进气管10113相连，这是为了独立于进气口一10108形成冷气通路，对换能器探头一10101和换能器探头二10102进行分别冷却，效率高且便于检修；探头外壳一10103顶端设置有转接头10107，转接头10107外部与探头钢管102相连，内部与连通皮管105相连；换能器探头二10102设置在探头外壳二10104内，通过螺纹旋转相连，二者之间还设置有密封橡胶垫片10115以密封，探头外壳二10104底端设置有滚花帽10114封底，滚花帽10114与探头外壳二10104之间的连接处设置有密封O型圈10116；换能器探头一10101设置在探头外壳一10103内，通过螺纹旋转相连，二者之间也设置有密封橡胶垫片10115以密封；转接头10107内设置有进气口一10108、进气口二10109、出气口10110和出线口10111，进气口一10108、进气口二10109、出气口10110和出线口10111相互独立，且底端分别连接有橡胶台阶片10112，橡胶台阶片10112内开有通孔，进气口二10109对应的通孔连接有内部进气管10113，内部进气管10113与进气管10106相连，进气口一10108、出气口10110和出线口10111对应的三个通孔均与探头外壳一10103和换能器探头一10101之间的空间连通。

转接装置104上设置有转接进气口一10401、转接进气口二10402、转接出线口一10403、转接出线口二10404和转接出气口10405，气冷机主机3分别与转接进气口一10401和转接进气口二10402相连，转接出线口一10403和转接出线口二10404与流量计主机4相连，转接出气口10405与外部大气相连；转接进气口一10401通过连通皮管105与进气口一10108相连，转接进气口二10402通过连通皮管105与进气口二10109相连，转接出线口一10403和转接出线口二10404分别通过探头钢管102内部的空间与出线口10111相连，转接出气口10405通过连通皮管105与出气口10110相连，其中转接进气口一10401、转接进气口二10402、转接出线口一10403、转接出线口二10404和转接出气口10405均为快插口，方便拔插。其中连通皮管105的一端设置为螺纹，另一端设置有M20带密封结构的卡套接头，具备密封效果。

具体原理为：气冷机主机3的冷气分为两路，一路经转接进气口一10401进入转接装置104，经连通皮管105进入进气口一10108，冷气经探头外壳一10103与换能器探头一10101之间的空间，带走热量，从出气口10110流出；另一路经进气口二10109进入转接装置104，经连通皮管105进入进气口二10109，冷气经内部进气管10113进入进气管10106，流经探头外壳二10104与换能器探头二10102之间的空间，带走热量后由出气管10105流入探头外壳一10103与换能器探头一10101之间的空间，再经出气口10110进入连通皮管105，经转接装置104的转接出气口10405排入大气。其中，换能器探头一10101的信号线由探头钢管102进入转接出线口一10403，与流量计主机4相连，换能器探头二10102的信号线依次由出气管10105、出线口10111和探头杆管102内部，穿至转接出线口二10404，与流量计主机4相连。值得注意的是，上述连通皮管105相互独立，信号线位于探头钢管102内但与连通皮管105相互独立。

在具体实施过程中，先预先安装好单杆气冷换能器探头部分总成101，再将被测高温管道2上焊接上一个带法兰焊管，再将单杆气冷换能器总成1通过单杆法兰片103连接到带法兰焊管上，从而单杆气冷换能器总成1被安装到了被测高温管道2上，再将转接装置104的转接进气口一10401和转接进气口二10402与气冷机主机3连接，将转接出线口一10403和转接出线口二10404与流量计主机4连接，打开所有设备进行测量。

另需提及的是，本实用新型的一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，可推广应用到水蒸气等高温气体的计量。同时，也可将气冷机主机3换成液冷机主机，利用液体进行冷却。

因此，本实用新型采用上述结构的一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，解决了现有一般超声波流量计只适用于100℃以下的工况以及现有耐高温皮托管流量计虽然耐高温但是计量精度低、不能测试小流量流速的问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，包括单杆气冷换能器总成、气冷机主机和流量计主机，其特征在于：所述流量计主机和所述气冷机主机均与所述单杆气冷换能器总成相连；

所述单杆气冷换能器总成包括单杆气冷换能器探头部分总成、与所述单杆气冷换能器探头部分总成相连的探头钢管、安装在所述探头钢管上的单杆法兰片、与所述探头钢管相连的转接装置和设置在所述转接装置与所述探头钢管内的连通皮管，所述转接装置外部与所述气冷机主机和所述流量计主机相连，所述转接装置内部与所述连通皮管的一端相连，所述连通皮管另一端与所述单杆气冷换能器探头部分总成相连；

所述单杆气冷换能器探头部分总成包括换能器探头一、换能器探头二、探头外壳一、探头外壳二、出气管和进气管，所述进气管和所述出气管的一端与所述探头外壳二顶端相连，所述进气管和所述出气管的另一端与所述探头外壳一底端相连，所述探头外壳一顶端设置有转接头，所述换能器探头二设置在所述探头外壳二内，所述换能器探头一设置在所述探头外壳一内，所述转接头外部与所述探头钢管相连，内部与所述连通皮管相连。

2.根据权利要求1所述的一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，其特征在于：所述转接头内设置有进气口一、进气口二、出气口和出线口，所述进气口一、所述进气口二、所述出气口和所述出线口相互独立，且底端分别连接有橡胶台阶片，所述橡胶台阶片内开有通孔，所述进气口一对应的所述通孔连接有内部进气管，所述内部进气管与所述进气管相连，所述进气口二、所述出气口和所述出线口对应的三个所述通孔均与所述探头外壳一和所述换能器探头一之间的空间连通。

3.根据权利要求2所述的一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，其特征在于：所述转接装置上设置有转接进气口一、转接进气口二、转接出线口一、转接出线口二和转接出气口，所述气冷机主机与所述转接进气口一和所述转接进气口二相连，所述转接出线口一和所述转接出线口二与所述流量计主机相连，所述转接出气口与外部大气相连；

所述转接进气口一通过所述连通皮管与所述进气口一相连，所述转接进气口二通过所述连通皮管与所述进气口二相连，所述转接出线口一和所述转接出线口二分别通过所述探头钢管与所述出线口相连，所述转接出气口通过所述连通皮管与所述出气口相连。

4.根据权利要求3所述的一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，其特征在于：所述进气管和所述出气管对立设置。

5.根据权利要求4所述的一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，其特征在于：所述转接进气口一、所述转接进气口二、所述转接出线口一、所述转接出线口二和所述转接出气口均为快插口。

6.根据权利要求5所述的一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，其特征在于：所述连通皮管的一端设置为螺纹，另一端设置有M20带密封结构的卡套接头。

7.根据权利要求6所述的一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，其特征在于：所述换能器探头一与所述探头外壳一通过螺纹旋转相连，所述换能器探头二与所述探头外壳二通过螺纹旋转相连。

8.根据权利要求7所述的一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，其特征在于：所述探头外壳二底端设置有滚花帽。

9.根据权利要求8所述的一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，其特征在于：所述换能器探头一与所述探头外壳一的连接处设置有密封橡胶垫片，所述密封橡胶垫片还设置在所述换能器探头二与所述探头外壳二的连接处；所述滚花帽与所述探头外壳二之间的连接处设置有密封O型圈。

10.根据权利要求9所述的一种带冷却系统的单杆插入式超声波流量计，其特征在于：所述探头钢管与所述转接装置通过六角拧紧螺母相连。