TWI427275B - 流體量測裝置 - Google Patents

Description

流體量測裝置

本發明是有關於一種流體量測裝置，且特別是有關於一種具有閥元件之流體量測裝置。

無論是工業上或日常生活中，利用管路運送流體為一省時且省成本之方法。流體狀態受溫度等外在因素的影響會有不同的變化，進而關係著操作上的安全性或是產物的良率，因此流體狀態的控管便顯得非常重要。就目前而言，將感測棒伸入管路中直接量測流體的流量、壓力或是黏度係為常用的感測方法。

圖1是習知一種流體量測裝置的剖面示意圖，而圖2是圖1之流體量測裝置連接於管路之示意圖。請參照圖1與圖2，習知流體量測裝置100包含定位筒110、固定件130以及感測棒150。固定件130具有頭部132與尾部134，頭部132設有內螺紋133且尾部134具有外螺紋135。固定件130之尾部134的外螺紋135與管路50之管壁52的內螺紋53結合，以使固定件130固定於管路50上。此外，定位筒110具有外螺紋112，且定位筒110透過外螺紋112與固定件130之內螺紋133的結合而結合於固定件130的頭部132。感測棒150穿過定位筒110與固定件130而伸入管路50中。

當管路50中之流體以高壓運送時，容易因操作不慎導致流體量測裝置100的構件受到高壓而彈出。舉例來說，當要拆卸流體量測裝置100時，若未關閉管路50內的閥門以停止流體輸送，則感測棒150容易因管路50中的壓力而彈出，此可能導致感測棒150受損或是威脅操作者的安全。

本發明的目的就是在提供一種流體量測裝置，以提高操作安全性。

為達上述優點，本發明提出一種流體量測裝置，其包含有感測元件與閥元件。感測元件包括有固定件與感測棒。固定件具有第一筒狀部，且此第一筒狀部的內壁設有向內凸出之第一止擋結構，而此第一筒狀部的外壁設有第一結合結構。感測棒係貫穿第一筒狀部，此感測棒的側壁設有向外凸出之第二止擋結構，而此第二止檔結構適於容置於第一筒狀部內，且與第一止擋結構互相干涉。閥元件，具有一閥桿、一第一開口及一第二開口，其中閥桿可旋轉以控制閥元件為全開或全關之狀態，且第一開口與固定件之第一結合結構結合。

在本發明之一實施例中，上述之第二止擋結構設置於感測棒之一末端。

在本發明之一實施例中，上述之第一止擋結構與第二止擋結構至少其中之一呈環狀。

在本發明之一實施例中，上述之固定件更具有與第一筒狀部相連接的第二筒部狀，而感測棒更貫穿第二筒狀部，且第二筒狀部的內徑大於第一筒狀部的內徑。

在本發明之一實施例中，上述之流體量測裝置更包括一定位筒，此定位筒結合於第二筒狀部的內壁，且上述之感測棒更貫穿此定位筒。

在本發明之一實施例中，上述之定位筒具有相連的第三筒狀部與第四筒狀部，其中第四筒狀部的外徑大於第三筒狀部的外徑，且第三筒狀部的外部適於與第二筒狀部的內壁結合。

在本發明之一實施例中，上述之第二筒狀部的內壁設有第二結合結構，而上述定位筒的第三筒狀部的外壁設有與第二結合結構配合的第三結合結構。

在本發明之一實施例中，上述之第一結合結構、第二結合結構與第三結合結構為螺紋。

在本發明之一實施例中，上述之流體量測裝置更包含一止漏環，此止漏環係配置於第二筒狀部內之底部，而所述之底部係連接第一筒狀部。

在本發明之一實施例中，上述之流體量測裝置更包含一止漏環，此止漏環係配置於第一筒狀部內，且第二止擋結構與止漏環位於第一止擋結構的相對兩側。

在本發明之一實施例中，上述之閥元件為一直通式球閥。

在本發明之一實施例中，上述之閥元件還包括閥本體且第一開口位於閥本體之頂端及第二開口位於閥本體之底端。

在本發明之一實施例中，上述之閥本體內還包括一封閉件。

在本發明之一實施例中，上述之閥本體為一筒狀結構。

本發明乃是在固定件與感測棒設置可互相干涉之止擋結構，並在流體量測裝置中增設一閥元件，以使固定件可透過閥元件來與管路連接。因此，藉由閥元件之開啟可以讓感測棒感測在管路中流體的流量、壓力或是黏度等特性，而藉由關閉閥元件則可以隨時拆卸感測棒，使得流體可以繼續在管路中流動而不需要關閉輸送流體之閥門而停止操作，而在拆卸感測棒時也可以避免因管路之內、外壓力的不同而使得感測棒向外彈出的意外。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖3為依照本發明一實施例之一種流體量測裝置的示意圖。請參考圖3，本實施例之流體量測裝置400包括有固定件410、感測棒420及閥元件430。固定件410具有第一筒狀部412，此第一筒狀部412的內壁設有向內凸出的第一止擋結構412a，且於第一筒狀部412的外壁設有第一結合結構412b。感測棒420貫穿第一筒狀部412，且感測棒420的側壁設有向外凸出的第二止擋結構422。第二止擋結構422適於容置於第一筒狀部412內，且適於與第一止擋結構412a互相干涉。

閥元件430包含閥本體431、封閉件(未在圖中表示)設置在閥本體431內及閥桿432設置於閥本體431之外側壁上，其中閥本體431係為筒狀結構，於筒狀結構之頂端為第一開口及於筒狀結構之底端，相對於第一開口且與第一開口相通為第二開口434。而感測棒420貫穿閥元件430之筒狀結構之閥本體431，其感測棒420之一端凸出於第二開口434。另外，感測棒420上的第一結合結構412b是與閥本體431的第一開口互相配合，以使第一筒狀部412能透過第一結合結構412b而結合於閥本體431的第一開口內。而閥本體431之第二開口434是與管路(未在圖中表示)的結合結構相互配合，以使第一筒狀部412能透過第一結合結構412b而與管路結合。此外，第一止擋結構412a與第二止擋結構422至少其中之一可呈環狀。舉例來說，可為第一止擋結構412a呈環狀，或是第二止擋結構422呈環狀(如圖4所示)，亦或者是第一止擋結構412與第二止擋結構422皆呈環狀。然而，本發明中並不限定第一止擋結構412或是第二止擋結構422之形狀與高度。在圖5中係為止擋結構之另一實施例，如圖5所示，感測棒420’的第二止擋結構422’可由多個擋塊423組成。而閥元件430之閥桿432用以控制閥元件430為全開或是全關之狀態，當閥桿432旋轉至與感測棒420平行時，其閥桿432控制在閥本體431內的封閉件呈導通狀態，而使得閥元件430為全開；而當閥桿432旋轉至與感測棒420呈垂直時(即旋轉90度)，其閥桿432控制在閥本體431內的封閉件呈封閉裝態，使得閥元件430為全關。當移動感測棒420使得第二止擋結構422朝接近第一止擋結構412a的方向移動時，第二止擋結構422可移入第一筒狀部412內。當第二止擋結構422接觸到第一止擋結構412a時，感測棒420無法繼續沿著同方向移動。上述之第一結合結構可以是螺紋，但是本發明中不以此為限。

另外，要說明的是，感測棒420可以是黏度感測棒、流量感測棒或壓力感測棒，設計者可以視管路設計之需要而將前述各種感測棒以單支或是多支的方式來設置在管路的各個位置上，以便量測出在管路中流體的各種物理數據。於本發明中，閥元件430可以採用球閥來實施，例如是採用直通式球閥來實施。由於球閥的開關狀態只有全開和全關，因此在操作上相當方便。在管路中使用球閥的優點在於：流體阻力小，其阻力係數與同長度的管路相等；結構簡單、體積小、重量輕；緊密可靠，目前球閥的密封面材料廣泛使用塑料，因此密封性好，且在真空系統中也已廣泛使用；操作方便，開閉迅速，從全開到全關只要旋轉90度，便於遠距離的控制；維修方便，球閥結構簡單，密封圈一般都是活動的，拆卸更換都比較方便；在全開或全關時，球體和閥座的密封面與介質隔離，因此介質通過時，不會引起閥門密封面的侵蝕；以及適用範圍廣，通徑從小到幾毫米，大到幾米，從高真空至高壓力都可應用。另外，球閥開關輕便，體積小，可以做成很大口徑，密封可靠，結構簡單，維修方便，密封面與球面常在閉合狀態，不易被介質沖蝕，因此適合設置於輸送各種類之流體(包含液體或氣體)的管路中。

接著請再參照圖3與圖4，於本實施例之第二止擋結構422可以是設置於感測棒420之末端。於其他實施例中，可視設計的需求將第二止擋結構422設置於感測棒420的其它位置。此外，第二止擋結構422可以透過焊接或是其他方式固定於感測棒420，或者是將第二止擋結構422與感測棒420以一體成型的方式來製作之。

此外，固定件410例如更具有與第一筒狀部412相連接的第二筒狀部414，且第二筒狀部414的內徑大於第一筒狀部412的內徑。第二筒狀部414的內壁設有第二結合結構414a，而感測棒420更貫穿第二筒狀部414。除此之外，本實施例之流體量測裝置400例如更包括一定位筒450，且感測棒420貫穿定位筒450。定位筒450具有相連的第三筒狀部452與第四筒狀部454。第四筒狀部454的外徑大於第三筒狀部452的外徑，且第三筒狀部452的外壁設有與第二結合結構414a配合的第三結合結構452a。第二結合結構414a與第三結合結構452a例如是螺紋，但本發明不以此為限。

圖6是本發明一實施例之流體量測裝置提供防止感測棒彈出功能的示意圖。請參照圖6，當流體量測裝置400與管路50連結時，固定件410藉由第一結合結構412b與閥本體431之第一開口的內壁結合。感測棒420穿過定位筒450、固定件410及閥本體431而伸入管路50中。此外，定位筒450的第三結合結構452a與固定件410的第二結合結構414a相結合，以使定位筒450能固定於固定件410。此定位筒450可避免感測棒420晃動。

基於安全考量，若欲卸除流體量測裝置400之感測棒420，可先將閥元件430之閥桿432旋轉至關閉的位置，再鬆開固定件410與定位筒450。接著，將固定件410由閥本體431上鬆開，將固定件410由閥本體431上卸除。

當管路50中的流體(如氣體或液體)以高壓運送時，若要更換或是維修感測棒420時，將閥元件430之閥桿432旋轉至全關之狀態下，可直接由管路將感測棒420拆卸，而不會因操作不慎或其他因素導致感測棒420會朝遠離管路50的方向彈出，也不需要關閉輸送流體之閥門(未在圖中表示)來進行感測棒420的更換或維修。

此外，本實施例之流體量測裝置400可更包括止漏環440a，其配置於第一筒狀部412內，且第二止擋結構422與止漏環440a位於第一止擋結構412a的相對兩側。止漏環440a的材質可為彈性材質(例如是橡膠)，且止漏環440a抵靠感測棒420，如此可進一步防止流體外洩至管路50外。另外，流體量測裝置400更可包括止漏環440b，其配置於第二筒狀部414內之底部415，其中第二筒狀部414的底部415連接第一筒狀部412。止漏環440b亦可進一步提供防止流體外洩至管路外的功能。而且，在定位筒450結合於固定件410時，定位筒450會壓迫止漏環440b使之變形，如此可藉由止漏環440b夾緊感測棒420來使之定位。

需注意的是，雖然上述之流體感測裝置400包括定位筒450，且固定件410包括第二筒狀部414，但在其他實施例中，流體感測裝置400’(如圖7所示)可不包括定位筒，且固定件410’亦可不包括第二筒狀部。

綜上所述，由於流體感測裝置之閥元件可以在全關之狀態下，將管路與感測棒之間的通道關閉，而將感測棒由閥元件及管路中拆卸，使得流體仍然可以管路中進行流動而不需要關閉輸送流體之閥門。另外，流體量測裝置具有兩互相干涉之第一止擋結構與第二止擋結構，所以可防止流體量測裝置的感測棒因操作不慎而彈出管路。此外，在一實施例中，設置於第二筒狀部內的止漏環除可防止管路中的流體溢散外，更可夾緊感測棒使之定位。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

50．．．管路

52．．．管壁

53．．．內螺紋

100．．．流體量測裝置

110．．．定位筒

112．．．外螺紋

130．．．固定件

132．．．頭部

133．．．內螺紋

134．．．尾部

135．．．外螺紋

150．．．感測棒

400、400’．．．流體量測裝置

410、410’．．．固定件

412．．．第一筒狀部

412a．．．第一止擋結構

412b．．．第一結合結構

414．．．第二筒狀部

414a．．．第二結合結構

415．．．底部

420、420’．．．感測棒

422、422’．．．第二止擋結構

423．．．擋塊

430．．．閥元件

431．．．閥本體

432．．．閥桿

434．．．第二開口

440a．．．第一止漏環

440b．．．第二止漏環

450．．．定位筒

452．．．第三筒狀部

452a．．．第三結合結構

454．．．第四筒狀部

圖1是習知一種流體量測裝置的剖面示意圖；

圖2是圖1之流體量測裝置連接於管路之示意圖；

圖3為依照本發明一實施例之一種流體量測裝置的示意圖；

圖4為依照本發明一實施例之流體量測裝置之感測棒的立體圖；

圖5為依照本發明另一實施例之流體量測裝置之感測棒的立體圖；

圖6是本發明一實施例之流體量測裝置提供防止感測棒彈出功能的示意圖；以及

圖7是依照本發明另一實施例之流體量測裝置的示意圖。

50．．．管路

52．．．管壁

53．．．內螺紋

400．．．溫度感測元件

410．．．固定件

412．．．第一筒狀部

412a．．．第一止擋結構

412b．．．第一結合結構

414．．．第二筒狀部

415．．．底部

414a．．．第二結合結構

420．．．感測棒

422．．．第二止擋結構

430．．．閥元件

431．．．閥本體

432．．．閥桿

434．．．第二開口

440a．．．第一止漏環

440b．．．第二止漏環

450．．．定位筒

452．．．第三筒狀部

452a．．．第三結合結構

454．．．第四筒狀部

Claims (14)

1. 一種流體量測裝置，包含：一感測元件，包含：一固定件，具有一第一筒狀部，該第一筒狀部的內壁設有向內凸出之一第一止檔結構，該第一筒狀部的外壁設有一第一結合結構；以及一感測棒，貫穿該第一筒狀部，該感測棒的側壁設有向外凸出之一第二止檔結構，該第二止檔結構適於容置於該第一筒狀部內，且適於與該第一止檔結構互相干涉；以及一閥元件，具有一閥桿、一第一開口及一第二開口，，該閥桿可旋轉以控制該閥元件為全開或全關之狀態，且該第一開口適於與該固定件之該第一結合結構結合。
2. 如申請專利範圍第1項所述之流體量測裝置，其中該第二止檔結構設置於該感測棒之一末端。
3. 如申請專利範圍第1項所述之流體量測裝置，其中該第一止擋結構與該第二止擋結構至少其中之一呈環狀。
4. 如申請專利範圍第1項所述之流體量測裝置，其中該固定件更具有與該第一筒狀部相連接的一第二筒部狀，而該感測棒更貫穿該第二筒狀部，且該第二筒狀部的內徑大於該第一筒狀部的內徑。
5. 如申請專利範圍第4項所述之流體量測裝置，更包括一定位筒，結合於該第二筒狀部的內壁，且該感測棒更貫穿該定位筒。
6. 如申請專利範圍第5項所述之流體量測裝置，其中該定位筒具有相連的一第三筒狀部與一第四筒狀部，該第四筒狀部的外徑大於該第三筒狀部的外徑，且該第三筒狀部的外部適於與該第二筒狀部的內壁結合。
7. 如申請專利範圍第6項所述之流體量測裝置，其中該第二筒狀部的內壁設有一第二結合結構，而該定位筒的該第三筒狀部的外壁設有與該第二結合結構配合的一第三結合結構。
8. 如申請專利範圍第7項所述之流體量測裝置，其中該第一結合結構、該第二結合結構與該第三結合結構為螺紋。
9. 如申請專利範圍第5項所述之流體量測裝置，更包含一止漏環，配置於該第二筒狀部內之一底部，其中該底部連接該第一筒狀部。
10. 如申請專利範圍第1項所述之流體量測裝置，更包含一止漏環，配置於該第一筒狀部內，且該第二止擋結構與該止漏環位於該第一止擋結構的相對兩側。
11. 如申請專利範圍第1項所述之流體量測裝置，其中該閥元件為一直通式球閥。
12. 如申請專利範圍第1項所述之流體量測裝置，其中該閥元件還包括一閥本體且該第一開口位於該閥本體之一頂端及該第二開口位於該閥本體之一底端。
13. 如申請專利範圍第12項所述之流體量測裝置，其中該閥本體內還包括一封閉件。
14. 如申請專利範圍第12項所述之流體量測裝置，其中該閥本體為一筒狀結構。