防积垢流动歧管制造技术

一种用于安装用来监视流体的各种流体参数的流体监视传感器的防积垢歧管(1)。所述歧管(1)包括由流体通道(4)连接的流体入口(2)和流体出口(3)。提供传感器安装区域(7)以用于安装相应的传感器模块，并且流偏转构造(9)被构造来控制所述传感器安装区域(7)处的流体流的速度梯度，从而引起所述歧管的表面壁的剪应力的局部增加。所述增加的壁剪力减少了所述流体中的悬浮物质附着到通道表面的趋势。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】防积垢流动歧管 专利
本专利技术大体上涉及用于监视液流的传感器设备的歧管。虽然具体参考污水、废水 和灰水管理来描述本专利技术，但本专利技术也可应用于其它类型的流体。 专利技术背景 以下对现有技术的论述意在促进对本专利技术的理解，并且使其优点能够更全面地被 理解。然而，应了解，说明书通篇对现有技术的任何参考均不应被解释为表达或暗示承认此 类现有技术是广泛已知的或形成本领域中的常见一般知识的一部分。 用传感器来监视含有固体、半固体、悬浮或溶解物质的流体可能是有问题的。这些 类型的流体中的许多包含或携带容易累积在用来运输流体并且传感器位于其中的管道和 歧管的内部表面上的材料。举例来说，油腻和/或含油脂的积垢物质、生物/有机材料、浮 渣、污泥和残渣可能粘附或累积在内部导管表面上。在传感器需要与流体流物理接触以便 起作用或被精确地校准以穿过已知厚度和材料的歧管壁起作用的情况下，累积在传感器的 面或通道的内部表面上的物质通常可能使传感器无法工作或出错。 长久暴露于此类流体会使问题恶化，例如在长期和持续监视以进行管理期间。特 别关注地污水、废水和灰水管理。然而，对于其它类型的流体来说，积垢也可能成问题的，包 括从化工制造、仓储和/或配送中的化学聚积到例如海洋或水生环境中的生物和/或有机 材料以及食品和乳制品制造和处理中的各种组分的聚积。 减少积垢的一种方法是以非常高的流量栗送流体，使得流体本身扫除任何物质聚 积。然而，实现高流量通常是不实际的，因为这通常需要昂贵的额外栗送设备、用于应付可 能损坏传感器的较高驱动压力的高等级导管。此外，传感器在此类流量下可能无法正确地 起作用。 用于解决积垢问题的另一方法需要定期维护传感器并且手动清洁。然而，这通常 有必要关断系统，使得可将传感器和/或歧管拆卸下来并进行清洁。 在一些应用中，有可能将化学清洁剂添加到流经歧管或流经定向在传感器表面处 的喷口的流体中。然而，在许多情况下，添加清洁化学药品可能是不可能的，或可能是昂贵 或不合需要的。 另一方法是在歧管中提供机械擦拭器来清洁传感器。然而，此类机械装置容易发 生故障，并且通常增加了歧管的复杂性和成本。 另一解决方案涉及使用喷雾口，其将液体流喷到传感器上，借此流从冲击点径向 散开，以产生薄的高速清洁液层。然而，此类壁式喷口容易损坏传感器表面，尤其是具有纤 弱和/或柔性界面（例如，聚合物膜）的传感器。此外，喷射通常可导致传感器错误。另外， 这些系统在水下传感器中可能无效，并且类似于机械系统，增加了歧管的复杂性和成本。 本专利技术的目标是克服或显著地改善现有技术的缺陷中的一个或多个，或至少提供 有用的替代方案。 专利技术概述 根据第一方面，本专利技术提供一种防积垢传感器歧管，其用于将流体引导到安装在 歧管上的传感器，所述歧管包括： 流体入口； 流体出口； 流体通道，其将入口连接到出口； 歧管壁，其限定通道内表面，所述通道内表面包括用于安装传感器以便暴露于流 经通道的流体的传感器安装区域； 偏转构造，其设置在传感器安装区域的上游，用于使流体流加速，借此流体流的速 度梯度的所得变化在传感器安装区域处引起壁剪力的局部增加，从而在使用中抵制传感器 积垢。 优选地，偏转构造包括以下各项中的一项或多项：歧管通道中的肘形弯管；通道 的紧缩部；文丘里管构造；挡板、偏转表面；偏转叶片；鳍片；通道横截面轮廓的变化；壁表 面抛光；通道膛线和/或喷嘴构造。 在一个实施方案中，偏转构造包括流体通道中的弯管。优选地，弯管介于45度与 约135度之间，更优选地，介于60度与约120度之间；并且最优选地，介于75度与约105度 之间。在一个优选实施方案中，弯管为约90度。 在一个实施方案中，偏转构造包括通道的紧缩部以使流加速。优选地，紧缩部包括 用于引导流的喷嘴，喷嘴具有在喷嘴出口上游的喷嘴入口。优选地，喷嘴从喷嘴入口向喷嘴 出口次第渐缩。 在一个实施方案中，喷嘴在喷嘴入口与喷嘴出口之间在横截面面积中包括阶梯状 变化。 喷嘴出口可具有大体上圆形和/或细长的横截面轮廓。 在一个实施方案中，喷嘴提供横截面面积通道横截面面积相对于喷嘴出口横截面 面积的喷嘴减小比大于1。然而，优选地，喷嘴减小比大于4,并且在一些实施方案中，优选 地大于15。 喷嘴出口在通道内可大体上定位在中心处，或在一个优选实施方案中，从通道的 中心偏移。 偏转构造可以是通道内的插入件，或可与歧管壁一体形成。 在一个优选实施方案中，喷嘴出口设置在偏转表面的上游，并且适于将已加速流 引导到偏转表面上。 在另一实施方案中，喷嘴出口设置在流体通道中的弯管的上游，以便将已加速流 引导到弯管中。弯管可包括偏转表面。 在一个实施方案中，偏转构造适于发起下游涡流。 优选地，传感器安装区域处的壁剪力大于25Pa，然而更优选地，传感器安装区域处 的壁剪力大于34Pa。 在另一方面，本专利技术提供一种防积垢传感器歧管，其用于将流体引导到安装在歧 管上的传感器，所述歧管包括： 流体入口； 流体出口； 流体通道，其将入口连接到出口，通道具有最大宽度D介于约7_与15cm之间的 大体上圆形或正方形横截面； 歧管壁，其限定通道内表面，所述通道内表面包括用于安装传感器的传感器安装 区域； 偏转构造，其设置在传感器安装区域的上游，以使流体流加速，借此流体流的速度 梯度的所得变化在传感器安装区域内的歧管壁处引起壁剪力的局部增加，从而在使用中抵 制传感器积垢，偏转构造包括通道中的肘形弯管，其限定介于45度与约135度之间的角度 偏转。 在一个实施方案中，通道具有约I. 5cm的最大宽度D。 在一个实施方案中，传感器安装区域设置在弯管下游f5D的距离内。然而，优选地， 传感器安装区域设置在弯管下游2D的距离内。 优选地，偏转构造还包括流体喷嘴，其具有上游喷嘴入口和下游喷嘴出口，喷嘴设 置在通道内以用于将流体流从喷嘴出口引导到弯管中。在一个实施方案中，喷嘴具有约3D 的喷嘴长度Ln。 在一个实施方案中，喷嘴出口设置在通道途径附近，以大体上平行于壁来引导流。 优选地，喷嘴出口在弯管上游间隔开介于0与约0. 6?之间的距离。 在一个实施方案中，喷嘴提供大于约4并且优选地大于约15的通道横截面面积与 出口喷嘴横截面面积的喷嘴减小比（g卩，面积与面积比）。 在一个实施方案中，喷嘴出口是具有介于0. 03D与约0. 2D之间的横向宽度的细长 狭槽。 在一个实施方案中，通道具有大体上D形横截面，包括与大体上平坦段相对的大 体上半圆形段。 优选地，大体上平坦段限定大体上平面的传感器安装区域，并且喷嘴出口设置在 大体上半圆形部分附近。 有利地，在优选实施方案中，本专利技术在用于废水处理厂的长期监视和控制以及下 水道汇水中的源控制的技术中提供显著改进。 附图简述 现将仅借助实例并且参照附图来描述本专利技术的优选实施方案，在附图中： 图1是根据本专利技术第一实施方案的歧管的透视图； 图2是示出形成内部通道的根据本专利技术的另一歧管的内部容积的透视图； 图3是图2中示出的通道的横截面图； 图4是根据本专利技术另一实施方案的歧管的平面图； 图5是根据实施例1的映射到通道表面上的所得壁剪力的俯视图图形表示，其中 通道包括90度肘形弯管，并且所述图包括指示壁剪力范围的阴影图例； 图6是根据实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防积垢传感器歧管，其用于将流体引导到安装在所述歧管上的传感器，所述歧管包括：流体入口；流体出口；流体通道，其将所述入口连接到所述出口；歧管壁，其限定通道内表面，所述通道内表面包括用于安装所述传感器以便暴露于流经所述通道的流体的传感器安装区域；偏转构造，其设置在所述传感器安装区域的上游，以使所述流体的流加速，借此所述流体流的速度梯度的所得变化在所述传感器安装区域处引起壁剪力的局部增加，从而在使用中抵制所述传感器的积垢。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰·奥哈洛伦，奈杰尔·古德曼，班尼·库安，
申请(专利权)人：联邦科学和工业研究机构，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU