一種光纖渦輪流量計(jì)探頭的密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光纖渦輪流量計(jì)探頭的密封結(jié)構(gòu)，采用階梯式密封結(jié)構(gòu),光纖探頭為多模玻璃光纖，外側(cè)有探頭護(hù)套,光纖探頭凸臺(tái)的前段為螺紋段,探頭端部中間有凸出的小圓柱段；管壁金屬外殼上有垂直于管壁軸線的管壁階梯孔,管壁階梯孔有內(nèi)螺紋,管壁階梯孔底部中間有圓孔。密封墊圈位于光纖探頭凸出的圓柱段根部,光纖探頭垂直于管壁軸線方向與管壁階梯孔固定配合，實(shí)現(xiàn)高壓環(huán)境的液體流量準(zhǔn)確測量。密封結(jié)構(gòu)減小了由管壁打孔對(duì)液體流動(dòng)狀態(tài)造成的影響；光纖探頭采用螺紋安裝，既有密封效果又易于安裝和拆卸；本實(shí)用新型的密封墊圈為圓圈形結(jié)構(gòu),能被壓緊并產(chǎn)生良好的抗壓效果，配合螺紋可保證在高壓液體的流量測量中不漏液。
【專利說明】一種光纖渦輪流量計(jì)探頭的密封結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及液體流量測量中的密封【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，涉及一種光纖渦輪流量計(jì)探頭的密封結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)的諸多領(lǐng)域中，密封結(jié)構(gòu)件對(duì)機(jī)器設(shè)備的密封起著至關(guān)重要的作用。密封結(jié)構(gòu)失效會(huì)引起工作介質(zhì)的泄漏，也會(huì)造成資源浪費(fèi)或環(huán)境污染。密封結(jié)構(gòu)失效以至引起高壓液體的流量測量中的誤差，至使測量精度受到影響。
[0003]隨著工業(yè)生產(chǎn)中的工藝向高溫、高壓、高速的方向發(fā)展，機(jī)器設(shè)備對(duì)密封件的密封性能要求也越來越高。由于成型填料密封件具有結(jié)構(gòu)簡單、密封性能好、品種規(guī)格多、工作范圍廣的特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于各種類產(chǎn)品中。目前常用的密封件有O型密封圈、矩形密封圈、V型、U型、L型、J型、Y型密封圈系列產(chǎn)品。
[0004]在工業(yè)生產(chǎn)中，很多設(shè)備系統(tǒng)都需要對(duì)液體的流量進(jìn)行檢測。被測液體溫度由低溫到高溫，壓力由低壓到高壓甚至超高壓，檢測環(huán)境的復(fù)雜性對(duì)流量計(jì)和密封結(jié)構(gòu)件提出了更高的要求。在專利200720017049.3中公開了一種插入式光纖渦輪流量計(jì)，該光纖渦輪流量計(jì)包括光纖傳感器、安裝架、導(dǎo)流管、渦輪體、渦輪軸架及軸套，其中除了光纖傳感器部分，沒有對(duì)光纖探頭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，也沒有考慮到探頭安裝的密封問題，這種不足會(huì)導(dǎo)致液體發(fā)生滲漏而造成測量不準(zhǔn)確，而且還會(huì)污染測量環(huán)境。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了避面現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提出一種光纖渦輪流量計(jì)探頭的密封結(jié)構(gòu)。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:采用階梯式密封結(jié)構(gòu)，光纖探頭為多模玻璃光纖，外側(cè)有探頭護(hù)套，光纖探頭凸臺(tái)的前段為螺紋段，光纖探頭端部中間有凸出的小圓柱段，螺紋段端部有導(dǎo)角，管壁金屬外殼上有垂直于管壁軸線的管壁階梯孔，管壁階梯孔上有內(nèi)螺紋，管壁階梯孔底部中間有長度為3mm的圓孔，所述密封墊圈為圓圈形結(jié)構(gòu)，密封墊圈位于光纖探頭凸出的小圓柱段根部，光纖探頭垂直于管壁軸線方向與管壁階梯孔固定配合。
[0007]所述密封墊圈材料為丁腈橡膠。
[0008]所述探頭護(hù)套材料為鋁合金。
[0009]有益效果
[0010]本實(shí)用新型提出的一種光纖渦輪流量計(jì)探頭的密封結(jié)構(gòu)，在光纖探頭與管壁金屬外殼連接處采用階梯式密封結(jié)構(gòu)；光纖探頭凸臺(tái)的前段為螺紋段，光纖探頭端部中間有凸出的小圓柱段，螺紋段端部有導(dǎo)角；管壁金屬外殼上有管壁階梯孔，管壁階梯孔上有內(nèi)螺紋，管壁階梯孔底部中間有3_長圓孔。密封墊圈為圓圈形結(jié)構(gòu)，密封墊圈固定在光纖探頭凸出的小圓柱段根部，光纖探頭垂直于管壁軸線方向與螺紋孔固定配合，實(shí)現(xiàn)高壓環(huán)境的液體流量準(zhǔn)確測量。本實(shí)用新型光纖渦輪流量計(jì)探頭的密封結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]本實(shí)用新型采用前細(xì)后粗的階梯型密封結(jié)構(gòu)，減小了由管壁打孔對(duì)液體流動(dòng)狀態(tài)造成的影響；本實(shí)用新型的探頭護(hù)套前段采用了小圓柱的形狀，由于小圓柱段較小，避免了車螺紋可能造成的光纖損壞；本實(shí)用新型的探頭護(hù)套后段采用螺紋結(jié)構(gòu)安裝，既有密封效果又易于安裝、方便拆卸；本實(shí)用新型探頭的階梯部位采用密封墊圈結(jié)構(gòu)，密封墊圈既能被壓緊又能產(chǎn)生良好的抗壓效果，配合螺紋連接可保證在高壓液體的流量測量中不漏液。
[0012]本實(shí)用新型光纖渦輪流量計(jì)探頭的密封結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式簡單、密封性能可靠；而且采用雙圈同軸式光纖作為渦輪流量計(jì)拾取流量信號(hào)的關(guān)鍵部件，應(yīng)用在高溫高壓的液體流量測量中，提高了測量精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型一種光纖渦輪流量計(jì)探頭的密封結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0014]圖1為光纖渦輪流量計(jì)探頭與管道壁安裝位置示意圖。
[0015]圖2為光纖渦輪流量計(jì)探頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型密封結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:
[0018]1.管壁金屬外殼2.渦輪3.導(dǎo)流架4.探頭護(hù)套5.光纖束6.發(fā)射光纖束7.內(nèi)圈接收光纖束8.外圈接收光纖束9.管壁階梯孔10.光纖探頭11.密封墊圈

【具體實(shí)施方式】
[0019]本實(shí)施例是一種光纖渦輪流量計(jì)探頭的密封結(jié)構(gòu)。
[0020]參閱圖1、圖2、圖3，本實(shí)施例光纖渦輪流量計(jì)探頭的密封結(jié)構(gòu)，包括管壁金屬外殼1、渦輪2、導(dǎo)流架3、探頭護(hù)套4、光纖束5、發(fā)射光纖束6、內(nèi)圈接收光纖束7、外圈接收光纖束8、管壁階梯孔9、光纖探頭10、密封墊圈11 ;光纖探頭與管壁金屬外殼連接處采用階梯式密封結(jié)構(gòu)。光纖探頭10采用多模玻璃光纖，光纖探頭10外側(cè)有探頭護(hù)套4，探頭護(hù)套材料為鋁合金。光纖探頭10凸臺(tái)的前段為螺紋段，光纖探頭10端部中間有凸出的小圓柱段，螺紋段端部有導(dǎo)角。管壁金屬外殼I上有垂直于管壁軸線的管壁階梯孔9，管壁階梯孔9上有內(nèi)螺紋，管壁階梯孔9底部中間有長度為3mm的圓孔。密封墊圈11為圓圈形結(jié)構(gòu)，密封墊圈11固定在光纖探頭10凸出的小圓柱段根部，光纖探頭10垂直于管壁軸線方向與管壁階梯孔9固定配合。
[0021]本實(shí)施例管壁金屬外殼壁厚為16mm，管壁階梯孔9內(nèi)螺紋直徑為10mm，管壁階梯孔9底部中間圓孔直徑為3.2mm,管壁階梯孔9與光纖探頭10的尺寸相匹配。密封墊圈11材料為丁腈橡膠，密封墊圈11的內(nèi)圈直徑為3_，安裝在光纖探頭10凸出的小圓柱段根部，光纖探頭10與管壁階梯孔9通過螺紋配合安裝后，將密封墊圈11壓緊并一次成型。管壁金屬外殼I是為保證較高溫度壓力下的測量環(huán)境要求，以及封裝殼體的強(qiáng)度和剛度要求。渦輪2和導(dǎo)流架3采用剛度強(qiáng)，密度小的合金材料制成，渦輪2和導(dǎo)流架3在安裝同一軸線上，以保證光反射面為平面反射。
[0022]本實(shí)例中光纖渦輪流量計(jì)探頭為雙圈同軸光強(qiáng)反射式光纖探頭；光強(qiáng)光纖垂直照射在渦輪表面，并由兩組接收光纖束分別接收反射光強(qiáng)；接收光纖所接收的光通過光纖傳遞至高精度光電轉(zhuǎn)換器進(jìn)行處理。光纖束5傳輸部分由發(fā)射光纖束6和內(nèi)圈接收光纖束7、外圈接收光纖束8組成，其中，發(fā)射光纖束6和激光源相連接，內(nèi)圈接收光纖束7和外圈接收光纖束8分別連接光電轉(zhuǎn)換器。采用接收光強(qiáng)比值法，可消除對(duì)光源功率波動(dòng)和反射面反射率變化的敏感性因素對(duì)測量的影響。
[0023]本實(shí)用新型的測量原理:
[0024]隨著渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，光纖渦輪流量計(jì)探頭可檢測到渦輪葉片不同位置的反射信號(hào)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換、放大濾波得到流量的脈沖信號(hào)。流量的大小如式(I)所示:
[0025]Q = f/K (I)
[0026]其中，f為光纖輸出的流量脈沖信號(hào)(Ι/s),
[0027]K為儀表系數(shù)(1/L)，
[0028]Q 為流量(L/s)。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖渦輪流量計(jì)探頭的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:采用階梯式密封結(jié)構(gòu)，光纖探頭為多模玻璃光纖，外側(cè)有探頭護(hù)套，光纖探頭凸臺(tái)的前段為螺紋段，光纖探頭端部中間有凸出的小圓柱段，螺紋段端部有導(dǎo)角，管壁金屬外殼上有垂直于管壁軸線的管壁階梯孔，管壁階梯孔上有內(nèi)螺紋，管壁階梯孔底部中間有長度為3mm的圓孔，所述密封墊圈為圓圈形結(jié)構(gòu)，密封墊圈位于光纖探頭凸出的圓柱段根部，光纖探頭垂直于管壁軸線方向與管壁階梯孔固定配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖渦輪流量計(jì)探頭的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述密封墊圈材料為丁腈橡膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖渦輪流量計(jì)探頭的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述探頭護(hù)套材料為鋁合金。
【文檔編號(hào)】G01F1/28GK204085579SQ201420465447
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】郭迎清, 薛海東, 杜玉環(huán), 賀琛, 張小棟 申請人:西北工業(yè)大學(xué)