[发明专利]防积垢流动歧管

说明书

发明领域

本发明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发明，但本发明也可应用于其它类型的流体。

发明背景

以下对现有技术的论述意在促进对本发明的理解，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泵送流体，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泵送设备、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。

本发明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。

发明概述

根据第一方面，本发明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。