[实用新型]全直通流量开关

说明书

本发明创造涉及一种安全保护控制装置，尤其涉及一种以检测流量信号为主要目的的机电流量开关。

流量开关（flow  switch）是一种新型检测装置，输出开关信号。它的主要功能是当流量达到设定的流量阀时发出信号，进行报警或启动联锁保护系统，从而保护关键设备不受损害并及时制止生产过程中的突发性事故。现有的流量开关所采用的检测原理可归结为压差缝隙式、压差孔板式，螺旋推进式、腰轮式、电磁式与超声式等。但除了超声式外，上述各种流量开关都不能做成全直通结构，对含有杂质（如碎屑、微粒、铁磁物等）的流体流量的检测就无法进行，必须增加过滤，去磁等辅助设备才能使用。超声式流量开关是利用超声波在正、反向流体内传播速度的差异来检测流速，虽可做成直通式，但往往体积庞大。例如用于检测天然气流量的超声式直通流量开关就需使用20米长的管道。

本发明创造的目的在于设计一种具有无内装附加物的流体管道全直通式小型机电流量开关，它对被监测流体没有任何苛刻的要求，即使流体中含有残渣、铁屑、碎粒等杂物，只要不影响流体流动，该开关就可正常工作。

本发明创造的工作原理是：使流量开关出端附近的局部小范围区域成为近似绝热系统亦称为微绝热系统，在一般情况下，微绝热系统的热量损失由下面几部分构成：

Q₁：为微绝热系统通过隔热材料（热传导系数尽可能小）向流体管道传递的热量；

Q₂：系统的热幅射损失；

Q₃：系统与空气界面的对流损失；

Q₄：流体与系统接触带走的热量。

当无流体流动（流速为零）时，Q₄＝0；PTC加热器供给的热量Q＝Q₁＋Q₂＋Q₃时，微绝热系统达到了热平衡态，此时PTC器件、材料器件及该系统温度恒定在T₀；当有流速为V₁的流体流动时，流体与该系统内壁存在热交换，PTC工作点沿温度阻尼特性曲线下滑，温度下降至T₁；当流速进一步加大至V₂，PTC的工作点进一步沿温度阻尼特性曲线下滑至T₂（V₂＞V₁，T₂＜T₁）。只要尽量减少Q₁＋Q₂＋Q₃的值，该系统可近似为微绝热系统，微绝热区域（即检测点）的温度变化就唯一由流体的流速决定。检测流量开关检测点温度的相对变化就可检测出流体的流速。本发明创造与通常的机电流量开关一样必须包括机械装置及流量信号检测装置，机械装置中的中心部件是全直通流体管道。在全直通流体管道外套入壳套（3）形成了机体，在全直通流体管道外壁与壳套内壁间有密封空腔，流量信号检测装置的电路板（9）位于该密封空腔中并被固定于全直通流体管道的某个端面上。在该全直通流体管道的出端附近设置有局部近似恒温的微绝热区域，该微绝热区域由紧附于传感件（6）外壁的若干PTC加热元件（7）及温度传感器（8）构成，在微绝热区域两端设有隔热部件。本发明创造中全直通流体管道入端外壁紧附有为流量信号检测装置提供温度参考信号的温度传感器（10），它与PTC加热元件（7）、温度传感器（8）及流量信号检测电路板（9）之间电路连接。

下面结合实施例来详细描述本发明创造。

图1：为本发明创造实施例剖视图；

图2：为全直通流体管道剖视图；

图3：为实施例传感件剖视图；

图4：为PTC加热元件的温度阻尼工作特性曲线。

图5：为流量信号检测装置电路原理图。