气体探针制造技术

一种温度计插孔或气体采样探针，包括一个细长管，该管具有一个或多个纵向沿着以及围绕所述管的至少一部分外表面缠绕的螺旋翼片，其中该翼片的宽度在０．００５Ｄ至０．２Ｄ的范围内；该翼片的深度在０．０５Ｄ至０．５Ｄ的范围内，其中Ｄ是该管的外径或宽度。该气体采样探针包括一个具有入口端和出口端的细长主管状件以及一个容纳在所述主管状件内部的采样管；所述采样管从该入口端延伸到该出口端。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体探针本专利技术涉及一种用在化学处理容器、管道以及类似地方的改良的 温度计插孔或流体采样探针。在使用中必须从管道或大型容器动态地采集气体样本的气体采样 探针(例如插入型的)是众所周知的，但由于待采样流体的流动性质以 及所需的探针长度的原因而存在许多问题。有许多与用于天然气管道的温度计插孔探针和气体采样探针相关 的问题。例如，在设计这些探针时，为了满足安装机械的要求，可能会造成探针具有大的体积并且产生严重的湍流；而这又不符合采样要 求。因此，这种探针通常存在下面的缺陷它们具有大的内部容积， 这不符合"实时"分析和环保理念；它们易于采样不准确(由于湍流)； 以及由于涡旋脱落(vortex shedding)引起的共振故障而可能导致的 探针机械故障。下面更详细地描述这三个缺陷。首先，遵循公认的采样天然气的指南(诸如ISO 10715: 2001, 该标准规定应从管道的中1/3处采集样本)，产生了 "长"采样探针。 探针不仅必须至少是管道直径的1/3 (管道的直径尺寸通常是2英尺 至4英尺/600毫米至1200毫米)，而且长度必须足够来通过分支三 通和凸缘，或者如果允许的话通过"螺紋支管台(threadolet)", 来连接探针。(一般地，分支凸缘是优选的连接类型)。在很多情况 下，由于对可伸缩及可隔离的探针的要求，大大地或者甚至巨大地增 加了气体采样探针的长度。在这种情况下，通过三通、阀以及凸缘的组合来连接探针。其次，需要考虑涡旋脱落的现象以及涡旋脱落的频率与探针的固 有频率可能会相同的可能性。如果这两个频率相同，那么探针由于共 振效应而发生故障(突然折断)是非常可能的。上述两点的结合促进了略胖性质的探针设计。(通常，探针具有 约25毫米(1英寸)的外径)。由于制造管和管子的方法，制造约1 英寸(25毫米)外径、小于1/2英寸(12. 5毫米)内径的管，这是不经济的或不正常的。在气体采样探针的情况下，探针的"长"长度与"相对"大的内 径的结合在采样探针自身中产生很大的气体滞留容积。该储存的气体 通常被称为"死腔，，气体，并且在来自管道的真实气体可以进入分析 仪器之前必须被排出或以别的方式处理。在探针中储存的气体或"死 腔，，气体的体积由于压力的作用进一步被增加。对于管道在大气压力 以上工作的每巴压力，那么在探针中气体的实际(或者正常或标准)体积以该比值增加。例如，如果探针的内部容积比如是0. 25升并且管 道工作的压力是40巴，那么在探针内储存的或"死气体"的实际(正 常或标准)体积将是大约0. 25 x 40-10升。对于气体管道来说，经常 工作在80巴或更高的压力下。因此，存在设计一种具有足够快的响应时间以匹配相关的分析系统的气体采样探针的问题。在这种情况下，在管道中的真实气体的代 表性样本可存在/引入与采样探针连接的分析仪器/样本筒之前，大量 的气体必须被移出通道以外(被排出)。这种排气方法可能对环境非 常有害。对于使用管子或管，替代方案可以是使用一个具有沿中心钻有小 孔的实心杆。但是，沿着通常比如是0. 3至2. 0米的不锈钢杆的长度， 钻出2、 3、 4、 5毫米直径的孔或更大的孔，是不容易或成本不低的工 作。另外，这种钻孔的表面抛光的质量难于控制，这将本身的问题带 给了天然气的代表性采样，特别是对于具有更高碳氢化合物和易反应 组分的天然气。最后，将这种大突起件引入流动气体中产生很大的湍流，该湍流 同样也可以立刻改变气体的组分。可能形成碳氢化合物小液滴，类似 于经常在飞机后面看到的白色雾化尾迹(除了在飞机的情况下，它是 水滴而不是碳氢化合)。这些小滴不仅改变气相组分，而且有可能立 刻吸收诸如硫化氢的易反应组分。因而，针对气体采样空间中的点(实 际上在采样探针的尖端或入口处管道中的点)上，需要进行各种努力 来减少湍流。本专利技术的一个目的是减小气体采样探针的内部容积。本专利技术的另一个目的是最小化或消除由使用这种探针引起的涡旋脱落。本专利技术的 又一个目的是在采样点最小化湍流。在一方面，本专利技术提供一种气体采样探针，包括一个具有入口端 和出口端的细长主管状件以及一个容纳在所述主管状件内部的采样管；所述采样管从所述入口端延伸到所述出口端；其中该采样管的横 截面面积为0. 1 mm2至30 mm2。在另一方面，本专利技术提供一种气体采样探针，包括一个具有入口 端和出口端的细长主管状件以及一个容纳在所述主管状件内部的采样 管；所述采样管从所述入口端延伸到所述出口端；其中该主体具有至 少一个螺旋翼片，该螺旋翼片连接并缠绕到所述主管状件的外表面， 或者被整体成形为该主管状件的一部分。虽然不是关键性的，但翼片 的厚度优选地在0. 005D至0. 2D的范围内；其中D是主管状件的直径。 翼片的深度优选地在0. 05D至0. 25D的范围内；其中D是主管状件的 直径。优选地，气体采样探针包括一个容纳在所述主管状件内部的采样 管；所述采样管从所述入口端延伸到所述出口端；其中该采样管的横 截面面积为0. 1 mm2至30 mm2。在上述两个方面，优选地该采样管的内表面具有0.8ja以下的平 均粗糙度(RA)的表面粗糙度。优选地，该采样管的内表面由电抛光 处理过，以减小表面粗糙度。可以用钝化方法进一步处理该采样管的 内表面以减小表面活度，该钝化方法例如硅基化学气相沉积方法，其 中S/7coWee产或者^///7/ er尸涂层是具体的实例。气体采样探针 也可以利用不锈钢来制造。优选地，该气体采样探针还包括一个具有光滑弯曲外表面的端件， 该端件位于入口端并被构形为在该采样管的外表面和该主管件的内表 面之间提供密封；该弯曲外表面可以主要对应于通过绕该采样管和/ 或管状件的中心轴线旋转一个光滑曲线而形成的表面。该弯曲外表面 可以由部分的椭圆面、部分的悬链曲面、部分的劈锥曲面或部分的旋 转抛物面形成。优选地，该光滑外表面具有0. 4 p RA以下的表面粗糙 度。可以用钝化方法进一步处理该光滑外表面以减小表面活度以及颗 粒堆积，该^純化方法诸如硅基化学气相沉积方法，其中57/co〃eell--AC是一个具体的实例。在另一方面，本专利技术提供一种气体采样探针，包括一个具有入口端和出口端的细长主管状件；其中该主体具有至少一个螺旋翼片。该 翼片可以连接并缠绕到所述主管状件的外表面，或者可以与该主管状 件整体成形。当然，添加该螺旋翼片消除了由于固有频率因素增加厚度和质量 的需要，但是翼片本身是有结构的并且可以被考虑来减小由于速度等 产生的顺向负载而引起的应力，这本身可能/可以减少气体采样探针的 质量。优选地该探针还包括一个容纳在所述主管状件内部的采样管； 所述采样管从所述入口端延伸到所述出口端。优选地，该采样探针具有一个半球状入口端。该采样探针的流体 入口可以位于该探针的入口端的表面上，其中表面条件是受控的。采 样管可以贯穿探针的整个长度。优选地，螺旋翼片被设置在探针的外 部，该螺旋翼片在使用中位于流动气流之内。优选地，该釆样管的内孔进行特殊的表面处理，诸如电抛光和/ 或为了要求高的分析条件而进行57/co"ee戶或者57///7/ e/^TM的表 面涂层。优选地，具有受控表面条件的半球状端用577co5^ee严-AC表面 涂层进行处理。在另一方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度计插孔或气体采样探针，包括一个细长管，该管具有一个或多个沿着以及围绕所述管的至少一部分外表面缠绕的螺旋翼片。

【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：J奈特，
申请(专利权)人：恩迪特有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]