用于过滤器的测试探头的制作方法

发明领域

本发明涉及用于检测过滤器的泄漏的测试探头。

发明背景

在其中不需要的物质通过过滤气体从气体，例如空气移除的某些环境中，连续地检查过滤器正在工作且检测过滤器的任何泄漏是重要的。检查过滤器的一种方式是使用测试探头，气体借助于该测试探头从过滤器的下游被收集且关于不需要的物质被分析。由于期望测试探头不显著地干扰气体流，因此测试探头不能够覆盖整个区域。已经发展了移动以扫描过滤器区域的测试探头的不同的概念。测试探头中的一种类型是长形的测试探头，其沿过滤器的长度或宽度延伸，且垂直于过滤器纵向延伸部来回移动以扫描过滤器表面附近的区域。典型的长形测试探头由管制成，该管具有穿过管壁沿测试探头的长度分布的数个入口孔，和中央出口。然而，该种类的测试探头具有空气穿过入口孔的非线性吸入的问题，其中，穿过入口孔的气体流的流速取决于从入口孔至出口的距离，且因此该流速沿测试探头的长度是不同的。相比于更加居中地定位的泄漏，这进而导致对过滤器的边缘处的泄漏的更低的灵敏度。

us7658787公开了具有数个入口开口的测试探头，该入口开口称为样本端口，各自是朝向对应的出口管成形的漏斗。样本端口沿探头并排布置。该探头设计部分地解决了该问题，但是以大量的管为代价。因此，可选择的解决方案将是期望的。

发明概述

提供需要更少数量的空气进口和/或具有甚至更加线性的空气进口的解决方案将是有利的。

为了更好地解决该问题，在本发明的第一方面中，提供了用于在气体过滤中检测过滤器泄漏的测试探头，该测试探头包括：

-长形外壳，其具有纵向入口部分和出口部分，该纵向入口部分用于容许气体穿过入口部分的入口进入至外壳的第一室中，该出口部分用于使气体穿过出口部分的出口离开外壳的第二室；和

-中间元件，其包括节流部分。

该中间元件布置在入口部分与出口部分之间。第一室与第二室经由节流部分流体地相互连接，该节流部分是长形的且沿外壳纵向地延伸。在其中气体从出口被吸出的运行状态中，节流部分布置成导致与节流部分的下游比较的节流部分的上游的较低的真空。因此，该测试探头比缺少节流部分的测试探头具有穿过入口部分的不同部分的更加等同的气体流流速。

根据测试探头的实施方案，在运行状态中，穿过节流部分的平均气体流流速比穿过入口部分的平均气体流流速高。因此，经过节流部分比经过入口部分产生更大的压降，其强制空气流分布沿节流部分均衡。

根据测试探头的实施方案，节流部分的总的开放区域比入口部分的总的开放区域小。该实施方案具有和刚才提到的实施方案相同的优点。根据测试探头的实施方案，节流部分的总的开放区域是入口部分的总的区域的1％-80％。

根据测试探头的实施方案，节流部分的总的开放区域由沿节流部分的长度分布的数个孔提供。这些孔提供沿节流部分的长度的节流效应的微调。

根据测试探头的实施方案，外壳包括沿该外壳纵向地延伸且界定外壳的内部空间的长形的前部元件和长形的后部元件，该内部空间通过节流部分分割成第一室和第二室，该节流部分在前部元件与后部元件之间延伸穿过该内部空间。该实施方案提供测试探头的简单但功能性的构造。

根据测试探头的实施方案，该入口部分包括前部元件的前部元件第一边缘部分和后部元件的后部元件第一边缘部分，该前部元件第一边缘部分和后部元件第一边缘部分布置成邻近彼此且平行于彼此且与布置在前部元件第一边缘部分与后部元件第一边缘部分之间的纵向隔开的间隔部分(distanceportion)接合，其中，在该间隔部分之间的空间构成进入第一室的开口。

根据测试探头的实施方案，该间隔部分包括中间元件的梳形的中间元件第一边缘部分的突出部。

根据测试探头的实施方案，该间隔部分包括凹部(dimple)或垫圈中的至少一个。

根据测试探头的实施方案，该入口包括开口的纵向阵列。这是有利的，因为，开口的位置和形状可以被优化以提供测试探头所需要的性能。

根据测试探头的实施方案，该前部元件包括前部元件第二边缘部分，其中，该后部元件包括后部元件第二边缘部分，其中，该中间元件包括中间元件第二边缘部分，其中，前部元件第二边缘部分、后部元件第二边缘部分以及中间元件第二边缘部分彼此接合，中间元件第二边缘部分定位在前部元件第二边缘部分与后部元件第二边缘部分之间，其中，该前部元件还包括在前部元件第一边缘部分与前部元件第二边缘部分之间延伸的前部壁，其中，该后部元件包括在后部元件第一边缘部分与后部元件第二边缘部分之间延伸的后部壁，其中，该中间元件包括在中间元件第一边缘部分与中间元件第二边缘部分之间延伸的中间壁，该中间壁包括在前部壁与后部壁之间延伸的且包括节流部分的中部壁部分。

根据测试探头的实施方案，前部壁与后部壁弯曲以形成外壳的菱形的横向的横截面。

根据测试探头的实施方案，该中间壁弯曲以具有阶梯状的形状。

根据测试探头的实施方案，该节流部分包括网状物。

根据测试探头的实施方案，该节流部分包括多孔材料。

根据测试探头的实施方案，该节流部分包括孔的纵向阵列。这是有利的，因为孔的位置和形状可以被优化以提供测试探头所需要的性能。

根据测试探头的实施方案，包括分隔壁，其穿过室沿外壳横向地布置将室分割成子室，其中，出口部分包括在每个子室处的出口。

根据测试探头的实施方案，包括在第一室与第二室之间的第三室，和平行于中间元件的节流部分且在入口部分与中间部分之间延伸的另外的节流部分，且在运行状态中，该另外的节流部分布置成导致与该另外的节流部分的下游比较的在该另外的节流部分的上游中的较小的真空。

附图简述

现在将更加详细地且参考附图描述本发明，在附图中：

图1示意性示出安装在过滤器处的测试探头；

图2是根据本发明的测试探头的实施方案的切断部分的透视图；

图3是在图2中示出的测试探头的横截面视图；

图4是在图2中示出的测试探头的一部分的分解视图；

图5-7是根据本发明的不同的实施方案的测试探头的内部元件的一部分的示意性透视图；

图8是测试探头的另一个实施方案的一部分的部分切开的透视图；

图9是测试探头的另一个实施方案的横截面视图；

图10是测试探头的另一个实施方案的节段的部分切开的视图；以及

图11是测试探头的另一个实施方案的节段的分解视图。

实施方案的描述

根据本发明的测试探头1的示例性用途是用于测试安装在气体流动穿过的管道3中的过滤器2。在过滤器2的下游侧处，其具有在两个维度上显著延伸的表面。测试探头1是长形的且在其端部处附接到安装在过滤器2的相对的端部处的导引件4。测试探头1安装在过滤器2的表面的附近，且测试探头布置成沿导引件4被来回驱动以便扫描过滤器2以检查泄漏。气体被吸入至测试探头1的外壳5中，且气体进一步穿过管6至分析器，例如，光度计或颗粒计数器等，这取决于过滤器将要移除何种不需要的物质，或何种测量技术对于测试探头的使用者是优选的。

更具体地，根据测试探头的第一实施方案，该长形的外壳5包括用于容许气体进入外壳5中的纵向入口部分7，和用于使气体离开外壳5的出口部分8。而且，外壳5包括第一室9、第二室10以及包括节流部分12的中间元件11。气体穿过入口部分7的入口13进入第一室9，且因此进入外壳5，且气体穿过出口部分8的出口14离开第二室10，且因此离开外壳5。

中间元件11布置在入口部分7和出口部分8之间，且第一室9与第二室10经由节流部分12流体地相互连接，即，气体能够经由节流部分12从第一室9流动至第二室10。在测试探头1的该实施方案中，节流部分12构成了将外壳5分割成第一室9与第二室10的分隔壁。

节流部分12是长形的，且沿外壳5，且更具体地，沿外壳5的整个长度纵向地延伸。节流部分12包括沿节流部分12的长度分布的数个孔15，且更具体地，孔15连续地布置。

外壳5包括沿外壳5纵向地延伸且界定外壳5的内部空间的长形的前部元件16和长形的后部元件17，该内部空间通过节流部分12分割成第一室9和第二室10，该节流部分在前部元件16与后部元件17之间延伸穿过该内部空间。在入口部分7处，前部元件16与后部元件17靠近彼此定位，仅由间隔部分18隔开，当数个长形的开口19沿入口部分7的长度连续地布置时，该间隔部分界定入口13。间隔部分18的纵向延伸相对于开口19的纵向延伸较小，使得入口13的总的延伸构成入口部分7的长度的主要部分。优选地，但不是必要的，存在与每个间隔部分18相对的孔15和与每个开口19相对的至少一个孔15。

更具体地，入口部分7由前部元件16的前部元件第一边缘部分20和后部元件17的后部元件第一边缘21界定，前部元件第一边缘部分20与后部元件第一边缘部分21邻近彼此并平行于彼此布置且与布置在前部元件第一边缘部分20与后部元件第一边缘部分21之间的纵向地隔开的间隔部分18接合。间隔部分18之间的空间构成进入第一室9的开口19。通常，第一边缘部分20、21是直的且平行于彼此，从而形成狭缝形状开口19。因此，与现有技术的具有一组圆形孔的测试探头对照，入口13可以被认为是线性的，允许更靠近过滤器表面放置测试探头1，这进而通过在由测试探头1捕获之前降低气体和从过滤器的泄漏正在离开的可能的颗粒含量的稀释提高了测试探头1的灵敏度。

在该第一实施方案中，中间元件11具有梳形的中间元件第一边缘部分22，梳形的中间元件第一边缘部分22包括数个突出部，即，梳齿23，该数个突出部在前部元件第一边缘部分20与后部元件第一边缘部分21之间突出并界定间隔部分18。如将在下面详尽阐述的，在可选择的实施方案中，间隔部分是例如，凹部或垫圈。

而且，前部元件16包括前部元件第二边缘部分24，其中，后部元件17包括后部元件第二边缘部分25，其中，中间元件11包括中间元件第二边缘部分26，其中，前部元件第二边缘部分24、后部元件第二边缘部分25以及中间元件第二边缘部分26彼此接合，中间元件第二边缘部分26定位在另外两个第二边缘部分之间。前部元件16还包括在前部元件第一边缘部分20与前部元件第二边缘部分24之间延伸的前部壁27，后部元件17包括在后部元件第一边缘部分21与后部元件第二边缘部分25之间延伸的后部壁28，且中间元件11包括在中间元件第一边缘部分22与中间元件第二边缘部分26之间延伸的中间壁29，该中间壁29包括在前部壁27与后部壁28之间延伸的且包括节流部分12的中部壁部分30。

前部壁27与后部壁28弯曲以形成外壳5的菱形的横向的横截面，该横截面是有利的形状。中间壁29弯曲以具有阶梯状的形状，其中，中间壁29具有邻近后部壁28的一部分延伸且在中部壁部分30与中间元件第一边缘部分22之间垂直于中部壁部分30延伸的第一中间壁部分31，和邻近前部壁27的一部分并平行于第一中间壁部分31延伸且在中部壁部分30与中间元件第二边缘部分26之间垂直于中部壁部分30延伸的第二中间壁部分32。

在运行状态中，即，当测试探头1布置在过滤器处并用于检查过滤器的泄漏时，气体穿过与出口14连接的管33被远程地主动地吸入。因此，已经通过过滤器2的气体穿过入口13被吸入，穿过节流部分12的孔15并离开出口14。因此，真空，即，欠压(underpressure)，在外壳5内产生。在该运行状态中，该节流部分12布置成导致节流部分的上游，即，第一室9中的真空比节流部分12的下游，即，第二室10中的真空小。由于该压力关系，穿过开口19进入第一室的气体沿外壳5的整个长度对于所有开口以相对相似的气体流流速经过开口19。因此，泄漏独立于在过滤器中其发生的位置是等同地可检测的。

导致这样的原理如下。如果导数δδp/δv大，则朝向具有更低速度的区域的小的空气包(airpackage)上的力大。这意味着大的δδp/δv将迫使更多的空气选择本来将具有低的流速的路径。由于在高的雷诺数re流中的压降，其中惯性效应占主导，经过障碍物与v²成正比，δδp/δv与v成正比。因此，通过减小在节流部分12处的开放区域，且因此局部地提高v，该导数增大。同时，改变空气的方向所需要的力，其也是惯性的，可以影响在节流部分12的上游的更低速度区段中的空气流。

优选地，节流部分的总的开放区域，即，孔15的总的区域，比入口部分7的总的开放区域，即，开口19的总的区域小。该总的开放区域之间的有利的关系是节流部分的总的开放区域是入口部分7的总的区域的1％-80％。更加优选的关系是10％-60％，且最优选的关系是20％-40％。应注意，如果该百分比过低，则所需的吸入努力变得过高，而如果该百分比过高，则沿节流部分12均衡空气流分布的所期望的效果变得过低。

如在图5中示出的，根据测试探头的第二实施方案，中间部分40的节流部分41包括作为第一实施方案的孔15的替代物的网状物42。

如在图6中示出的，根据测试探头的第三实施方案，中间元件45的节流部分46包括多孔材料，例如，过滤介质47。过滤介质47选择成使得其让任何待检测的颗粒经过，但仍然限制气体流。

如在图7中示出的，根据测试探头的第四实施方案，中间部分50的节流部分51的孔52、53具有不同的尺寸，使得与间隔部分54相对布置的孔52比与在入口处，即，在间隔部分54之间的开口相对布置的孔53大。这是为了补偿间隔部分54导致的微小的阻碍。

如在图8中示出的，根据测试探头59的第五实施方案，其包括穿过第一室与第二室沿外壳62横向地布置从而将第一室与第二室分割成子室63、64的分隔壁60、61，其中，出口部分包括在每个子室63、64处的出口。相应的管65、66与每个出口端口连接。这些分隔壁60、61和子室63、64可以被提供作为插入至相同的外壳62中的单独的分隔壁60、61或作为并排地附接至彼此的数个单独的外壳。在该实施方案中，每个分隔壁60、61在前部元件67与后部元件68之间沿测试探头59横向地延伸，且中间元件69分割成节段70、71。因此，每个节段70在两个邻近的分隔壁60、61之间延伸。

如在图9中示出的，根据测试探头75的第六实施方案，其包括在第一室77与第二室78之间的第三室76，和平行于中间元件81的节流部分80且在中间元件81的入口部分82和节流部分80之间延伸的另外的节流部分79。在运行状态中，即，当测试探头75在使用中时，该另外的节流部分79布置导致该另外的节流部分79的上游的真空比该另外的节流部分79下游的真空小。如本领域的技术人员所理解的，可选择地，该另外的节流部分79可以设置在中间元件81的节流部分与出口部分83之间。该两个节流部分实施方案可以提供具有比具有单个节流部分的实施方案低的在整个测试探头上的总的压降，同时实现气体流流速的相同的均等。

如在图10中示出的，根据测试探头85的第七实施方案，在入口部分90处将前部元件88从后部元件89隔开的中间元件87的突出部86可以认为是垫圈。每个突出部86设置有靠近其自由端部的钻孔，且前部元件88与后部元件89设置有与突出部的钻孔对齐的钻孔。紧固元件91，例如，铆钉延伸穿过钻孔且将元件87、88、89夹持在一起。

根据测试探头95的第八实施方案，测试探头95的短的节段在图11的分解图中示出，凹部96替代地作为间隔元件布置，以用于提供入口部分的开口。在该第八实施方案中，中间元件97在入口部分100下方附接至后部元件98，且因此在入口部分100处中间元件不会到达前部元件99与后部元件98之间。凹部在入口部分100处形成在后部元件98中，但是它们可以形成在前部元件99中，代替后部元件98的凹部或除后部元件98的凹部外。前部元件99和后部元件98借助于铆钉101或一些其它合适的紧固元件相互连接。

第七实施方案和第八实施方案可以设置有上面描述的不同种类的节流部分中的任一个。而且，本领域的技术人员将理解的是，尽管上面没有明确写出，但是不同的实施方案的特征可以被组合。

尽管在附图和前述描述中已经详细地说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述应被认为是说明性的或示例性的而不是限制性的；本发明并不限于所公开的实施方案。

本领域的技术人员在实践所要求保护的发明时，根据对附图、公开内容以及所附权利要求的研究，可以理解并实现所公开的实施方案的其它变型。在权利要求中，词语“包括”并不排除其它的元件或步骤，且不定冠词“一(a)”或“一(an)”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中列举某些措施的这一事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。在权利要求中的任何参考标记不应该被理解为限制该范围。