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    重庆时时彩在线预测: 具有过程流体排放套件的磁流量计流管.pdf

    关 键 词:
    具有 过程 流体 排放 套件 流量计 流管
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510238091.7

    申请日:

    2015.05.12

    公开号:

    CN106197580A

    公开日:

    2016.12.07

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01F 1/58申请日:20150512|||公开
    IPC分类号: G01F1/58 主分类号: G01F1/58
    申请人: 微动公司
    发明人: 杰夫里·D·福斯特
    地址: 美国科罗拉多州
    优先权: 2014.09.30 US 14/502,474
    专利代理机构: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 赵伟
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510238091.7

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.01.04|||2016.12.07

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    磁流量计流管套件包括:具有内径的导管、设置在导管中并通过导管延伸的含氟聚合物衬垫、以及相对于衬垫安装以测量在流过衬垫的过程流体中感生的电压的一对电极。排放套件提供从导管内径到流管套件外部的过程流体排放路径。

    权利要求书

    1.一种磁流量计流管套件,包括:
    导管,所述导管具有内径;
    衬垫,所述衬垫设置在所述导管中并通过所述导管延伸;
    一对电极,相对于所述衬垫安装,以测量在流过所述衬垫的过程
    流体中感生的电压;以及
    排放套件,提供从所述导管的内径到流管套件外部的过程流体排
    放路径。
    2.根据权利要求1所述的磁流量计流管套件,其中,所述排放套
    件被配置为向所述流管套件的环境排放在所述衬垫与所述导管之间泄
    漏的泄漏过程流体。
    3.根据权利要求1所述的磁流量计流管套件,其中,所述过程流
    体排放路径至少部分地阻碍过程流体流过其中。
    4.根据权利要求1所述的磁流量计流管套件,其中,所述过程流
    体排放路径包括至少一个弯曲路径。
    5.根据权利要求1所述的磁流量计流管套件,其中,所述排放套
    件包括设置在附着到导管的配件中的多孔金属插头。
    6.根据权利要求5所述的磁流量计流管套件,其中,所述配件在
    孔的上方附着到所述导管,所述孔形成在所述导管的内径与外表面之
    间的所述导管中。
    7.根据权利要求6所述的磁流量计流管套件,其中,所述配件包
    括能够以螺纹方式来接纳所述多孔金属插头的螺纹接套。
    8.根据权利要求1所述的磁流量计流管套件,还包括至少一个线
    圈,所述至少一个线圈被设置为产生与流过所述衬垫的过程流体有关
    的电磁场。
    9.根据权利要求8所述的磁流量计流管套件,还包括耦合到所述
    一对电极与所述至少一个线圈的变送器电子设备。
    10.根据权利要求1所述的磁流量计流管套件,其中,第一颈凸缘
    位于所述导管的第一端,并且第二颈凸缘位于所述导管的第二端。
    11.根据权利要求1所述的磁流量计流管套件,其中,所述衬垫由
    非传导材料形成。
    12.根据权利要求11所述的磁流量计流管套件,其中,所述材料
    是含氟聚合物。
    13.根据权利要求12所述的磁流量计流管套件,其中,所述含氟
    聚合物是聚四氟乙烯(PTFE)。
    14.一种排放磁流量计的方法,所述方法包括:
    提供具有导管的流管套件,所述导管具有内表面、外表面、以及
    在所述内表面与所述外表面之间形成的孔;
    向所述导管中插入非传导衬垫;以及
    提供与所述孔流体连通的排放套件。
    15.根据权利要求14所述的方法,还包括:
    钻孔穿过所述导管的一部分。
    16.根据权利要求15所述的方法,其中,提供所述排放套件包括:
    将所述排放套件耦合到所述导管的外表面。
    17.根据权利要求16所述的方法,其中,在将所述排放套件耦合
    到所述导管的外表面之前,将所述衬垫插入所述导管。
    18.根据权利要求16所述的方法,其中,耦合所述排放套件包括:
    将配件固定到所述导管的外表面,使得所述配件接近所述孔;以

    将插头插入所述配件。
    19.根据权利要求18所述的方法,其中,所述配件包括螺孔并且
    所述插头由多孔金属形成,其中所述方法包括:
    将所述多孔金属插头旋入所述螺孔。
    20.一种磁流量计流管套件,包括:
    导管,所述导管具有内表面、外表面、以及形成在所述内表面与
    所述外表面之间的所述导管中的孔;
    非传导衬垫,设置在所述导管中并通过所述导管延伸;
    一对电极,相对于所述衬垫安装,以测量在流过所述衬垫的过程
    流体中感生的电压;
    配件,耦合到所述导管,接近在所述导管中形成的孔;以及
    多孔金属插头,设置在所述配件中。

    说明书

    具有过程流体排放套件的磁流量计流管

    技术领域

    背景技术

    磁流量计(即mag meters)通过法拉第感应(电磁效应)来测量
    流量。磁流量计激励一个或多个线圈,该一个或多个线圈生成跨流管
    套件截面的磁场。该磁场感生出跨通过流管套件的传导过程流体流的
    电动势(EMF)。使用一对延伸到流动的过程流体中的一对电极来测
    量跨传导流体显现的作为结果的电势。备选地,一些磁流量计使用电
    极与过程流体之间的容性耦合,使得可以在不直接接触的情况下可以
    测量EMF。在任何情况下,流速一般正比于感生的EMF,并且容积
    流量正比于流速和流管横截面面积。

    磁流量计在各种流体流测量环境中是有用的。具体地,基于水的
    流体流、离子溶液以及其它导电流体都可以使用磁流量计来测量。因
    此,在水处理设施、饮料及保健食品生产、化学处理、高纯度制药以
    及危险和腐蚀液体处理设施中能够找到磁流量计。磁流量计经常用于
    烃类燃料行业,该行业有时使用利用磨蚀性和腐蚀性料浆的液压压裂
    技术。

    磁流量计可以指定各种不同的衬垫材料和/或电极材料,以与使用
    了磁流量计的应用相适应。衬垫材料的示例包括:聚四氟乙烯(PTFE)、
    乙烯-四氟乙烯(ETFE)、PFA、聚氨酯、氯丁橡胶、耐纳特橡胶以及
    其它材料。电极可以由任何合适的材料来构造,包括:316L不锈钢、
    镍合金276、钽、铂/铱混合物、钛、以及其它合适的材料。

    经常选择含氟聚合物衬垫材料(例如PTFE、ETFE以及PFA)用
    于高度耐化学侵蚀和/或高温操作。在至少一些应用中,基于含氟聚合
    物的衬垫正经受更高的应用要求。例如,在油气行业中,一些含氟聚
    合物衬垫正经受更高的压力和/或温度。这种状况在设计和制造鲁棒的、
    具有含氟聚合物衬垫的磁流量计设备时提出了挑战。这是因为至少一
    些如PTFE的含氟聚合物会经历“冷流”,在该“冷流”中,衬垫材料
    在压力和温度下膨胀和收缩。这样的膨胀/收缩会导致过程流体泄漏。

    提供上面的讨论仅用于一般的背景信息,并且并不旨在用于帮助
    确定所公开主题的范围。

    发明内容

    在一个实施例中,磁流量计流管套件包括:具有内径的导管、设
    置在导管中并通过导管延伸的衬垫、以及相对于衬垫安装以测量在流
    过衬垫的过程流体中感生的电压的一对电极。排放套件提供从导管的
    内径到流管套件外部的过程流体排放路径。

    在一个实施例中,排放磁流量计的方法包括:提供具有导管的流
    管套件,导管具有内表面、外表面、以及形成在内表面和外表面之间
    的孔。该方法还包括在导管中插入非传导衬垫,以及提供与所述孔流
    体连通的排放套件。

    在一个实施例中,磁流量计流管套件包括导管,该导管具有内表
    面、外表面、以及形成在内表面和外表面之间的导管中的孔。套件还
    包括设置在导管中并通过导管延伸的非传导衬垫,以及相对于衬垫安
    装以测量在流过衬垫的过程流体中感生的电压的一对电极。套件还包
    括耦合到导管的与形成在导管中的孔接近的配件,以及设置在配件中
    的多孔金属插头。

    附图说明

    图1是其中本发明的实施例特别有用的磁流量计的概略视图。

    图2是示出了在一个实施例下设置在具有一对凸缘的流管套件中
    的含氟聚合物衬垫的概略横截面图。

    图3是根据本发明的实施例的具有排放套件的流管部分的概略横
    截面图。

    图4是根据本发明的实施例的图3所示的排放套件的概略横截面
    透视图。

    图5是根据本发明的实施例的排放磁流量计的方法的流程图。

    具体实施方式

    图1是其中本文所述实施例有用的磁流量计的概略视图。磁流量
    计10包括耦合到变送器电子设备14的流管套件12。流管套件12包
    括一节导管16,该节导管16具有耦合到相应凸缘22和24的端18和
    20。凸缘22、24中的每一个包括用于安装到合适的管道凸缘的安装孔,
    使得过程流体流过导管16。凸缘22、24一般通过将导管16焊接到凸
    缘的颈部的方式附着于导管16。这样的耦合允许压力从凸缘22、24
    向导管16转移。

    流管套件12一般还包括线圈/电极部分26,该线圈/电极部分26
    包含由变送器电子设备14驱动以产生跨导管16的电磁场的一个或多
    个电磁线圈。设置在导管16中的电极与过程流体接触,并且用于感测
    响应于感生磁场而跨过程流体来生成的电动势(EMF)。流管套件12
    的线圈和电极一般耦合到外壳28中的接线端(terminal block),然后
    该接线端可操作地耦合到变送器电子设备14。变送器电子设备14一
    般包括控制器或微处理器,该控制器或微处理器被配置为基于测量的
    EMF来提供针对过程流体流的指示。变送器电子设备14一般还包括
    通信电路,以向由双向箭头30表示的一个或多个远程设备传达这种过
    程流体流信息。这种通信可以具有有线过程通信或无线过程通信的形
    式。

    图2是示出了设置在耦合到一对凸缘22、24的导管16中的衬垫
    42的概略横截面图。在示出的实施例中,衬垫42由非传导材料形成,
    该非传导材料将导管16与过程流体加以绝缘。在一个示例中,衬垫
    42由含氟聚合物形成,该含氟聚合物例如是(但不限于)聚四氟乙烯
    (PTFE)。

    凸缘22、24中的每一个分别包括密封面32、34,该密封面32、
    34被配置为与密封环接合,并且因此流体耦合(fludically couple)到
    相对的管道凸缘。在一些情况下,为了产生高压的金属对金属的连接,
    该密封可以是容纳在槽36、38中的环型密封。虽然对RTJ密封环的
    使用提供了鲁棒的密封,但是它也在衬垫42的外径40与密封环的内
    径之间产生了间隙。该间隙允许增压的过程流体与含氟聚合物衬垫42
    和凸缘22、24之间的界面44接合或者以其他方式接触。一般地,将
    衬垫42过盈配合(interference fit)到导管16的内径中,并且因此衬
    垫42与导管16之间没有粘合。

    本公开的实施例总体上提供了排放套件,其被配置为排放泄漏进
    衬垫42与导管16之间的空间的过程流体(即,突破界面44、通过衬
    垫42扩散、和/或以其它方式在衬垫42与导管16的内径之间泄漏的
    过程流体)。例如,在某些冷流条件下,衬垫42将会膨胀或收缩,并
    且可以在凸缘面产生泄漏路径。一旦过程流体突破界面44,它能够沿
    导管16的内径非??焖俚氐酱锏缂?6。当过程流体到达电极时,这
    种电极的电隔离失效,并且电极再也不能从过程流体向变送器电子设
    备14运送所感生的电压。

    图3是根据一个实施例的具有排放套件的流管部分的概略横截面
    图,该排放套件提供将泄漏的过程流体向大气中排出的排放路径。流
    管具有一节导管50、设置在导管50中的衬垫52、以及耦合到导管50
    的一端56的凸缘54。流管包括电极(图3未示出)以及耦合到导管
    50的第二端的第二凸缘(图3未示出)。在一个示例中,导管50和衬
    垫52与上面关于图2讨论的导管16和衬垫42相似。此外,在一个示
    例中,凸缘54与图2示出的凸缘24的相似之处在于:其包括凸面58
    以及RTJ槽60。在衬垫52的外径64与凸缘54的面58之间提供界面
    62。因此,在一些情况下,过程流体可以突破界面62,由此沿着导管
    50的内径72向电极移动。

    如图3所示,排放套件68耦合到导管50,接近导管50中通过例
    如钻孔过程形成的孔70。虽然排放套件68被示出为耦合到导管50的
    底部,接近端56,但是应当注意的是:排放套件68可以被定位在沿
    导管50上的任何其它合适的位置。此外,在一个示例中,可以将多个
    排放套件耦合到导管50。

    排放套件68为泄漏的过程流体提供了离开流管套件的路径,用来
    防止过程流体在衬垫52与导管50的内径之间积聚。例如,过程流体
    可以突破界面62或通过衬垫52扩散到衬垫52与导管50的内径之间
    的空间。在示出的实施例中,泄漏的过程流体流入形成在导管50中的
    孔70,并流过排放套件68。排放套件68包括至少一个阻流路径,该
    阻流路径允许过程流体从孔70中向大气中排出,但是是以比排放套件
    68不在孔70处存在的情况更慢的速度排出。在一个实施例中,排放
    套件68包括至少一个弯曲流路径。

    为了说明的目的,在孔70处不使用排放套件68的情况下,在过
    程流体与流量计环境之间只安置衬垫52。由此,在这种情况下,衬垫
    52的故障可以导致高压过程流体从孔70中向环境释放,例如,这可
    以对在流管套件周围的工作人员造成危险。在一个实施例中,将排放
    套件68与流管套件一起使用满足了工业标准压力保持测试,例如在三
    倍爆裂压力下的爆裂测试,如IEC 61010中所规定的。

    图4是排放套件68的概略横截面透视图。排放套件68被安装到
    导管50的外表面78,接近在内表面(即内径72)与外表面78之间形
    成的孔70。衬垫52输送其中流过的过程流体80。如同上文中的描述,
    在工作期间,一些过程流体可以泄漏进衬垫52的外径82与导管50
    的内径72之间的空间。排放套件68提供将过程流体向环境或大气84
    中排出的排放路径。

    在示出的实施例中,孔70的直径大约在八分之一英寸到四分之一
    英寸。然而,也可以使用任何合适的尺寸。配件86位于孔70上面,
    并且例如通过焊接或者任何其它合适的附着方式固定到导管50的外
    表面78。配件86具有与孔70对准的相应洞(bore)88。

    插头90安置在配件86的洞88中。插头90被配置为提供将过程
    流体向环境84中排出的阻碍路径(resistive path)。在示出的实施例中,
    插头90由多孔金属构成,例如(但不限于)根据粉末冶金过程来制造
    的不锈钢。多孔金属插头具有比对应的非多孔插头更低的密度,并且
    被配置为允许过程流体流通过洞88,但是提供对过程流体流的阻力。

    在图4的示例中,配件86包括螺纹接套,其中,一系列螺纹沿洞
    88的表面设置。插头90具有沿着其外表面的对应螺纹,使插头能够
    旋入洞88中。在示出的实施例中,插头90被旋入配件86中,直到插
    头90的端接触衬垫52的外表面82,这可以为衬垫52提供结构支持。
    为防止插头90与配件86脱离螺纹接合(例如,由于热循环和/或振动),
    在一个实施例中,插头90通过定位焊接(tack welding)或其它合适
    的附着方式来固定到配件86。

    在另一个实施例中,排放套件68的插头90由固态无孔材料形成。
    穿过排放套件68的阻流路径沿插头90与配件86之间的螺纹界面92
    形成。在一个示例中,配件86与插头90的螺纹可以具有不同尺寸,
    从而在它们之间形成间隙,该间隙允许通过螺纹界面92的过程流体通
    路。

    图5是排放磁流量计的方法100的流程图。为了说明而不是限制
    的目的,方法100将在图3和图4示出的示例流速计的背景下描述。

    在方框102处,提供流管。该流管包括具有内表面和外表面的导
    管(例如导管50)。在方框104处,在导管50中提供孔(例如孔70)。
    例如,通过钻通导管50来制造孔70。在方框106处,将衬垫(例如
    衬垫52)插入导管50中??裳〉?,还可以执行方框108,以将衬垫
    52与导管50以化学方式键合,用于在衬垫/导管界面处的额外密封。

    在方框110处,具有洞(例如洞88)的配件(例如配件86)附着
    到导管50。例如,配件86可以被焊接到导管50的外表面78。在方框
    112处,将插头(例如插头90)插入配件86中。在方框114处,将插
    头90固定到配件86(例如通过定位焊接的方式)以防止插头90从洞
    88中脱离。

    虽然方法100的方框以特定布置来示出并讨论,所示出的布置并
    不旨在暗示方框的任何特定顺序。方框可以以任何合适的顺序来执行。
    例如,在一个实施例中,方框110、112和114中的一个或多个可以在
    方框104和/或106之前执行。

    尽管参考优选的实施例对本发明进行了描述,本领域技术人员将
    会认识到,在不脱离本发明的精神和范围的前提下,可以作出形式和
    细节上的修改。

    关于本文
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