專利名稱：流量計對準裝置的制作方法
當在流體的處理系統中安裝流量計時，為了保證平穩的流體流動，并避免由凸出的不對準部件所造成的流動擾動，將流量計的流體處理通道對準聯接導管的通道是十分重要的。隨著流量計精度的提高，保證精確對準的要求也變得越來越重要。本發明涉及一種用來使流量計對準管子端部，尤其是管子法蘭凸面的裝置。
在此處引用為參考的授予菲希爾控制國際股份有限公司的美國專利No.4,986,574中，本發明受讓人的代表貝克曼介紹了使用一種包括板狀環的對準工具，所述板狀環具有朝外發散的多個彈簧夾。該彈簧夾從板狀環的兩側向外分出，并與兩個配合法蘭盤的凸面部分接合，以便使它們保持處于自動定心對準的狀態。
本發明一個方面的目的在于提供一種類似于美國專利No.4,986,574所述的機構的對準機構，但獨立構件的數量較少，從而能改善對準，簡化安裝以及減少庫存。
本發明另一個方面的目的在于提供一種用于流量計的對準機構，它允許橫向裝設或拆除流量計。
下面結合附圖對本發明進行詳細介紹，由此可以更好地了解本發明的其它目的。
在本發明的第一方面中，流量計適于安裝在管子法蘭盤的一個凸面上。該流量計包括一個具有一端面的流量管，以及一個固定在所述端面上的對準環，將對準環的尺寸確定成至少接合管法蘭盤的所述凸面的一部分。在本發明的第二方面中，對準環被截短成為一塊弧板，或者替代地成為多個突起的區域，由此允許將流量管橫向地裝在管子法蘭盤上或從管子法蘭盤上拆下。在本發明的又一個方面中，對準環適于用作一個接地環或一塊孔板。在一個較佳實施例中，對準環包括一塊整體的具有第一和第二組翼片的平板，所述第一和第二組翼片在平板上形成并從該板上沿著相反的方向朝外彎折。
圖1是裝有本發明的對準裝置的流量計的分解剖視圖，該流量計放置在兩個管子法蘭盤之間；圖2是圖1所示流量計沿2-2線剖切時的立面圖；圖3是具有本發明另一實施例的流量計的端視圖；圖4是圖3所示流量計沿4-4線剖切時的局部剖視圖，圖中該流量計與一個相配合的管子法蘭盤和一個密封墊片裝在一起；圖5是與圖4相類似的視圖，但用一個彈簧夾裝置來代替平坦的厚對準構件；圖6是一個也能用作接地板的對準裝置的前視圖；圖7是采用了圖6所示對準裝置的管子法蘭盤流量計連接的分解剖視圖；圖8是對準裝置/孔板結合體的前視圖；以及圖9是圖8所示孔板沿9-9線剖切時的視圖。
為了方便起見，在圖中用相同的參考標號標示的物件是相同的零件或者具有相同或類似的功能。
在圖1中，流量計12的流量管10安裝在管子法蘭盤14、16之間，以便測量通過的流體流量。根據本發明，流量計12包括固定在其兩端上的對準環18、20，當使流量計和管子法蘭盤裝配在一起時，對準環至少分別地與管子法蘭盤14、16的凸面22、24的一部分接合。對準環18、20最好包括具有翼片26的整體金屬薄板，所述翼片26是從該板上沖壓或者模壓出來的，并將它們用作彈簧夾。翼片26的尺寸和形狀要這樣確定，使得當流量計與管子的法蘭盤接觸時，由法蘭面30、32將翼片26的自由邊緣28向內壓向流量管孔的中心線34，直到這些邊緣牢固地卡緊凸面22、24的周邊(外直徑)為止。在對準環18、20固定在流量管10上的同時，它們與流量管預對準。因此，例如當一個或多個翼片的自由邊緣28開始接合凸面22時，它們會推動流量管10和管子法蘭盤30靠近并趨于對準，直到當所有的自由邊緣都與凸面22的外直徑卡緊接合時，配合通道就呈基本上對準的狀態。
如同已經知道的那樣，所謂的“薄餅”型流量管10借助于穿過孔36的螺栓或螺柱(未示出)夾在管子法蘭盤14、16之間，并用螺母在端部緊固。對準環18、20還能用于并固定在所謂的“法蘭”式流量管上。在這兩種情況下，均在管子法蘭盤和流量管端部(無論有無法蘭)之間放置一個環狀墊片(在圖1中沒有示出)，以便增進管子法蘭盤的凸面和流量管端部的凸面之間的密封。這種墊片可由翼片26保持在應有的位置上。
流量計12包括一個以方塊形示出的電子組件38，它從一外部電源接收能量并提供一個指示流量的輸出。流量計12可以是任何一種不同型式的流量計，包括例如渦流式、電磁式以及孔板/差壓式流量計。如圖所示，流量計12具有電磁變化，該變化由覆蓋流量管孔的沾濕表面的薄(電絕緣)襯套40顯示出來。為了簡單起見，將流量管10畫成一個厚的整體圓筒，當然它還可以具有任何適當的結構。
圖2示出了沿著圖1中的2-2線剖切而得到的流量管10。為了清楚起見，將對準環18畫暗。環18最好由單獨的一塊高強度耐腐蝕金屬，例如316不銹鋼制成。金屬厚度應大到足以使翼片具有足夠的剛性，以致于使它們不會在對準期間在流量管的重量下產生翹曲、扭曲或其它變形。然而，金屬厚度不應超過流量管凸面的高度42(見圖1)。金屬厚度最好在大約0.015至0.060英寸(0.38-1.5mm)的范圍內。為了保證環18相對于流量管對準，使該環的內直徑44的尺寸與流量管凸面46的外直徑相配合。作為替代，可以將直徑44設定得大一些或小一些，并且使環利用一個獨立的定位器對準流量管。然后，最好用例如在位置48處的點焊、線焊或其它已知方式將環18永久地固定在流量管的端部上。將對準環永久性地固定在流量管上的結果是形成一個堅固的具有一個整體的精確對準機構的流量計。于是不再需要一個獨立的對準構件，該構件在安裝時很麻煩而且不便于儲存。此外，該固定的對準環還可用作上述密封墊片的臨時保持器。
也可以采用半永久性的連結方式，如螺釘、卡箍之類將對準環連接在流量管的端部上。這些方法允許在對準環受到損壞，或者要將流量計連結到一個非標準的管法蘭盤上的情況下拆下和更換對準環。然而，半永久性連結方法在大多數工業應用中通常不是最好的，這是因為螺釘或其它連結裝置可能會被銹蝕或損壞，并且可能會出現偏移。
圖3示出了一個與圖2所示相類似的流量管，但其具有一個用來代替每個對準環18、20的厚對準弧板50。圖4是表示沿圖3中的4-4線剖切的局部剖視圖，圖中還示出了相配合的管子法蘭盤14以及一個密封墊片52。對準弧板50的厚度T符合下述的不等式(Tfm+Tg)＜T＜(Tfm+Tg+Tpf)，此處，Tfm為流量計的凸面的厚度，Tg為墊片的厚度，而Tpf為管子法蘭盤的凸面的厚度。對準弧板50具有多個與管子法蘭盤的凸面的外緣54配合的區域50a、50b、50c。這些區域最好是一個整體零件的幾個部分(如圖所示)，由此可以簡化結構和方便制造，但是它們也可是不同的單獨地連結在流量管上的多個零件。如果需要的話也可取消(即填滿)弧板50的凹進區域56。另外，弧板50還能延伸到虛線輪廓58處以便增加對準弧板和管子法蘭盤的凸面之間的接觸。但是，最好應使與管子法蘭的凸面相配合的弧板50的任何部分都不延伸到低于線60-60的流量計端部的另一半上。這樣，可以將對準弧板50用作一種零間隙對準裝置，這是因為它允許流量計在很少或者基本上沒有軸向分離的情況下降低以形成與管子法蘭盤的配合接觸，或者從這種配合接觸狀態中拆走。應該注意到，為了方便安裝，可以借助于一個粘結劑敷層將墊片52固定在流量管的端部上。
圖5以剖視圖的形式示出了一個對準弧板的替代實施例。對準弧板62具有與圖4所示弧板50相類似的弧形形狀，以便允許如同上文所述的那樣橫向安裝流量計。然而，在其它方面，它與對準環18、20相似，這是因為它也具有相對較薄的結構，并且沿其長度方向具有例如翼片64那樣的彈簧夾來接合管子法蘭盤的凸面邊緣。在弧形實施例中使用多個彈簧夾的一個優點是，與圖4的設計方案相比較，在流量管的端部和管子法蘭盤之間分離的范圍較大時，如果這種分離應超過墊片厚度，對準弧板62仍能將流量管保持在應有的位置上。正如對準環18、20一樣，對準弧板50和62最好用耐腐蝕的金屬，如各種品級的不銹鋼制成，并且雖然也可半永久性地將它們固定在流量管的端部上，但最好還是將它們永久性地固定在流量管的端部上。
圖6示出了一種對準環和電接地環的組合體66。已經知道，在電磁流量計中要使用多個電接地環以便在接地環位置固定流體的電位。根據本發明的一個方面，組合環66既可用作一對準環也可用作一接地環。比較有利地是，組合環66用一整塊平板68制成，第一組對準翼片70和第二組對準翼片72兩者均從該平板68上沖壓出來。從圖6所示出的各構件間的相互關系可以看出，翼片70沿著躍出畫面的方向彎曲離開平板，而翼片72則沿進入畫面的相反方向彎曲離開平板。相對于例如美國專利No.4,986,574中所介紹的對準裝置而言，用一塊單獨的整體平板制造組合環66的方式可以簡化制造過程并降低制造成本。使用一塊單獨的整體平板還能獲得與平板68的周圍環形部分74具有相同厚度的翼片70、72。因此，對于一個給定的所需翼片厚度而言，能獲得一個較小的全環厚度。
圖7是處于管子法蘭盤14和有法蘭的電磁流量計流量管76的一端之間的組合環66的分解剖視圖。一根短電纜78在導電環66和流量計的金屬外殼之間提供電流接觸，并且也接地(如果需要的話)。為此，環66具有一個觸片80，在該觸片上還設有一個孔82以便形成電接頭。安裝工人還可以把觸片80用作一個用以在安裝過程中操縱該組合環的手柄。
為了對準，當使用螺栓將法蘭盤連結在一起時，翼片70接合管子法蘭盤凸面22的外直徑，而翼片72接合流量計凸面82的外直徑。應該指出，翼片70能支承一個第一墊片84，而翼片72能支承一個第二墊片86。如果需要的話，面對的流量管翼片72可以以與翼片70相同的方向彎折，而組合環66能用螺釘之類對準流量管的端部并連結在其上。在這種情況下，最好在流量管端部的一個較低面88上形成連結，并且在環66和面88之間的拉線釘的厚度等于凸面82的厚度加上墊片86的厚度，以便保持這個經過改進的環66平坦和不翹曲。
本發明還能應用于如圖8所示的孔板。正如已經知道的那樣，對通過一塊孔板的不同流體壓力進行的測量可被用作一個流量的指示器。在圖8中，孔板90包括一整塊平板92，該板上具有一個精確鉆出的孔94，還有一第一組從頁面向外彎折的沖壓翼片96以及一第二組從頁面向內彎折的沖壓翼片98。孔94小于夾住它的管子法蘭盤的內直徑(用虛線圓100標出該內直徑)。孔94相對于翼片96,98的內(自由)邊緣位于中心。由于孔板需要一個相對較厚的整板，通常為1/8或1/4英寸(3.2或6.4mm)，翼片96、98與上文所介紹的翼片26、64、70和72相比具有非常大的剛度。其結果是，可以將翼片96、98加工成在以較小的壓力或不用力壓迫翼片時，使它們的內邊緣與相對的管子法蘭盤的凸面的肩部配合。由此該孔板/對準環的組合體不僅有助于對準管子的導管，而且還有助于相對于這些導管對準加工精確的孔。可以用凸脊，銷子之類代替翼片96、98。圖9示出了沿著圖8中的9-9線剖切的孔板90的一部分。
雖然已經結合著幾個最佳實施例介紹了本發明，但是本領域中的普通技術人員均可以認識到，在不背離本發明的精神和范圍的前提下可以在形式上和細節上對本發明進行變化。
權利要求
1．一種適于安裝到一個具有一凸面的管子法蘭盤上的流量計，所述流量計包括一個具有一個端部表面的流量管；以及一個對準環，它固定在所述端部表面上，并且將它加工成至少接合所述凸面的一部分。
2．根據權利要求1所述的流量計，其特征為，所述對準環包括至少部分地從所述端部表面伸出的多個翼片。
3．根據權利要求1所述的流量計，其特征為，所述對準環接合所述凸面的一個外直徑。
4．一種適于安裝到一個具有一凸面的管子法蘭盤上的流量計，所述流量計包括一個流量管，它具有一個其上設有一個孔的端部表面，所述孔具有一根中心軸線；以及多個從所述端部表面伸出的突起區域，它們接觸所述凸面的一個外直徑，由此使所述端部表面對準所述的管子法蘭盤。
5．根據權利要求4所述的流量計，其特征為，一根垂直于所述中心軸線的線將所述端部表面平分成第一半和第二半兩部分，其中，所述第一半包括多個突起區域，而所述第二半基本沒有這樣的突起區域。
6．根據權利要求4所述的流量計，其特征為，所述的多個突起區域位于所述端部表面上，從而使所述流量管能橫向地從所述管子端部拆除或者安裝在所述管子端部上。
7．根據權利要求4所述的流量計，其特征為，所述的多個突起區域是一個細長的連續弧板的多個部分，所述弧板固定在所述端部表面上。
8．根據權利要求4所述的流量計，其特征為，所述的多個突起區域包括多個彈簧夾。
9．一種用來使流量計對準一個管子法蘭盤的裝置，包括一整塊平板，其上設有一個用作流體通道的中心孔，該平板還具有在其上確定并從所述板向外彎折的第一組翼片，以及在其上確定并從所述板朝與所述第一組翼片相對的方向向外彎折的第二組翼片。
10．根據權利要求9所述的裝置，其特征為，所述的第一和第二組翼片以一種交替的順序圍繞所述中心孔排列。
11．根據權利要求9所述的裝置，其特征為，所述板具有一個貼近所述第一和第二組翼片的環形部分，而且，所述環形部分的厚度大致等于至少第一組翼片的厚度。
12．根據權利要求11所述的裝置，其特征為，所述板進一步包括一個從所述環形部分伸出的手柄。
13．一種用來安裝在一個流量計和一個管子法蘭盤之間的接地環，該接地環包括用來使所述電磁流量計對準所述管子法蘭盤的對準翼片。
14．根據權利要求13所述的接地環，其特征為，所述接地環包括一整塊其上形成有多個所述對準翼片的平板，所述對準翼片從所述板向外彎折。
15．一種用來放置在兩個法蘭盤之間并且其上具有一個孔的孔板，所述孔板包括多個用來使所述的兩個法蘭盤和所述孔對準的突起區域。
16．根據權利要求15所述的孔板，其特征為，所述突起區域包括從所述孔板沖壓出的多個翼片。
全文摘要
一種流量計對準裝置包括一個對準環(18,20),該對準環固定于流量計流量管(10)的一端上并具有彈簧夾(26),以便接合管子法蘭盤凸面(22,24)的周邊。在另一個實施例中,流量計對準裝置包括一個固定在流量管端部上的半圓形或其它弧形本體,該弧形本體(50)適于與管子法蘭盤凸面(22,24)的周邊配合。將弧形本體(50)加工成允許將流量管橫向安裝到一個配合的管子法蘭盤上,或者從后者上拆下。在又一個實施例中,對準環(66)還適于用作電磁流量計的接地環,或用作用于以壓差為基礎的流量計的孔板。
文檔編號G01F15/18GK1216105SQ95195405
公開日1999年5月5日 申請日期1995年9月8日 優先權日1994年9月29日
發明者溫德爾·霍塔里 申請人:羅斯蒙德公司