CN1269882A - 拼合式歧管 - Google Patents
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Abstract
一种适于安装在主流管和压力传感器之间的用于控制流体从主流管流入所述传感器的拼合式、组合阀歧管。该歧管包括一个适应于一个压力传感器的第一组件,如一个差动压力发送器,以及与加工流体源连接的第二组件。所述第二组件包括一个截止阀***,所述第一组件包括一个平衡阀***和一个通风阀***,所述组件连接在一起,以便加工流体能够通过所述第一组件转移到第二组件,并最终转移到所述压力传感器。
Description
本发明背景
本发明领域
本发明涉及一种用于控制流体在主流管和压力传感器之间流动的阀歧管,更具体地讲,涉及一种组合的、拼合式结构的阀歧管。
现有技术的说明
通常需要确定流过诸如管道的主流管的、诸如气体的流体的流量或压力。一般,这一目的可以通过安装在所述主流管上的限流器而实现。在该限流器的每一边有压力计接口,以便获得高压和低压流体压力。所述限流器可以包括一个挡板、一个流量喷嘴、一个文丘里管。所述高压和低压取自位于所述主流管上的限流器的相反的两侧,并且,是通过压力传感器/发送器组件检测的,该组件测定并通过合适的机械或电子信号传送到位于远处的位置,例如,控制室,其中,所述压力或压力差可以由一个操作者监视和/或记录。
通常,将一个阀歧管安装在所述主流管和压力传感器之间。所述歧管被用于控制流向所述压力传感器的流量,同时,能够闭合、通风、零位校验、和校正。所述歧管通常包括若干阀,每一个阀可以相对所述歧管中的流体通道在开启和关闭位置之间运动,以便控制流体流过该通道。
流体压力传感器/发送器,特别是差动压力类型的传感器/发送器通常通过在所述压力传感器的低压入口和高压入口处采用隔膜,以检测其所遇到的高压和低压。一种类型的压力发送器,通常被称为“共面发送器”,这种发送器披露于授予Frick的US4,466,290中,该专利被收作本文的参考文献。如Frick的专利所述,所述隔膜具有朝向流体的侧面,该侧面的周围由边缘确定,由这些边缘形成的平面彼此是共平面的。在任何情况下,从Frick的专利中来看,所述隔膜都紧贴其所处在的传感器上的表面。
用于诸如Frick的专利中所披露的传感器发送器的传感器发送器上的隔膜极其脆弱、昂贵、并且难于安装到该压力传感器上。另外,当所述阀歧管和压力传感器直接相互连接在一起时,所述隔膜紧贴所述歧管的、安装压力传感器的表面。在这种直接连接的歧管/压力传感器组件中,所述歧管的一面(通常被称作仪器表面)密封性地紧贴所述压力传感器的一个表面,例如,在Frick的专利中所述的传感器14的表面53。所述歧管的仪器表面具有一个低压出口和一个高压出口,这两个出口都是比较浅的、圆形腔。所述圆形腔分别与低压和高压入口对齐,所述压力传感器的表面与所述歧管的仪器表面密封性地贴紧。因此,当所述歧管和压力传感器配合时,所述圆形腔与所述隔膜配合,以形成大体上为圆形的腔室,该腔室相对其柱体的直径而言具有小的柱体高度。
通常,需要修复所述发送器,这就有必要将其从所述歧管中取出。很显然,当所述发送器被从所述歧管中取出时,在通常情况下,所述隔膜会暴露,并且由于其脆性而容易被损坏。
避免所述隔膜在现场损坏的一种方法是,将整个歧管/压力传感器发送器组件从所述现场取走。不过,这需要用于控制加工流体流出所述挡板组件或类似装置的额外装置。通常,这会涉及一组额外的截止阀,这些阀安装在来自所述挡板组件的输送管上,以便当所述歧管/发送器组件被取出后,可以阻止流体从所述主流管中流出。
尽管不是必须,但理想的是垂直安装所述发送器,即大体上水平地安装所述隔膜,使其向下。解决发送器定向问题的现有解决方案,涉及在所述歧管中的各种复杂的通道结构,这会有效实现所述通道在所述歧管主体中的“右向旋转”。通常,这需要以各种角度开出的通道,以上作业需要昂贵的加工和精确的车削。另外,这种复杂的通道***通常需要“安装孔”,这些安装孔仅仅是歧管主体上的一些孔,这些孔可以开出某些通道,并且,与所述歧管内部的其它通道相通。这些安装孔即使在随后被堵塞,仍然是泄露的潜在根源。另外,它们通常还能在歧管主体内形成聚集液体和气泡的静空间。因此,取消所述安装孔可以消除泄露和液体在歧管主体中聚集或存留的一种可能的根源。
本发明概述
因此,本发明的一个目的是提供一种改进的阀歧管。
本发明的另一个目的是提供一种与差动压力类型的压力传感器一起使用的、组合的、拼合式结构的阀歧管。
本发明的再一个目的是提供一种如下类型的阀歧管,其中,所述歧管的一部分或组件能被用于阻挡所述加工流体,并可以与该歧管的第二部分或组件分离。所述第二部分保持与所述发送器连接。
因此,本发明的又一个目的是提供一种组合的、拼合式阀歧管,该歧管能够利用一种较简单的通道***进行垂直定向。所述通道***便于在所述歧管主体部分上开出。
通过附图、本文所提供的说明、和所附的权利要求书,可以了解本发明的上述和其它目的。
根据本发明,提供了一种适用于安装在一个主流管和一个压力传感器之间的用于控制流体由主流管流向压力传感器的组合的、拼合式歧管。本发明的歧管包括一个具有仪器表面和周向壁的第一组件,该周向壁包括一个第一配合表面,一个高压通风***,和一个设在仪器表面上的低压通风***,一个通向所述高压通风***的高压出口,以及一个通向所述低压通风***的低压出口。所述第一组件具有一个平衡阀***,用于选择性地控制分别位于高压通风***和低压通风***上的高压出口和低压出口之间的流体联系。该第一组件还具有一个通风阀***,用于选择性地将流体从所述高压通风***和低压通风***中排出到第一组件的外部。在所述第一配合表面上设有一个高压出口和一个低压入口,处于打开状态的所述高压入口与所述高压通风***上的高压出口呈流体连通状态,处于打开状态的所述低压入口与所述低压通风***上的低压出口呈流体连通状态。所述歧管还包括一个具有适用于与所述第一组件上的第一配合表面配合的第二配合表面,所述第二组件包括一个高压加工流体入口和一个低压加工流体入口。在所述第二配合表面上设有一个高压加工流体出口和一个低压加工流体出口。所述高压加工流体入口和高压加工流体出口选择性地呈流体连通状态。类似地,所述低压加工流体入口和低压加工流体出口选择性地呈流体连通状态。所述高压和低压加工流体出口分别与设在所述第一组件的第一配合表面上的高压和低压入口对齐。将一个高压截止阀安装在所述第二组件上,用于选择性地控制流体由所述高压加工流体入口流向高压加工流体出口,同时,将一个低压截止阀安装在所述第二组件上,用于选择性地控制流体由所述低压加工流体入口流向低压加工流体出口。由密封装置实现所述高压加工流体出口和高压入口之间的第一不漏流体性联通,和所述低压加工流体出口和低压入口之间的第二不漏流体性联通,正如将要了解到的,这些密封装置还密封隔离所述高压出口/入口与低压出口/入口。该歧管还包括一个将所述第一和第二组件固定在一起的接头。
附图的简要说明
结合附图可以理解本发明,其中:
图1是与一个差动发送器连接的本发明的组合的、拼合式歧管的第一种实施方案的上部和正面透视图;
图2是表示图1所示组合歧管的一个组件、并表示其内部的上部和正面透视图,为清楚起见已将所述阀除去;
图3是表示本发明的组合歧管的另一种实施方案的上部和背面透视图;
图4是图3所示歧管的分解正面透视图,示出了所述连接和密封元件;
图5是图3和4所示歧管的上部平面视图,其局部为剖视图,两个组件连接并密封在一起;
图6是表示本发明的组合歧管的截止阀组件的上部、平面视图,其局部为剖视图,其上连接有一个盲板;和
图7是沿图6中线7-7的端视图。
图8是类似于图4的分解、正面透视图,表示另一种连接组件。
图9是表示本发明的一体化歧管/发送器的正面透视图。
图10是类似于图9的视图,表示本发明的一体化歧管/发送器的另一种实施方案。
优选实施方案的说明
本发明的组合歧管包括两个主体部分,一个第一组件,可被视为发送器-安装部分或仪表盘;一个第二组件,可被视为截止阀主体部分或加工界面。事实上,本发明的一个特征是,所述加工界面将所述截止阀隔离成所述歧管的一个独立的元件。所述第二组件对本发明的众多不同实施方案来说是共同的,示出了其中的两种实施方案,所示出的两种实施方案的差别在于,所述歧管的第一组件或发送器-适配主体部分。不过,显而易见的是,所述第二组件可以与其它类型的第一组件一起使用,包括采用了压力-和/或温度-传感装置,和/或温度传感装置,或其它类型的传感器,和发送器的第一组件。
首先参见图1,图中示出了本发明歧管的第一种实施方案,总体上用M1表示,它具有一个典型的差动压力发送器,总体上用T表示,该发送器通过安装在螺纹孔(未示出)中的螺栓(未示出)固定在歧管M1上,所述螺栓贯穿歧管M1上的通孔,该通孔与发送器T的安装法兰10上的螺纹孔对齐。歧管M1包括一个总体上用12表示的第一组件和一个总体上用14表示的第二组件。尽管没有示出,但对本领域技术人员来说,显而易见的是,组件14是与一个合适的安装***连接,该安装***与流管/限流器连接,以便限流器每一侧的管头能与组件14连接。为此,组件14具有螺纹孔17(从图4中看得最清楚),以便将组件14固定在与所述主流管上的限流组件连接的安装托架或类似装置上,确定流过它的流量。正如随后在一种实施方案中更详细地表示的,通过螺栓16将组件12固定在组件14上,该螺栓贯穿组件14上的通孔,并纳入组件12上的、对齐的螺纹孔中。组件14分别具有高压截止阀18和和低压截止阀20,而组件12具有两个平衡阀22和24,以及两个通风阀,在图1中仅示出了一个通风阀26。本领域技术人员可以理解的是,下文中将要提到的并且用于本发明的歧管上的各种类型的阀和通风管为常规结构,在本文中不必详细说明。例如,可将诸如弹子阀、塞阀、和球形阀的阀用作所述各种阀。另外,所采用的阀可以是所谓软座或金属座类型的,这取决于本发明的歧管使用的环境。
参见图2,图中示出了歧管实施方案M1的第一个组件12的等角视图。可以看出,组件12优选为整体性质的,并且通常是由合适材料,如不锈钢的单一工件机加工或以其它方式制成的。组件12包括一个主体部分28和一个颈状部分30。组件12还包括一个仪器表面32,该表面大体上为平面,与一个相反的表面(未示出)分离,并平行于该表面。由表面32形成主体部分28和颈状部分30的共同表面。表面32和相对的表面通过外周壁连接在一起,所述外周壁包括配合表面31,侧壁29和一个相对的平行侧壁(未示出)。主体部分28通常是矩形的,而颈状部分30具有斜削的颈状部分表面34和36,表面34和36是平面,并与仪器表面32形成相等的钝角。颈状部分30具有一个有螺纹的高压通风阀套38和一个有螺纹的低压通风阀套40,通风阀套38和40分别设在斜削的表面36和34上。通风阀套38与高压通风出口42呈流体连通状态,而低压通风阀套40与低压通风出口44呈流体连通状态。高压通风通道包括管道部分46A和46B,这些管道部分与通风阀套38连接,并且通向通风出口42,而低压通风通道包括管道部分48A和48B,这些管道部分与低压通风阀套40连接,并且通向低压通风出口44。因此,可以理解,当诸如阀26的合适的阀被纳入通风阀套38和40中时,可以选择性地将管道46A和46B之间的流体连通,类似地,可以选择性地控制管道48A和48B之间的流体连通。
在组件12的仪器表面32上设有高压通风***50和低压通风***52,如图所示,通风***50和52大体上为设在仪器表面32上的浅的圆形腔。一个高压通风孔54通向高压通风***50,通风孔54通过一个倾斜的通道56与管道部分46A连接。类似地,一个低压通风孔58通向高压通风***52,并且通过一个倾斜的通道60与低压通风管道部分48 A连接。因此,可以看出,存在于通风***50中的流体可以通过开启装在阀套38 A中的合适的阀,选择性地将其排出,通过开启安装在阀套40中的阀26,从而将通风孔52与通风出口44连通,可以使通风出口42与通风孔54连通。通过阀26以类似方式可将存在于低压通风***52中的流体排到组件12的外部。
一个高压平衡孔62也通向通风***54。孔62通过通道64与设在主体部分28上的侧壁上的高压平衡阀套66连接,所述主体部分大体上平行于主体部分28的侧壁29。一个低压平衡孔68以类似方式通向低压通风***52,并通过通道70与设在主体部分28的侧壁29上的有螺纹的、低压平衡阀套72连接。高压平衡阀套66和低压平衡阀套72通过一个平衡通道74相互连接,所述通道74大体上与阀套66和72共轴,通道66和70大体上垂直于通道74。
一个高压出口76通向通风***50,并通过一个高压出口通道78与一个高压短通道80连接,通道80通向设在组件12的配合表面31上的高压入口82。类似地,一个低压出口84通向通风***52,并通过低压出口通道86与低压短通道88连接,通道88通向同样设在组件12的配合表面31上的低压入口90。
主体部分28具有4个周向间隔的通孔33,合适的螺栓以众所周知的方式穿过这些孔以便将组件12固定在合适的发送器上的安装法兰10上,如图1所示。另外,在第一配合表面31上设有有螺纹的盲孔35和37,以便用于随后将要说明的目的。
高压入口82与第一扩孔82A和第二较大的扩孔82B共轴,扩孔82A用于形成一个环形肩82C,扩孔82B用于形成环形肩82D,它们均被用于以下所述目的。类似地,低压入口90与第一扩孔90A和第二较大的扩孔90B共轴,扩孔90A用于形成一个环形肩90C,扩孔90B用于形成环形肩90D,它们均被用于以下所述目的。
因此,可以看出,通过高压入口82进入组件12的高压流体会进入高压通风***50,在这里可以检测、测定并传送其压力。类似地,通过低压入口90进入组件12的低压流体会进入低压通风***52,在这里可以检测、测定并传送其压力。通过关闭两个通风阀和平衡阀22和24,可以防止流出通风***50和52。如果需要从通风***50和52中排出流体,并且假设如下文所述,组件14中的截止阀被关闭,通风阀26和其它相应的通风阀将会开启,使通风***50和52中的流体能被分别排出到通风出口42和44。
如上文所述,组件12包括两个平衡阀,即阀22和24。为了实现所述发送器的调零,两个平衡阀22和24必须开启,使通风***50和52之间的流体连通。就此而言,可以发现,当阀22(安装在阀套72中)处于关闭状态时,在通道70和74之间不能形成流体连通。类似地,当阀24(安装在阀套66中)处于关闭状态时,在通道64和74之间不能形成流体连通。不过,通过开启平衡阀22和24,通风***50和52通过通道70、74和64彼此呈开放连通状态。
可以看出,在组件12中示出的管道***具有较简单的设计,需要最低数量的倾斜管道。例如,我们注意到,除了倾斜的管道56、78、60和86之外,所有其它管道均与构成组件12外部的平面垂直。实际上,管道88、48A和48B大体上与管道80、46A和46B共轴,而管道80、46A和46B同样大体上是共轴的。这样大大地简化了机械加工,并避免了对昂贵的钻孔、复杂的倾斜开孔、或其它复杂的机械加工过程的需要。
参见图3和4,图中示出了本发明歧管的另一种实施方案,总体上用M2表示。图3所示的歧管尽管也具有组合设计,它与图1和2所示歧管的差别在于其第一组件100包括一个单一的平衡阀和两个通风管或类似装置。如上文所述,其第二组件14与图1所示歧管的M1相同。参见图3和4,组件100在性状上大体上为矩形,在结构上为整体,并且是由诸如不锈钢的合适材料制成,例如,机加工而成,它具有一个大体上为平面的仪器表面102,相对的侧壁104和106,一个正面配合表面108,和一个相对的、大体上平行的后壁110。在仪器表面102上设有一个高压通风***112和一个低压通风***114,通风***112和114大体上为浅的圆形腔体。一个高压出口116和一个高压平衡孔118通向高压通风***112。低压出口120和低压平衡孔122通向低压通风***114。在组件100的后壁110上设有一个平衡阀套124。平衡阀套124通过管道126、128和130选择性地与平衡孔118形成流体连通,管道130通向平衡阀套124。类似地,平衡阀套124通过管道132、134和136与通风***114上的低压平衡孔122选择性地形成流体连通。在组件100的侧壁104上设有有螺纹的低压通风出口138,该出口通过管道134和132与通风***114形成流体连通状态,所述通风出口具有已知形式的通风接头或类似装置。类似地,设在组件100的侧壁106上的有螺纹的高压通风出口139通过管道126和128与通风***112形成流体连通状态。出口139也可以具有通风接头或类似装置。
如图3所示,管道134大体上与通风出口138共轴,而管道136大体上与平衡管套124共轴,管道134和136大体上彼此垂直。类似地,连接通风***114和管道134的管道132大体上垂直于管道134。
高压通风***112通过管道142和144与设在组件100的配合表面108上的高压入口140呈流体连通状态,管道142大体上与高压入口140共轴,管道142和144大体上彼此垂直。设在通风***114上的低压出口通过管道148和150与低压出口146呈连通状态,管道148大体上与低压入口146共轴,管道150和148大体上彼此垂直。
组件100以已知方式设有轴向间隔的通孔103,螺栓可以穿过这些通孔被纳入设在发送器法兰10上的与通孔103对齐的螺纹孔中,以便将组件100与发送器T连接。应当注意的是,组件100上的管道***主要包括在由通孔103形成的平行六边形,更具体地讲,由仪器表面102相对的表面(未示出)和4个虚平面形成的平行六边形,所述平面中的相应的一个与相邻的通孔103的外侧圆周相切。组件100的配合表面108上还设有螺纹孔109和111,以便用于下述目的。
可以理解,在使用时,通过高压入口140进入组件100的高压流体将会通过管道142和144进入高压通风***112。类似地,通过低压入口146进入组件100的低压流体将会通过管道148和150进入低压通风***114。可以理解,通过为通风孔138和139设置合适的通风接头或类似装置,并且当所述通风接头处于关闭状态时,进一步地讲,当一个平衡阀存在于平衡阀套124中并且处于关闭状态时,高压流体不能流出高压通风***112,而低压流体不能流出低压通风***114。为了实现平衡,将平衡阀套124中的阀打开,以便通过上文所述的管道***在高压通风***112和低压通风***114之间形成流体连通。为了从通风***112和114中排放,将位于通风出口138和139上的通风接头或阀打开,这将使得分别位于通风***114和112中的流体可以流入大气中。
特别参见图4,可以看出高压入口140与第一扩孔152和第二较大的扩孔154共轴。扩孔152和扩孔154能有效形成环形肩156和158。类似地,低压入口146与第一扩孔160和第二较大的扩孔162共轴,以便形成环形肩164和166,从图5看得最清楚。
参见图3、4、和5,将对第二组件14及其内部进行说明。第二组件14与组件12和100相同,在性质上是一体化的,并且通常是由诸如不锈钢的合适材料的单一工件机加工而成,第二组件14包括一个主体部分170,从该部分伸出第一凸起172和第二凸起174,凸起172以已知方式形成一个有螺纹的高压加工流体入口176,该入口与主流管/挡板组件或类似装置的高压一侧连接。类似地,凸起174形成一个有螺纹的低压加工流体入口178,该入口以常见方式与主流管/挡板组件或类似装置连接。组件14的主体170形成第二个平的配合表面180和一个相对的加工侧面182。主体170形成一个大体上为平面的上表面184,一个斜削的平的侧表面186,和一个相对的斜削的平的侧表面188、斜削的侧表面186和188与平的表面184形成形成相等的钝角。间隔的螺纹孔171和173贯穿主体170,使得组件与所述挡板组件或类似装置连接。
在斜削的表面188上设有高压截止阀套190,而在斜削的表面186上设有低压截止阀套192,阀套190和192设有螺纹,以便接纳截止阀,正如本领域技术人员所熟知的而且如图1中的18和20所示的。参见图3,阀套190与管道194相通,管道194大体上垂直于平的配合表面180。管道194与倾斜的管道196连接,管道196与高压加工流体入口176呈流通连通状态。因此,可以看出,通过设置在阀套190中的阀18,通过高压加工流体入口76进入组件14的高压加工流体可以流过管道196,而且假如阀是开启的,还可以流过管道194,并通过设在组件14的表面180上的高压出口(未示出)流出。类似地,阀套192与通道198连接,管道198大体上与配合表面180垂直,并与设在配合表面180上的低压出口200(参见图5)共轴。管道198又与通向低压入口178的倾斜的管道202相通。因此,进入低压入口178的低压流体会流过管道202,而且假设阀20处于开启状态,还会流过管道198并流出出口200。可以看出,当阀18和20处于关闭状态时,通过组件14以至通过歧管实施方案M1或M2中的任一个可以防止加工流体流出主流管/挡板组件。
尽管在说明时组件14具有两个截止阀,即截止阀18和20,但可以理解的是,在所述高压和低压管道***的每一个上可以采用两个或两个以上的截止阀,仅需要延长主体部分170的轴向长度,以便容纳其它的阀套,如阀套190和192即可。尽管所述额外的截止阀通常不是必须的,但当以上两个组件彼此分开时可以提供额外的安全特性。
与组件100和12的情况一样,组件14中的管道***需要最低的、复杂的倾斜开孔。如上文所述,管道194和198与加工流体出口共轴,并垂直于配合表面180,仅需要管道196和192是倾斜的。
本发明的歧管还包括第一和第二管套204和206,第一和第二密封圈208和210。如图5所示,管套206和204以静配合方式***低压加工流体出口200,而相应的高压加工流体出口没有示出。事实上,组件14具有环绕所述加工流体出口的扩孔,大体上与上文所述的组件12和100的入口的情形相同。为了将两个组件以流体密封接合形式连接在一起,首先将管套204和206以及密封圈206和210安装在组件14上,如图3所示。在歧管实施方案M1上,将配合表面31和180放在一起,使管套204纳入扩孔82A,而管套206纳入扩孔90A。这还会将密封圈208放入扩孔82B中,并将密封圈210放入扩孔90B中。如图所示,密封圈208和210是由诸如PTFE树脂或某种其它合适的可变形的聚合材料制成,其轴向厚度使得当组件14和12连接时,密封圈208和210会被压缩,即密封圈208和210的轴向厚度大于当所述组件连接时安放这些密封圈的肩之间的距离。在任何情况下,当所述组件与这种方式配合后,将螺栓16放入组件14上的孔183和185中,并拧入组件12上与之对齐的孔35和37中。当螺栓16拧紧以后,配合表面180和31彼此相对压紧,而密封圈208和210被压紧被变形,使其以流体密封接合分别与管套204和206以及该歧管的两个组件接合。可以类似方式组装歧管实施方案M2。可以看出,特别参见图5,组件100和12上接纳管套204和206的扩孔略大于组件14上接纳套管204和206的扩孔,以使所述管套可滑动地纳入组件12和100的相应扩孔中。因此,当所述组件分离时,以静配合方式装在组件14上的扩孔中的所述套管会留在组件14中。
因此,可以看出,利用本发明的组合歧管,可以方便地将该歧管分离成两个组件,即实施方案M1中的组件12或实施方案M2中的组件100,本发明的组合歧管具有一个差动压力力发送器,如由Rosemount公司(Eden Prairie,Minnesota)出售的Rosemount Model 3051C差动压力力发送器,该发送器用脆弱的隔膜作为压力传感器,所分开的两个组件仍具有所述压力发送器,从而保护所述敏感的隔膜。与此同时,组件14装有截止阀,可将这些截止阀用于阻止流体流出所述主流管。为此,正如下文中将要更详细地说明的,组件14可具有一个盲板或挡板,在图6中总体上用300表示,该盲板起着盖板的作用并且与配合表面180配合。在安装好以后,盲板300可有效防止流体流出管道194和198,从而在所述截止阀处于开启状态时提供进一步的安全保证。在下文中将对盲板300的结构和用途的细节作更详细地说明。
可以看出,本发明的歧管对使用者特别有利。就此而言,要注意由斜削表面向上延伸的截止阀18和20通常是向上倾斜的以便于接近。类似地,就图1所示的实施方案M1而言,通风阀也是向上倾斜的以便于接近。具体地讲,对歧管实施方案M1来说,截止阀和通风阀向上倾斜会留出重复的空间以便于安装在截止阀和通风阀之间的平衡阀22和24的操作。
正如指出过的,在某些情况下,当所述歧管的两个组件以上述方式分离时需要组件14在其出口上具有一个合适的盲板或盖板,以便当截止阀无意中打开时,也不会有加工流体流出。参见图6,图中示出了总体上用300表示的这样一个盲板或挡板,该盲板大体上为矩形形状,并具有一个与组件14上的配合表面180配合的表面302。盲板300具有在大小和间距方面大体上与组件2和100上的扩孔相同的扩孔,以便接纳密封圈208和210以及管套204和206。另外,盲板300具有用于接纳螺栓16的螺纹孔,以便将盲板300固定在组件14上。仅示出了这些螺纹孔中的几个。可以理解的是,当螺栓16以上述组装歧管实施方案M1或M2的方式拧紧时,密封圈208和210被强制与组件14、盲板300、和管套204和206形成密封接合。盲板300具有一个高压管道306和一个低压管道308,所述管道与组件12上的出口对齐,并且大体上垂直于***管道310并与该***管道连接,***管道310与一个螺纹孔312同轴,在该螺纹孔可以将有一个通风接头或类似装置,以便释放由组件14泄露的任何压力。除了提供一种在所述截止阀之一意外开启时提供一种安全排出加工流体的措施以外,盲板300还起着防止管套204和206在组件14或组件12或组件100分离时发生损害的作用。
参见图8,图中示出了本发明的另一种实施方案,它示出的是以流体密封结合方式将两个组件连接在一起的另一种方式。尽管图8所示的总体上用M2A表示的实施方案相结合与上文所述的组件100相同的组件进行说明,但可以理解的是,它同样可以采用组件12。参见图8,第二组件14A在各方面均与上述组件14相同,所不同的是,组件14A不具有通孔183和185,通过这些孔***螺栓16,第一组件100A也不具有螺纹孔109和111以便接纳螺栓16的有螺纹的末端。相反,组件14A具有一个第一法兰300,该法兰优选与组件14A的表面184A表面一体化成型,并由该表面侧向向外延伸。类似地,组件14A具有一个第一法兰302,该法兰优选与和表面184A相对的表面(未示出)一体化成型,并由该表面侧向向外延伸。法兰300具有间隔的螺栓孔304和306,而法兰302同样具有间隔的螺栓孔(未示出)。组件100A具有第三个法兰308,该法兰优选与表面102A一体化成型,并由该表面侧向向外延伸,以及第四个法兰310,该法兰优选与和表面102A相对并大体上与其平行的表面(未示出)一体化成型,并由该表面侧向向外延伸。第三个法兰308具有螺纹孔312和314,而第四个法兰310具有螺纹孔316和318。可以看出,分别由法兰308和310形成的表面308A和308A是与配合表面表面108A共平面的。类似地,尽管没有示出,但可以理解的是,第一和第二法兰300和302具有平面表面,这些表面与配合表面180共平面(参见图3)。在其它所有方面,组件100A和14A分别与组件100和14相同。为了连接组件14A和100A,将其配合表面放在一起,使螺栓孔304和306分别与相应的螺纹孔312和314对齐,并让第二个法兰302上的相应孔与第四个法兰310上的螺纹孔316和318对齐。然后将螺栓320***法兰300上的螺栓孔304和306中,并***法兰302上的相应螺栓孔中,将该螺栓拧入螺纹孔312、314、316和318,直到组件100A和14A的配合表面以上文结合组件14和100所述的方式连接在一起。
如上文所述,将法兰300、302、308和310与螺栓320组合应用于组装组件100A和14A的用途还可用作连接组件14和12的一种改进方式,并需要为组件12提供类似于法兰308和310的法兰即可。
可以理解,并且作为本发明的一个特征的是,所述加工界面或第二组件本身可被用于提供一个加工管或主流管与任何其它歧管、组件、仪器、或歧管/仪器组合之间的加工界面,其中,其用途是对诸如管道的主流管中的位于该主流管上的截留装置的另一侧的流通进行取样,以便测定通过所述截留器的压力差或温度差。总而言之,本发明的第二个组件具有一个独立的阀***,该***包括高压和低压截止阀,并能以众所周知的方式连接,并连接到所述主流管的安装在该主流管上的截留器的每一侧。就此而言,应当理解的是,尽管所述第二组件的配合表面在本文所示和所述情况下被设计成与两种披露的第一组件配合,但它还可以设计成与其它歧管组件结构配合。所述加工界面(第二组件)有利于差动压力传感器/发送器的现场安装和拆除,从而避免在这种安装和/或拆除作业时所述流管的显著关闭。
本发明歧管的另一个特征是,可将第一组件或仪表盘作成包括或结合各种传感装置或换能器,以便提供一种一体化的或整体化的歧管/换能器,例如,采用合适的压力传感器的一体化歧管/差动压力换能器。还设想所述仪表盘除了采用一种差动压力换能器之外,被作成包括一个合适的差动压力发送器,因此,制成了一种一体化歧管/差动压力换能器/差动压力发送器组件,即一个单一的装置,该装置具有以下功能(a)引导流体流过合适的阀,(b)检测并测定该流体的参数,和(c)传送和/或记录检测到的和测定的参数。通过以上说明可以理解,这样一个单一化装置可方便地与第二个组件,即组件14配合并分离。所述单一化装置如图9和10所示。首先参见图9,图中示出了一种差动压力类型的发送器T2,该发送器与第一组件实施方案100形成一个一体化装置,应当理解,第一个和第二个合适的压力传感器被可操作地连接在歧管部分100和发送器部分T2之间,以便形成一种差动压力换能器。
类似地,参见图10,图中示出了第一歧管结构,它与发送器T2形成一个一体化装置,可以理解的是,与图9中的实施方案相同,具有合适的压力传感器可操作地连接在组件12和发送器T2之间,以便检测并测定压力差。可用于图9所示实施方案的合适的压力传感器在本领域中众所周知,包括在以下美国专利中所示的传感器:US3,618,390;3,232,114;3,295,326;3,350,945;3,372,594;3,258,971;和3,158,000,以上文件均被收作本文的参考文献。发送器T2所采用的电路可以包括,但不限于诸如披露于US3,854,039中的电路,该专利被收作本文的参考文献,但本领域技术人员可以理解的是,其它已知的电路也能起到满意的作用。例如,在US4,466,290中披露了压力传感器和所述电路之间的可操作的连接,该专利被全面收作本文的参考文献。从图9和10可以看出,本发明提供了一种一体化的歧管/换能器/发送器,该一体化装置可以快速并方便地安装在第二个组件14上,以形成一种用于实现差动压力测定的完整***,并进而测定流过一个主流管,如管道的流体。图9和10所示实施方案的紧凑的、一体化结构使得其最终用户能够在现场维修备用装置,能由对该***没有很多技术经验的工人更换损害的装置,并且确保所述换能器或传感器受到保护,该传感器通常是非常精确的,并容易受到损害。
正如本领域技术人员所了解的,诸如设在组件100的仪器表面上的组件100上的通风***112和114的高压和低压传送通风***间距和大小使得所述高压和低压入口分别与所述压力传感器或传感器/发送器对齐,所述传感器被用在本发明的歧管上。在这方面,还可以理解的是,诸如表面102的第一组件的仪器表面优选与诸如共平面发送器的传感器/发送器直接配合,所述共平面发送器如上文所述的Rosemount Model 3051C差动压力发送器。然而,可以理解的是,本发明组合歧管可以方便地适用于和其它类型的传感器/发送器配合。因此,所述高压和低压传送通风***的间距和结构是由与所述第一组件的仪器表面配合的传感器或传感器/发送器的性质决定的。
一般,高压入口176和低压入口178圆心间隔2-1/8”,以便容纳来自流管/挡板组件的标准NPT流管。不过,应当理解,可以采用入口176和178的其它间距,而且入口176和178之间的间距可以与为所述仪器表面上的高压和低压传送通风***之间的间距(圆心与圆心的距离)相同或不同。事实上,本发明歧管的特殊的拼合式结构使得通向组件12的高压和低压入口在间距和结构方面有多种变化,并容许第一组件,即组件12或100上的高压和低压仪器通风***有多种变化。
上述说明和实施例说明了本发明的特定实施方案。这些实施方案对本领域技术人员暗示了变化和改进,所有这些变化和改进均属于本发明的构思和范围。
Claims (23)
1.一种适用于安装在一个主流管和一个压力传感器之间的用于控制流体由主流管流向压力传感器的组合阀歧管,包括:
一个具有仪器表面和周向壁的第一组件,该周向壁包括一个第一配合表面,一个设在仪器表面上的高压发送器通风***和一个低压发送器通风***,一个通向所述高压通风***的高压出口,以及一个通向所述低压通风***的低压出口;
所述第一组件具有一个平衡阀***,用于选择性地控制分别位于高压通风***和低压通风***上的高压出口和低压出口之间的流体联系;
所述第一组件还具有一个通风阀***,用于选择性地将流体从所述高压通风***和低压通风***中排出到第一组件的外部;
在所述第一配合表面上设有一个高压入口,所述高压入口与所述高压通风***上的高压出口呈流体连通状态,在所述第一配合表面上设有一个低压入口,所述低压入口与所述低压通风***上的低压出口呈流体连通状态;
一个第二组件,该组件具有一个适用于与所述第一组件上的第一配合表面配合的第二配合表面,所述第二组件包括一个高压加工流体入口和一个低压加工流体入口;
在所述第二配合表面上设有一个高压加工流体出口和一个低压加工流体出口,所述高压加工流体入口和高压加工流体出口选择性地呈流体连通状态,所述低压加工流体入口和低压加工流体出口选择性地呈流体连通状态,所述高压和低压加工流体出口分别与设在所述第一配合表面上的高压和低压入口对齐;
将一个高压截止阀安装在所述第二组件上,用于选择性地控制流体由所述高压加工流体入口流向高压加工流体出口;
将一个低压截止阀安装在所述第二组件上,用于选择性地控制流体由所述低压加工流体入口流向低压加工流体出口;
一个实现所述高压加工流体出口和高压入口之间的第一不漏流体性联通和所述低压加工流体出口和低压入口之间的第二不漏流体性联通的密封装置;和
一个用于选择性地将所述第一和第二组件固定在一起的接头。
2.如权利要求1的歧管,其中,所述密封件包括高压和低压管状结构,向着所述第一组件和第二组件中的一个突出,并纳入另一个中,所述高压管状结构连接所述高压加工流体出口和所述高压入口,所述低压管状结构连接所述低压加工流体出口和所述低压入口。
3.如权利要求2的歧管,其中,所述每一个管状结构具有第一端和第二端,所述第一端的每一个以静配合的方式安装在设在所述高压和低压加工流体出口上的相应的第一和第二孔中,所述第二末端可滑动地安装在设在所述高压和低压入口的相应的第一和第二孔。
4.如权利要求2的歧管,其中,所述高压加工流体出口和所述高压流体入口,以及所述低压加工流体出口和所述低压流体入口分别形成第一和第二环形槽,所述第一和第二环形槽分别环绕所述第一和第二管状结构,当连接所述第一和第二组件时,将第一个可变形的密封圈放在所述第一环形槽中,将第二个可变形的密封圈放在所述第二环形槽中,所述连接装置使所述第一和第二密封圈变形,使所述第一和第二管状结构分别与所述第一组件和第二组件形成不漏流体的接合。
5.如权利要求1的歧管,其中,所述接头包括一个设在所述第一配合表面上的螺纹孔,而所述第二组件具有一个与所述第二配合表面分离并大体上平行于该表面的端面,一个通孔通过所述端面和所述第二配合表面,并有一个螺栓贯穿所述通孔并以螺纹方式安装在所述第一配合表面上的所述螺纹孔中。
6.如权利要求5的装置,其中,具有两个所述螺纹孔、所述通孔、和所述螺栓。
7.如权利要求1的歧管,其中,所述第二组件包括一个选择性地连接所述高压加工流体入口和所述高压加工流体出口的高压加工流体管道,和一个选择性地连接所述低压加工流体入口和所述低压加工流体出口的低压加工流体管道,一个设在所述第二组件上的高压截止阀套,所述高压截止阀套连接所述高压加工流体管道,所述高压截止阀安装在所述高压截止阀套中,以便选择性地控制通过所述高压加工流体管道的流量,在所述第二组件上设有一个低压截止阀套,该阀套与所述低压加工流体管道连接,所述低压截止阀安装在所述低压截止阀套中,以便选择性地控制通过所述低压加工流体管道的流量。
8.如权利要求1的歧管,其中,所述第二组件包括第一和第二凸起,所述第一凸起形成所述高压加工流体入口,所述第二凸起形成所述低压加工流体入口。
9.如权利要求7的歧管,其中,所述第二组件包括一个形成大体上为平面的上表面的主体部分,所述主体部分还形成第一平面侧壁和第二相对的平面侧壁,所述第一和第二侧壁与所述平面上表面形成相等的钝角,所述高压截止阀套设在所述第一侧表面上,所述低压截止阀套设在所述第二侧表面上。
10.如权利要求1的歧管,其中,所述周向壁形成一个与所述第一配合表面相对的背面,在该背面上设有一个平衡阀套,由第一管道在所述平衡阀套和所述高压通风***之间形成流体连通,由第二管道在所述低压通风***和所述平衡阀套之间形成流体连通,并有一个平衡阀安装在所述阀套上,用于控制所述第一和第二管道之间的流体流通。
11.如权利要求10的歧管,其中,所述周向壁包括设在所述背表面和所述第一配合表面之间的第一和第二相对的侧壁,并具有分别设在所述第一和第二侧壁上的第一和第二通风孔,所述第一通风孔与所述第一管道连通,所述第二通风孔与所述第二管道连通。
12.如权利要求11的歧管,其中,所述第一和第二通风孔是螺纹状的,以便通过螺纹方式分别接纳第一和第二通风接头。
13.如权利要求1的歧管,其中,所述周向壁包括第一和第二相对的侧壁,在所述第一侧壁上设有第一平衡阀套,在所述第二侧壁上设有第二平衡阀套,一个平衡管道位于所述第一和第二平衡阀套之间并与所述阀套形成流体连通,一个第一短管道与所述高压通风***和所述第一平衡阀套形成流体连通,一个第二短管道与所述低压通风***和所述第二平衡阀套形成流体连通,所述第一和第二短管道大体上垂直于所述平衡管道,一个第一平衡阀安装在所述第一平衡阀套中,而一个第二平衡阀安装在所述第二平衡阀套中,因此所述第一平衡阀控制所述高压通风***和所述平衡管道之间的流体连通,而所述第二平衡阀控制所述低压通风***和所述平衡管道之间的流体连通。
14.如权利要求1的歧管,其中,所述第一组件包括一个主体部分和一个颈状部分,所述颈状部分形成一个与所述第一配合表面相对的背面,在所述背面上设有第一和第二通风孔,所述第一通风孔通过第一通风管道与所述高压通风***连接,所述第二通风孔通过第二通风管道与所述低压通风***连接,所述颈状部分形成第一颈状部分表面和第二颈状部分表面,所述第一和第二颈状部分表面位于所述颈状部分的相反的两侧,在所述第一颈状部分表面上设有第一通风阀套,在所述第二颈状部分表面上设有第二通风阀套,所述第一通风阀套与所述第一通风管道连接,所述第二通风阀套与所述第二通风管道连接,在所述第一通风阀套中安装有第一通风阀,用于控制通过所述第一通风管道的流量,在所述第二通风阀套中安装有第二通风阀,用于控制通过所述第二通风管道的流量。
15.如权利要求14的歧管,其中,所述第一和第二通风管道具有由所述第一和第二通风孔延伸的第一通道,这些通道大体上彼此及与仪器表面平行,以及第二通道,所述第二通道大体上彼此平行并与所述第一通道垂直。
16.如权利要求15的歧管,其中,所述高压入口通过一个具有第一通道部分和第二通道部分的第一高压管道与所述高压出口连接,所述高压管道的所述第一通道部分大体上与所述第一通风管道的所述第一通道共轴,所述低压入口通过一个低压管道与所述低压出口连接,所述低压管道具有所述第一通道部分和第二通道部分,所述低压管道的所述第一通道部分大体上与所述第二通风管道的所述第一通道共轴。
17.如权利要求14的歧管,其中,所述仪器表面是平面的,并在所述主体部分和所述颈状部分上形成公共表面,而所述第一和第二颈状部分表面与所述公共表面形成相等的钝角。
18.如权利要求1的歧管,还包括一个用于在所述第一和第二组件分离时固定在所述第二组件上的盲板,该盲板具有适于与所述第二配合表面配合的第三个配合表面,所述盲板包括一个设在所述第三配合表面上的高压减压出口,和一个设在所述第三配合表面上的低压减压出口,所述高压和低压减压出口与一个减压管道连通,所述减压管道与一个减压出口连通,所述减压出口适于安装一个减压阀,所述密封装置在所述高压加工流体出口和所述高压减压出口之间形成第一个不漏流体的连通,并在所述低压加工流体出口和所述低压减压出口之间形成第二个不漏流体的连通,接头将所述盲板固定所述第二组件上。
19.如权利要求1的歧管,其中,所述第二组件具有一个与所述第二配合表面共平面的第一法兰表面的第一法兰,和一个相对的具有与所述第二配合表面共平面的第二法兰表面的第二法兰,所述第一和第二法兰中的每一个至少具有一个通过所述第一和第二法兰表面的通孔,而所述第一组件具有一个与所述第一配合表面共平面的第三法兰表面的第三法兰,和一个具有与所述第一配合表面共平面的第四法兰表面的第四法兰,所述第三和第四法兰中的每一个至少具有一个螺纹孔,其中,螺栓安装在所述第一和第二法兰上的螺栓孔中,并分别安装在所述第三和第四法兰上的所述螺纹孔中,以便将所述第一和第二组件固定在一起。
20.如权利要求19的歧管,其中,所述第一和第二法兰中的每一个具有若干通孔,而所述第三和第四法兰中的每一个具有若干螺纹孔,所述第一和第二法兰上的相应的通孔分别与所述第三和第四法兰上的一个相应的螺纹孔对齐。
21.一种适用于安装在一主流管上的阀组件,所述主流管含有一个限流器,该限流器在其相对侧提供流体的高压源和低压源,所述阀组件包括:
一个提供一第一配合表面的阀体,所述阀体还包括一个接受来自所述高压源流体的高压加工流体进口及一个接受来自上述低压源流体的低压源流体进口;
一设在所述第一配合表面的高压加工流体出口及一低压加工流体出口,所述高压加工流体入口与高压加工流体出口有选择地进行流体连通,所述低压加工流体入口与低压加工流体出口有选择地进行流体连通;
一设在所述阀体上可选择地控制流体从上述高压加工流体入口流至高压加工流体出口的高压截止阀;
一设在所述阀体上可选择地控制流体从上述低压加工流体入口流至低压加工流体出口的低压截止阀。
22.如权利要求21的阀组件,还包括一个用来固紧到上述阀体上的盲板,该盲板具有一个用来与上述阀体上的第一配合面配合的第二配合面,所述盲板还包括设在该第二配合面上的一个高压减压出口及一个低压减压出口,高压和低压减压出口与一个减压通道连通,该减压通道与一出口连通,所述出口用来接纳一减压阀,一第一密封装置允许在所述高压加工流体出口与该高压减压出口之间形成第一不漏流体的连通,一第二密封装置允许在所述低压加工流体出口和低压减压出口之间形成第二不漏流体的连通,以及一将所述盲板固紧到上述阀体上的接头。
23.一整体式阀歧管/差压变换器/差压发送器,包括:
一仪器工作台,该工作台具有一仪器表面和周向壁,该周向壁包括一个第一配合表面,一个设在仪器表面上的高压发送器通风***和一个低压发送器通风***,一个通向所述高压通风***的高压出口,及一个通向所述低压通风***的低压出口;
一个由所述工作台载带的平衡阀***,用于选择性地控制所述高压出口和低压出口间的流体联通;
一个由所述工作台载带的通风阀***,用于选择性地将流体从所述高压和低压通风***中排出到该工作台的外部;
设在所述第一配合表面上的一个高压入口及一个低压入口,所述高压入口与高压出口呈流体连通状态,所述低压入口与低压出口呈流体连通状态;
一个可操作地连接到所述高压通风***上的第一压力传感元件及一个可操作地连接到所述低压通风***上的第二压力传感元件;以及
一个由所述仪器工作台载带并重叠在所述仪器表面的差压发送器,该发送器可操作地与所述的第一和第二传感器相连接。
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