專利名稱：用于潔凈過程流量計的密封墊布置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于測量潔凈過程(sanitary process)環(huán)境下的過程流體的流量的類型的流量計。更具體地，本發(fā)明涉及用于將流量計連接到過程管的密封。
背景技術：
術語“工業(yè)過程”通常指用于諸如天然氣、原油、紙漿等的各種材料或合成物的制造或分配的自動或半自動過程。在工業(yè)過程中，遙感場裝置用于測量和/或控制過程的操作。例如，過程變量變送器(transmitters)用于測量壓力、溫度、流量(flow)等過程變量。測量的過程變量被傳送到用于監(jiān)視過程或用于在控制過程中使用的另一位置。諸如閥、鍋爐(boiler)等的過程控制單元可以用于根據(jù)測量的過程變量控制過程。
典型地，這種場裝置與位于遠處的、例如在過程控制室中的過程控制器通信?？梢允褂弥T如雙線過程控制回路的各種已知技術執(zhí)行通信。典型的雙線過程控制回路使用單獨一對線以傳送到場裝置的信息和/或來自場裝置的信息，以及用于為場裝置供能的能量。一個實例過程控制回路是4-20毫安過程控制回路，其中過程變量或者過程設定點表現(xiàn)為在線對上傳送的范圍在4毫安到20毫安之間的電流水平。其它過程控制回路配置采用數(shù)字信號以傳送信息。這些包括HART協(xié)議和FieldBus協(xié)議。
一種特殊類型的工業(yè)過程經(jīng)常被稱為“潔凈過程”。當過程材料在過程期間必須保持純凈并且不暴露于污染時，使用潔凈過程。例如，食品和藥品典型地在潔凈過程環(huán)境下被加工。
用于執(zhí)行潔凈過程的各種部件不能是對過程材料的污染源。例如，潔凈過程中的部件的任意表面不應腐蝕或以其它方式將污染物引入過程材料中。例如，用于制造與過程相接觸的管道和場裝置的表面的材料不能腐蝕或以其它方式污染過程流體。在其它實例中，接觸過程材料的部件帶有被選擇的需要的材料的襯，從而不污染過程。
由于可以在潔凈工業(yè)過程中使用的材料的數(shù)量是有限的，因此經(jīng)常的情況是，用于特定部件的優(yōu)選的材料不能被使用?；蛘撸谝恍嵗?，用于特定目的的特殊部件的使用受到限制。例如，已知為歐洲衛(wèi)生設備設計組(EHEDG)的一個標準團體提出對于特殊流量計(在1″和4″直徑之間)流量管的性能的具體要求。這些規(guī)范要求流量計在一定溫度范圍操作。變化的溫度會引起諸如密封墊的一些部件的退化。減少密封墊的退化的一種方式是限制壓縮量，密封墊可以在該配置下定位。一種用于解決該設計約束的技術是使用特殊的金屬/彈性密封墊。該密封墊配置有防止密封墊在規(guī)定極限之外被壓縮的金屬環(huán)。密封墊材料粘合到金屬環(huán)。然而，這種配置復雜并難以制造。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種用于該類型的流量計組件的方法和裝置，流量計組件包括流量計，所述流量計用于使用在潔凈過程環(huán)境中。所述流量計具有流量管，所述流量管具有端部，所述流量管包括第一密封墊唇和第一鄰接面。具有孔的密封凸緣被配置以與流量管配合。密封凸緣包括第二密封墊唇和第二鄰接面，所述第二鄰接面被配置以鄰接第一鄰接面。密封墊提供在第一密封墊唇和第二密封墊唇之間的密封。第一鄰接面和第二鄰接面被配置以限制密封凸緣的壓縮。


圖1是在潔凈過程環(huán)境中使用的流量計組件的透視圖；圖2A是側視截面圖，顯示了圖1中的流量計組件的流量計管，密封凸緣和密封墊；圖2B和圖2C是圖1中所示的流量計的密封凸緣和密封墊組件的分解透視圖；圖3a和圖3b是圖2A、2B和2C中所示的密封凸緣的連接部分的側視截面圖和主視圖。
具體實施例方式
圖1是在潔凈過程環(huán)境中使用的根據(jù)本發(fā)明的流量計組件10的透視圖。流量計組件10包括具有流量管14的磁流量計12。流量計12用于測量通過流量管14的過程流體的流量。使用根據(jù)本發(fā)明的密封墊布置，將流量管14連接到密封凸緣16，以下將更詳細地說明根據(jù)本發(fā)明的密封墊布置。密封凸緣16包括配合端22，符合工業(yè)標準連接的配合端22用于將流量管14連接到傳送過程流體(未顯示)的過程管18。雖然顯示了標準化的聯(lián)接器22，可以不需要這樣，并且連接技術可以符合任何要求的配置。
流量計12作為磁流量計被圖示說明。磁流量計是已知技術，其中磁性線圈用于在過程流體中感應生成磁場。過程流體中的電極用于檢測由于施加的磁場而在流體中產(chǎn)生的電壓電位(voltage potential)。電壓電位的大小與通過管的過程流體的流率或流量(flow rate)有關。雖然參照磁流量計說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于這種配置，并且可以用其它類型的場裝置實現(xiàn)。
流量計12圖示說明為連接到雙線過程控制回路20。在一些配置中，磁性流量計12中的電路可以利用從過程控制回路20接收的能量整個地或部分地供能。然而，在更典型的配置中，單獨的能量源用于為流量計12供能。
圖2A是流量管14和密封凸緣16的橫截面視圖，圖2B和2C則是分解透視圖，圖示說明了本發(fā)明的一個配置。如圖2A、2B和2C中所示，密封墊50用于密封密封凸緣16和流量管14之間的連接。如背景技術部分中所提到的，某些潔凈過程標準限制可施加到密封墊50的壓縮量。如背景技術部分中所討論的，在一些潔凈過程設備中，諸如流量計組件的裝置必須能夠在一定溫度范圍運行。當裝置的溫度變化時，裝置的部件膨脹和收縮，引起施加到裝置中的密封墊上的應力。這些應力會引起密封墊的破裂以及最終失效。減小由溫度產(chǎn)生的應力所引起的對密封墊的損害的一種方式是限制可施加到密封墊上的壓縮。在一個具體的實施方式中，密封的壓縮被限制為小于25％。在另一配置中，壓縮被限制為小于20％。如下所述，本發(fā)明被配置以提供足夠的壓縮到密封墊50上，以將密封凸緣16有效地密封到流量管14，而不超出各種工業(yè)標準中提出的壓縮限制。
密封墊50可以是任意合適的材料。然而，在示例性的實施例中，密封墊50包括乙烯、丙烯、viton(可從位于德國威明頓(Wilmington)的DuPont Dow elastomers L.L.C.獲得)、硅酮(silicone)或者碳氟化合物。
流量管14包括密封墊唇52，密封凸緣16包括相似的密封墊唇54。空隙區(qū)域56圍繞唇52和54圓周地延伸。如圖2中所示，密封墊50的橫截面視圖具有“T”形結構，并且“T”的下部配合在唇52和54之間，“T”的上橫截面配合入空隙56中。由密封墊50提供的密封在沿著“T”的下部和沿著“T”的頂部密封墊50與密封墊唇52及54鄰接的區(qū)域中實現(xiàn)。
流量管14包括鄰接表面60，密封凸緣16包括鄰接表面62，所述鄰接表面60和鄰接表面62被配置為彼此鄰接，如圖2A、2B和2C中所示。表面60和62限制密封凸緣16和流量管14之間的間隔，并由此限制會施加到密封墊50上的最大壓縮。在圖2A、2B和2C中所示的配置中，鄰接表面62由凸緣延伸部分66形成，所述凸緣延伸部分66在密封墊50上方延伸而形成空隙56。然而，這僅是一個實例，并且其它配置也在本發(fā)明的范圍內。凸緣延伸部分可以連接到密封凸緣16或者流量管14，或者可以部分地在凸緣16上，部分地在管14上。密封墊50上的壓縮量是唇52和唇54之間的密封墊50的截面厚度與凸緣延伸部分50的長度的函數(shù)。螺母70被配置為可以螺紋方式承載在流量管14的螺紋72上，以使密封凸緣16沿著密封墊50和面60與62依靠著流量管14固定。其它技術也可用于將凸緣16連接到流量管14，并且本發(fā)明并不限于圖2A、2B和2C中所示的螺母70。在另一實例中，可以使用扳手(spanner)。
在一個具體的實施例中，可以施加到密封墊50的壓縮量被限制為小于25％，更特別地小于20％。然而，可以按照需要選擇任意的壓縮限制。
密封凸緣16和流量管14可以是符合潔凈過程環(huán)境要求的任意合適材料的。如果不能獲得合適的材料，可以涂敷涂層到暴露的表面，以防止過程流體接觸下面的材料。
圖3a和圖3b顯示了密封凸緣16的連接部分76的側視截面圖和主視圖。連接部分76可以與密封凸緣16的剩余部分整體地形成，或者可以是單獨的部件，所述單獨的部件例如通過焊接被安裝以形成整個密封凸緣16。如圖3a和圖3b中所示，面62，空隙56和密封墊唇54形成為同心圓。連接部分76可以由用于在潔凈處理環(huán)境中使用的任何合適材料形成。一個示例性材料是諸如316L的不銹鋼。
雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實施例說明了本發(fā)明，但本領域普通技術人員將意識到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對形式和細節(jié)做出改變。雖然以流量計組件、特別是以磁流量計組件說明了本發(fā)明，但本發(fā)明可以利用任何場裝置在潔凈過程環(huán)境中使用。
權利要求
1.一種流量計組件，包括流量計，所述流量計用于使用在潔凈過程環(huán)境中，所述流量計包括流量管，所述流量管具有端部，所述端部包括第一密封墊唇和第一鄰接面；密封凸緣，所述密封凸緣具有延伸穿過密封凸緣的孔以與流量管配合，密封凸緣包括第二密封墊唇和第二鄰接面，所述第二鄰接面被配置以鄰接第一鄰接面；和密封墊，所述密封墊被配置以提供在第一密封墊唇和第二密封墊唇之間的密封；其中第一鄰接面和第二鄰接面被配置以限制密封凸緣的壓縮。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述流量管和密封凸緣中的至少一個帶有螺紋，以用于將流量管和密封凸緣連接在一起。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，包括螺紋螺母，所述螺紋螺母被配置以將流量管和密封凸緣連接在一起。
4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，包括凸緣延伸部分，所述凸緣延伸部分連接到第一鄰接面和第二鄰接面中的一個，并且所述凸緣延伸部分所具有的長度限制密封凸緣的壓縮。
5.根據(jù)權利要求4所述的裝置，其中所述凸緣延伸部分連接到第一鄰接面和流量管。
6.根據(jù)權利要求4所述的裝置，其中所述凸緣延伸部分連接到第二鄰接面和密封凸緣。
7.根據(jù)權利要求1所述的裝置，包括空隙區(qū)域，所述空隙區(qū)域在流量管和密封凸緣之間。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其中所述密封墊部分地定位在空隙區(qū)域中。
9.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述密封墊具有形狀為“T”形的截面。
10.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述密封墊包括彈性體。
11.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述密封墊包括碳氟化合物。
12.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述密封墊包括單個元件。
13.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述密封墊的壓縮小于大約25％。
14.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述密封墊的壓縮小于大約20％。
15.一種用于將流量計連接到潔凈過程的方法，包括以下步驟在流量計的流量管上設置第一密封墊唇和第一鄰接面；設置密封凸緣，所述密封凸緣具有延伸穿過密封凸緣的孔，并具有第二密封墊唇和第二鄰接面，所述第二鄰接面被配置以鄰接第一鄰接面；并且將密封墊放置在第一密封墊唇和第二密封唇之間，以在第一密封墊唇和第二密封唇之間提供密封；壓縮第一密封墊唇和第二密封唇之間的密封墊；并且通過使第一鄰接面鄰接第二鄰接面，限制施加到密封墊的壓縮。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述流量管和密封凸緣中的至少一個是帶有螺紋的，以用于將流量管和密封凸緣連接在一起。
17.根據(jù)權利要求15所述的方法，包括螺紋螺母，所述螺紋螺母被配置以將流量管和密封凸緣連接在一起。
18.根據(jù)權利要求15所述的方法，包括凸緣延伸部分，所述凸緣延伸部分連接到第一鄰接面和第二鄰接面中的一個，并且所述凸緣延伸部分所具有的長度限制密封凸緣的壓縮。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中所述凸緣延伸部分連接到第一鄰接面和流量管。
20.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中所述凸緣延伸部分連接到密封凸緣中的第二鄰接面。
21.根據(jù)權利要求15所述的方法，包括空隙區(qū)域，所述空隙區(qū)域在流量管和密封凸緣之間。
22.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中所述密封墊部分地定位在空隙區(qū)域中。
23.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述密封墊具有“T”形形狀的截面。
24.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述密封墊包括彈性體。
25.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述密封墊包括碳氟化合物。
26.根據(jù)權利要求15的方法，其中所述密封墊包括單個元件。
27.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述密封墊的壓縮小于大約25％。
28.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述密封墊的壓縮小于大約20％。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種流量計組件(10)，流量計組件(10)包括在潔凈過程環(huán)境中使用的流量計(12)。流量計包括流量管(14)，流量管具有端部，端部包括第一密封墊唇(52)和第一鄰接面(60)。密封凸緣與流量管配合，密封凸緣包括第二密封墊唇(54)和第二鄰接面(62)，第二鄰接面(62)被配置以鄰接第一鄰接面。密封墊(50)提供在第一密封墊唇和第二密封墊唇之間的密封。第一鄰接面和第二鄰接面限制密封凸緣的壓縮。
文檔編號F16L23/16GK101027540SQ200580032324
公開日2007年8月29日 申請日期2005年9月23日 優(yōu)先權日2004年9月30日
發(fā)明者克雷格·艾倫·戴德里查斯 申請人:羅斯蒙德公司