專利名稱：用于測量管道中的介質(zhì)的體積流量或質(zhì)量流量的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于流量計(jì)的測量管，該流量計(jì)確定或監(jiān)控管道 中流動(dòng)的介質(zhì)的體積流量或質(zhì)量流量。
背景技術(shù)：
流量計(jì)基于多種物理原理工作。在已知的在線流量計(jì)的情況中， 經(jīng)由兩個(gè)位于端部的緊固裝置將測量管插入介質(zhì)流過的管道中。例如 有可以從申請(qǐng)人處得到的磁感應(yīng)流量計(jì)、超聲流量計(jì)、漩渦流量計(jì)、 克里奧利流量計(jì)或壓差測量儀表。
磁感應(yīng)流量計(jì)為了測量體積流量而使用電磁感應(yīng)原理介質(zhì)的垂 直于磁場運(yùn)動(dòng)的載流子在同樣基本垂直于介質(zhì)流動(dòng)方向設(shè)置的測量電 極中感生測量電壓。在測量電極中感生的測量電壓與在測量管橫截面 上平均的介質(zhì)流速成正比；即，與體積流量成正比。如果介質(zhì)密度已 知，那么可以確定管道或測量管中的質(zhì)量流量。測量電壓通常是通過 測量電極對(duì)而感測的，測量電極對(duì)設(shè)置在具有最大磁場強(qiáng)度的區(qū)域中， 也就是有望具有最大測量電壓的區(qū)域。測量電極自身與介質(zhì)流電地或 者電容地耦合。
為了將例如由不銹鋼制成的測量管化學(xué)地或電學(xué)地隔離，測量管 的內(nèi)表面通常內(nèi)襯有電絕緣的襯里。襯里例如由熱塑性的、熱硬化性 的或彈性體的塑料制成。
由于良好的工作能力以及優(yōu)秀的機(jī)械穩(wěn)定性，除了硬橡膠或含氟 塑料(例如，PTFE、 PFA)之外，特別是聚氨酯也可以用作磁感應(yīng)測 量儀表的襯里材料。相對(duì)于含氟塑料，PUR的優(yōu)點(diǎn)是可以以較低的溫度進(jìn)行處理。
為了制造內(nèi)襯有聚氨酯襯里的測量管，優(yōu)選地應(yīng)用所謂的帶狀流
法(ribbon flow method)。在這種情況中，由多種成分形成的PUR被 利用敷料頭施加在測量管的內(nèi)表面上。申請(qǐng)人在DE 10 2004 062 680 Al中給出了一種制造適用于飲用水應(yīng)用的PUR襯里的方法。這種已知 的PUR特別地可用于必須滿足較高衛(wèi)生需求的應(yīng)用場合。
為了令PUR襯里貼敷于測量管的內(nèi)表面，必須先將增粘劑或底漆 施加于測量管的內(nèi)表面上。為此，需要先清潔內(nèi)表面。內(nèi)表面的清潔 以及底漆的涂敷及固化導(dǎo)致制造具有聚氨酯襯里的測量管的制造過程 較為耗時(shí)且因而費(fèi)用大。
而且還發(fā)現(xiàn)，在一些個(gè)別情況中，當(dāng)測量管暴露于大量極端溫度 波動(dòng)而經(jīng)受耐久試驗(yàn)時(shí)，利用底漆緊固至測量管的聚氨酯襯里易于形 成氣泡。 一種對(duì)于這種襯里從測量管內(nèi)表面部分分離的可能解釋是， 在高溫時(shí)蒸汽在襯里材料中擴(kuò)散；于是，在之后的冷卻階段，蒸汽在 測量管和襯里之間的區(qū)域冷凝。在極端情況中，這會(huì)在測量電極的區(qū) 域中導(dǎo)致短路并因而導(dǎo)致故障，或者甚至導(dǎo)致流量計(jì)完全損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種價(jià)格低廉的用于流量計(jì)的測量管。
該目的通過以下特征實(shí)現(xiàn)至少在測量管的由介質(zhì)流經(jīng)的內(nèi)表面 的區(qū)域中，施加可粉末涂敷的塑料作為底漆、襯里或者襯里的保護(hù)層。 特別地，粉末涂層是聚酰胺(PA)。聚酰胺特別是PA 11/12的優(yōu)點(diǎn)是， 它被允許用于飲用水應(yīng)用并且因而可普遍適用。由于它們的優(yōu)秀特性， 優(yōu)選地，PA11或PA12結(jié)合本發(fā)明的測量管使用。進(jìn)一步，這兩種聚 酰胺的突出之處在于它們被允許用于飲用水。根據(jù)本發(fā)明，可以在三種應(yīng)用中使用可粉末涂敷的塑料
1. 在第一種應(yīng)用中，PA11/12的粉末涂層被用作底漆或增粘劑。 作為實(shí)際的襯里，在底漆上施加另一種塑料(混合成分)。優(yōu)選地， 襯里材料是彈性體，特別是澆注彈性體，例如聚氨酯。正如上面已經(jīng) 提到的，聚氨酯在機(jī)械上高度惰性。由于根據(jù)本發(fā)明底漆由粉末涂敷 的塑料組成，而該塑料在較大程度上阻擋蒸汽，所以保證了流量計(jì)在 較寬應(yīng)用范圍的功能性。
2. 在第二種應(yīng)用中，例如PA11/12的粉末涂層直接用作襯里材料。
這個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，可以在一個(gè)方法步驟中實(shí)現(xiàn)涂敷測量管的內(nèi)部 涂層。這里，省略了測量管的清潔、輻射和底漆。根據(jù)應(yīng)用場合，涂 敷多層的粉末涂層， 一層在另一層之上。大體上，利用這種實(shí)施例可 以實(shí)現(xiàn)大大降低制造成本。
3. 在第三種應(yīng)用中，在已知的襯里或粉末涂層之上施加由可粉末
涂敷的塑料構(gòu)成的保護(hù)層。這個(gè)保護(hù)層防止蒸汽擴(kuò)散進(jìn)入襯里或者通 過襯里進(jìn)入傳導(dǎo)性測量管。優(yōu)選地，襯里是彈性體，特別是聚氨酯。 可粉末涂敷的塑料作為密封層施加于彈性體襯里上。
由于極化特性，PA11和PA12與常見的襯里材料(例如，聚氨酯) 具有良好的化學(xué)鍵接。由多層共同構(gòu)成的襯里因而具有較高的形狀穩(wěn) 定性并且特征在于較高的抗蒸汽擴(kuò)散性以及抗溫度波動(dòng)性。當(dāng)然，也 可以底漆以及密封層都由可粉末涂敷的疏水塑料制造。這里，測量管 準(zhǔn)冗余地阻擋蒸汽。
通常，可以在一次涂敷步驟中施加的塑料或聚酰胺的涂層厚度最 大為lmm。如果需要更大的層厚，那么涂敷步驟必須執(zhí)行多次。
正如已經(jīng)提到的，流量計(jì)例如是具有磁鐵系統(tǒng)的磁感應(yīng)流量計(jì)，該磁鐵系統(tǒng)產(chǎn)生基本與測量管軸線垂直地貫穿測量管的磁場。另外， 還提供與介質(zhì)耦合的至少兩個(gè)測量電極，它們放置在測量管的孔中并 且設(shè)置在測量管的基本垂直于磁場的區(qū)域中。控制及分析單元基于在 測量電極中感生的測量電壓，發(fā)送有關(guān)在測量管中的介質(zhì)的體積流量 或質(zhì)量流量的信息。
在本發(fā)明的磁感應(yīng)流量計(jì)的具有優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步發(fā)展中，每一測量 電極是具有電極桿的電極，該電極桿在接觸介質(zhì)的第一端部區(qū)域中擴(kuò)
寬，并且在測量電極的擴(kuò)寬的端部區(qū)域的朝向測量管內(nèi)表面的支承面 以及測量管的相應(yīng)內(nèi)表面之間提供密封件。以這種方式，可以有效減 少介質(zhì)到達(dá)孔和測量電極之間的區(qū)域并引起短路的危險(xiǎn)。由于優(yōu)秀的
耐高溫性以及較高的化學(xué)穩(wěn)定性，優(yōu)選地使用PTFE密封件，特別是 PTFE密封墊圈。
為了進(jìn)一步減小在測量電極的關(guān)鍵區(qū)域中測量管密封不足的危 險(xiǎn)，在擴(kuò)寬的端部區(qū)域的支承面上提供環(huán)繞的制動(dòng)棱，其在安裝狀態(tài) 中被壓入密封件。
另外，在本發(fā)明的磁感應(yīng)流量計(jì)的具有優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步發(fā)展中，在 測量電極的第二端部區(qū)域中提供緊固裝置，其被這樣實(shí)現(xiàn)并相對(duì)于電 極桿設(shè)置，使得測量電極以預(yù)定的最小張力緊固在測量管的孔中，并 且與在測量管中占主導(dǎo)地位的溫度條件無關(guān)。
進(jìn)一步，在測量管的兩個(gè)端部區(qū)域中提供用于將流量計(jì)緊固在管 道中的緊固元件。緊固元件是固定法蘭或活套法蘭，或者測量管被實(shí) 施為圓片。緊固元件的所有變型都可以從本申請(qǐng)人處結(jié)合其制造的流 量計(jì)而獲得。
在本發(fā)明的流量計(jì)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，至少在測量管的兩個(gè)端 部區(qū)域中，緊固元件和/或測量管的外表面同樣具有可粉末涂敷的塑料。以這種方式，可以消除常見的用于處理法蘭的方法步驟，特別是鍍鋅 步驟。另外，通過施加粉末涂層，流量計(jì)的外觀顯著改善。


現(xiàn)在根據(jù)附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明，附圖中-
圖1是磁感應(yīng)流量計(jì)的示意圖，其中應(yīng)用了本發(fā)明的測量管；
圖2是圖1中以字母A示出的部分的放大視圖，繪出了本發(fā)明的 測量管的第一實(shí)施例；
圖3是圖1中以字母A示出的部分的放大視圖，繪出了本發(fā)明的 測量管的第二實(shí)施例；
圖4是圖1中以字母A示出的部分的放大視圖，繪出了本發(fā)明的 測量管的第三實(shí)施例；
圖5是本發(fā)明的測量管的第四實(shí)施例的縱截面。
具體實(shí)施例方式
圖1是磁感應(yīng)流量計(jì)1的示意圖。介質(zhì)11沿測量管軸線3的方向 流過本發(fā)明的測量管2。介質(zhì)ll至少略微導(dǎo)電。
測量管2在其內(nèi)表面30內(nèi)襯有襯里18。襯里18由不導(dǎo)電的材料 構(gòu)成，該材料高度化學(xué)穩(wěn)定和/或機(jī)械穩(wěn)定。襯里18優(yōu)選由允許用于飲 用水應(yīng)用的塑料制成。以這種方式，流量計(jì)1可廣泛應(yīng)用于不同應(yīng)用 場合。
通過磁鐵系統(tǒng)，即例如通過兩個(gè)在直徑上相對(duì)設(shè)置的線圈布置6、 7或者通過兩個(gè)電磁鐵，產(chǎn)生垂直于介質(zhì)11流動(dòng)方向的磁場B。在磁 場B的影響下，位于介質(zhì)11中的載流子各自根據(jù)極性而遷移至兩個(gè)極 性相對(duì)的測量電極4、 5。在測量電極4、 5上建立的測量電壓與介質(zhì) 11在測量管2橫截面上平均的流速成正比，S卩，它是介質(zhì)ll在測量管 2中的體積流量的量度。另外，測量管2可經(jīng)由連接元件(例如圖5中 的法蘭27)與介質(zhì)11流過的管道33相連。兩個(gè)測量電極4、 5是蘑菇頭狀的測量電極4、 5，它們直接接觸介 質(zhì)11。當(dāng)然，棒狀電極也可應(yīng)用于本發(fā)明的技術(shù)方案。另外，與介質(zhì) 11的耦合自然也可以是電容性的。
測量電極4、 5通過連接線12、 13與控制及分析單元8相連。線 圈布置6、 7與控制及分析單元8之間的連接通過連接線14、 15實(shí)現(xiàn)。 控制及分析單元8通過連接線16與輸入及輸出單元9相連。為控制/ 分析單元8分配存儲(chǔ)單元10。
圖2~4以剖面圖提供了圖1中以字母A指示的截面的放大視圖。 圖2、 3和4涉及本發(fā)明的測量管2的不同實(shí)施例。測量管2由導(dǎo)電材 料，特別是不銹鋼制成。
在圖2所示的實(shí)施例中，底漆17是可粉末涂敷的塑料，特別是 PA11或PA12。這兩種聚酰胺都在很大程度上不可由蒸汽穿透。施加 于粉末涂敷的聚酰胺底漆17上的是塑料襯里18。襯里18可以例如是 澆注彈性體，例如聚氨酯。當(dāng)然，也可以在襯里18上再施加附加的密 封層28。再一次，為了密封聚氨酯，優(yōu)選使用可粉末涂敷的聚酰胺涂 層(例如，具有飲用水許可的PAll、 PA12)。
在圖3所示的實(shí)施例中，襯里18被通過粉末涂敷方法直接施加于 測量管2的內(nèi)表面30上。粉末涂層的典型層厚在毫米量級(jí)。
圖4顯示的測量管2的實(shí)施例具有三層一一底漆17、襯里18和密 封層28。這里，僅有密封層28被通過粉末涂層而施加于襯里18上。
每一測量電極4、 5都是蘑菇頭狀測量電極4、 5，其各自具有電極 桿26和蘑菇頭狀的帽25。通過撳鈕套管23、螺紋21、螺母24和在測 量管2內(nèi)表面30上的帽25的支承面29，測量電極4、 5彈性地固定在測量管2的孔20中。同時(shí)，需要時(shí)，襯里18逐點(diǎn)固定于測量電極4、 5的區(qū)域中。為了實(shí)現(xiàn)測量電極4、 5相對(duì)于過程的密封以及避免介質(zhì) 滲入孔20和測量電極4、 5之間的區(qū)域，提供密封件19。密封件19優(yōu) 選地實(shí)施為密封環(huán)并且在所示情況中由PTFE制成。
用于測量電極4、 5的緊固裝置21、 22、 23這樣構(gòu)造并相對(duì)于電 極桿26彈性設(shè)置，使得無論測量管2中占主導(dǎo)地位的溫度條件如何， 測量電極4、 5都以預(yù)定的最小張力夾鉗式地緊固在孔20中。當(dāng)然， 緊固裝置21、 22、 23不限于所示的實(shí)施例，而是任何已知的夾鉗及緊 固裝置都可以應(yīng)用于與本發(fā)明相結(jié)合的測量電極4、 5。
圖5以部分視圖顯示了本發(fā)明的測量管2的縱截面。測量管2在 接觸介質(zhì)11的內(nèi)表面30上內(nèi)襯有可粉末涂敷的襯里18。當(dāng)然，也可 以使用之前引述的內(nèi)襯測量管2的實(shí)施例，即，粉末涂敷的襯里18自 身/具有或不具有底漆n/具有或不具有密封層28。通過粉末涂敷方法 施加的襯里18在緊固法蘭27上延展并且至少覆蓋測量管2的外表面 34的部分區(qū)域。以這種方式，可以省略耗時(shí)的為法蘭27鍍鋅的處理步 驟。另外，粉末涂敷的表面比鍍鋅的表面的外觀更好。附圖標(biāo)記列表
1 磁感應(yīng)流量計(jì)
2 測量管
3 測量管軸線
4 測量電極
5 測量電極
6 磁鐵系統(tǒng)
7 磁鐵系統(tǒng)
8 控制及分析單元
9 輸入及輸出單元 10存儲(chǔ)單元
11介質(zhì) 12連接線 13連接線 14連接線 15連接線 16連接線 17底漆 18襯里
19密封件/密封墊圈
20孔
21 螺紋
22螺母
23撳鈕套管
24鎖定元件/接合脊
25蘑菇頭狀或擴(kuò)寬的端部區(qū)域
26電極桿
27法蘭
28密封層29支承面
30 內(nèi)表面
31第一端部區(qū)域
32第二端部區(qū)域
33管道
34 外表面
35塑料層
權(quán)利要求
1.用于流量計(jì)(1)的測量管(2)，該流量計(jì)確定或監(jiān)控管道(33)中流動(dòng)的介質(zhì)(11)的體積流量或質(zhì)量流量，其特征在于，至少在測量管(2)的由介質(zhì)(11)流經(jīng)的內(nèi)表面的區(qū)域中，施加可粉末涂敷的塑料作為底漆(17)、襯里(18)或者襯里(18)的保護(hù)層(28)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置， 其特征在于，可粉末涂敷的塑料是聚酰胺，特別是PA11或PA12。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置， 其特征在于，襯里(18)是彈性體，特別是聚氨酯，以及粉末涂敷的塑料或者粉末涂敷的聚酰胺被作為密封層(28)施加 于彈性體襯里(18)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的裝置， 其特征在于，粉末涂敷的塑料或粉末涂敷的聚酰胺的層厚為1 mm的量級(jí)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-4之一所述的裝置， 其特征在于，流量計(jì)是磁感應(yīng)流量計(jì)(1)，其具有磁鐵系統(tǒng)(6, 7)，其產(chǎn) 生基本與測量管軸線(3)垂直地貫穿測量管(2)的磁場(B);至少 兩個(gè)與介質(zhì)(11)耦合的測量電極(4， 5)，它們放置在測量管(2) 中的孔(20)中并且設(shè)置在測量管(2)的基本垂直于磁場(B)的區(qū) 域中；和控制及分析單元(8)，其基于在測量電極(4， 5)中感生的測量電壓，發(fā)送有關(guān)在測量管(2)中的介質(zhì)(11)的體積流量或質(zhì)量 流量的信息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置， 其特征在于，測量電極(4， 5)是具有電極桿(26)的電極，該電極桿在接觸 介質(zhì)(11)的第一端部區(qū)域(25)中擴(kuò)寬，并且在測量電極(4， 5)的擴(kuò)寬的端部區(qū)域(25)的朝向測量管(2) 內(nèi)表面(30)的支承面(29)以及測量管(2)的毗鄰內(nèi)表面(30)之 間提供密封件(19)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置， 其特征在于，密封件(19)是PTFE密封件，特別是PTFE密封墊圈。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置， 其特征在于，在測量電極(4， 5)的擴(kuò)寬的端部區(qū)域(25)的支承面(29)上 提供環(huán)繞的制動(dòng)棱(24)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置， 其特征在于，在測量電極(4, 5)的第二端部區(qū)域中提供緊固裝置(21， 22， 23)，其被如下構(gòu)成并相對(duì)于電極桿(26)設(shè)置，即，使得測量電極 (4， 5)以預(yù)定的最小張力夾鉗地緊固在孔(20)中，而與在測量管 (2)中占主導(dǎo)地位的溫度條件無關(guān)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置， 其特征在于，在測量管(2)的兩個(gè)端部區(qū)域(31， 32)中提供用于將流量計(jì)(l)緊固在管道(33)中的緊固元件(27)。
11.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置， 其特征在于，至少在測量管(2)的兩個(gè)端部區(qū)域(31， 32)中，緊固元件(27) 和/或測量管(2)的外表面(34)具有可粉末涂敷的塑料層(35)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于任何流量計(jì)(1)的測量管(2)，該流量計(jì)確定或監(jiān)控管道(33)中流動(dòng)的介質(zhì)(11)的體積流量或質(zhì)量流量。至少在測量管(2)的由介質(zhì)(11)流經(jīng)的內(nèi)表面的區(qū)域中，施加可粉末涂敷的塑料作為底漆(17)、襯里(18)或者襯里(18)的保護(hù)層(28)。
文檔編號(hào)F16L58/10GK101600946SQ200880003925
公開日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月1日
發(fā)明者亞歷山大·斯頓齊, 托馬斯·祖爾策 申請(qǐng)人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司