專利名稱：測量壓差、流量和水平的系統(tǒng)的制作方法
本申請是一個申請日為1996年5月9日的美國專利中請NO．08／644，074的部分繼續(xù)申請，上述專利申請申述了申請日為1995年12月20日的美國臨時專利申請NO．60／008968的權(quán)利要求。
本發(fā)明涉及改進的安裝硬件和方法，用于連接壓力響應(yīng)儀器和生產(chǎn)管線和容器，以便測量壓差參數(shù)(如流體流量，壓力，和水平)，而不使用經(jīng)常出問題的螺紋連接，如螺紋管接頭或體積連接。本發(fā)明特別涉及一種改進的接近連接，直接固定系統(tǒng)，以便于把一個壓差變換器安裝到一個生產(chǎn)管線的高低壓管頭上，使用堅固的信號管線直接把變換器水平支撐在生產(chǎn)管線外而不需要額外的變換器支撐系統(tǒng)。在另一個方面，本發(fā)明涉及改進的工作儀器的安裝工具，安裝組件，例如改進的根閥和接頭，以及改進的安裝方法，它提供上述特點和優(yōu)點并且也提供顯著的總成本節(jié)省優(yōu)點。
用在石油和化工設(shè)備上測量生產(chǎn)管線上的氣體和液體流量的傳統(tǒng)技術(shù)是基于使用一個裝置放在管線內(nèi)從而在管線中的流動流體中產(chǎn)生壓差。
最常用的用于這個目的的裝置是一個節(jié)流孔板，或其它的裝置如楔形儀和文丘里流量計。較佳的節(jié)流孔板包括一個平坦圓盤，通常在中心有一個精確的孔，根據(jù)流體流過管線的流量產(chǎn)生一個壓差。在節(jié)流板的每一側(cè)提供有管法蘭或節(jié)流法蘭，帶有壓力管口(通常為1／2英吋鉆孔)，它們分別位于節(jié)流板的上游1英吋和下游1英吋處。假定節(jié)流板(以及它的墊片材料)大約1／8英吋厚，就形成一個壓力管口之間中心線到中心線大約為218]]>英吋的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)距離(在典型的安裝中這些管口之間的距離可以在實際的134]]>英吋到212]]>英吋(44．45mm到63．5mm)范圍內(nèi)變化)。
工藝流體的流量可以用一個壓差變換器跨接在工藝壓力管口上來測量。管線中的靜壓被變換器抵消，只留下由流體產(chǎn)生的壓差來代表流量。由于壓差是導(dǎo)出實際流量的參量，因此非常重要的是使影響變換器感受的壓差中不是與流體流量成正比的效應(yīng)減到最小。在現(xiàn)有技術(shù)的工藝設(shè)備中通常是把變換器放置在遠(yuǎn)離工藝管線和工藝壓力管口的可以接近的位置，容易接近，可以方便經(jīng)常檢查和維護計劃。但是遠(yuǎn)距離安裝所需的長信號管線可以成為測量誤差的主要來源。在信號管線中的液體凝集或者攜帶和捕獲的氣泡的聚集可以很不利地影響由儀器感受到的壓差。儀器測量的壓差也可以由于工藝流體在諸如信號管線或彎頭中非水平部分的溫度變化而引起密度變化造成不利的影響?，F(xiàn)有工藝中把變換器安裝在遠(yuǎn)離工藝壓力管口的可接近處也會給定位儀器故障的根源增加負(fù)擔(dān)。
在工藝設(shè)備中的“根閥”是一個主要的隔絕閥門和從工藝管線上出來的第一個閥門，它的功能是把工藝管線和儀器可靠地斷開以便于進行檢修，更換，試驗和校準(zhǔn)。由于工藝壓力管口的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)距離通常是218]]>英吋英吋(53．975mm)，標(biāo)準(zhǔn)的ANSI(美國國家標(biāo)準(zhǔn)所)或DIN(德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))法蘭通常是直徑太大而不能用于連接平行的根閥到工藝壓力管口上，除非法蘭交錯排列以避免相互沖突，或者壓力管頭本身不在同一水平面避免法蘭之間的干擾。交錯排列法蘭會產(chǎn)生非常長的臂而造成在狹小空間中使用的困難，而不等高(轉(zhuǎn)動)設(shè)置工藝壓力管口會造成前述的一定的測量誤差。
與使用ANSI／DIN法蘭連接不同，美國專利4，745，810；4，865，360和5，209，258建議使用小孔管線閥作為工藝設(shè)備的根閥。這些小孔(非全口)儀器閥不允許用通條清理儀器管口(這一點和全口閥不一樣)。儀器管線閥通常是針閥，它們不如球閥的密閉性好，作為進一步的缺點是它們不能提供安全截斷功能，并且通常是多旋轉(zhuǎn)閥，不能如人所愿那樣看出閥門是開還是關(guān)。同時螺紋管接頭或螺紋管連接或法蘭也被建議用來連接儀器管線閥和工藝壓力管口。螺紋連接是眾所周知的造成工藝泄漏的主要原因。由于切割螺紋而引入到金屬中的應(yīng)力集中區(qū)是主要的管線斷裂原因。因此，應(yīng)用儀器管線閥和／或螺紋連結(jié)把壓差變換器安裝到工藝管口上的儀器安裝通常不被批準(zhǔn)用于特殊的工廠或特殊的工藝中。
一種“靠近連接，直接固定”的安裝提出，儀器(變換器)是由工藝連接、通常是節(jié)流法蘭來支撐的，而不需要一個單獨的支撐系統(tǒng)。一個現(xiàn)有工藝的用于安裝壓差變換器的靠近連接，直接固定系統(tǒng)的例子示于美國專利No．4，745，810中(它的內(nèi)容用在這里作為參考)。在這個系統(tǒng)里工藝壓力管口之間的距離利用旋轉(zhuǎn)管螺紋接頭154，156(如果它們是偏心的)(參看

圖11和12)和／或旋轉(zhuǎn)法蘭接頭或“足球”150，152(它們是偏心的)來調(diào)節(jié)。在法蘭接頭150，152之間的中心線距離總是不會到準(zhǔn)確的218]]>英吋距離，而這個距離對于準(zhǔn)確地配合法蘭接頭和管線閥154(看圖11)或變換器10(看圖12)相應(yīng)的法蘭面是很必要的。為了抵消這個對不準(zhǔn)現(xiàn)象，通常的步驟是把一個法蘭接頭轉(zhuǎn)180°使得法蘭接頭的中心線靠近些或離遠(yuǎn)些以便滿足標(biāo)準(zhǔn)的218]]>英吋分開距離，這個距離可以保證恰當(dāng)?shù)呐浜瞎芫€閥(或壓差變換器10)的相對應(yīng)的法蘭面。由于螺紋元件缺乏精確性，法蘭接頭150，152的表面距離或長或短的誤差不可能相同，特別是在一個法蘭接頭轉(zhuǎn)180°以后以便得到法蘭接頭150，152之間大致接近218]]>英吋的中心線到中心線的距離時更是如此。因此，一種無應(yīng)力或低應(yīng)力配合就很難得到。使用螺紋連接(低精度)的現(xiàn)有技術(shù)也總是造成“足球”或法蘭接頭150，152的法蘭表面不在同一平面上。一般說來，現(xiàn)有技術(shù)的靠近連接，直接固定需要使用應(yīng)力利用擰緊螺栓164-170來迫使法蘭接頭150，152的法蘭面到同一平面上。由于這是一種靠近連接，直接固定，沒有多少彈性系數(shù)可用來迫使法蘭接頭150，152的法蘭面到同一平面，相聯(lián)系的應(yīng)力可以在螺紋管接頭154，156中和螺栓164-170的螺紋末端中產(chǎn)生相當(dāng)大的應(yīng)力。這一點可以產(chǎn)生兩個非常不希望的應(yīng)力點，它們會造成過早的元件故障(a)超應(yīng)力螺栓-或者是螺栓頭拉斷或者是螺栓螺紋失效；或者(b)應(yīng)力可以引起由于在管線接頭上切出螺紋引起的應(yīng)力集中造成管線故障。
然而，由于缺乏一種代用品，現(xiàn)有技術(shù)的帶有上述性能的普通的接近連接，直接固定系統(tǒng)仍然繼續(xù)廣為應(yīng)用，它經(jīng)常地特別是由于許多化學(xué)物質(zhì)的腐蝕作用而帶來維護問題。
因此，本發(fā)明的一個目標(biāo)或目的是提供改進的安裝設(shè)備和方法以便將壓力響應(yīng)儀器連接到工藝管線上和容器上去，以便測量壓差參量(如流體流量，壓力和水平)。
本發(fā)明的進一步的目標(biāo)和目的是提供一個改進的靠近連接，直接固定的系統(tǒng)以便橫跨標(biāo)準(zhǔn)(和非標(biāo)準(zhǔn))設(shè)置的工藝管線壓差產(chǎn)生裝置如節(jié)流孔板，楔形儀，文丘里管儀等的高和低工藝壓力管口來安裝一個壓差變換器，而不使用螺紋連接，如螺紋管接頭或螺紋管連接器。
本發(fā)明的進一步的目標(biāo)和目的是提供一個靠近連接，直接固定的系統(tǒng)以便把一個壓差變換器橫跨標(biāo)準(zhǔn)(和非標(biāo)準(zhǔn))設(shè)置的安裝在工藝管道上的壓差產(chǎn)生裝置的高低壓工藝壓力管口進行安裝，它迫使壓差變換器的高低口的中心線與信號管線口的中心線和工藝壓力管口的中心線為處在一個基本水平平面上的關(guān)系，以便減少和消除信號管線中流體的液體凝結(jié)或捕獲氣泡或密度變化對測量精度產(chǎn)生的影響。
本發(fā)明的進一步的一個目標(biāo)和目的是提供改進的根閥以便用于連接壓力響應(yīng)儀器和工藝管線和工藝容器。
本發(fā)明的進一步的一個目標(biāo)和目的是提供偏心的連接器，用于靠近連接，直接固定(硬管)壓差變換器橫跨到工藝管線的工藝壓力管口，它可以被用來容易得到安裝中使用的儀器陰陽法蘭配合之間的完美的或近于完美的法蘭面準(zhǔn)直。
本發(fā)明的進一步的一個目標(biāo)和目的是提供一個系統(tǒng)，用來把一個壓差變換器橫跨安裝在工藝管線的工藝壓力管口上，它是基于使用預(yù)準(zhǔn)直的法蘭接頭組合或預(yù)準(zhǔn)直的根閥法蘭組合，這使得可以實現(xiàn)法蘭接頭或根閥連接到工藝壓力管口的硬管連接，同時保持所用的法蘭接頭或根閥中心線之間準(zhǔn)確的橫向距離和關(guān)鍵法蘭面的基本上在平面上的準(zhǔn)直。
本發(fā)明的進一步的一個目標(biāo)和目的是提供改進的安裝，和預(yù)先包裝的儀器安裝套件一起把壓力響應(yīng)儀器連接到工藝管線或工藝容器上去，這個套件用于把壓力響應(yīng)儀器連接到有上述特征的工藝管線和工藝容器上去。
本發(fā)明的又一個進一步的目標(biāo)和目的是提供改進的非?？拷B接、直接固定的系統(tǒng)，以便連接一個壓差變換器到工藝管線的高和低工藝壓力管口上去，在這里非常接近連接是在不使用螺紋連接的一種“硬管”直接固定的安裝中實現(xiàn)的。
本發(fā)明一般地涉及改進的安裝硬件和方法用于連接壓力響應(yīng)儀器到工藝管線和容器上去以便測量壓力和壓差參數(shù)(如流量、壓力、水平)。本發(fā)明更具體地涉及安裝一個壓差變換器橫跨工藝管線的工藝壓力管口，在工藝壓力管口之間的管線中放置一個流體流動的限制器從而產(chǎn)生一個壓差，通過這個壓差，流體在管中的流速可以被確定出來。用于這個功能的最常用的裝置是一個節(jié)流板。然而，一個楔形儀或文丘里儀或其它在流動流體中產(chǎn)生與流速成正比的壓差的裝置可以代替更佳的節(jié)流板。
本發(fā)明的一個特別方面涉及到使用偏心接頭。這些接頭用于校正工藝管線的工藝壓力管口之間中心線到中心線距離上的偏差。使用一個節(jié)流板裝置時，工藝壓力管口應(yīng)當(dāng)在水平平面內(nèi)相距218]]>英吋。當(dāng)壓力管口偏離這個距離和方向時，對于準(zhǔn)直商品壓差變換器的高和低壓口的標(biāo)準(zhǔn)法蘭面會產(chǎn)生嚴(yán)重的對準(zhǔn)問題。標(biāo)準(zhǔn)的法蘭或法蘭面規(guī)格是由變換器制造廠家預(yù)先確定的。(目前由廠家確定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格是在高低壓口法蘭面之間的相應(yīng)距離為218]]>英吋(如這一距離一般是與工藝壓力管頭之間的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)距離218]]>英吋相對應(yīng)的))。偏心接頭被設(shè)計為有一個第一端(通常最好為陽端)，它被設(shè)計為突出到工藝壓力管口之中并且被焊接到節(jié)流板上(或其它工藝連接)以便形成一個不泄漏連接。偏心接頭的另一端或第二端可以是一個陰端或陽端(最好是一個插口或陰端)，它被用來配合并焊接在一個法蘭接頭上或一個根閥上(下面將詳細(xì)說明)。這個偏心接頭最好直接焊接到工藝連接上，如節(jié)流法蘭上。它的相反端最好直接焊接在法蘭接頭或根閥上。然而，非直接焊接如通過Weld-o-let或sock-o-1et等(在焊接工藝中所熟知的)可以被使用，并獲得在工藝連接、或法蘭接頭連接或根閥連接上令人滿意的結(jié)果。(偏心接頭的終端的類型(陽或陰)并不是關(guān)鍵因素，常常由方便確定)。對于靠近連接，直接固定式安裝，被認(rèn)為是關(guān)鍵的是偏心接頭可以被焊接形成堅固的信號管線，它將在水平上支持工藝管線連接(如節(jié)流板)的壓差變換器而不需要一個另外的支撐系統(tǒng)。偏心接頭的第二個關(guān)鍵方面在于轉(zhuǎn)軸或它的第一端(工藝連接側(cè))與它的第二端的轉(zhuǎn)軸不同軸，第二端直接或間接地連接到法蘭接頭或連接到根閥上。這個偏心接頭從而提供了一個連接補償。利用安裝和轉(zhuǎn)動這些接頭，可以獲得±3／8英吋的修正，把工藝壓力管口的中心線調(diào)回到218]]>英吋的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)距離。雖然更大的校正范圍可以被設(shè)計出來用于偏心接頭，±3／8英吋被發(fā)現(xiàn)足以包括通常的節(jié)流板裝置所需要的幾乎整個校正范圍。
本發(fā)明的另一個特殊方面涉及改進的根閥，它被設(shè)計得在閥門的儀器側(cè)(直接或間接連接到壓差變換器的一側(cè))有一個整體的(二個螺栓)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭，以及一個整體的可焊接端，或不同地有一個整體法蘭在它的相反的一端(即在直接或間接連接到工藝連接，結(jié)節(jié)流法蘭的工藝一側(cè))。法蘭端最好是與根閥體做成一體(如利用熔模鑄造把閥體和整體的法蘭端做出來)；或者法蘭可以單獨被制作出來并且利用焊接或其它在閥門制造工藝中熟知合適的方法安裝到預(yù)先做好的閥體上。這些根閥，當(dāng)它被設(shè)計得在工藝側(cè)有一個可焊接端時，被提供為成對的，它們在一個特定的固定關(guān)系或預(yù)先校準(zhǔn)的情況下固定在一起。在這個預(yù)先的裝配中閥門的可焊接(工藝側(cè))端預(yù)先對準(zhǔn)為固定的218]]>英吋中心線到中心線距離，并且在閥門的儀器法蘭端的法蘭面也預(yù)先對準(zhǔn)在218]]>英吋的中心線到中心線距離。
在儀器法蘭上的法蘭面和螺栓孔在預(yù)裝配中被定向以便與壓差變換器的高和低壓口的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭面相配合，或者不同的是，與一個有標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭面的旁路管線相配合(在有些安裝中這個旁路管線安裝在根閥和變換器之間以便在實際管線壓力而不是大氣壓之下給變換器定零點)。在這個特定的一對預(yù)校準(zhǔn)根閥的預(yù)裝配中，根閥儀器法蘭的法蘭面的中心線，當(dāng)接頭的相反的可焊接的(或工藝側(cè))末端通過偏心接頭直接或間接地被配合和連接到工藝連接上時，通常處于一個水平面上。當(dāng)這個安裝被完成時，這個根閥單獨的預(yù)定向，或者借助于偏心接頭，迫使安裝的壓差變換器的高壓口和低壓口法蘭面到一個基本水平的，與水平安裝的“剛性管”信號管線(即根閥和法蘭連接)的中心線和工藝管頭中心線共平面的關(guān)系，以便減少或消除信號管線中流體中的凝結(jié)液體或捕獲的氣泡或密度變化對測量精度施加影響。這種關(guān)系是由安裝的設(shè)計來實行的，而不是由強迫信號管線或法蘭連接來實行的，從而避免了與現(xiàn)有技術(shù)靠近連接，直接固定的安裝相關(guān)聯(lián)的嚴(yán)重維護問題。在根據(jù)本發(fā)明的原理的安裝中，根閥剛性地直接連接到工藝連接上，或者間接地通過剛性的焊接在位的偏心接頭連接到工藝連接上。這些安裝從而提供了一個顯著改善的靠近連接，直接固定的系統(tǒng)，用于安裝壓差變換器跨接到工藝管線的工藝壓力管口上，而沒有現(xiàn)有技術(shù)的靠近連接，直接固定(剛性管線)的儀器安裝中嚴(yán)重的準(zhǔn)直問題，并且不再使用問題很多的螺紋連接。
本發(fā)明的另一個特殊方面涉及法蘭接頭的一個特殊設(shè)計，它被用于聯(lián)接所設(shè)計類型的根閥和閥的兩端上的整體法蘭。這些法蘭接頭被安裝在工藝壓力管口和根閥之間并且被提供有直接連接到工藝連接上去的可焊接末端；或者間接地通過偏心接頭連接到工藝連接。這些法蘭接頭的相反端被設(shè)計為帶有法蘭面的法蘭，它們與為根閥的工藝側(cè)設(shè)計的整體法蘭的法蘭面相配合。這些法蘭接頭也被提供為固定在一起的一對，帶有特定的與接頭的可焊接端(工藝側(cè))的預(yù)準(zhǔn)值，接頭預(yù)對準(zhǔn)到固定的218]]>英吋中心線到中心線距離，并且接頭的法蘭端的法蘭面也被預(yù)對準(zhǔn)到固定的218]]>英吋中心線到中心線距離。在這個特殊的預(yù)先組裝的一對預(yù)準(zhǔn)直法蘭接頭中，當(dāng)接頭的相反的，可焊接的一端(或工藝側(cè))被直接或通過偏心接頭間接地配合和結(jié)合到工藝連接上時，法蘭面的中心線共同位于一個水平平面上。當(dāng)安裝完成時，這個法蘭接頭單獨的預(yù)定向，或者借助于偏心接頭，迫使壓差變換器的高壓和低壓口的法蘭面中心線到一個基本上水平的，與水平安裝的“剛性管”信號管線(即根閥和法蘭連接)的中心線和工藝管口的中心線為共平面的關(guān)系上，從而減少或者消除信號管線中的液體凝結(jié)或捕獲氣泡或流體密度變化對測量精度的影響。再一次講這個關(guān)系是由安裝的設(shè)計來實行的而不是由信號管線或法蘭連接的應(yīng)力來完成的，從而避免了與現(xiàn)有技術(shù)的靠近連接，直接固定，安裝相關(guān)聯(lián)的嚴(yán)重維護問題。而且，由于信號管線(偏心接頭如果使用，包括法蘭接頭，和根閥)是剛性結(jié)構(gòu)，這種與前述類似的結(jié)構(gòu)提供了一種大大改進的靠近連接，直接固定壓差變換器到工藝連接上去，而沒有典型的現(xiàn)有技術(shù)的靠近連接，直接固定(剛性管)安裝中的嚴(yán)重的校準(zhǔn)問題。最佳的法蘭接頭／帶法蘭根閥的結(jié)合利用了一個法蘭接頭上的標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭面(按習(xí)慣使用陰法蘭面)，它與帶法蘭的根閥(在這個最佳實施例中，根閥的兩個端被做成有標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭)的標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭面(按習(xí)慣為陽法蘭面)相配合。標(biāo)準(zhǔn)的兩螺栓，橢圓形儀器法蘭設(shè)計可以被使用而不會造成法蘭邊緣之間的沖突，如在大直徑ANSI和DIN類型法蘭中所常見。而且，試驗已經(jīng)表明，兩螺栓標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭帶有商品儀器法蘭密封墊可以提供一個壓力承載范圍，它高于可比較的4螺栓ANSI或DIN型法蘭的通常限制在很狹窄范圍內(nèi)的壓力承載范圍。這樣更寬的壓力承載范圍可以通常減小安裝硬件的復(fù)雜性，這是通過減少法蘭的挑選性到基本上為一個單一法蘭設(shè)計而實現(xiàn)的(密封墊的材料和類型，如O形環(huán)或環(huán)型密封墊設(shè)計，以及根閥和其它安裝組件的結(jié)構(gòu)材料和性能可以被選擇和確定以適應(yīng)應(yīng)用和工廠／工藝業(yè)主的特定的工程規(guī)范和要求)。
本發(fā)明的另一個特殊的方面涉及準(zhǔn)直的工具，這個工具用在根據(jù)本發(fā)明的儀器安裝中使用的根閥對的預(yù)準(zhǔn)直和法蘭接頭對的預(yù)準(zhǔn)直。最可取的是簡單的一個準(zhǔn)直板，根閥對或法蘭接頭對被螺釘固定其上。由于法蘭端為陰端(按習(xí)慣和對本發(fā)明的目的很關(guān)鍵)，法蘭接頭可以用螺栓固定在準(zhǔn)直板上，這個螺栓與固定法蘭接頭到根閥相應(yīng)陽法蘭面的相應(yīng)工藝側(cè)所使用的螺栓相同。在根閥的情況中，根據(jù)習(xí)慣在閥兩端的法蘭面通常為陽面。因此螺栓孔通常不套螺紋。對于根閥，準(zhǔn)直板可以被制造為帶有鉆出并有螺紋的螺栓孔以便把根閥安裝和固定在預(yù)組合上。如果根閥和法蘭接頭是標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭，所用螺栓可以是用于標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭所規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。這一點是通常規(guī)定為7／16-20 UNF螺栓，每個法蘭兩個。然而很明顯，這些細(xì)節(jié)對于本發(fā)明的最廣的方面不是至關(guān)重要的。其它的可以把法蘭對和根閥對按照本發(fā)明目的所需要的必要準(zhǔn)直進行安裝的準(zhǔn)直手段也可以代替準(zhǔn)直板被采用并得到滿意結(jié)果。但是，準(zhǔn)直手段最好是可拆卸的，接下來的便是在安裝中的高效率。原因之一在于它增加了不必要的重量。在法蘭接頭的情況下，由于它們是在現(xiàn)場焊接，使用永久性的或不可折卸的準(zhǔn)直手段會影響節(jié)流板的拆卸，從可維護性觀點來看這一點是不可取的。然而，在一些實施例中由于根閥可以從工藝連接上卸下，這一相同缺點不適用于在工藝側(cè)和儀器側(cè)都使用法蘭連接的根閥對。把根閥連接到預(yù)裝配單元的手段可以包括一個永久性的(作成整體的或永久性但是可拆卸的)與安裝保留在一起的準(zhǔn)直手段，盡管這不是本發(fā)明的一個優(yōu)先的形式。在節(jié)流板需要臨時取走進行檢修和再安裝的情況下，很難保證用相同的螺栓緊固力把節(jié)流法蘭再用螺栓固定回去。另外密封墊片的變化也可能有，會使用稍微薄些或厚些的密封墊片。不管在哪種情況下，在工藝壓力管口之間的距離會發(fā)生微小增減。這一點可以用在法蘭上做出稍大的或橢圓的螺栓孔來抵消，這種孔允許工藝壓力管頭距離中很小的變化而維持信號管線和法蘭配合中的低應(yīng)力。
本發(fā)明的另一個方面涉及提供連接壓力響應(yīng)儀器和工藝管線和工藝容器的安裝硬件的預(yù)包裝套件。根據(jù)本發(fā)明的安裝壓差變換器的硬件和方法的特點之一是設(shè)計的多樣性。它可以用在直接固定也可以用在支撐的固定上。套件設(shè)計和說明迫使或者強力指導(dǎo)安裝人員把信號管線和變換器安裝到水平方向和工藝壓力管口在同一個或大致為同一個平面上(并且保持信號管線彎頭水平和最好平行)。利用強制實行水平定向，這些套件可以提供一個多種多樣的解決辦法來在困難環(huán)境中安裝壓差變換器，包括流體在信號管線中凝聚和集累，或帶有捕獲氣泡的傾向或在那里流體密度的改變可能會發(fā)生(也可以應(yīng)用在沒有這些特殊問題的場合)。使用這些預(yù)先設(shè)計的安裝或套件可以更好地保證測量的質(zhì)量和可靠性得到改善，這是利用減少分支信號管線中不希望有的流體靜力壓頭效應(yīng)，如在遠(yuǎn)距離安裝或ANSI／DIN法蘭中那樣。由于1／2英吋管閥或它的等同物被特別入選在這些套件中，這些套件允許用通條清理儀器管口并且它們還可以用在按照工程規(guī)范在特殊工廠或工藝中需要用管閥的地方(也可以用在允許低負(fù)荷儀器管線閥門中)。這個套件可以按說明裝配起來，并且組件的選擇提供了任何層次的功能，從基本的組合包括預(yù)準(zhǔn)直法蘭接頭的預(yù)裝配件和一對雙法蘭根閥，或者預(yù)準(zhǔn)直的帶有工藝側(cè)可焊接端和帶有儀器端標(biāo)準(zhǔn)儀器型法蘭面的根閥預(yù)裝件。這個套件也可以包括一對預(yù)準(zhǔn)直的根閥預(yù)裝件，它有法蘭接頭接在一端，另一端是預(yù)準(zhǔn)直的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭。偏心的接頭可以被提供來作為套件零件或者被提供為單獨的零件并由安裝者保存使用。這個基本套件可以使壓力變換器一個所需的靠近連接，直接固定方案中被直接安裝在帶法蘭根閥的儀器法蘭面上去。如果需要在管線壓力下(與大氣壓不同)調(diào)整壓差變換器的零點，一個旁路管線可以添加到套件中。如果需要沖刷和排放能力，一個截斷閥可以增加到特定的套件目錄或套件組合中。(可滿足特殊要求的截斷閥被安裝在變換器的后側(cè)，這一點在靠近連接，直接固定安裝或支撐安裝中都如此，它比用于此目的之典型現(xiàn)有技術(shù)安裝中所用的管閥，管堵頭等有優(yōu)點)。如果工廠／工藝的工程規(guī)范規(guī)定只有支撐安裝可以被采用，特殊的套件種類可以包括額外的信號管線，附加到上述基本的硬件組合中，和包括一個支撐系統(tǒng)在一起，它可以使這個套件被用在這些應(yīng)用中。這些套件具有非常高多的節(jié)省費用效能，特別是在下述領(lǐng)域節(jié)省了工時安裝設(shè)計；安裝硬件采購；安裝人工；以及維修人工。而且如果需要，它還應(yīng)用焊接的組件或螺紋連接的，有密封墊片的法蘭連接到所有的信號管線中去，極少甚至沒有使用螺紋信號管線連接儀器。進一步，這些測量原理，這些閥門，法蘭，和預(yù)制的和預(yù)裝配的安裝套件的應(yīng)用，可以被擴展，和在工藝管線和容器的壓力測量中提供類似的好處。這些處于預(yù)制套件形式的裝置可以立即在現(xiàn)場安裝，因此減少安裝儀器的費用，可以更好地保證現(xiàn)場施工者不會做出不精確的安裝，并且減少了由于安裝誤差的維護工作，這些誤差是由遠(yuǎn)距離安裝實踐或過高應(yīng)力信號管線和連接造成的，這在現(xiàn)有技術(shù)的靠近連接，直接固定安裝中是很常見的。與現(xiàn)有技術(shù)的靠近連接，直接固定的安裝或遠(yuǎn)距離安裝相比，除了降低了維修頻率，而且當(dāng)需要維修時，由本發(fā)明提供的改良的安裝設(shè)計使之變得簡單，它使得更容易在法蘭連接處斷開和重新安裝以便修理，更換，疏通信號管線等。
總括起來，本發(fā)明在最佳的形式中提供了儀器安裝硬件，預(yù)制的安裝套件和安裝方法，它們允許2個(平行的)法蘭接頭可以被用在同一平面上的肩并肩的剛性管線，直接裝配的系統(tǒng)中。這些法蘭帶有需要的儀器工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)螺栓尺寸，距離和密封墊片表面。它們允許使用帶法蘭的閥門，剛性管安裝，帶有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)流法蘭上的肩并肩走向的信號管口，這些管口定位在互相平行和中心距為218]]>英吋。儀器法蘭可以用于管與管之間的配合，或者其它帶有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法蘭組件的部件與帶有不同的／多種多樣應(yīng)用的開發(fā)套件的配合。本發(fā)明被便利地應(yīng)用在預(yù)設(shè)計和預(yù)裝配的標(biāo)準(zhǔn)化(可互換的)組件的標(biāo)準(zhǔn)儀器安裝套件中A．減少經(jīng)常在信號管線中出現(xiàn)的可能的測量誤差，這一點是利用消除現(xiàn)場施工者和安裝人員能夠容易安裝變換器然而會引起測量誤差的可能性而實現(xiàn)的；B．減少維修費用；C．利用提供一個安裝系統(tǒng)來改進變換器的可靠性，這個系統(tǒng)迫使水平的，共平面的，筆直地安裝信號管線和變換器，并且防止部分覆蓋傳感孔板而增加的誤差和可能增加的腐蝕。
D．減少安裝費用1．利用標(biāo)準(zhǔn)組件不同的安排減少組件費用；2．預(yù)先制造出所有細(xì)部；3．提供一個把焊接部件恰當(dāng)?shù)匕惭b對準(zhǔn)到管線系統(tǒng)中的方法；以及4．對一個給定的安裝提供所有必須的部件(信號管線，接頭，防寒處理套件，等)，從而防止ⅰ．反復(fù)購買各種各樣的部件；以及ⅱ．接收、貯存、控制、分發(fā)所述物品；以及ⅲ．所述部件的現(xiàn)場組裝。
E．額外的益處1．利用使用焊接的或有密封墊片的連接(消除使用螺紋)提供改進的系統(tǒng)整體性，從而減少了可能的泄漏點和管線斷裂點(二者都從螺紋而來)，并且用管線代替細(xì)管提高了剛性和強度。
2．使用以上設(shè)計措施和方法到壓力測量中以得到相同的益處。
圖1是一個分解的等軸圖，顯示利用一個根據(jù)本發(fā)明的原理設(shè)計的儀器安裝系統(tǒng)的優(yōu)先實施例，把一個壓差變換器連接到一個工藝管線上，以便獲得一種靠近連接，直接固定變換器到水平上離開工藝連接處。
圖2是一個類似圖1的顯示圖，表示本發(fā)明的一個優(yōu)先實施例，設(shè)計為提供一個變換器的靠近連接，直接固定。
圖3是一個類似圖2的顯示圖，表示本發(fā)明的一個改進的形式，特別設(shè)計為防止變換器由于接觸熱的可凝結(jié)工藝蒸汽而損壞。
圖4是一個類似圖2的顯示圖，表示本發(fā)明的一個改進的形式，特別設(shè)計為防止變換器由于接觸工藝?yán)鋬隽黧w而損壞。
圖5是一個類似圖2的顯示圖，表示本發(fā)明的一個改進的形式，特別設(shè)計為把壓差變換器連接到充滿蒸汽的工藝管線上。
圖6A-6G顯示不同根閥的各種設(shè)計，它們每一個都有一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭在根閥的一端，并且每一個都分別在根閥的另一端有一個作成一體的不同類型的終端。
圖7是一個等比例圖，顯示一個防寒系統(tǒng)用于由本發(fā)明提供的儀器安裝系統(tǒng)中。
圖8和9分別是陽和陰儀器法蘭的側(cè)視圖，每一個都有一個作成整體的Weld-o-let。
圖10和11分別是陽法蘭蓋和陰法蘭蓋的前視圖。
圖12是一個分解等軸圖，顯示一個用于將壓力變換器連接到工藝管線或容器進行水平或壓力測量的系統(tǒng)。
圖13和14是頂視圖，分別顯示把預(yù)準(zhǔn)直的法蘭接頭對和根閥對通過使用偏心接頭安裝進工藝壓力管口中的過程。
圖15是一個頂視圖描述使用一個肘形的法蘭接頭，以便允許一個壓差變換器可以利用一個靠近連接，直接固定或一個靠近連接，直撐固定的安裝被緊密地、平行地安裝在工藝管線上。
圖16是一個顯示偏心接頭的一個優(yōu)先形式的截面圖。
“標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭”指的是一個法蘭可以配合商品化的壓差變換器的標(biāo)準(zhǔn)的高壓和低壓法蘭結(jié)構(gòu)。目前的標(biāo)準(zhǔn)法蘭結(jié)構(gòu)提供218]]>英吋距離，在平面的陽法蘭面之間中心線到中心線(每個用于壓差測量的變送器有2個并排的法蘭)。這是一個當(dāng)前被接受的標(biāo)準(zhǔn)，目前在工業(yè)中沒有人不使用這種218]]>英吋儀器連接。變換器標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭結(jié)構(gòu)有4個帶螺紋的螺栓孔(每個法蘭2個)，每個螺栓對垂直相距1．624英吋(40．6mm)并且水平相距218]]>英吋。螺栓孔要求每個法蘭2個7／16-20 UNF螺栓。本發(fā)明的根閥對具有標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭(在儀器側(cè))，每一個要求一個螺栓孔之間(垂直方向)距離為1．624英吋的陽法蘭。陽法蘭面最好在上面有一個常規(guī)的槽以便容納一個環(huán)形的密封墊片或O型環(huán)墊片。密封片槽和密封墊片的尺寸，以及密封墊片的類型和材料是由顧客確定的，并且不是“標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭”定義的一部分。優(yōu)先使用的陽法蘭面每一個都有一個插口，它分別與陽法蘭面中的一個階梯孔(階梯孔直徑大約為0．73英吋)相配合。在本發(fā)明的最廣的范圍中，根閥的陽法蘭面上的插口是可被提供但不是關(guān)鍵的。標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭的形狀和尺寸原先被發(fā)展出來是為提供“旋轉(zhuǎn)余隙”給工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)218]]>英吋工藝壓力管頭中心線到中心線距離。然而，這一點對于本發(fā)明并不是關(guān)鍵，因為“旋轉(zhuǎn)余隙”對于根閥對的儀器法蘭是不必要的。但是法蘭的大小必須允許根閥以218]]>英吋間距并排地直接安裝到工藝連接上去。將來有可能使商品化的壓差變換器帶有改進的儀器法蘭面。名詞“標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭”用在這里是希望包括法蘭的表面被制造出來以配合未來商品化的壓差變換器的改進的法蘭面。
“根閥”或“根閥對”指的是一對全孔1／2英吋球閥(3／8英吋內(nèi)直徑)在分開的閥體中，閥體的外部最大直徑可以使閥門并排地(水平地，并且218]]>英吋中心線到中心線距離)直接安裝或通過偏心接頭和／或法蘭接頭連接到工藝接點上。通常本發(fā)明不太優(yōu)先使用閘閥和球形閥。針形閥可以被考慮到有限的應(yīng)用中。尺寸不是1／2英吋的閥門也可以成功地被使用。這些閥門必須符合適當(dāng)?shù)谋镜胤ㄒ?guī)要求，特別是對于閥體承受壓力的能力，閥門的溫度等級，以及閥體壁厚。在美國閥門需要符合或者高于標(biāo)準(zhǔn)管線閥門的要求，這個要求示于ASME／ANSI B 16．34法規(guī)中，并參照所要安裝處的工藝壓力和環(huán)境。(類似的DIN 3840法規(guī)規(guī)定了閥體壓力負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)，例如在這些法規(guī)被應(yīng)用處它必須被保證)。閥門的結(jié)構(gòu)材料和密封墊片結(jié)構(gòu)材料的選擇是基于用戶對他們工藝流程和應(yīng)用(流體和工藝條件)的了解。這個選擇通常依據(jù)一系列有關(guān)流體和工藝條件的工廠法規(guī)(工程規(guī)范)以及使用者對于流體和工藝條件的歷史經(jīng)驗和知識。
“工藝連接”指的是工藝管線部分，在這個地方工藝壓力管口被安置。對于優(yōu)先使用的節(jié)流板裝置，工藝連接一般就指的是節(jié)流法蘭。
“遠(yuǎn)距離安裝”指的是把裝置(壓差變換器和／或壓力變換器)安裝在離工藝管口一段距離外，需要信號管線把工藝壓力傳遞到這個裝置上。這是一個非常通用的技術(shù)，它的應(yīng)用有下述原因(a)定位裝置容易維護(然而，所不希望有的流體靜壓頭和流體靜壓頭由于溫度改變發(fā)生的變化會迫使對儀器進行不斷的注意)；以及(b)可以修正準(zhǔn)直問題，這個問題引起的原因有節(jié)流法蘭和平板的厚度，密封墊片厚度，節(jié)流法蘭轉(zhuǎn)動準(zhǔn)直上缺少公差控制，節(jié)流法蘭上的螺紋和成為信號管線一部分的配合螺紋件缺少準(zhǔn)確性。當(dāng)裝置是遠(yuǎn)距離安裝時，所有這些問題由于管線或管子上可以有足夠的“彎曲”而抵消任何非準(zhǔn)直而變得不那么重要。
“直接固定”指的是不用單獨的支撐系統(tǒng)把壓差變換器和／或壓力變換器水平地安裝在工藝連接之外。這些系統(tǒng)是“靠近安裝”型的(與遠(yuǎn)距離安裝相對)，這是因為變換器基本上是以懸臂形支撐在工藝連接處的?？拷B接，直接固定裝置到一個節(jié)流板裝置的節(jié)流管頭上要求距離一般準(zhǔn)確地為218]]>英吋并且所有成對的法蘭面都處于相同平面上。
“非常接近連接的”指的是根閥對安裝到工藝連接上基本上不使用管接頭，管子或類似物。在一個“非常接近連接的”系統(tǒng)中一般只用連接器如法蘭接頭和／或偏心接頭把根閥對從工藝連接處分開。在這些情況下，在根閥對和工藝連接之間沒有分離部件，根閥對可能包括一個作成為整體的可焊接端，它可以直接與工藝連接相接。非常接近連接這個詞是用來把本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的接近連接，直接固定系統(tǒng)區(qū)分開來，在現(xiàn)有技術(shù)中根閥對是用一對管接頭或其它部件連接到工藝連接上去的，這些部件被脅迫產(chǎn)生足夠大的“彈性率”來校正系統(tǒng)的對不準(zhǔn)性。
“接近連接，支撐固定”(如區(qū)別于接近連接，直接固定)指的是由于特定條件和工廠規(guī)程(工程法規(guī))儀器安裝要求有一個支架裝置或系統(tǒng)來支撐變換器。根據(jù)本發(fā)明的原理，這一點一般是利用一段位于變換器和壓力管口之間的信號管線來完成的，這段管線比支架有更多的彈性或彈性率從而使得工藝管頭，直接裝配偏心接頭，法蘭接頭等將不被用來支撐變換器和支架二者的重量(如果一個安裝支架添加到靠近連接，直接固定儀器安裝中的話)。
“剛性管”指的是使用管線而不是細(xì)管子把工藝壓力導(dǎo)引到儀器。剛性管由于更大的物理強度和本身具有的更可靠的連接具有“整體性”的優(yōu)點。管連接通常是帶螺紋的(由于可能的泄漏和在管子上加工出螺紋造成應(yīng)力升高而可以造成斷裂而不可取)，但是利用本發(fā)明的原理，使用焊接的管子和法蘭而不是螺紋連接從而提供非常可靠的結(jié)構(gòu)。從這個定義來看，偏心接頭和法蘭接頭提供了一個變換器和工藝連接之間剛性管的直接裝配的連接。
“信號管線”指的是導(dǎo)管或?qū)Ч苁侄?，不管用什么形式把工藝壓力傳遞到變換器。
本發(fā)明的詳細(xì)描述現(xiàn)在來看圖1，其中顯示一個工藝儀器安裝系統(tǒng)11用于連接一個壓差變換器22到一個工藝管道28以便測量管道中的輸送的流體的流速。一個壓差產(chǎn)生裝置，最好是一個節(jié)流板26，在一對節(jié)流法蘭30之間安裝在管道28上。板中心上的一個孔(沒有畫出)在板26的區(qū)域減小了管道的直徑而產(chǎn)生一個壓差，從這個壓差可以用已知方式導(dǎo)出流速。節(jié)流法蘭30分別帶有工藝壓力管口29，它們通常在水平平面上和中心線到中心線相距218]]>英吋，用于把工藝壓力導(dǎo)出到壓差變換器22。
本發(fā)明特別地涉及儀器安裝系統(tǒng)11，它在這個實施例中實現(xiàn)前述的非常接近的連接，直接固定的設(shè)計。在這個結(jié)構(gòu)中，一個剛性管型的壓差變換器22的連接被用來把變換器直接地水平地安裝在工藝連接或節(jié)流法蘭30處之外。系統(tǒng)11提供了必要部件的準(zhǔn)直，以保證把變換器連接上去的法蘭面處于同一平面上(如在后面更加詳細(xì)說明的那樣)。如果距離不準(zhǔn)確，一對在最后安裝中將成為整體部件之一的偏心接頭或偏心接頭手段必須加到這個設(shè)計中以修正此一誤差。
對于儀器安裝系統(tǒng)11結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，有一對根閥或截止閥10，它們在優(yōu)選實施例中被設(shè)計為在每一端有做成一體的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭12。(優(yōu)選使用的商品根閥的一個具體例子是6500系統(tǒng)的1／2英吋球閥，可以從TBV，美國Viceaulic公司的一個部門獲得)。在根閥10的儀器一側(cè)的法蘭12上都有一個“陽”法蘭面，設(shè)計得可以與商品壓差變換器上使用的標(biāo)準(zhǔn)陰法蘭15相配合。根閥10的另一端或工藝端的法蘭12被作成可分別與一對法蘭接頭14(尾件)相結(jié)合。在本發(fā)明的把工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭12提供在根閥10的兩端上的實施例中，法蘭接頭14需要有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭面(陽或陰的設(shè)計)。法蘭接頭14最好有一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器陰法蘭而根閥在工藝一側(cè)為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器陽法蘭12。
根閥10最好利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7／16-20 UNF螺栓(沒畫出)固定到法蘭接頭上，這些螺栓被分別緊固到與每個法蘭接頭14相連的一對帶螺紋螺栓孔15上。法蘭接頭14的相反端分別配合進偏心接頭18的插座(陰)端19中，(在采用偏心接頭的實施例中)。如果不需要偏心接頭，法蘭接頭14被焊在壓力管頭上形成結(jié)實的不泄漏連接。偏心接頭18可以用在當(dāng)需要糾正通常為218]]>英吋管頭29間距的偏差。偏心接頭也可以應(yīng)用在當(dāng)需要把由壓力管口29的軸線形成的假想平面調(diào)整為與水平平面更好地共平面的時候。偏心接頭每個都有一個連接補償，如圖16的截面圖所示。利用安裝和轉(zhuǎn)動這些接頭，±3／8英吋的修正可以獲得來把信號管線中心線到中心線的距離調(diào)整到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的218]]>英吋。在工藝壓力管口間的間距修正后偏心接頭被焊到管頭上去形成牢固的無泄漏連接。
在圖1中的點線所示為一個可拆卸元件，它代表準(zhǔn)直工具。這個準(zhǔn)直工具通常不打算作為安裝系統(tǒng)11的一個永久部分，它在系統(tǒng)安裝中和安裝后可以拆下，或重新使用，或丟棄。在特定的優(yōu)先實施例中的準(zhǔn)直工具是以一個平板16的形式出現(xiàn)的，它有一個平面?zhèn)扔糜诠潭ǚㄌm接頭到一個共平面的準(zhǔn)直(參看圖13)。這個平板帶有4個螺栓孔，它們用于把平板固定到法蘭接頭14上，它們利用法蘭接頭上相同的螺紋孔15，這些孔在最終安裝中將重新用來連接根閥和法蘭接頭。平板16上的一對螺栓孔的橫向距離是準(zhǔn)確的218]]>英吋，從而提供法蘭接頭之間的中心線到中心線距離準(zhǔn)確地為218]]>英吋。這個預(yù)準(zhǔn)直保證在法蘭接頭焊接到工藝連接上以后，或者不同地，焊接到偏心接頭18上以后，接頭的法蘭面將與垂直平面共平面，而且法蘭接頭14的軸中心線將會是水平的，平行的，和相距218]]>英吋。這個公差可以很容易地被中等熟練的損術(shù)人員得到，并且有足夠的準(zhǔn)確性來容易地保證非常接近的連接，直接固定變換器22到工藝連接上。
在安裝結(jié)束時，準(zhǔn)直板16被拆下，根閥10用螺栓固定到法蘭接頭14上。然后壓差變換器22可以直接地用螺栓固定到根閥上以便提供一個完整的和實用的裝置來測量管道28中的流體流量。在一個有額外功能的實施例中，一個可選用的旁通管20(帶有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭面)可以被螺栓連接在根閥和壓力變換器22之間。旁通管20的管體在信號管線的兩腳間提供了一個可由閥門控制的通道或溝道從而可以平衡高壓和低壓口中或變換器22入口的壓力。這使得可以在已知方式下在管線壓力下而不是在大氣壓下對變換器調(diào)零。
圖1所示的安裝系統(tǒng)11的另一個設(shè)計特點是使用一個可選用的標(biāo)準(zhǔn)儀器總線閥或阻斷閥38。標(biāo)準(zhǔn)的總線閥用螺栓在移走排氣閥(與變換器一起提供的)后固定在變換器22上?？偩€閥帶有堵頭40(它們通常不接觸工藝流體，因為閥門通道被阻斷閥關(guān)閉)。因此不存在帶螺紋的連接直接面對工藝流體。在阻斷閥關(guān)閉以及根閥10關(guān)閉來隔絕工藝后，堵頭40可以被取走并連接沖刷／排放管到總線閥38上。當(dāng)確保無誤后，阻斷閥38可以安全地打開(以及旁路閥20也打開)以便沖刷或泄放信號管線，而不會把工藝流體濺散或排放到環(huán)境中去。
圖14顯示儀器安裝系統(tǒng)11的一個改進的形式，其中準(zhǔn)直工具16是固定到根閥10上而不是法蘭接頭上。在本發(fā)明的這個實施例中，法蘭接頭14是不必要的。預(yù)準(zhǔn)直的根閥對帶有工藝側(cè)的末端，它們被用來焊接到工藝連接上去。這一點可以是一種直接焊接或者間接的通過偏心接頭的焊接(在后種情況下需要修正工藝壓力管口之間的距離)。在根閥被直接地(剛性地)固定到工藝連接后，準(zhǔn)直工具被取走，而保持根閥對的儀器法蘭端12的預(yù)準(zhǔn)直狀態(tài)。這一點保證了在根閥安裝中的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭面的最后準(zhǔn)直與它們的預(yù)準(zhǔn)直基本保持一致，以便避免相對于壓差變換器的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭面的準(zhǔn)直問題。
安裝系統(tǒng)11代表了一個在本發(fā)明的原理下采用的基本單元(標(biāo)準(zhǔn)塊)的優(yōu)先實施例，通過增減畫在圖1中的基本設(shè)計或“基本單元”中的可互換組件提供了一個預(yù)先設(shè)計的儀器安裝套件的多種多樣的系統(tǒng)。
一個接近連接；支撐固定系統(tǒng)的優(yōu)先實施例示于圖2，它是系統(tǒng)11的延伸。提供一種靠近連接，支撐固定系統(tǒng)所需要的所有東西包括(a)在可選旁通管線20和變換器22之間的一個延長的信號管線組合36；以及(b)一個預(yù)先設(shè)計的支撐系統(tǒng)組合34，它包括標(biāo)準(zhǔn)的，最好為2英吋的管子段和夾板來支持變換器22。信號線組合36包括一個信號線的最好為肘形以便節(jié)省空間的延長平行段。組合36在一端有作成一體的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭，它帶有陰法蘭面并用螺栓固定到根閥10的儀器側(cè)；在另一端組合36有一個整體雙法蘭接頭42，它帶有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)陽法蘭面，用螺栓固定到變換器22上，以熟知方式形成一個可靠的法蘭連接。這個雙法蘭接頭固定到支撐系統(tǒng)34上以便為變換器22提供一個接近連接，支撐固定系統(tǒng)。彈性率必須增加到系統(tǒng)中去這樣工藝管口將不會在支撐變換器22的重量外又支持安裝架的重量。這一點可以利用一個比增加來支持變換器的2英吋管支撐系統(tǒng)34有更多彈性(柔性)的信號管線的組合36來作到。長度最少15英吋被添加到通過組合36的信號管線上以便提供足夠的柔性，使得從工藝管道傳到為換器的任何振動幅度被2英吋管支撐所減弱而不會通過節(jié)流管口29傳回去。接近連接，支撐固定經(jīng)常用在保護變換器不被暴露在太高或太低的溫度上。工藝溫度經(jīng)常在-40到200化氏度范圍之外，上術(shù)范圍是商品儀器通常可以承受的典型范圍。這個接近連接，支撐固定系統(tǒng)從而可以減少工藝溫度的全部效應(yīng)使之不會作用到變換器上。
另一個靠近連接的支撐的固定系統(tǒng)或套件示于圖3，它包括了一個增加的性能，設(shè)計來保護變換器，在用它來測量流速的應(yīng)用／條件時會有，或預(yù)期會有熱的，可以凝結(jié)的流體時不會被損壞。這個系統(tǒng)使用了和圖1和圖2所示有同樣特點的系統(tǒng)11，不同之處在于在這個系統(tǒng)中信號管線組合36利用稍微抬高臨近根閥10的組合的一端而進行了改進，例如，相對于通過根閥10中心線的水平平面提高大約112]]>英吋。組合36配管被抬高以防止熱流體流進變換器22而可能損壞變換器。也就是說，在組合36的彎頭中凝結(jié)的液體注入到信號管線的降低部位，當(dāng)它們冷卻時形成一個液體阻擋層以防止熱的，凝結(jié)的流體重復(fù)沖擊變換器，從而延長了它在更換或檢修之間的工作壽命。
圖4顯示一個與圖3所示類似的裝置，但是它的信號管線36被安排和設(shè)計得能夠連接變換器到傳輸?shù)蜏亓黧w的工藝管道28上。在這個安裝中，利用稍微抬高組合36臨近變換器的一端使變換器被隔離開而不直接接觸沖擊蒸汽。一般相對于根閥10中心線之間水平平面提高112]]>英吋就可以了。臨近變換器的提升部充滿了捕獲的由于低溫流體在工藝管道中沖擊產(chǎn)生的蒸汽。聚集的蒸汽迅速變暖使變換器可以保持在設(shè)計要求的溫度范圍內(nèi)。與圖4安裝相關(guān)聯(lián)的支撐架被提供為帶有一個改進的支架端44，它在傳熱上隔絕支撐架系統(tǒng)使之不受低溫流體傳輸管道28的冷卻影響。這使支撐架系統(tǒng)達到一個與被支撐的變換器有相同益處的較暖的溫度。
圖5顯示設(shè)計為涉及蒸汽供應(yīng)的儀器安裝系統(tǒng)的一個例子。蒸汽供應(yīng)根閥10a被代替，而且所有連接，除了直接連接變換器以外，都是焊接的。這一設(shè)計要求信號管線臨近變換器22一側(cè)的彎管有稍微低一些的一段。它把變換器和降低的彎管段置于一個水平方向，例如，以112]]>英吋低于通過節(jié)流管口中心線的水平平面。排放閥被提供有可移去堵頭，以便可以在信號彎管的低下部分注入乙二醇來保護變換器22不受很高的工藝溫度的影響。排放閥提供一個分隔閥堵頭和工藝流體的密封。這樣與閥堵頭相關(guān)聯(lián)的常有問題的螺紋連接就不再被依靠以便防止工藝流體的泄漏。
對于壓力測量的應(yīng)用，與安裝壓差變換器不同的是可以考慮使用改進的根閥，同時保留整體的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭10在一端，不同的整體端在根閥的另一端，以便允許它可以用在任何類型的工藝連接上。圖6A-6G顯示了一些例子。所示為儀器法蘭根閥10，在它的另外一端有一個標(biāo)準(zhǔn)DIN／ANSI法蘭42(圖6B)；一個適于焊接的光滑端48(圖6C)；一個陽螺紋端46或一個陰螺紋端44(圖6D和6E)；一個可通過接頭52(sock-o-let)焊接到工藝管道28上的光滑端50(圖6F)；最后，一個通過一個有螺紋接頭57可以連接到管線28上的有螺紋端49，接頭57包括一個帶螺紋的插座接頭以便接收尾端49，它自己也被用焊接連接到管道28上(圖6G)。
本發(fā)明的另一性能包括使用一個如圖7或示的“防寒”套件，它可使用于寒冷的氣候條件下。防寒套件最通常涉及變換器，它包括一個盒子54，一個可以連接到系統(tǒng)中并封閉變換器22的裝置，一個用于把熱傳到變換器22的加熱器接頭和一個為了此目的與接頭接觸并且可以使用下述熱源中任意一個的加熱器塊(在圖7中接頭和塊的細(xì)節(jié)沒有畫出，但可以按照圖2中所示變換器單元22采用方便的設(shè)計)a)電力的-有不同的電力容量，電壓和表面溫度可選；b)高BTU流體如蒸汽；或c)低BTU流體如乙二醇。
圖8，9，10和11顯示一個陽I-O-LET配合法蘭56，它有一個帶傳統(tǒng)插口55的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)陽法蘭面和傳統(tǒng)槽以便來接受一個諸如環(huán)形的密封墊片或O形環(huán)墊片；一個陰I-O-LET配合法蘭58，它有一個帶平底孔53的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)陰法蘭面以便接受陽法蘭面的插口；一個陽I-法蘭堵板60；以及一個陰I-法蘭堵板62。這些“I”法蘭尾件和“I”-O-LET管件被設(shè)計為作為配合法蘭的插焊或者靠焊管件以完成安裝工作。
圖12顯示一個裝置，用于用單信號線安裝一個壓力變換器，它被設(shè)計來通過一個單根閥10用一個整體工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭12連接到信號線組合36上來測量蒸汽壓力。組合36通過一個陽儀器法蘭64被連接到一個被支撐的壓力變換器22上。根據(jù)圖6A-6G，在工藝側(cè)的根閥10以不同形式包括，例如，一個整體DIN／ANSI法蘭42，一個可焊接平滑頭48，一個可與陰I-O-LET配合法蘭連接的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭，或一個螺紋端49和螺紋-O-LET接頭57的結(jié)合。這個各種各樣的根閥因此可以基本滿足任何形式的在把壓力變換器儀器連接到不同的工藝容器和工藝管道時的工程規(guī)范所需要的或所要求的工藝連接。
圖15顯示一個肘形法蘭接頭70，它可以作為一個套件中的組件用于圖1-4所描述的任何一個系統(tǒng)中。肘形接頭70容許接近地平行安裝壓差變換器到工藝管道28近旁，例如在需要空間緊湊安裝時。接頭70具體地包括雙頭的，連接的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)陽儀器法蘭72用于連接陰法蘭接頭14；在另一頭是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器陰法蘭74用于在根閥的工藝側(cè)連接根閥。
這些套件可以在現(xiàn)場以外被預(yù)組合，包括a)二個準(zhǔn)直的法蘭接頭14，或b)二個帶有可選偏心接頭的根閥，或c)二個帶有可焊接光滑端或可選偏心接頭的準(zhǔn)直的根閥。特殊的地進一步可互換組件可以被添加以形成帶有任何可使用組件組合的套件，如這里所描述的。
這里所述的儀器安裝套件可以與選擇特殊套件來用于具體應(yīng)用的方法相連系使用。它基于一種預(yù)先確定的(專家系統(tǒng))選擇程序，這個程序描述于有關(guān)的申請日為1996年12月19目的題目為“用于選擇一個零件套件細(xì)節(jié)的方法”，由David W．King提出的美國專利申請書中(申請?zhí)柎?。有關(guān)參考的申請的內(nèi)容在這里完全結(jié)合到這個申請的內(nèi)容中作為參考。
權(quán)利要求
1．一個閥門，在它的兩端有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭，有一端連接一個法蘭接頭的一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭端，法蘭接頭的另一端被用來形成一個焊接連接。
2．一對法蘭接頭，它們的一端有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭，而另一端被用來形成一個焊接連接，該法蘭接頭用一個準(zhǔn)直工具被預(yù)準(zhǔn)直到一個固定的218]]>英吋中心線到中心線距離，這個距離使得所述的法蘭接頭的另一端可以被焊接到一個包括帶有工藝壓力管口的節(jié)流法蘭的工藝連接上，其中工藝壓力管口相距為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)218]]>英吋距離。
3．一對根閥，它們的一端有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭，而另一端被用來形成一個焊接連接，該根閥用一個準(zhǔn)直工具被預(yù)準(zhǔn)直到一個固定的218]]>英吋中心線到中心線距離，這個距離使得所述根閥的另一端可以被焊接到一個包括帶有工藝壓力管口的節(jié)流法蘭的工藝連接上，其中工藝壓力管口相距為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)218]]>英吋距離。
4．一個節(jié)流板裝置，它安裝在一個工藝管道上，并且有帶工藝壓力管口的節(jié)流法蘭，管口相距為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定218]]>英吋中心線到中心線間距，并且焊接在節(jié)流法蘭上的偏心接頭裝置用來修正工藝壓力管口的標(biāo)定218]]>英吋間距到通常準(zhǔn)確的218]]>英吋。
5．一個儀器安裝套件，用于連接一個壓差變換器到工藝管道，安裝套件包括一對兩端有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭的根閥和一對法蘭接頭，法蘭接頭的每一個的一端有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭，法蘭接頭的另一端被用來形成一個焊接連接。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的安裝套件，其特征在于，這個套件包括一對根據(jù)權(quán)利要求2的預(yù)準(zhǔn)直法蘭接頭。
7．一個用于連接壓差變換器到工藝管道的儀器安裝套件，這個安裝套件包括一對一端有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭的根閥，根閥的另一端被用來形成一個焊接連接。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的儀器安裝套件，其特征在于，其額外包括一個與一對根閥相連接的準(zhǔn)直工具，這一對根閥被準(zhǔn)直工具預(yù)準(zhǔn)直到一個固定的218]]>英吋中心線到中心線距離，這個距離允許所述的另一端可以被焊接到一個包括帶工藝壓力管口的節(jié)流法蘭的工藝連接上，其中工藝壓力管口處于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)218]]>英吋間距。
9．根據(jù)任一權(quán)利要求5-8的安裝套件，其特征在于套件包括一對偏心接頭設(shè)備。
10．根據(jù)任一權(quán)利要求5-8的安裝套件，其特征在于套件包括一個旁路管腔。
11．根據(jù)任一權(quán)利要求5-9的安裝套件，其特征在于套件包括一個阻擋管腔，用來連接到安裝的壓差變換器的背側(cè)。
12．根據(jù)任一權(quán)利要求5-11的安裝套件，其特征在于套件包括一個延長的信號管線組合，以便提供一個壓差變換器的接近連接、支撐固定安裝。
13．一個工藝連接，包括空間分開的工藝壓力管口、工藝壓力管口之間的準(zhǔn)確間距利用焊接在工藝連接上的偏心接頭裝置來校正。
14．一對以非常靠近連接和直接固定安裝到有工藝壓力管口的工藝連接上的根閥，工藝壓力管口以標(biāo)定218]]>英吋間距分開，以便通過帶根閥的信號管線把工藝壓力提供到壓差變換器上去，根閥被準(zhǔn)直到軸中心線平行且相距218]]>英吋，這一對根閥被水平地懸臂支撐在工藝連接外，根閥遠(yuǎn)離工藝連接的末端帶有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的組合，其特征在于根閥在臨近工藝連接一端有整體法蘭，這個組合包括一對包含一部分信號管線的法蘭接頭，法蘭接頭有一端焊接在工藝連接上，法蘭接頭的另一端帶有法蘭，它的法蘭面可與根閥的靠近工藝連接的法蘭的法蘭面相配合。
16．根據(jù)權(quán)利要求14的組合，其特征在于一對根閥的與它們的法蘭端相反的另一端被焊接到工藝連接上。
17．根據(jù)權(quán)利要求15或16的組合，其特征在于組合包括根據(jù)權(quán)利要求13的偏心接頭裝置。
18．根據(jù)權(quán)利要求14-17的組合，包括一個旁通閥，它設(shè)置在臨近一對工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭面的相反面上，法蘭面的一對與根閥的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭相配合，而另一對與有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭面的壓差變換器相配合。
19．根據(jù)權(quán)利要求18的組合，包括一個管腔儀器閥連接到壓差變換器的后背作為信號管線的截止閥。
20．根據(jù)任何權(quán)利要求14-17或19的組合，其特征在于信號管線包括一個在每一端有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭的信號管線裝置，這個組合進一步包括一個壓差變換器和一個支撐系統(tǒng)支撐變換器以便提供變換器的一個靠近連接，支撐安裝。
21．根據(jù)權(quán)利要求20的組合，其特征在于根閥和壓差變換器之間的信號管線的一段被抬高，它是被設(shè)計得提供一個通常靜態(tài)流體勢疊以保護變換器不受工藝流體和／或工藝溫度的影響。
22．一個閥門，在它的一端為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭，而它的另一端可以從以下類型之一選擇a)一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭，b)一個適用于焊接的平滑端，c)一個ANSI／DIN法蘭，或d)一個陰或陽螺紋連接。
23．一個接頭，它的一端適用于安裝到工藝管道或容器，它的另一端有一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭。
24．一個儀器安裝套件，它帶有下列裝置之中的一個或多個，其中裝置(a)或(b)二者之一為必需的裝置a)一對法蘭接頭，每一個都分別有一端為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭，另一端為焊接連接用的末端接頭，以及一個法蘭接頭準(zhǔn)直工具；b)一對根閥，每一個都有一端為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭，另一端為適用于焊接連接的末端，以及一個根閥準(zhǔn)直工具；c)一對根閥，每一個都有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭在每一端；d)一個信號管線裝置，在它的每一端都有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭；e)一對偏心接頭；f)一個旁通管腔；以及g)一個阻斷管腔。
25．根據(jù)權(quán)利要求24的套件，包括表中所列的至少三個裝置，包括所要求的裝置。
26．根據(jù)權(quán)利要求24或25的套件，包括(d)為所必需的裝置，并且附加包括一個架子安裝系統(tǒng)來提供一個套件用于壓差變換器的靠近連接，支撐安裝。
27．根據(jù)權(quán)利要求26的套件，它包括被設(shè)計為允許在高于或低于變換器工作溫度的條件下運行的信號管線。
28．一個安裝壓差變換器的方法，包括利用一個準(zhǔn)直工具把一對根閥以焊接連接方式安裝到一個包括工藝管道空間分開的工藝壓力管口的工藝連接上去的步驟，以便獲得一個根閥以靠近連接，直接安裝方式水平固定在工藝連接之外的安裝，根閥的遠(yuǎn)離工藝連接的一端是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭，準(zhǔn)直工具在把根閥直接安裝到工藝連接以后才拆走，以便保證在安裝中的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭面的最終準(zhǔn)直和它們在預(yù)準(zhǔn)直中基本一樣，為的是避免相對于壓差變換器的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭面的準(zhǔn)直問題。
29．根據(jù)權(quán)利要求28的方法，進一步包括在安裝根閥裝置以前利用把偏心接頭焊接到工藝連接上的方法來修正工藝壓力管頭之間距離的步驟。
30．根據(jù)權(quán)利要求28或29的方法，其特征在于準(zhǔn)直是根據(jù)焊接到工藝連接上的一對準(zhǔn)直的法蘭接頭來進行的。
31．根據(jù)權(quán)利要求28或29的方法，其特征在于準(zhǔn)直是根據(jù)利用預(yù)準(zhǔn)直的根閥來進行的，這些根閥的一端是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器法蘭，另一端有焊接到工藝連結(jié)上的末端。
全文摘要
提供一個儀器安裝系統(tǒng),它利用可互換硬件組件和改進的方法把壓差變換器連接到工藝管道上。這個系統(tǒng)被設(shè)計得可以允許儀器以靠近連接,直接固定方式或者以靠近連接,支撐固定方式安裝到工藝連接上,并且在這兩種設(shè)計中使用基本相同的系統(tǒng),只是簡單地增減可互換組件。接近連接,或者非常接近地連接保證測量中的最大準(zhǔn)確性是可能的。提供了預(yù)準(zhǔn)直的根閥對和法蘭接頭對,和進一步在需要時用的接頭,允許一種剛性管直接固定變換器到工藝連接上去,而沒有法蘭準(zhǔn)直的問題。這個安裝系統(tǒng)迫使剛性管信號管線到一個水平的與壓差變換器的高低壓口的中心線共平面的準(zhǔn)直上去,以減少與現(xiàn)有工藝的遠(yuǎn)距離固定方式的儀器安裝相聯(lián)系的測量誤差。本系統(tǒng)比現(xiàn)有工藝的一個改進特點還在于在需要時消除螺紋連接與工藝流體相接觸。可互換硬件組件被提供為不同的組合形成安裝套件,在工藝儀器的設(shè)計,采購,安裝,維修,服務(wù)方面帶來了極大的經(jīng)濟性。
文檔編號G01F15/18GK1205768SQ96199270
公開日1999年1月20日 申請日期1996年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月20日
發(fā)明者亨利·E·霍珀 申請人:陶氏化學(xué)公司