Диафрагма в форме лопасти со встроенными отверстиями для отбора давления
Изобретение относится к системам для управления или контроля за технологическим процессом. Более точно, настоящее изобретение относится к измерительным диафрагмам в форме лопасти и к передатчикам переменных параметров процесса, которые используют диафрагмы в форме лопасти для измерения переменных параметров технологического процесса. Элемент для измерения расхода текучей среды на основании разницы давлений для ввода между соединительными фланцами (120, 122) секций (121, 123) трубопровода, транспортирующего текучую среду, включает в себя плоскую диафрагму (110), имеющую участок (114), контактирующий с текучей средой, для размещения в потоке текучей среды через трубопровод, и рукоятку (112), проходящую наружу от внешней части участка (114), контактирующего с текучей средой. Плоская диафрагма (110) включает в себя по меньшей мере одно отверстие (230, 232) для отбора давления, выполненное на участке (114) диафрагмы, контактирующем с текучей средой, и по меньшей мере один импульсный линейный канал (211, 213), выполненный в плоской диафрагме (110) и проходящий от одного из по меньшей мере одного отверстия для отбора давления через рукоятку к соответствующему интерфейсному порту (214, 215) передатчика. Множество отверстий (320) сформировано в рукоятке, и расположено и выполнено относительно по меньшей мере одного интерфейсного порта (214, 215) передатчика так, чтобы обеспечить установку передатчика (102) переменных параметров процесса непосредственно на рукоятку (112), при этом передатчик (102) по существу перпендикулярен плоскости рукоятки (112). Технический результат – обеспечение возможности избежать необходимости обеспечения других компонентов или этапов сборки/установки, которые обычно требуются для диафрагм в форме лопасти, таких как нарезные фланцы, отдельные импульсные линии и измерительный патрубок. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 11 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к системам для управления или контроля за технологическим процессом. Более точно, настоящее изобретение относится к измерительным диафрагмам в форме лопасти и к передатчикам переменных параметров процесса, которые используют диафрагмы в форме лопасти для измерения переменных параметров технологического процесса.
[0002] В промышленном применении системы управления используются для контроля и управления производственными запасами для промышленных и химических процессов и т.п. Как правило, в системе управления, осуществляющей эти функции, применяются полевые устройства, размещенные в ключевых позициях в технологическом процессе и соединенные со схемой управления на пункте управления с помощью схемы управления процессом. Под термином «полевые устройства» подразумеваются любые устройства, выполняющие какую-либо функцию в системе распределенного управления или системе контроля за процессом, включая все устройства, используемые для измерения, управления и контроля за технологическими процессами.
[0003] Некоторые полевые устройства включают в себя преобразователь, сообщающийся с технологической средой. Под преобразователем подразумевается либо устройство, создающее выходной сигнал на основании физического входного сигнала либо создающее физический выходной сигнал на основании входного сигнала. Как правило, преобразователь преобразовывает входной сигнал в выходной сигнал, имеющий другую форму. Типы преобразователей включают в себя разное аналитическое оборудование, датчики давления, тепловые датчики, приводы, соленоиды, индикаторные лампочки и т.д.
[0004] Полевые устройства, такие как датчики переменных параметров процесса, используемые в технологическом процессе, могут быть установлены в области трубопроводов, баков и прочего промышленного технологического оборудования. Такие устройства отслеживают переменные параметры процесса, такие как расход технологической жидкости, температура технологической жидкости, давление технологической жидкости, проводимость технологической жидкости, уровень pH технологической жидкости и прочие параметры процесса. Другие типы полевых устройств для технологического процесса включают в себя клапаны, приводы, регуляторы, дисплеи для вывода данных и коммуникационное оборудование, такое как технологические сетевые мосты.
[0005] Одним типом датчиков переменных параметров процесса является расходомер, который способен измерять расход потока технологической среды, например. Измерение расхода в трубопроводе является стандартным измерением, требуемым во многих технологических областях. Использование диафрагм в форме лопасти для измерения разницы давлений является одной из наиболее популярных на сегодняшний день методик. Одним из недостатков в использовании диафрагм в форме лопасти является то, что они являются одним из нескольких компонентов, необходимых для выполнения измерений в трубопроводе. Как правило, диафрагма устанавливается для создания ограничения в потоке. Измерения давления осуществляются до и после указанной диафрагмы с помощью отверстий для отбора давления. Как правило, отверстия для отбора давления расположены в специальных соединительных фланцах, вваренных в трубопровод. От этих фланцев отобранное давление передается в патрубок, соединенный с преобразователем перепада давлений. Диафрагма, фланцы, фланцевые отводы, клапаны, импульсные трубки, измерительные патрубки и преобразователи - все представляют собой отдельные компоненты, которые необходимо изготовить и соединить для выполнения измерения.
[0006] Альтернативой использованию диафрагм в форме лопасти являются встроенные измерители расхода в форме полупроводниковых пластин, которые могут быть болтами соединены с трубопроводом и соединены с системой управления данными для выполнения измерений расхода. Тем не менее, даже с эволюцией диафрагм во встроенные расходомеры в форме полупроводниковых пластин, некоторые пользователи систем управления или контроля за технологическим процессом не торопятся менять свою стандартную практику для включения новых технологий, связанных с встроенными измерителями расхода в форме полупроводниковых пластин. Несмотря на комбинирование различных компонентов во встроенном измерителе расхода, некоторым из этих пользователей не нравится дополнительная ширина, вызываемая типом измерителя расхода в виде полупроводниковых пластин. Открытые болты, которые соединяют пластину между технологическими фланцами, могут расцениваться как риск для безопасности, если текучая среда в трубе является опасной. Однако, уменьшенная ширина диафрагмы в форме лопасти, как правило, в диапазоне от 0,125 до 0,25 дюйма, не образует такого восприятия открытых болтов.
[0007] Испытания и прочие сложности могут ограничивать размеры и материалы встроенных измерителей расхода в виде полупроводниковых пластин. Дорогостоящие испытания зачастую необходимо провести для создания новой размерной линии и новых калибровочных значений. Одной из причин этого может быть продолжительность лабораторных испытаний, необходимых для создания формулы, корректирующей рабочие характеристики пластин в разных сортаментах труб. Может быть сложно найти материалы для разных размеров труб, и испытания сварного соединения являются дорогостоящими. Эти и прочие причины могут сделать использование измерителей расхода в виде диафрагмы в форме лопасти наиболее желательными в определенных обстоятельствах или для некоторых пользователей, хотя вышеописанные недостатки диафрагм в форме лопасти сохраняются.
[0008] Выше приведена лишь общая информация о предшествующем уровне техники, которая не предназначена для определения пределов заявленного предмета изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] Данное Краткое описание приведено для представления в упрощенной форме выбора концепций, которые будут описаны подробно в Подробном описании. Краткое описание не предназначено для определения ключевых признаков или основных признаков заявленного предмета изобретения, а также не предназначено для использования при определении пределов заявленного предмета изобретения.
[0010] Элемент измерителя расхода текучей среды на основании разницы давлений для ввода между соединительными фланцами секций трубопровода для транспортировки текучей среды включает в себя плоскую диафрагму, имеющую участок, контактирующий с текучей средой, для размещения в потоке текучей среды через трубопровод, и рукоятку, проходящую наружу от внешней части участка, контактирующего с текучей средой. Плоская диафрагма включает в себя по меньшей мере одно отверстие для отбора давления, выполненное на участке диафрагмы, контактирующем с текучей средой, и по меньшей мере один импульсный линейный канал, выполненный в плоской диафрагме и проходящий от по меньшей мере одного отверстия для отбора давления через рукоятку к соответствующему передающему интерфейсному порту. Множество отверстий, сформированных в рукоятке и расположенных и выполненных таким образом относительно по меньшей мере одного передающего интерфейсного порта, позволяют установить передатчик переменных параметров (переменного параметра) процесса непосредственно на диафрагму в форме лопасти, при этом передатчик расположен по существу перпендикулярно плоскости рукоятки.
[0011] Следует отметить, что любой из раскрытых признаков, компонентов, установок, систем и методологических этапов может быть использован в комбинации с другими раскрытыми признаками, компонентами, установками, системами и методологическими этапами. Настоящее изобретение включает в себя альтернативные комбинации, даже несмотря на то что раскрытые признаки, компоненты, установки, системы и методологические этапы не проиллюстрированы или не описаны в комбинации в представленных иллюстративных воплощениях.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0012] Фиг.1 представляет схематичную иллюстрацию системы управления или контроля за технологическим процессом для использования при контроле или управлении технологической текучей средой в соответствии с одним иллюстративным воплощением.
[0013] Фиг.2 представляет иллюстрацию, с участком в виде блок-схемы, системы и передатчика, показанных на Фиг.1, в соответствии с одним иллюстративным воплощением.
[0014] Фиг.3 изображает вид спереди секции диафрагмы в форме лопасти в соответствии с раскрытыми воплощениями.
[0015] Фиг.4 представляет иллюстрацию секции диафрагмы в форме лопасти, показанной на Фиг.3, и второй зеркальной секции диафрагмы в форме лопасти.
[0016] Фиг.5 изображает вид спереди диафрагмы в форме лопасти, состоящей из секций диафрагмы в форме лопасти с Фиг.3 и 4.
[0017] Фиг.6 изображает вид в перспективе компонентов системы контроля переменных параметров процесса, включая диафрагму в форме лопасти и передатчик переменных параметров процесса.
[0018] Фиг.7 изображает вид в перспективе в поперечном сечении участка диафрагмы в форме лопасти, закрепленной между соединительными фланцами участком трубопровода.
[0019] Фиг.8 и 9 изображают вид в перспективе и вид сборку компонентов системы контроля переменных параметров процесса, включая элемент отвода на напорной поверхности диафрагмы.
[0020] Фиг.10 и 11 представляют диафрагму в форме лопасти, имеющую датчик температуры.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВОПЛОЩЕНИЙ
[0021] Раскрытые воплощения обеспечивают конструкцию диафрагмы в форме лопасти со встроенными импульсными линиями, которая позволяет установить передатчик переменных параметров (переменного параметра) процесса на рукоятке диафрагмы. Такая конфигурация позволяет избежать необходимости обеспечения других компонентов или этапов сборки/установки, которые обычно требуются для диафрагм в форме лопасти, таких как нарезные фланцы, отдельные импульсные линии и измерительный патрубок.
[0022] Фиг.1 изображает упрощенную схему, демонстрирующую систему 100 для управления или контроля за технологическим процессом, используемую при контроле или управлении технологической текучей средой в технологическом процессе. Как правило, полевое устройство, такое как передатчик 102 переменных параметров(переменного параметра) процесса, располагается в отдельном месте в производственном помещении и передает полученные переменные параметры процесса обратно на центральный пункт управления 104. Различные технологии могут быть использованы для передачи переменных параметров процесса, включая как проводное, так и беспроводное соединения. В одной из традиционных технологий проводного соединения применяется так называемая двух проводная схема управления процессом 106, в которой одна пара проводов используется как для передачи информации, так и для подачи мощности на передатчик 102. Одной из технологий для передачи информации является управление величиной тока в схеме управления процессом 106 от 4мА до 20 мА. Значение величины тока в пределах диапазона от 4 до 20мА может быть связано с соответствующими значениями переменного параметра процесса. Иллюстративные протоколы цифровой передачи данных включают в себя HART® (гибридный физический слой, состоящий из цифровых сигналов связи, наложенных на стандартный аналоговый сигнал 4-20мА), полевую шину FOUNDATIONTM (полностью цифровой протокол передачи данных, введенный в силу Американским Обществом Приборостроителей в 1992), протокол передачи данных Profibus и пр. Также могут быть использованы беспроводные протоколы схем управления процессом, такие как радиочастотные коммуникационные технологии, включая WirelessHART® (МЭК 62591). Схема управления процессом 106 с Фиг.1 представляет одно или оба из проводного и беспроводного воплощений коммуникационных соединений между передатчиком 102 и пунктом управления 104.
[0023] Передатчик 102 переменных параметров процесса установлен на участок рукоятки 112 диафрагмы 110 в форме лопасти так, что передатчик переменных параметров процесса по существу перпендикулярен плоскости рукоятки и плоской диафрагмы 110. Эта плоскость представлена на Фиг.1 линией 113. Диафрагма 110 в форме лопасти представляет собой элемент измерителя расхода текучей среды на основании разницы давлений, который подсоединен между фланцами 120 и 122 секций 121 и 123 трубопровода, транспортирующего текучую среду, и который имеет контактирующий с текучей средой или центральный участок 114, расположенный в потоке технологической текучей среды, и обеспечивает поверхности 115 и 116, обращенные против потока и в направлении потока и сориентированные перпендикулярно направлению потока текучей среды в секциях трубопровода, представленному стрелкой 124. Обращенные против потока и в направлении потока поверхности 115 и 116, соответственно, имеют участки 117, 118, контактирующие с текучей средой, расположенные внутри трубопровода. Отверстия 119 выполнены между участками 117 и 118, контактирующими с текучей средой, на центральном участке диафрагмы и позволяют текучей среде, проходящей по трубопроводу, проходить сквозь диафрагму. Другие участки обращенных против потока и в направлении потока поверхностей могут быть размещены между фланцами 120 и 122. Передатчик 102 переменных параметров процесса выполнен с возможностью измерения одного или нескольких переменных параметров технологической текучей среды в технологическом трубопроводе. Примеры переменных параметров включают в себя расход, температуру, давление и разницу давлений (DP). Передатчик 102 переменных параметров процесса включает в себя датчик 224 и прочие компоненты/схемы (показанные на Фиг.2), выполненные с возможностью приема переменного параметра или параметров процесса и обеспечения выхода передатчика в схему управления процессом 106.
[0024] Теперь со ссылкой на Фиг.2 в иллюстративных воплощениях передатчик 102 переменных параметров процесса представляет собой передатчик перепада давлений или многопараметрический передатчик. Датчик 224 передатчика 102 представляет собой датчик давления, который находится в соединении по текучей среде с отверстиями 230 и 232 для отбора давления на обращенных против направления потока и в направлении потока поверхностях 115 и 116 диафрагмы 110 при помощи интерфейсных портов 214 и 215 передатчика на рукоятке 112 диафрагмы и при помощи импульсных линейных каналов 211 и 213, выполненных в диафрагме и проходящих сквозь рукоятку 112.
[0025] Фиг.2 изображает компоненты иллюстративного воплощения передатчика 102 переменных параметров процесса. Как показано на блок схеме с Фиг.2, передатчик 102 переменных параметров процесса включает в себя датчик 224 и прочие компоненты/схемы (не показанные на Фиг.1), выполненные с возможностью приема переменного параметра и обеспечения выхода передатчика в схему управления процессом 106. Как сказано выше, в иллюстративных воплощениях передатчик 102 переменных параметров процесса представляет собой передатчик разницы давлений или многопараметрический передатчик.
[0026] Как и на Фиг.1, система 100, показанная на Фиг.2, выполнена с возможностью соединения со схемой управления процессом, такой как схема 106, и способна передавать выходной переменный параметр, например, относящийся к разнице давлений потока текучей среды внутри технологического трубопровода или контура. В других воплощениях выходной переменный параметр относится к множеству переменных, таких как давление и температура. Передатчик 102 системы 100 включает в себя замкнутую схему связи 202, датчик давления 224, измерительную схему 205 и контроллер 206.
[0027] Замкнутая схема связи 202 выполнена с возможностью соединения со схемой управления процессом 106 и предназначена для передачи данных по схеме управления процессом. Замкнутая схема связи 202 может включать в себя схему для передачи данных по проводному каналу связи и/или по беспроводному каналу связи. Такая передача данных может осуществляться в соответствии с любым подходящим стандартных протоколом технологической промышленности, таким как протоколы, указанные выше, включая как проводные, так и беспроводные протоколы.
[0028] Как указано выше, в некоторых иллюстративных воплощениях датчик давления 224 включает в себя первый и второй порты 210, 212, которые соединены с отверстиями 230 и 232 для отбора давления на обращенных против направления потока и в направлении потока поверхностях 115 и 116 диафрагмы 110 при помощи интерфейсных портов 214 и 215 передатчика на рукоятке 112 диафрагмы и при помощи импульсных линейных каналов 211 и 213, выполненных в диафрагме и проходящих через рукоятку 112. Соединение датчика давления 224 через порты 214 и 215 включает в себя соединение через изоляционные диафрагмы и прочие установки и конфигурации для передачи давления. Датчик 224 может представлять собой любое устройство, обладающее электрическими характеристиками, изменяющимися в зависимости от изменений в прилагаемом давлении. Например, датчик 224 может представлять собой емкостной датчик, емкость которого изменяется в ответ на разницу давлений между портами 210 и 212.
[0029] Измерительная схема 204 соединена с датчиком 224 и выполнена с возможностью обеспечения выходного сигнала датчика, связанного с разницей давлений между портами 210 и 212. Измерительная схема 204 может представлять собой любую электронную схему, способную обеспечить подходящий сигнал, связанный с разницей давлений. Например, измерительная схема может представлять собой аналого-цифровой преобразователь, емкостно-цифровой преобразователь или другую подходящую схему.
[0030] Контроллер 206 соединен с измерительной схемой 204 и замкнутой схемой связи 202. Контроллер 206 выполнен с возможностью обеспечения передачи выходного переменного параметра в замкнутую схему связи 202, это выходное значение связано с выходным значением датчика, обеспеченным измерительной схемой 204. Контроллер 206 может представлять собой устройство программируемой логической матрицы, микропроцессор или любое другое подходящее устройство или устройства. Несмотря на то что замкнутая схема связи 202, измерительная схема 204 и контроллер 206 были описаны в отношении отдельных модулей, предусмотрено, что они могут быть совмещены, например, как в Специализированных Интегрированных Микросхемах (ASIC). В иллюстративном воплощении память 207 включена и соединена с контроллером 206 для хранения считываемых компьютером инструкций, значений параметров и т.д., используемых для настройки контроллера 206 и/или измерительной схемы 204.
[0031] Далее со ссылкой на Фиг.3-5, сначала на Фиг.3 показана секция 300 диафрагмы в форме лопасти, которая формирует участок диафрагмы 110 в форме лопасти. В иллюстративных воплощениях диафрагма 110 формируется путем наложения двух более тонких пластин или секций диафрагмы (300 и 400, как показано на Фиг.4). Каждая пластина имеет такие же размеры, как стандартная диафрагма в форме лопасти, но ее толщина вдвое меньше. Два или более импульсных линейных канала 211 и 213 выполнены в поверхности каждой секции диафрагмы начиная от желаемого места расположения отверстия для отбора давления на участке 114, контактирующем с текучей средой, до рукоятки 112, как показано на Фиг.3. Две пластины 300 и 400 имеют такую конфигурацию, чтобы представлять зеркальное отражение друг друга. Пластины после этого стыкуются друг с другом, при этом каналы 211 и 213 каждой пластины обращены внутрь, и соединяются при помощи вакуумной пайки для формирования диафрагмы 110, как показано на Фиг.5. Вспомогательные продукты для пайки, такие как Stop-Off, выпускаемый Lucas-Milhaupt, могут быть использованы для предотвращения забивания паяльной пасты в только что выполненные каналы 211 и 213. После соединения пластин 300 и 400 для формирования единой плоской диафрагмы 110 отверстия просверливаются от поверхности диафрагмы к концам каждого канала 211 и 213, превращая эти каналы в импульсные линии. Например, одно отверстие может быть просверлено от поверхности каждой пластины 300 и 400 к разным импульсным линиям 211 и 213 для формирования отверстий 230 и 232 для отбора давления, обращенных против направления потока и в направлении потока. Эти импульсные линейные каналы проходит от трубы или технологического трубопровода до соединения передатчика, например до интерфейсного порта 214, 215 передатчика, около конца рукоятки 112. Эти отверстия для интерфейсных портов 214, 215 передатчика могут быть как просверлены в участке рукоятки той же секции 300 и 400 диафрагмы для обеспечения возможности установки передатчика 102 непосредственно на рукоятку 112. Фиг.5 изображает пластины, объединенные в единый блок 110. Шов 600, полученный в результате вакуумной пайки (показано на Фиг.6) между секциями 300 и 400 диафрагмы, обеспечивает герметичное соединение, выдерживающее давление, сохраняющее плоское состояние диафрагмы, и создающее внутренние проходы 211 и 213, необходимые для измерения импульсного давления.
[0032] Как можно видеть на Фиг.3-5, для обеспечения встроенного измерителя расхода, наружный участок 310 рукоятки 112 может быть расширен так, чтобы соответствовать площади у основания передатчика (компланарный модуль в данном воплощении). Отверстия 320 для ботового соединения и бобышки для вентиляционных каналов могут быть оборудованы, что позволяет присоединять передатчик 102 напрямую к диафрагме 110, как показано на Фиг.6. На Фиг.6, показаны бобышки 610, соответствующие интерфейсным портам 214 и 215 передатчика, а также крепежи 620, при помощи которых передатчик 102 крепится к диафрагме 110 через отверстия 310. Раскрытая конструкция данного воплощения устраняет необходимость в дополнительных импульсных трубках и измерительных патрубках и, таким образом, обеспечивает соединение передатчика напрямую с объектом изменения давления. Раскрытые конструкции существенно снижают сложность установки и вероятность протечек и ошибок измерений.
[0033] В иллюстративных воплощениях способ расчета расхода, полученный при помощи диафрагмы 110, может быть основан на ISO 5167-2. Вместо применения стандартных фланцевых отводов для отбора давления, которые зачастую связывают с диафрагмами в форме лопасти, в некоторых иллюстративных воплощениях точки или отверстия 230, 232 для отбора давления могут представлять собой угловые точки отбора давления. На Фиг.7 изображена точка или отверстие (например, 230 и/или 232) отбора давления в некоторых иллюстративных воплощениях, расположенное на диафрагме 110 в кольцевом зазоре 710, образованном соединительными фланцами 120 и 122, прокладкой 720 и диафрагмой 110. Эта область перемещает отверстие из прямого потока на стороне, обращенной против направления потока, тем самым снижая его потенциальное засорение и его восприимчивость к неравномерностям потока. Кольцевой зазор 710 также обеспечивает усредняющую область, которая снижает шум в сигнале давления.
[0034] В некоторых раскрытых воплощениях улучшения по сравнению со встроенными вафельными измерителями расхода в виде полупроводниковых пластин достигаются благодаря отсутствию полупроводниковых пластин. Например, стандартная полупроводниковая пластина, как правило, предназначена под определенный сортамент 40 внутреннего диаметра, и при установке в трубу другого сортамента коэффициент расхода (Cd) необходимо скорректировать на фактор, известный как корректирующий фактор трубного сортамента (PSAF). Поскольку в раскрытых воплощениях применяется диафрагма, не требуется корректировки по диаметру полупроводниковой пластины, поэтому заказчики и пользователи должны принимать в расчет только диаметры отверстий диафрагмы и внутренний диаметр трубы (ID) для расчета расхода. Поскольку корректировки по диаметру не требуется и количество материала минимально, можно легко изготавливать и собирать большие размеры трубопровода. С помощью раскрытых воплощений можно избежать множества компонентов, типичных для существующих встроенных расходомеров в форме полупроводниковых пластин, которые требуют продолжительного многоэтапного изготовления, включая механическую обработку и сверку. В некоторых раскрытых воплощениях количество компонентов может быть существенно снижено, так же как и количество производственных этапов. Меньшее количество производственных процессов может быть улучшено и лучше регулироваться. Стабильность качества продукции также может быть увеличена. Применение меньшего количества материалов по сравнению с расходомерами в форме полупроводниковых пластин может обеспечить преимущества, заключающиеся в уменьшенной стоимости определенных компонентов в редких материалах, что позволяет применять специальные сплавы и материалы. Сырьевой материал для диафрагмы может легко быть выбран из редких материалов, и процесс пайки может быть адаптирован под редкие материалы.
[0035] Для распределения, например, диафрагма 110 может представлять собой черновую заготовку и затем может быть подвергнута механической обработке для образования любого сочетания сквозных отверстий по желанию пользователя до отгрузки, не влияя на сроки поставки. Дополнительно, количество компонентов, которое пользователю нужно будет установить для использования раскрытых диафрагм в форме лопасти существенно меньше, чем в расходомерах в форме полупроводниковых пластин. Необходимость в специальных фланцах, импульсных линиях и патрубках снижается или устраняется, что делает измеритель расхода с применением диафрагмы 110 существенно более готовым к использованию. В соответствии с технологией стабилизирующих диафрагм любые места в трубе с фланцевыми соединениями и двумя диаметрами прямых участков выше по потоку и ниже по потоку становится доступными точками измерения.
[0036] Теперь со ссылкой на Фиг.8, если желательно получить данные с поверхности диафрагмы и существует риск засорения, отвод или элемент отвода 810 может быть припаян или соединен прихваточной сваркой со входным отверстием 230 диафрагмы 110. Как показано на Фиг.9, отводы 810 отворачивают выход отверстия 230 для отбора давления от направления по существу против потока, что снижает риск засорения отверстия.
[0037] В других воплощениях, как показано на Фиг.10, диафрагма 900 в форме лопасти, которая может включать в себя все или некоторые признаки, описанные выше со ссылкой на диафрагму 110, включает в себя вспомогательный путь или канал 910 для датчика, выпиленный или выполненный таким же или подобным способом, как способ, используемый для создания импульсных линейный каналов 211 и 213, описанных выше. Вспомогательный канал 910 для датчика, показанный на Фиг.10, проходит через рукоятку 112 и может быть использован для датчика температуры 920 или других вспомогательных типов датчиков. Например, по каналу 910 можно проложить провода для датчика температуры 920 или иным образом соединить датчик температуры 920 с температурами процесса. Это позволяет расходомерам в форме диафрагмы иметь температурную компенсацию без сверления и приваривания нового трубного отвода. В некоторых воплощениях конструкция может быть очень похожей на указанную выше диафрагму с встроенными отверстиями для отбора давления, но включает в себя проход для датчика температуры и не включает соединения для передатчика. Например, это будет полезно для пользователей с существующими фланцами диафрагмы и импульсными трубками, когда им не нужны отверстия для отбора давления на диафрагме, а добавление датчика температуры было бы преимуществом. В качестве альтернативы, как показано на Фиг.11, датчик температуры также может быть добавлен к диафрагме 110 в форме лопасти с внутренними отверстиями для отбора давления путем обеспечения доступа к стороне диафрагмы вместо головки или рукоятки.
[0038] Несмотря на то что настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные воплощения, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что изменения могут быть внесены в форму и детали, не нарушая пределов и сущности изобретения. Несмотря на то что проиллюстрирована стабилизирующая диафрагма, указанная здесь конфигурация может быть воплощена при помощи любой подходящей конфигурации диафрагмы, включающей любое количество или конфигурацию отверстий.
1. Элемент для измерения расхода текучей среды на основании разницы давлений для установки между соединительными фланцами секций трубопровода, транспортирующего текучую среду, содержащий:
плоскую диафрагму, имеющую участок, контактирующий с текучей средой, для размещения в потоке текучей среды, проходящей через трубопровод, и рукоятку, проходящую наружу от внешней части участка, контактирующего с текучей средой;
по меньшей мере одно отверстие для отбора давления, выполненное на участке, контактирующем с текучей средой, плоской диафрагмы;
по меньшей мере один интерфейсный порт передатчика, выполненный на рукоятке плоской диафрагмы и предназначенный для соединения по текучей среде с передатчиком переменного параметра процесса, когда передатчик переменного параметра процесса установлен на рукоятку;
по меньшей мере один импульсный линейный канал, выполненный в плоской диафрагме и проходящий от одного из по меньшей мере одного отверстия для отбора давления через рукоятку к соответствующему одному из по меньшей мере одного интерфейсного порта передатчика;
множество отверстий, сформированных в рукоятке и расположенных и выполненных относительно по меньшей мере одного интерфейсного порта передатчика для установки передатчика переменного параметра процесса по существу перпендикулярно плоскости рукоятки.
2. Элемент для измерения расхода текучей среды на основании разницы давлений по п.1, в котором плоская диафрагма содержит секцию плоской диафрагмы, имеющую участок, контактирующий с текучей средой, и рукоятку, проходящую наружу от внешней части участка, контактирующего с текучей средой, и содержит вторую секцию плоской диафрагмы, имеющую участок, контактирующий с текучей средой, и рукоятку, проходящую наружу от внешней части участка, контактирующего с текучей средой, первая и вторая секции плоской диафрагмы наложены друг на друга и соединены так, чтобы формировать плоскую диафрагму.
3. Элемент для измерения расхода текучей среды на основании разницы давлений по п.2, дополнительно содержащий соединение, выполненное при помощи вакуумной пайки, соединяющее первую и вторую секции плоской диафрагмы.
4. Элемент для измерения расхода текучей среды на основании разницы давлений по п.2, в котором по меньшей мере один импульсный линейный канал сформирован в первой секции плоской диафрагмы.
5. Элемент для измерения расхода текучей среды на основании разницы давлений по п.4, в котором по меньшей мере один импульсный линейный канал сформирован в каждой из первой и второй секций плоской диафрагмы.
6. Элемент для измерения расхода текучей среды на основании разницы давлений по п.1, в котором по меньшей мере одно отверстие для отбора давления, выполненное на участке, контактирующем с текучей средой, плоской диафрагмы, содержит первое отверстие для отбора давления, выполненное на обращенной против направления потока поверхности участка, контактирующего с текучей средой, и второе отверстие для отбора давления, выполненное на обращенной в направлении потока поверхности участка, контактирующего с текучей средой.
7. Элемент для измерения расхода текучей среды на основании разницы давлений по п.6, в котором по меньшей мере один импульсный линейный канал содержит первый канал, проходящий от первого отверстия для отбора давления до первого интерфейсного порта передатчика, и второй канал, проходящий от второго отверстия для отбора давления к второму интерфейсному порту передатчика.
8. Элемент для измерения расхода текучей среды на основании разницы давлений по п.7, в котором первое отверстие для отбора давлений сформировано на участке плоской диафрагмы, который выполнен с возможностью расположения в кольцевом зазоре между соединительными фланцами секций трубопровода и плоской диафрагмой.
9. Элемент для измерения расхода текучей среды на основании разницы давлений по п.7, дополнительно содержащий элемент отвода на поверхности, обращенной против направления потока, находящийся в соединении по текучей среде с первым отверстием для отбора давления, для поворота выхода первого отверстия для отбора давлений так, чтобы оно не было направлено прямо против направления потока.
10. Элемент для измерения расхода текучей среды на основании разницы давлений по п.1, дополнительно содержащий вспомогательный канал датчика, сформированный в плоской диафрагме и проходящий через рукоятку.
11. Элемент для измерения расхода текучей среды на основании разницы давлений по п.1, дополнительно содержащий температурный датчик, имеющий провода, проходящие через вспомогательный канал датчика.
12. Система контроля переменного параметра процесса для измерения переменного параметра процесса, указывающего на расход технологической текучей среды в технологическом трубопроводе, содержащая:
передатчик переменного параметра процесса;
плоскую диафрагму для установки между соединительными фланцами секций трубопровода для транспортировки текучей среды, плоская диафрагма имеет участок, контактирующий с текучей средой, и рукоятку, проходящую наружу от внешней части участка, контактирующего с текучей средой, рукоятка имеет множество установочных отверстия для передатчика, проходящих сквозь нее и расположенных и выполненных для установки передатчика переменного параметра процесса по существу перпендикулярно плоскости рукоятки;
по меньшей мере одно отверстие для отбора давления, выполненное на участке, контактирующем с текучей средой, плоской диафрагмы;
по меньшей мере один интерфейсный порт передатчика, выполненный на рукоятке плоской диафрагмы и выполненный с возможностью соединения по текучей среде с передатчиком переменного параметра процесса, когда передатчик переменного параметра процесса установлен на рукоятку; и
по меньшей мере один импульсный линейный канал, выполненный в плоской диафрагме и проходящий от одного из по меньшей мере одного отверстия для отбора давления через рукоятку к соответствующему одному из по меньшей мере одного интерфейсного порта передатчика.
13. Система контроля переменного параметра процесса по п.12, в котором плоская диафрагма содержит первую секцию плоской диафрагмы, имеющую участок, контактирующий с текучей средой, и рукоятку, проходящую наружу от внешней части участка, контактирующего с текучей средой, и содержит вторую секцию плоской диафрагмы, имеющую участок, контактирующий с текучей средой, и рукоятку, проходящую наружу от внешней части участка, контактирующего с текучей средой, первая и вторая секции плоской диафрагмы наложены друг на друга и соединены друг с другом для формирования плоской диафрагмы.
14. Система контроля переменного параметра процесса по п.13, в которой по меньшей мере один импульсный линейный канал выполнен в первой секции плоской диафрагмы.
15. Система контроля переменного параметра процесса по п.14, в котором по меньшей мере один импульсный линейный канал выполнен в каждой из первой и второй секций плоской диафрагмы.
16. Система контроля переменного параметра процесса по п.15, в которой по меньшей мере одно отверстие для отбора давления, выполненное на участке, контактирующем с текучей средой, плоской диафрагмы, содержит первое отверстие для отбора давления, выполненное на обращенной против направления потока поверхности участка, контактирующего с текучей средой, и второе отверстие для отбора давления, выполненное в обращенной в направлении потока поверхности участка, контактирующего с текучей средой.
17. Система контроля переменного параметра процесса по п.16, в которой по меньшей мере один импульсный линейный канал содержит первый канал, проходящий от первого отверстия для отбора давления к первому интерфейсному порту передатчика, и второй канал, проходящий от второго отверстия для отбора давления ко второму интерфейсному порту передатчика.
18. Система контроля переменного параметра процесса по п.17, в которой первое отверстие для отбора давления выполнено в участке плоской диафрагмы, выполненном с возможностью размещения в кольцевом зазоре между соединительными фланцами секций трубопровода и плоской диафрагмой.
19. Система контроля переменного параметра процесса по п.17, дополнительно содержащая элемент отвода на обращенной против направления потока поверхности, покрывающий первое отверстие для отбора давления и находящийся с ним в соединении по текучей среде для того, чтобы повернуть выход из первого отверстия для отбора давления так, чтобы он не был направлен непосредственно против потока.
20. Система контроля переменного параметра процесса по п.12, дополнительно содержащая датчик температуры и содержащая канал датчика температуры, выполненный в плоской диафрагме и проходящий через рукоятку, при этом провода датчика температуры проходят через канал датчика температуры.
21. Элемент для измерения расхода текучей среды на основании разницы давлений для ввода между соединительными фланцами секций трубопровода, транспортирующего текучую среду, содержащий:
плоскую диафрагму, имеющую участок, контактирующий с текучей средой, для размещения в потоке текучей среды, проходящей через трубопровод, и рукоятку, проходящую наружу от внешней части участка, контактирующего с текучей средой;
по меньшей мере одно отверстие для отбора давления, выполненное на участке, контактирующем с текучей средой, плоской диафрагмы;
по меньшей мере один интерфейсный порт, выполненный на рукоятке плоской диафрагмы;
по меньшей мере один импульсный линейный канал, выполненный в плоской диафрагме и проходящий от одного из по меньшей мере одного отверстия для отбора давления через рукоятку к соответствующему одному из по меньшей мере одного интерфейсного порта.
