工业过程控制压力变送器和法兰耦合制造技术

用于测量工业工程中的过程流体的压力的压力变送器(10)，包括压力传感器(16)，该压力传感器具有与所施加的压力有关的输出。耦合到压力传感器(16)的测量电路(18、20)被配置为提供与所感测的压力有关的变送器输出。在其中具有开口(48、52)的压力耦合面(60)，被布置为向压力传感器(16)传送所施加的压力。压力耦合法兰(13)具有邻接压力耦合面(60)的法兰面(62)，被配置为将过程流体传送到压力耦合面(60)的开口(48、50)。提供了对压力耦合面和法兰面上的加载的力的分布进行控制的特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及工业过程压力变送器。更具体地，本专利技术涉及压力变送器与工业过程的过程流体的耦合。
技术介绍
使用工业过程控制系统来监视和控制被用来产生或传递流体等的工业过程。在这种系统中，典型地，测量诸如温度、压力、流速等的“过程变量”是重要的。使用过程控制变送器来测量这种过程变量并向中心位置(例如中央控制室)发送回与所测量的过程变量有关的信息。一种类型的过程变量变送器是压力变送器，压力变送器测量过程流体的压力并提供与所测量的压力有关的输出。该输出可以是压力、流速、过程流体的等级或者其他过程变量。变送器被配置为向中央控制室发送回与所测量的压力有关的信息。该发送典型地在双线过程控制环路上进行，然而，也可以使用其他通信技术，包括无线技术。必须通过过程耦合将压力变送器耦合到过程流体。例如，过程流体可以包括在工业过程中使用的成分，例如，天然气、石油等。这些材料中的一些可能处于极端高的压力之下。这些高压力可以导致通过“法兰”或者被用来将压力变送器耦合到过程的接头，在压力变送器和工业过程之间的泄漏。存在着提高压力变送器和过程流体之间的耦合的持续需求。
技术实现思路
用于测量工业工程中的过程流体的压力的压力变送器，包括压力传感器，该压力传感器具有与所施加的压力有关的输出。耦合到压力传感器的测量电路被配置为提供与所感测的压力有关的变送器输出。布置在其中具有开口的压力耦合面来向压力传感器传递所施加的压力。压力耦合法兰具有邻接压力耦合面的法兰面，被配置为将过程流体传送到压力耦合面的开口。提供了对压力耦合面和法兰面上的加载的力的分布进行控制的特征。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的变送器和法兰的横截面视图。图2是图1的变送器和法兰的分解透视图。图3是根据另一示例实施例的法兰的透视图。图4是根据另一示例实施例的变送器的压力耦合面的底部透视图。图5是对根据本专利技术的衬垫和密封进行示出的示例实施例的侧面平面视图。图6是对具有可变区域的衬垫和密封进行示出的法兰的顶部平面视图。图7是单片形成的衬垫和密封的顶部平面视图。具体实施方式如在
技术介绍
部分所讨论的，存在着提高压力变送器和过程流体之间的耦合的持续需求。在一些条件下，压力变送器和过程流体之间的耦合对于可能导致过程流体泄漏的操作条件来说是不够的。在压力变送器中，用于将变送器耦合到流体的典型布置利用了从中具有螺纹管线的法兰。管线(piping)耦合到过程流体，例如，耦合到过程导管(pipe)。 法兰提供了充分平坦的接口，在该接口上，对压力变送器进行螺栓连接。然而，已经发现，在典型的安装中，螺栓力在法兰面上以不一致的方式展开。这可能使得在特定的条件下，过程流体在法兰与压力变送器的接口之间泄漏。本专利技术通过提供下述法兰和/或变送器配置来解决该过程流体的泄漏，该法兰和 /或变送器配置通过以向外的方式(例如，在安装力的方向上)弯曲或者以其他方式突出 (protrude)。当在法兰和变送器之间施加安装力时，该突出使得法兰/变送器接口以将安装力更均勻地展开在更宽的区域上的方式变弯。通过将安装力更均勻地展开在更宽的区域上，在法兰和过程变送器之间提供改进的密封。该改进的密封降低了在压力变送器和法兰之间泄漏的可能性。图1示出了根据本专利技术的示例性的压力变送器10，压力变送器10具有变送器外壳 12、耦合法兰或歧管13以及传感器主体14。虽然使用Coplanar 法兰示出了本专利技术，然而可以将本专利技术与任何类型的法兰、歧管或者适于承受(receive)过程流体的其他耦合一起使用。传感器主体14包括压力传感器16，变送器外壳12包括变送器电路20。传感器电路 18通过通信总线22耦合到变送器电路20。变送器电路20在例如双线过程控制环路23 (或电路)的通信链路上发送与过程流体的压力有关的信息。可选地，控制器25可以在控制环路23上对变送器10整体供电。也可以使用其他通信技术，包括无线技术。在变送器的本示例实施例中，压力传感器16测量法兰13的通道M中的压力Pl 和通道沈中的压力P2之间的压力差。压力Pl通过通道32耦合到传感器16。压力P2通过通道34耦合到传感器16。通道32延伸通过耦合36和管40。通道34延伸通过耦合38 和管42。使用相对不可压缩的流体(例如油)来填充通道32和34。耦合36和38附着到传感器主体14，并在传感器主体内部与通道M和沈中包含的过程流体之间提供长的灭火 (flame-quenching)路径，传感器主体内部容纳了传感器电路18。将通道M靠近传感器主体14中的开口观放置。将通道沈靠近传感器主体14 中的开口 30放置。将隔膜46放置在开口观中，并与靠近通道M的传感器主体14耦合。 通道32通过耦合36和传感器主体14延伸到隔膜46。隔膜50耦合到靠近通道沈的传感器主体14。通道34通过耦合38和传感器主体14延伸到隔膜50。在操作中，当将变送器10螺栓连接到法兰13时，由于图1中示出的所施加的安装力N，法兰13压到密封件48和52上。密封件48位于靠近开口 M和隔膜46的传感器主体14，并防止过程流体从通道M和开口 28通过法兰13泄漏到外部环境中。类似地，密封件52耦合到靠近开口沈和隔膜50的传感器主体14，并防止过程流体从通道沈和开口 30 通过法兰13泄漏到外部环境中。如以下更详细地讨论的，传感器主体14的压力耦合面60 或者法兰13的法兰面62中的至少一个(参见图2-4)在安装力的方向上弯曲或者以其他方式突出。图2示出了根据一个示例实施例的变送器10和法兰13的分解透视图。在图2的实施例中，将法兰13示出为具有二维弯曲部分，其中，法兰面62沿着法兰13的一个轴弯曲。图2示出了在“未加载”条件下的法兰13和变送器10，在“未加载”条件下，在法兰13 和变送器10之间没有施加安装力。然而，当安装时，通过安装螺栓82将法兰13安装到传感器主体14，安装螺栓82延伸通过法兰13的安装孔80，并且可通过螺纹拧在传感器主体 14的螺栓孔84中。这使得将图1中示出的安装力N施加到面60与62之间。虽然图2示出了四个安装螺栓，然而可以使用任何数目或配置。此外，可以使用其他附着技术将法兰13 安装到传感器主体14，并由此“加载”法兰13和传感器主体14。法兰面62的几何结构将改进在法兰13的四个角处的螺栓82所施加的钳紧力(clamping force)的分布。该配置充当弹簧元件，并增加到螺栓预加载(pre-loading)。一旦施加了加载力，法兰面62和压力耦合面60将趋向于彼此一致(conform)，并形成充分连续的表面，例如，如图1中示出的。接口可以是基本平坦的，或者可以具有一些其他的轮廓(profile)。图3是法兰13的另一示例实施例的透视图，在法兰13中，法兰面62的弯曲是三维的。在本示例中，弯曲部分具有球形形状，其在法兰面62的整个表面上展开。本配置也用于钳紧力的更加均勻的分布。然而，在本配置中，安装力沿着法兰面62的两个轴更加均勻地分布。如图3中所示出的，法兰13处于未加载状态。当将足够大的加载力(安装力) 施加到传感器主体14上时，面60和62之间的接口将是充分连续的，如图1中所示。在图2 中示出的配置中，还可以将压力变送器10的压力耦合面60配置为具有弯曲的轮廓。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种压力变送器，用于测量工业过程中的过程流体的压力，所述压力变送器包括：压力传感器，具有与所施加的压力有关的输出；测量电路，耦合到所述压力传感器，被配置为提供与所施加的压力有关的变送器输出；压力耦合面，在其中具有开口，被布置为向所述压力传感器传送所施加的压力；以及压力耦合法兰，具有邻接所述压力耦合面的法兰面，被配置为将过程流体传送到所述压力耦合面的开口；以及其中，所述压力耦合面和所述法兰面中的至少一个是弯曲的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·J·克洛西斯基，大卫·A·布罗登，弗雷德·C·西特勒，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：US