压力传送器的制作方法

文档序号:5859840阅读:262来源:国知局
专利名称:压力传送器的制作方法
技术领域
本发明涉及一种压力传送器,其用于检测与具有改进功能的工业装置的过程流体有关的物理变量。更明确地是,本发明涉及一种压力传送器,由于其较高的通用性,使其区别于已知类型的压力传送器,更高的使用通用性可获得更低的制造和安装成本。
已知的是,压力传送器广泛地使用工业过程的控制系统中,以用于检测/测量一个或多个过程流体的物理变量,该物理变量例如绝对、相对或差动的压力、流速、紊流度、能级等,并且依靠例如4-20mA通信线的适当的通信网络,将代表所检测的物理变量数值的信号传送到控制器。压力传送器一般包括适合容纳压力传感器和多个电子电路的主体。压力传感器通常公知地被用来提供一个或多个与压力(相对、差动或绝对压力)有关的测量;通过考虑适当的边界条件,可方便地获得也与过程流体的其它物理变量(能级、紊流度、流速等)有关的测量数值,而直接转换该物理变量可能是比较困难的。
电子电路与压力传感器连接并处理由其提供的信号,以产生代表被检测的过程变量的测量信号。该电子电路进一步具有管理任何外部设备与压力传送器的通信的任务,例如与控制器或其它压力传送器通信。
压力传送器通常包括附加部分,其主要由适合于容纳过程流体的过程联接系统组成,以使传送器与过程流体接触,例如联接传送器以使该传送器检测其所需的物理变量。
所述的过程联接系统包括多个法兰,其与内部有过程流体流动的支管相连接。在设置有柔性的分隔膜接触面处,每个法兰与压力传送器的主体刚性地结合在一起。该分隔膜包括暴露于过程流体的外壁和机械地联接于压力传感器的内壁。通常通过充满不可压缩流体的管路系统得到每个隔膜的内壁与压力传感器之间的机械联接,以使得在没有任何衰减作用的情况下传送过程流体的压力。
然而,已知的压力传送器具有缺陷。
第一个缺陷由以下事实产生,即过程联接系统的几何形状通常被刚性地预先设定。例如,在某些已知的压力传送器中,过程联接系统具有共面的几何形状法兰与位于共同的水平平面上的接触面刚性地结合在一起,该接触面与压力传送器的主对称轴大致成直角。或者,在其它已知类型的压力传送器中,联接系统具有垂直的几何形状在这种情况下,法兰与设置在垂直平面上的接触面结合在一起,该接触面与压力传送器的主对称轴大致平行。
通常在已知类型的压力传送器中,如果可能的话,改变联接系统的几何形状的类型也是极端困难的,这不同于例如法兰组件。由于支管同样也被刚性联接,因此,为了得到法兰与支管的连接,通常有必要采用连接件或适当设置的箱体。
第二个缺陷由以下事实产生,即已知类型的压力传送器通常具有非模块结构的过程联接系统。这更进一步降低了法兰与支管容易地连接的可能性,并且进一步降低了不使用附加元件的可能性。
因此,已知类型的压力传送器通常具有较低的工作灵活性。此事实意味着其安装和启动有时是困难的。这带来安装和工作成本的增加。此外,为了满足在控制系统的安装期间出现的不同的工作要求,通常有必要采用不同类型的压力传送器。这无疑确定了压力传送器的生产成本的增加。
本发明的目标是提供使上述缺陷得以解决的压力传送器。
在此目标的范围内,本发明的目的是提供一种设置有过程联接系统的压力传送器,该过程联接系统具有大致模块化的结构。
本发明的另一目的是提供设一种置有过程联接系统的压力传送器,该过程联接系统的几何形状是根据安装的操作要求而变化的。
本发明的又一目的是提供一种易于制造并具有较低的安装和生产成本的压力传送器。
通过一种用于检测与工业装置的过程流体有关的物理变量的压力传送器,此目的、目标以及在下文中将是明显的其它方面可被实现,该压力传送器包括主体,其包括密封外壳和与该密封外壳相结合的基座;第一连接元件,其包括第一联接面,在该第一联接面处该第一连接元件与基座相结合,该第一联接面设置于第一装配面上;和至少一个第一过程接触面,其设置于第二装配面上;至少一个第二连接元件,其在第二联接面处与所述第一连接元件相结合,并且在第三联接面处与适于输送所述过程流体的支管元件相结合;其特征在于,根据一个或多个可选的位置,所述第二连接元件与所述第一过程接触面相联接,以使所述第二连接元件的第三联接面位于一个或多个被选定的装配面上。
从本发明的压力传送器的一些优选但不排它的实施例的说明中可看出本发明的更多的特征和优点,该实施例仅通过附图中非限定的实例示出,其中

图1是本发明的压力传送器的第一实施例的示意性的分解图;图2是本发明的压力传送器的局部剖面图;图3是本发明的压力传送器的操作图;图4是本发明的压力传送器的第二实施例的示意图;图5是本发明的压力传送器的第三实施例的示意图;图6是本发明的压力传送器的第四实施例的示意图;参考上面所述的附图,通常标明为附图标记1的本发明的压力传送器常用来检测与工业装置的过程流体8有关的物理变量。压力传送器1包括由密封外壳3和与之结合的基座4构造成的主体2。密封外壳3优选为由与基座4相连接的大致圆柱形空心元件6构造成。此外,密封外壳3设置有一个或多个开口13,在其上可固定有一个或多个可拆卸的盖14。
主体2还具有在基座4上的开口200,以便进入密封外壳3的内部。
(图1和2)优选的是,密封外壳3包括测量室5,其容纳适于测量差动、绝对或相对的过程流体8的压力的压力传感器7(图3)。密封外壳3(图3)也优选地容纳第一电子装置9,该第一电子装置9适合于接收来自压力传感器7的第一电子信号10,其代表过程流体8的压力P,并且该第一电子装置9基于第一电子信号10产生第二电子信号11,其代表与过程流体8有关的一个或多个物理变量。有利的是,密封外壳3还可装入第二电子装置12,其适合于操纵控制压力传送器1与远端位置的通信。例如,第二电子装置12可与诸如4-20mA或Fieldbus(局域总线)类型的通信网络15相连接,以将第二电子信号11传送到与压力传送器1相关的远端的控制装置16。
本发明的压力传送器1包括(图1和2)第一连接元件20,其设置有位于第一装配面上的第一联接面21。所述第一装配面包括一(具有预确定的曲率的)曲面或一平面。如图2中所示,优选的是,该第一装配面包括第一装配平面23。
可以以不同方式设置第一连接元件20例如,其可包括大致空心的主体,或包括具有适当预设定的通孔和开口的实心体。有利的是,第一元件20优选地具有在第一联接面21处的开口201。
第一连接元件20可在第一联接面21处与主体2的基座4相结合。第一联接面21与基座4之间的结合可直接提供,或优选为通过插入连接元件22来提供。
第一连接元件20包括至少一个设置在第二装配面上的第一过程接触面24,该第二装配面也包括一曲面或一平面。优选的是(图2),该第二装配面包括第二装配平面25,其相对于第一装配平面23倾斜,使得其与第一装配平面23相交并与之形成预确定的角α,如图1和2中所示,该角优选为在0和180°之间。
本发明的压力传送器1还包括第二连接元件30,其与第一连接元件20和适于输送过程流体8的支管元件31相结合。第二连接元件30与第一连接元件20之间的联接形成在第二联接面32处,同时第二连接元件30和支管元件31之间的联接形成在第三联接面33处。通腔37(图2)可有利地存在于第二连接元件30内,其优选为设置在第二联接面32和第三联接面33之间。本发明的压力传送器1的特性在于,第二联接面32可根据一个或多个可选的位置与第一接触面24联接,以使第三联接面33可位于一个或多个所需的装配面上,该装配面优选地包括一个或多个装配平面34。
本发明的压力传送器1具有相当大的优点。由于第二连接元件30与第一连接元件20的联接根据一个或多个可选的位置而形成,所以由第一连接元件20和第二连接元件30的组件构造成的传送器1的过程联接系统可容易地适应在安装期间出现的要求。例如,第二联接面32可根据第一位置100(图4)与第一接触面24联接,以使第三联接面位于大致垂直于第一装配平面23的装配平面34上。或者,第二联接面32可根据第二位置101(图5)与第一接触面24联接,以使第三联接面位于大致平行于第一装配平面23的装配平面34上。
显而易见的是,根据要求,第二联接面32可根据多个位置与第一接触面24联接,该位置可在安装期间选择。每个位置对应于第二联接面32相对于第一接触面24绕与其垂直的轴线35的一定的旋转角γ(图2)。实际上,可通过适当地将第二连接元件30固定到第一连接元件20来选择每个位置,例如,通过螺栓或环的系统来固定。在此方式下,例如,仅使用一对螺栓(图4和5)以选择位置100和101是足够的,该位置由彼此相差180°的两个旋转角γ1和γ2确定。或者,使用三个一组的螺栓(图4和5)以选择三个位置是足够的,该位置的特征为彼此偏移120°的三个旋转角γ1…γ3,等等。显而易见的是,通过使用连接环可得到相似的方案。
在另一实施例中(未示出),诸如球形元件的铰接元件可定位在第二联接面32和第一接触面24之间(并诸如通过环来固定)。由于此方案利用额外的自由度使第三联接面定位在所选的装配平面上,因此其有特别的优点。在此情况下,第二连接元件30相对于第一连接元件20的旋转事实上可表现为三维而不必为二维,即基于装配平面25。
本发明的压力传送器1的额外优点在于,通过使用单独的第二连接元件,根据按需要选择的多个装配平面34来提供压力传送器1与支管元件31之间的连接是可行的。在此方式下,即使支管元件31处在不利的位置,压力传送器1的安装和启动也是非常容易的。这避免了已知类型的压力传送器中的昂贵且笨重的连接元件或箱体的使用。
第一连接元件20优选地包括(图2)设置在第一过程接触面24上的第一隔膜38(优选为柔性件)。第一隔膜38有利地包括暴露于过程流体8的外壁39和适合于传送过程流体8的压力的内壁40。实际上,由支管元件31输送的过程流体8通过通腔37自由地进入外壁39。在此方式下,第一隔膜39的壁40可将过程流体8的压力传送到第一联接装置41。第一联接装置41适合于机械地将压力传感器7联接到第一隔膜38的内壁40,该第一联接装置可有利地包括充满诸如硅酮油的不可压缩流体的柔性软管并且容纳第一连接元件20于其中。所述的与测量室5连接的柔性软管通过开口201离开第一连接元件20,并且通过开口200进入密封外壳3。在此方式下,过程流体8的压力P被传送到压力传感器7(图3)。
有利的是,第一连接元件20也可包括位于第三装配面上的第二过程接触面50,该第三装配面优选为包括第三装配平面51。优选的是,第二隔膜64(优选为柔性件)设置于第二过程接触面50处。第二隔膜64有利地包括外壁65和内壁66。如果想要提供过程流体8的压力的差动测量,外壁65可暴露于具有预定的基准压力的流体,例如大气压力或真空。依靠第二联接装置67,内壁66适合于将过程流体8或所述基准流体的压力传送到压力传感器7,第二联接装置67的结构为诸如与第一联接装置41的结构相似。
优选的是,第三连接元件60在第四联接面61处与第一连接元件20相结合。另外,第三连接元件60在第五联接面62处与适合于输送过程流体8的第二支管元件63相结合。有利的是,第三连接元件60也可包括在第四联接面61和第五联接面62之间的通腔68。
优选的是,第三装配平面51相对于第一装配平面23倾斜,以与其相交并且与其形成预定的在0和180°之间的角β。有利的是,第四联接面61可根据一个或多个可选的位置与第二接触面50相联接,以使第五联接面62位于一个或多个所需的装配面上,该装配面包括例如装配平面69。例如,第四联接面61可根据第三位置102(图6)与第二接触面50相联接,基于该位置第五联接面62位于大致垂直于第一装配平面23的装配平面69上。或者,第四联接面61可根据第三位置103(图4和5)与第二接触面50相联接,基于该位置第五联接面62位于大致平行于第一装配平面23的装配平面69上。显而易见的是,根据要求,第四联接面61可根据多个位置与第二接触面50联接,该位置可在安装期间选择。此方案可用与上述方式相似的方式简单地实现,即通过绕与之垂直的轴线70旋转第四联接面61,并通过使用用于连接的适当的螺栓或环的系统而实现。在与上述方式相似的方式下,有利的是,使用设置在第二接触面50和第四联接面61之间的铰接元件是可行的。
在此方式下,通过使用单个第三连接元件,在压力传送器1与沿多个装配平面34的支管63之间设置连接是可行的,该装配平面可根据要求选择。这更进一步增加了本发明的压力传送器的安装的灵活性。
实际上,已发现本发明的压力传送器可实现所需的目的和目标。
特别的是,本发明的压力传送器包括过程连接系统,其由第一连接元件20、第二连接元件30和/或第三连接元件60构造成,其具有模块化结构和根据安装的功能要求可变的几何外形。这使已知类型的压力传送器的缺陷得以有效地克服。另外,由于连接系统的独特的模块化结构,本发明的压力传送器特别易于设置并且使用特别简单。这使大量的生产和安装成本得以降低。
这里所理解的压力传送器可有多种更改和变更,所有的更改和变更是在本发明构想的范围之内。
所有的元件可更进一步被其它技术上等效的元件所替换。
实际上,所使用的材料以及形状和尺寸可以是根据要求和技术状态的任何形式。
权利要求
1.一种压力传送器,其用于检测与工业装置的过程流体有关的物理变量,其包括主体,其包括密封外壳和与所述密封外壳相结合的基座;第一连接元件,其包括第一联接面,在该第一联接面处所述第一连接元件与所述基座相结合,所述第一联接面设置于第一装配面上;和至少一个第一过程接触面,其设置于第二装配面上;至少一个第二连接元件,其在第二联接面处与所述第一连接元件相结合,并且在第三联接面处与适于输送所述过程流体的支管元件相结合;其特征在于,根据一个或多个可选的位置,所述第二连接元件与所述第一过程接触面相联接,以使所述第二连接元件的第三联接面位于一个或多个被选定的装配面上。
2.根据权利要求1所述的压力传送器,其特征在于,所述第二连接元件包括在所述第二联接面和所述第三联接面之间的通腔。
3.根据权利要求1所述的压力传送器,其特征在于所述第一装配面包括第一装配平面;和所述第二装配面包括第二装配平面,其相对于所述第一装配平面倾斜,以与所述第一装配平面相交并且与之形成一预定的角度。
4.根据权利要求3所述的压力传送器,其特征在于,根据一个或多个可选的位置,所述第二联接面可与所述过程接触面相联接,以使所述第二连接元件的第三联接面位于一个或多个被选定的装配面上。
5.根据权利要求4所述的压力传送器,其特征在于,基于第一位置所述第三联接面位于大致垂直于所述第一装配平面的装配平面上,基于第二位置所述第三联接面位于与所述第一装配平面大致平行的装配平面上,根据所述第一位置或者所述第二位置,所述第二联接面与所述第一过程接触面相联接。
6.根据一项或多项前述权利要求所述的压力传送器,其特征在于,其包括设置于所述第二联接面和所述第一过程接触面之间的铰接元件。
7.根据一项或多项前述权利要求所述的压力传送器,其特征在于,所述第一连接元件包括位于第三装配面上的第二过程接触面。
8.根据权利要求7所述的压力传送器,其特征在于,其包括第三连接元件,其在第四联接面处与所述第一连接元件相结合并且在第五联接面处与适合于输送所述过程流体的第二支管元件相结合。
9.根据权利要求7和8所述的压力传送器,其特征在于,根据一个或多个可选的位置,所述第二接触面可与第四联接面相联接,以使所述第三连接元件的第五联接面位于一个或多个所选定的装配面上。
10.根据权利要求8和9中的一项或多项所述的压力传送器,其特征在于,所述第三连接元件包括在所述第四联接面和所述第五联接面之间的通腔。
11.根据权利要求7到10中的一项或多项所述的压力传送器,其特征在于,所述第三装配面包括相对于所述第一装配平面倾斜的第三装配平面,以使其与所述第一装配平面相交并与之形成一预定的角。
12.根据权利要求7到11中的一项或多项所述的压力传送器,其特征在于,根据一个或多个可选的位置,所述第二过程接触面可与所述第四联接面相联接,以使所述第二连接元件的第五联接表面位于一个或多个所选定的装配平面上。
13.根据权利要求12所述的压力传送器,其特征在于,基于第三位置所述第五联接面位于大致垂直于所述第一装配平面的装配平面上,基于第四位置所述第五联接面位于与所述第一装配平面大致平行的装配平面上,根据所述第三位置或者所述第四位置,所述第四联接面与所述第二过程接触面相联接。
14.根据一项或多项前述权利要求所述的压力传送器,其特征在于,其包括设置于所述第四联接面和所述第二过程接触面之间的铰接元件。
15.根据一项或多项前述权利要求所述的压力传送器,其特征在于,所述第一连接元件包括第一隔膜,其设置在所述第一过程接触面处并且包括暴露于所述过程流体的外壁和适合于传送所述过程流体的压力的内壁;和/或第二隔膜,其设置在所述第二过程接触面处并且包括暴露于所述过程流体或暴露于预定压力的流体的外壁和适合于传送所述过程流体的压力或预定压力的流体的压力的内壁。
16.根据一项或多项前述权利要求所述的压力传送器,其特征在于,所述主体包括测量室,其适合于容纳压力传感器;第一联接装置,其用于将所述压力传感器与所述第一隔膜的内壁机械地联接,以使所述过程流体的压力被传送到所述压力传感器;和第一电子装置,其适合于接收来自所述传感器的代表所述过程流体的压力的第一电子信号,并且适合于基于所述第一电子信号产生第二电子信号,该第二电子信号代表一个或多个与所述过程流体有关的物理变量。
17.根据一项或多项前述权利要求所述的压力传送器,其特征在于,所述密封外壳包括第二联接装置,其用于将所述压力传感器与所述第二隔膜的内壁机械地联接,以使所述过程流体或所述基准流体的压力被传送到所述压力传感器。
18.根据一项或多项前述权利要求所述的压力传送器,其特征在于,其包括第二电子装置,其适合于操纵所述压力传送器与另一控制和/或测量装置的通信。
全文摘要
一种用于检测与工业装置的过程流体有关的物理变量的压力传送器,其包括主体,其包括密封外壳和与该密封外壳相结合的基座;第一连接元件,其包括第一联接面,在该第一联接面处第一连接元件与基座相结合,该第一联接面设置于第一装配面上;至少一个第一过程接触面,其设置于第二装配面上;至少一个第二连接元件,其在第二联接面处与第一连接元件相结合并且在第三联接面处与适合于传送过程流体的支管元件相结合;其特征在于,根据一个或多个可选的位置,第二联接面可与第一过程接触面相联接,以使所述第二连接元件的第三联接面位于一个或多个被选定的装配面上。
文档编号G01L19/00GK1463358SQ02801747
公开日2003年12月24日 申请日期2002年5月14日 优先权日2001年5月18日
发明者R·帕拉维茨尼 申请人:Abb服务有限公司
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