专利名称：校准衬套和在管道系统中定位部件的结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种校准衬套和在管道系统中定位部件的结构。
背景技术：
本部分的内容仅提供了与本公开相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。如图1A和IB所示，当在管道系统中定位诸如流量计的部件I时，通常会使用校准衬套6以便于实现该部件与管道的精确对准。更具体地，管道系统可以包括具有第一法兰2的管道(未示出)和具有第二法兰3的管道(未示出)。法兰2和3中形成有预定数量的通孔。通过穿过这些通孔的螺栓4和螺母5实现两个法兰2和3之间的连接。可以在两个法兰2和3之间设置诸如流量计的部件I以测量管道系统中的流体流量。部件I通常具有大致圆柱形的外形。为了实现部件I与两个法兰2和3之间的准确对准以保证测量精度，在安装部件I的过程中会使用两个校准衬套6。校准衬套6大致为圆筒状，即，具有圆柱形的外周面和圆柱形的内部通孔。校准衬套6设置在位于下方的螺栓4上以支撑部件I。校准衬套6的壁厚需要根据部件I的外径和法兰2、3的型号来确定。由此，通过两个校准衬套6可以将部件I支撑在与法兰2、3对准的位置。然后，通过紧固各个螺母5将部件I夹紧在两个法兰2和3之间以完成部件I的安装。然而，采用上述的校准衬套6来在管道系统中定位部件I可能存在如下问题。例如，由于校准衬套6和部件I的外周面均为圆柱面，因此二者之间的接触为线接触。这会导致支撑不稳定和定位精度不高的问题。再例如，对于不同的流量计的型号和不同的法兰型号，需要具有不同壁厚的校准衬套。例如，当流量计具有10个型号并且应用于10种法兰型号时，有可能需要准备100种型号的校准衬套，这显然会增加生产成本。因此，需要一种支撑更加稳定和/或能够适用于多种型号的部件和法兰的校准衬套。
实用新型内容本实用新型的一个或多个实施方式的一个目的是提供一种支撑更加稳定的校准衬套。本实用新型的一个或多个实施方式的另一个目的是提供一种能够适用于多种型号的部件和/或多种型号的法兰的校准衬套。本实用新型的一个或多个实施方式的又一个目的是提供一种便于安装且成本进一步降低的在管道系统中定位部件的结构。为了实现上述目的中的一个或多个，根据本实用新型一个方面，提供了一种校准衬套，包括大致柱状的主体，所述主体的大致中央的位置形成有沿所述主体的轴向方向延伸的通孔；其中所述主体的外周面上形成有至少一个沿所述轴向方向延伸的凹槽。在根据本实用新型的一种优选实施方式中，所述凹槽的垂直于所述轴向方向的截面形状为圆弧形。[0011]在根据本实用新型的一种优选实施方式中，所述通孔为圆柱形。在根据本实用新型的一种优选实施方式中，所述凹槽的数量为2个、3个、4个或5个。在根据本实用新型的一种优选实施方式中，每个凹槽的圆弧形截面的半径彼此不同。在根据本实用新型的一种优选实施方式中，每个凹槽的圆弧形截面的半径彼此相同。在根据本实用新型的一种优选实施方式中，所述凹槽的圆弧形截面的半径根据待使用所述校准衬套进行定位的部件的型号确定。在根据本实用新型的一种优选实施方式中，所述凹槽均匀地布置在所述主体的外周面上。在根据本实用新型的一种优选实施方式中，每个凹槽与所述通孔之间的最短距离彼此不同。在根据本实用新型的一种优选实施方式中，每个凹槽与所述通孔之间的最短距离根据待与所述校准衬套一起使用的法兰的型号和待使用所述校准衬套进行定位的部件的型号确定。在根据本实用新型的一种优选实施方式中，所述校准衬套的端面上设置有表示所述法兰的型号和待使用所述校准衬套进行定位的部件的型号中至少之一的标记。在根据本实用新型的一种优选实施方式中，所述通孔的垂直于所述轴向方向的截面形状为正多边形或圆形。 在根据本实用新型的一种优选实施方式中，所述凹槽的垂直于所述轴向方向的截面形状为V形、倒梯形或矩形。在根据本实用新型的一种优选实施方式中所述主体沿所述轴向方向具有恒定的截面形状。根据本实用新型另一个方面，提供了一种在管道系统中定位部件的结构，包括第一管道，所述第一管道具有第一法兰；和第二管道，所述第二管道具有第二法兰，其中所述部件经由多个螺栓夹置在所述第一法兰和所述第二法兰之间，在至少一个螺栓上设置有如上所述的校准衬套。在根据本实用新型的一种优选实施方式中，所述校准衬套的凹槽与所述部件的外周面接触。在根据本实用新型的一种优选实施方式中，所述校准衬套的数量为2个。在根据本实用新型的一种优选实施方式中，所述部件的中心轴线与所述第一法兰和所述第二法兰的中心轴线对齐。在根据本实用新型的一种优选实施方式中，所述部件具有大致圆柱形的外周面。在根据本实用新型的一种优选实施方式中，所述部件为流量计。根据本实用新型的一种或几种实施方式的校准衬套和/或在管道系统中定位部件的结构的优点在于在根据本实用新型一种实施方式的校准衬套和定位结构中，校准衬套主体的外周面上形成有至少一个沿校准衬套轴向方向延伸的凹槽。特别是，凹槽的数量可以为2个、3个、4个或5个。凹槽可以用于支撑待安装部件的外周面。在例如待安装部件的外周面为圆柱形的情况下，不管凹槽的截面形状如何，凹槽与待安装部件的外周面之间至少会有两个线接触区域甚至会形成相匹配的面接触。这样，有可能仅采用一个本实用新型的校准衬套来实现部件在法兰之间的定位和支撑，从而与现有的圆筒形的校准衬套相比，在便于安装的同时还能够减小校准衬套的使用数量从而节省成本。另外，在使用两个上述校准衬套的情况下，与现有的圆筒形的校准衬套相比，在便于安装的同时还能够实现更稳定的支撑和更高的定位精度。在根据本实用新型一种实施方式的校准衬套和定位结构中，凹槽的截面形状可以为圆弧形，亦即整个凹槽为一圆弧面。特别是，凹槽的圆弧面可以与待安装部件的外周面匹配以在二者之间实现面接触。从而能够进一步改善支撑的稳定性和定位精度。在根据本实用新型一种实施方式的校准衬套和定位结构中，凹槽截面的半径和凹槽与校准衬套的通孔之间的最短距离可以有各种组合形式。例如，该校准衬套可以优先适配于待安装部件的型号。在这种情况下，可以首先确定校准衬套的各个凹槽的圆弧半径，然后根据待安装部件的型号和法兰的型号确定各凹槽与校准衬套的通孔之间的最短距离。另夕卜，该校准衬套还可以优先适配于所使用的法兰的型号。在这种情况下，校准衬套的各个凹槽的圆弧半径是相同的，此时可以根据待安装部件的型号和法兰的型号确定各凹槽与校准衬套的通孔之间的最短距离。另外，还可以使得校准衬套同时适配于不同的待安装部件的型号和法兰的型号。在这种情况下，可以首先根据待安装部件的型号来确定校准衬套上的各个凹槽的半径，然后根据待安装部件的型号和法兰的型号确定出各凹槽与校准衬套的通孔之间的最短距离。换言之，一个校准衬套可以被应用于多个不同型号的法兰或者被应用于多个不同型号的待安装部件，因此大大减小了所需校准衬套型号的数目，从而降低了总体的生产和安装成本。在根据本实用新型一种实施方式的校准衬套和定位结构中，校准衬套的端面上设置有表示法兰型号和待安装部件型号中至少之一的标记。这使得校准衬套的使用更加方便。
通过以下参照附图的描述，本实用新型的一个或几个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，其中图1A和IB是发明人已知的一种流量计定位结构的分解立体图和局部剖视的立体图；图2A、2B、2C是采用根据本实用新型第一实施方式的校准衬套实现的流量计定位结构的组装立体图、分解立体图和局部剖视的立体图；图3是第一实施方式的校准衬套与现有校准衬套的对比图；图4A和4B是本实用新型第一实施方式的校准衬套的立体图和处于安装状态的示意性端视图；图5A和5B是本实用新型第二实施方式的校准衬套的立体图和处于安装状态的示意性端视图；以及图6A和6B是本实用新型第三实施方式的校准衬套的立体图和处于安装状态的示意性端视图。
具体实施方式
下面对优选实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本实用新型及其应用或用法的限制。在各个附图中采用相同的附图标记来表示相同的部件，因此相同部件的构造将不再重复描述。下面将参照图2A-4B描述根据本实用新型第一实施方式的校准衬套的基本构造和在管道系统中的使用方式。在管道系统中通常使用诸如流量测量装置(比如流量计，特别是电磁流量计)、温度测量装置、压力测量装置等部件(下文中将其统称为待安装部件)测量管道系统中流动的流体的物理特性，例如流量、温度、压力等。在某些安装方式中，待安装部件夹持在两个管道的法兰之间，并且两个法兰通过螺栓紧固在一起。为了更好地支撑待安装部件以方便安装，可以在其中的一个或两个螺栓上设置根据本实用新型的校准衬套。图2A、2B和2C示出了一种采用根据本实用新型的第一实施方式的校准衬套在管道系统中定位待安装部件的结构。管道系统可以包括具有第一法兰20A的管道(未示出)和具有第二法兰20B的管道(未示出)。法兰20A和20B中形成有预定数量例如4个的螺栓孔。通过穿过这些螺栓孔的螺栓50和螺母60实现两个法兰20A和20B之间的连接。在两个法兰20A和20B之间设置有诸如电磁流量计的待安装部件30。待安装部件30通常具有大致圆柱形的外形。为了实现部件30与两个法兰20A和20B之间的准确对准以保证测量精度，可以在位于下部的其中一个或两个螺栓50上设置如下文所述的校准衬套10。图4A示出了根据本实用新型第一实施方式的校准衬套10的立体图。校准衬套10包括大致柱状的主体12。这里，大致柱状的主体12可以理解为该主体12沿其轴向方向具有恒定的截面形状。在主体12的大致中央的位置形成有沿主体12的轴向方向延伸的通孔
14。用于紧固法兰的螺栓可以穿过该通孔14。在图中所示的示例中，通孔14为圆柱形。主体12的外周面上形成有至少一个沿主体12的轴向方向延伸的凹槽16。在图中所示的示例中，凹槽16的数量为3个。这些凹槽16可以均匀地布置在主体12的外周面上。在下文中，当统一地指代这些凹槽时使用“凹槽16”的表述，而当分别描述特定的某个凹槽时使用“凹槽16-1”、“凹槽16-2”或“凹槽16-3”等表述。优选地，凹槽16的垂直于主体12的轴向方向的截面形状为圆弧形，或者换言之，整个凹槽16为一圆弧面。根据第一实施方式，3个凹槽16的圆弧形截面形状的半径是彼此不同的。例如，这些凹槽16的圆弧形截面形状的半径可以根据待安装部件30 (见图2A)的型号，特别是待安装部件30的外周面的半径来确定。例如，在图4A和4B所示的示例中，凹槽16-1、16-2和16-3的圆弧形截面形状的半径可以分别设定成对应于2英寸、3英寸和4英寸口径的待安装部件30。这样，例如图4B所示，当要在管道系统中安装2英寸口径的待安装部件30时，可以将该校准衬套10的凹槽16-1面对待安装部件30使得凹槽16-1的表面与待安装部件30的外周面完全匹配在一起而形成面接触，以提供更加稳定的支撑并且提高待安装部件30相对于法兰的定位精度。另一方面，当例如要在管道系统中安装3或4英寸口径的待安装部件30时，可以使该校准衬套10的凹槽16-2或16-3面对待安装部件30。在不同的管道系统中可能使用不同的法兰型号或标准。尽管法兰的标准包括国标、美标、德标、日标等，但是对于一个特定标准或型号的法兰，其内径、外径、螺栓孔的数量、螺栓孔距、螺栓直径等参数是确定的。如图4B所示，当待安装部件30与法兰20A对准时，待安装部件30的中心03将与法兰20A的中心01重合。对于特定型号的法兰20A而言，其中心01与螺栓孔(或螺栓50)的中心02之间的距离L是恒定的。假定待安装部件30的半径为Rl而螺栓50的半径为R2，则只要校准衬套10的厚度H与Rl和R2的和等于L就可以保证待安装部件30的中心03与法兰20A的中心01重合。换言之，根据法兰的中心位置、螺栓的中心位置、待安装部件的外径等参数可以通过简单的几何关系的计算确定出用于将待安装部件相对于法兰对准所需的校准衬套的厚度H(即凹槽与通孔之间的最短距离)。因此，各个凹槽16与通孔14之间的最短距离可以根据所使用的法兰的型号和待安装部件的型号来确定。例如，在本实用新型的第一实施方式中，各个凹槽16与通孔14之间的最短距离是不同的并且设定为能够适用于相同型号(ANSI 150)的法兰。换言之，根据本实用新型第一实施方式的校准衬套10能够在一种型号的法兰上定位三种不同型号的待安装部件30。更具体地，在定位三种型号的待安装部件的情况下，当使用如图1A和IB所示的圆筒形的校准衬套6时需要三种不同尺寸的校准衬套6，而使用本实施方式的校准衬套10时仅需要一种尺寸的校准衬套10。因此，本实用新型大大减小了所需的校准衬套的种类或型号。在校准衬套10的端面18上可以设置表示法兰型号和待安装部件型号中至少之一的标记19。这样，当使用该校准衬套10时，使用者能够直观地看到该校准衬套10能够应用的法兰型号和待安装部件型号，从而能够容易地选择校准衬套和校准衬套上的凹槽。下面参照图2A、2B和2C描述待安装部件30的安装过程。首先，在法兰20A和20B的下部的一个或两个螺栓孔中安装螺栓50并且在螺栓上设置校准衬套10。然后，将待安装部件30放置在两个校准衬套10的对应的凹槽16中以便被稳定地支撑，此时由于校准衬套10的存在，待安装部件30已经相对于法兰20A和20B对准。最后，安装其他的螺栓并且紧固各自的螺母60。由此，待安装部件30方便地且准确地定位在两个法兰20A和20B之间。图3中示出了现有校准衬套6和本实用新型第一实施方式的校准衬套10之间的比较。从图3中清楚可见，校准衬套6与待安装部件30之间为线接触Al，而校准衬套10与待安装部件30之间为面接触A2。因此，根据本实用新型实施方式的校准衬套10的支撑稳定性和定位精度都得以提高。图5A和5B示出了根据本实用新型第二实施方式的校准衬套IOA和其使用状态。在第二实施方式中，校准衬套IOA的各个凹槽16A的圆弧形截面的半径是相同的以适用于相同型号的待安装部件30。但是，各个凹槽16A与通孔14之间的最短距离是彼此不同的并且设定成适配于不同型号的法兰。在下文中，当统一地指代这些凹槽时使用“凹槽16A”的表述，而当分别描述特定的某个凹槽时使用“凹槽16A-1”、“凹槽16A-2”或“凹槽16A-3”等表述。例如，在图中所示的示例中，各个凹槽16A的半径适配成应用于2英寸口径的待安装部件30，但是凹槽16A-1与通孔14之间的最短距离适配成应用于型号为ANSI 150的法兰，凹槽16A-2与通孔14之间的最短距离适配成应用于型号为ANSI 300的法兰，凹槽16A-3与通孔14之间的最短距离适配成应用于型号为ANSI600的法兰。换言之，根据本实用新型第二实施方式的校准衬套IOA能够在三种不同型号的法兰上定位一种型号的待安装部件。图6A和6B示出了根据本实用新型第三实施方式的校准衬套IOB和其使用状态。第三实施方式与第一实施方式的区别仅在于凹槽16的数量不同。同理，在本申请的上下文中，当统一地指代这些凹槽时使用“凹槽16B”的表述，而当分别描述特定的某个凹槽时使用“凹槽16B-1”、“凹槽16B-2”、“凹槽16B-3”或“凹槽16B-4”等表述。更具体地，在第三实施方式，校准衬套IOB的外周面上设置有四个凹槽16Β-1、16Β-2、16Β-3和16B-4。该校准衬套IOB能够在相同型号的法兰(例如DINPN40)上定位四种不同口径(1.5英寸、2英寸、3英寸和4英寸)的待安装部件30。尽管上文描述了本实用新型的多种实施方式，但是本领域技术人员应该理解本实用新型并不局限于此，而是可以进行各种改型。例如，凹槽的数量可以不局限于3个或4个，而是可以为例如2个或5个甚至更多。例如，上文描述了将校准衬套的凹槽的半径和凹槽与通孔之间的最短距离优先针对待安装部件的型号和优先针对法兰型号进行设计的实施方式，但是也可以构思出凹槽的半径以及凹槽与通孔之间的最短距离同时针对待安装部件的型号和法兰型号进行设计的实施方式，从而使得该校准衬套能够在不同型号的法兰上定位不同型号的待安装部件。例如，在上述实施方式中，校准衬套中的通孔为圆柱形，但是该通孔也可以设计为正多边形，例如三角形、正方形、五边形或六边形。根据螺栓与该正多边形的接触点的位置、法兰的参数和待安装部件的参数之间的几何关系，也能够容易地确定出校准衬套在各个凹槽处的壁厚以实现待安装部件的准确定位。例如，在上述实施方式中，凹槽的截面形状为圆弧形，但是凹槽的截面形状也可以设计为V形、倒梯形或矩形等。由于待安装部件的外周面为圆柱形，所以这种截面形状的凹槽能够与待安装部件的外周面在两个位置形成线接触，从而也能够提高校准衬套的支撑稳定性和定位精度。同理，根据待安装部件与凹槽的接触点的位置、法兰的参数和待安装部件的参数之间的几何关系，也能够容易地确定出校准衬套在各个凹槽处的壁厚以实现待安装部件的准确定位。例如，在上述实施方式中，在下方的两个螺栓上设置校准衬套来定位待安装部件，但是也可以在所有的螺栓上设置校准衬套以更加稳定地支撑和定位待安装部件。另外，在螺栓位于待安装部件的正下方的情况下，也可能仅采用一个校准衬套来支撑和定位待安装部件。尽管在此已详细描述本实用新型的各种实施方式，但是应该理解本实用新型并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式
，在不偏离本实用新型的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本实用新型的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。
权利要求1.一种校准衬套(10，10A，10B)，包括:大致柱状的主体(12)，所述主体(12)的大致中央的位置形成有沿所述主体(12)的轴向方向延伸的通孔(14)； 其特征在于:所述主体(12)的外周面上形成有至少一个沿所述轴向方向延伸的凹槽(16，16A,16B)。
2.如权利要求1所述的校准衬套，其中所述凹槽(16,16A,16B)的垂直于所述轴向方向的截面形状为圆弧形。
3.如权利要求2所述校准衬套，其中所述通孔(14)为圆柱形。
4.如权利要求3所述的校准衬套，其中所述凹槽(16，16A，16B)的数量为2个、3个、4个或5个。
5.如权利要求4所述的校准衬套，其中每个凹槽(16，16B)的圆弧形截面的半径彼此不同。
6.如权利要求4所述的校准衬套，其中每个凹槽(16A)的圆弧形截面的半径彼此相同。
7.如权利要求4所述的校准衬套，其中所述凹槽(16，16A，16B)的圆弧形截面的半径根据待使用所述校准衬套进行定位的部件的型号确定。
8.如权利要求4所述的校准衬套，其中所述凹槽(16，16A,16B)均匀地布置在所述主体(12)的外周面上。
9.如权利要求5-8中任一项所述的校准衬套，其中每个凹槽(16A)与所述通孔(14)之间的最短距离彼此不同。
10.如权利要求5-8中任一项所述的校准衬套，其中每个凹槽(16，16A，16B)与所述通孔(14)之间的最短距离根据待与所述校准衬套一起使用的法兰的型号和待使用所述校准衬套进行定位的部件的型号确定。
11.如权利要求10所述的校准衬套，其中所述校准衬套的端面(18)上设置有表示所述法兰的型号和待使用所述校准衬套进行定位的部件的型号中至少之一的标记(19)。
12.如权利要求1所述的校准衬套，其中所述通孔的垂直于所述轴向方向的截面形状为正多边形或圆形。
13.如权利要求1所述的校准衬套，其中所述凹槽的垂直于所述轴向方向的截面形状为V形、倒梯形或矩形。
14.如权利要求1所述的校准衬套，其中所述主体(12)沿所述轴向方向具有恒定的截面形状。
15.一种在管道系统中定位部件(30)的结构，包括: 第一管道，所述第一管道具有第一法兰(20A);和 第二管道，所述第二管道具有第二法兰(20B)， 其特征在于:所述部件(30)经由多个螺栓(50)夹置在所述第一法兰(20A)和所述第二法兰(20B)之间，在至少一个螺栓(50)上设置有如权利要求1-14中任一项所述的校准衬套(10，10A,10B)。
16.如权利要求15所述的结构，其中所述校准衬套(10，10A,10B)的凹槽(16，16A，16B)与所述部件(30)的外周面接触。
17.如权利要求15所述的结构，其中所述校准衬套(10，10A，10B)的数量为2个。
18.如权利要求15所述的结构，其中所述部件(30)的中心轴线与所述第一法兰(20A)和所述第二法兰(20B)的中心轴线对齐。
19.如权利要求15所述的结构，其中所述部件(30)具有大致圆柱形的外周面。
20.如权利要求15-19中任一项所述的结构，其中所述部件(30)为电磁流量计。
专利摘要本实用新型涉及一种校准衬套(10，10A，10B)，包括大致柱状的主体(12)，所述主体(12)的大致中央的位置形成有沿所述主体(12)的轴向方向延伸的通孔(14)；其中所述主体(12)的外周面上形成有至少一个沿所述轴向方向延伸的凹槽(16，16A，16B)。本实用新型还涉及一种采用上述校准衬套在管道系统中定位部件的结构。采用本实用新型的校准衬套，能够更加稳定地支持部件并且能够减小应用于不同型号的法兰和部件时所需的校准衬套的种类，从而能够降低总体的生产和安装成本。
文档编号G01D11/16GK202915948SQ201220514648
公开日2013年5月1日 申请日期2012年10月9日 优先权日2012年10月9日
发明者王立明, 黄有军 申请人:艾默生过程控制流量技术有限公司