凸耳式圆片对准环的制作方法

凸耳式圆片对准环的制作方法
【专利摘要】本发明为凸耳式圆片对准环。本发明公开了多种系统、设备和方法，用于以过程测量系统的圆片型基本元件与过程管道对准的方式在过程管道之间连接所述基本元件，同时在出现对过程管道的动态冲击的情况中保持对准并防止泄漏。
【专利说明】
凸耳式圆片对准环
技术领域
[0001] 本公开内容涉及工业过程控制或监测系统。更具体地，本公开内容涉及采用圆片 或紧凑型基本传感器元件测量工业过程的过程变量的类型的过程变量变送器或感测装置。
【背景技术】
[0002] 在工业环境中，控制系统用来监测和控制工业和化学过程的物料量等。典型地，执 行这些功能的控制系统采用现场装置，该现场装置分布在工业过程中的关键位置处并通过 过程控制回路连接至控制室中的控制电路。术语"现场装置"涉及在分布式控制或过程监 测系统中执行功能的任何装置，包括在工业过程的测量、控制和监测中使用的所有装置。
[0003] -些现场装置包括连接至过程流体的换能器。换能器被理解为是指基于物理输入 产生输出信号或基于输入信号产生物理输出的装置。典型地，换能器将输入转换成具有不 同形式的输出。换能器的类型包括多种分析设备、压力传感器、热敏电阻器、致动器、螺线 管、指不灯等等。
[0004] 现场装置，如工业过程中使用的过程变量传感器，可以在现场安装在管线、罐和其 它工业过程设备上。例如，一种类型的过程变量传感器是可以测量流体流的流率的流量计。 一种类型的、采用压差平均节流孔板基本元件（也称为圆片型基本元件）的流量计在某些 环境中是用于流量测量的常用装置，因为它的使用不需要穿透管道并且该装置可以容易地 插入现有的法兰接头中。虽然这种结构在公用事业测量点处已经普及，但它在下游过程测 量点处，例如，如在石油工业中，还未被采用。下游过程管道的一个关键关注点是暴露栓接。 一个潜在的问题在于，当圆片装置安装在过程管道中的法兰之间并由双头螺柱和螺母固定 时，用于跨越圆片和密封垫圈的距离的附加长度可能成为关注点，并且因此通常不是优选 的。这种附加长度称为暴露栓接。
[0005] 暴露栓接成为关注点的一个原因是管道的完整性。通常在启动或关闭期间，管线 可能经历动态冲击并且法兰式连接处可能成为可能的过程泄漏点。圆片型装置会加剧这 种可能性，因为法兰螺栓孔对双头螺柱直径的容差使法兰在这些情况下有更多的空间来失 配。法兰之间的距离越大，可以表示这种失配越大并且在该接头处出现泄漏的机会越大。暴 露栓接成为关注点的另一个原因是在出现火灾的情况中，双头螺柱将比管道更快地升温和 膨胀，降低垫圈密封面上的压力，并丧失压力安全。
[0006] 上述讨论仅仅被提供用于一般的背景信息，并且不意图用于帮助确定请求保护的 主题的保护范围。

【发明内容】

[0007] 公开了多种系统、设备和方法，用于以过程测量系统的圆片型基本元件与过程管 道对准的方式在过程管道之间连接所述基本元件，同时在出现对过程管道的动态冲击的情 况下保持对准并防止泄漏。
[0008] 在一些示例性实施例中，公开了一种用于保持圆片型基本元件在第一过程管道和 第二过程管道的法兰之间的对准的过程测量系统对准装置。该对准环具有形成一内部区域 的内表面，所述基本元件能够插入该内部区域内，使得对准环包围所述基本元件的至少一 部分。形成在对准环中的沟槽被构造成在所述基本元件插入对准环的内部区域中时接收基 本元件的互连颈状部，使得基本元件的互连颈状部延伸到对准环之外。多个法兰紧固件接 收孔形成在对准环中，并被构造成与第一过程管道和第二过程管道的法兰中的法兰孔对准 且接收延伸穿过对准的法兰孔的带螺纹的法兰紧固件，如双头螺柱或螺栓。
[0009] 在一些示例性实施例中，法兰紧固件接收孔是被构造成接收带螺纹的双头螺柱或 螺栓的螺纹孔。
[0010] 在一些示例性实施例中，所述多个对准突出部围绕对准环间隔开。此外，在一些 实施例中，所述多个对准突出部中的至少一个对准突出部被构造为能够拆除地连接至对准 环，以便所述多个对准突出部中的所述至少一个对准突出部能够被移除以允许将对准环插 入第一过程管道和第二过程管道的法兰之间，并且随后在对准环定位在第一过程管道和第 二过程管道的法兰之间之后被重新连接。
[0011] 在一些公开的实施例中，多个对准销围绕对准环的内表面放置，以将基本元件保 持在所述内部区域内的合适位置处并由此与第一过程管道和第二过程管道对准。进一步， 在一些实施例中，所述多个对准销包括位于对准环的内表面的上部上的第一对准销和位于 对准环的内表面的下部上的第二对准销，并且其中第二对准销在所述内部区域中延伸得比 第一对准销远。公差叠加使双头螺柱松散地保持在法兰中，因此在对准期间重力将向下拉 动基本元件。管道的下侧的销较长以帮助将基本元件在管道中对中。
[0012] 在一些公开的实施例中，多个对准螺杆从对准环的一个或多个外表面延伸至对准 环的内表面，以调整基本元件在所述内部区域内的位置，并且由此将基本元件与第一过程 管道和第二过程管道对准。
[0013] 在一些示例性实施例中，套管被构造以被放置成套在带螺纹的法兰紧固件上以将 带螺纹的法兰紧固件定位在法兰孔的中心中，以改善对准。
[0014] 在一些示例性实施例中，公开了一种用于测量具有法兰的第一过程管道和第二过 程管道中的过程流体的过程变量的系统。该系统可以包括过程变送器，和圆片型基本元件， 该基本元件具有用于将该基本元件连接至过程变送器的互连颈状部。该基本元件被构造 成定位在所述法兰之间，与过程流体接触，用于测量过程变量；设置了多个带螺纹的法兰紧 固件，以及对准环。该对准环形成一内部区域，所述基本元件至少部分地定位在该内部区域 内，对准环包括沟槽，该沟槽被构造成接收基本元件的互连颈状部，使得基本元件的互连颈 状部延伸到对准环之外。对准环还包括多个法兰紧固件接收孔，所述多个法兰紧固件接收 孔被构造成与第一过程管道和第二过程管道的法兰中的法兰孔对准并接收延伸穿过对准 的法兰孔的带螺纹的法兰紧固件。多个螺母中的每一个在每个带螺纹的法兰紧固件已经插 入穿过第一过程管道的法兰中的法兰孔、对准环中的法兰紧固件接收孔、和第二过程管道 的法兰中的法兰孔之后，紧固至所述多个带螺纹的法兰紧固件中的一个的末端，以在出现 对第一过程管道和第二过程管道的动态冲击的情况下将基本元件保持在对准位置中。
[0015] 在一些公开的实施例中，存在至少8个法兰紧固件接收孔，这至少8个法兰紧固件 接收孔围绕对准环间隔开以允许以相对于第一过程管道和第二过程管道的不同方位安装 圆片型基本元件和过程变送器。
[0016] 在一些公开的实施例中，对准环还包括多个对准突出部，所述多个对准突出部定 位在对准环的外部上，以便被构造成与第一过程管道和第二过程管道的法兰中的至少一个 接触，以将对准环和基本元件与第一过程管道和第二过程管道对准。在一些实施例中，所述 多个对准突出部中的至少一个对准突出部被构造成能够拆除地连接至对准环，以便所述多 个对准突出部中的所述至少一个对准突出部在对准环插入第一过程管道和第二过程管道 的法兰之间之前能够被移除，并且随后在对准环定位在第一过程管道和第二过程管道的法 兰之间之后被重新连接。
[0017] 在一些实施例中，对准环包括多个对准销，所述多个对准销围绕对准环的内部放 置，以将基本元件保持在所述内部区域内的合适位置处并由此与第一过程管道和第二过程 管道对准。此外，在一些实施例中，所述多个对准销包括位于对准环的上部上的第一对准销 和位于对准环的下部上的第二对准销，并且其中第二对准销在对准环的内部区域中延伸得 比第一对准销远。公差叠加使双头螺柱松散地保持在法兰中，因此在对准期间重力将向下 拉动基本元件。管道的下侧的销较长以帮助将基本元件在管道中对中。
[0018] 在一些实施例中，对准环包括多个对准螺杆，所述多个对准螺杆从对准环的外部 延伸至对准环的内部，以调整基本元件在所述内部区域内的位置，并且由此将基本元件与 第一过程管道和第二过程管道对准。
[0019] 还公开的是将过程测量系统的圆片型基本元件连接在第一过程管道和第二过程 管道之间以测量第一过程管道和第二过程管道中的过程流体的过程变量的方法。在一些实 施例中，该方法包括将基本元件包围在对准环的内部区域中，使得基本元件的互连颈状部 定位在形成在对准环中的沟槽中并延伸到对准环之外。将对准环和所包围的基本元件插入 第一过程管道和第二过程管道的法兰之间，以便基本元件与第一过程管道和第二过程管道 对准。将多个法兰紧固件中的每一个插入穿过第一过程管道的法兰中的多个法兰孔中的对 应的一个、穿过对准环的多个对准孔中的对应的一个、以及穿过第二过程管道的法兰中的 多个法兰孔中的对应的一个，以锁定法兰紧固件并在管线震动的情况下防止对准环失配或 防止过程流体泄漏。在所公开的方法中使用的对准环和其它部件可以包括在多个实施例中 公开的特征的任何组合。
[0020] 例如，在一些实施例中，将对准环和所包围的基本元件插入第一过程管道和第二 过程管道的法兰之间，以便基本元件与第一过程管道和第二过程管道对准的步骤还包括： 从对准环上移除对准突出部，将对准环和所包围的基本元件插入第一过程管道和第二过程 管道的法兰之间，以及将对准突出部重新连接至对准环。在另一个示例中，将基本元件包围 在对准环的内部区域中的步骤还包括：采用延伸到对准环的内部区域中的对准销或螺杆将 基本元件定位在所述内部区域中并将基本元件与第一过程管道和第二过程管道对准。
[0021] 提供本
【发明内容】
和摘要，以便以简单的形式引入下面在【具体实施方式】中被进一步 描述的概念的选择。
【发明内容】
和摘要不意图确定请求保护的主题的关键特征或必要特征， 也不意图用来帮助确定请求保护的主题的保护范围。
[0022] 必须说明的是，所公开的任何特征、部件、设备、系统和方法步骤可以与其它公开 的特征、部件、设备、系统和方法步骤进行任何组合使用。本公开内容包括这种替换的组合， 即使所公开的特征、部件、设备、系统和方法步骤在所提供的示例性实施例中未被以组合形 式图示或讨论。
【附图说明】
[0023] 图1是根据示例性实施例的用于在监测或控制过程流体时使用的工业过程控制 或监测系统的示意图，在示例性实施例中，采用找准螺纹紧固件的对准环将圆片型基本元 件插入过程法兰之间。
[0024] 图2是图1中示出的根据示例性实施例的系统和变送器的框图。
[0025] 图3是图1和2的系统的部件的分解视图。
[0026] 图4是所公开的被连接在第一和第二过程管道的法兰之间的对准环和所包围的 基本元件的侧视图，一部分被以横截面示出。
[0027] 图5是采用螺栓型螺纹紧固件代替双头螺柱型螺纹紧固件的替换系统的部件的 分解视图。
[0028] 图6是对准环实施例的侧视图。
[0029] 图7是图6的包围有基本元件的对准环的侧视图。
[0030] 图8是图6的对准环的侧视图并图示一些实施例的可拆除的对准突出部特征。
[0031] 图9是图6的对准环的侧视图并图示一些实施例的对准销特征。
[0032] 图10是图6的对准环的侧视图并图示一些实施例的对准螺杆特征。
[0033] 图11是根据一些实施例的、套在螺纹紧固件上放置以将螺纹紧固件更好地对中 在法兰或对准环孔中的套管的示意性侧视图。
[0034] 图12是图不不例性方法实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0035] 所公开的实施例使圆片型基本元件在过程管道之间的安装和对准得到改进。采用 所公开的设备、系统和方法，实现基本元件与过程管道的改进的对准，同时即使在出现对过 程管道的动态冲击的情况下也能保持该对准并防止过程流体泄漏。当在发生动态冲击事件 的情况下减少暴露栓接以及防止过程流体泄漏和基本元件的失配时，所公开的实施例可以 在多种挑战性环境中增加圆片型基本元件的使用。采用包括具有所公开的特征中的一个或 多个的对准环的结构，能够实现改进的对准、减少的暴露栓接和防止泄漏。
[0036] 一些工业过程控制或监测系统，例如，以及一些基于压差（DP)的控制或监测系 统，采用压差平均孔板基本元件，其也称为圆片型基本元件，该压差平均孔板基本元件插入 过程管道或导管中的法兰之间以测量与通过导管的材料的流量相关的压差。在图1中示出 了一种这样的工业过程控制或监测系统100。图1是用于监测或控制工业过程中的过程流 体的系统100的简化示意图。
[0037] 典型地，现场装置，如过程变量变送器102,位于远程位置处，并将感测到的过程变 量向回传送至中央定位的控制室104。可以采用多种技术来传送过程变量，包括有线通信和 无线通信二者。一种常见的有线通信技术采用称为二线式过程控制回路106的技术，在二 线式过程控制回路106中，单对电线用来同时载送信息以及提供电力至变送器102。一种用 于传送信息的技术将通过过程控制回路106的电流强度控制在4mA和20mA之间。在4-20mA 范围内的电流的值可以被映射至过程变量的对应值。示例性的数字通信协议包括HART? (由叠加在标准的4-20mA模拟信号上的数字通信信号构成的混合物理层），FOUNDATION? Fieldbus (由Instrument Society of America (美国仪器仪表学会）在I"2年颁布的 全数字通信协议），现场总线通信协议等等。还可以采用无线过程控制回路协议，如包括 WirelessHART?的射频通信技术。图1中的过程控制回路106表示变送器102和控制室 104之间的通信连接的有线实施例和无线实施例中的任一种或二者。
[0038] 过程变量变送器102经由变送器连接系统或设备112连接至圆片型基本元件 200(图2中示出），变送器连接系统或设备112的一个示例性实施例在图1中示出，其包括 具有阀116的歧管114。至圆片型基本元件200的连接穿过基本元件的互连颈状部118,互 连颈状部118包括用于输送过程压力的压力输送导管。圆片型基本元件200由根据所公开 的实施例的对准环120支撑在过程管道管段124和128的法兰122和126之间的合适位置 中。基本元件200被构造成测量包括管段124和128的过程管道中的过程流体的过程变量。 示例性过程变量包括流量、温度、压力、液位、pH值、电导率、浊度、密度、浓度、化学成分等， 但在所公开的示例性实施例中，过程变量是压力或压差。在示例性实施例中，所测量的过程 变量是通过包括管段124和128的过程管道的由箭头129表示的过程流体的流量。在示例 性实施例中，圆片型基本元件例如可以如美国专利No. 7, 406, 880、美国专利No. 7, 284, 450 或美国专利No. 8, 684, 023中公开的一样。
[0039] 如2的系统框图中所示，过程变量变送器102包括传感器124和被配置成接收来 自基本元件200的过程变量并在过程控制回路106上提供变送器输出的其它部件/电路 (图1中未示出）。如讨论的那样，在示例性实施例中，过程变量变送器102是压差变送器， 基本元件200是定位在过程管道管段的法兰122和126之间的圆片型基本元件。下文更详 细描述压差变送器102和基本元件200的部件。
[0040] 与图1中一样，图2中示出的系统100能够连接至过程控制回路，如回路106,并适 于传送与包括过程管道管段124和128的导管内的流体流的压差相关的过程变量输出。系 统100的变送器102包括回路通信电路202、压力传感器124、测量电路204和控制器206。
[0041] 回路通信电路202能够连接至过程控制回路106并适于在过程控制回路上进行通 信。回路通信电路202可以包括用于在有线通信链路和/或无线通信链路上通信的电路。 这种通信可以依照任何合适的过程工业标准协议进行，如上文讨论的协议，包括有线协议 和无线协议二者。
[0042] 在一些示例性实施例中，压力传感器224包括第一端口和第二端口 210、212,第一 端口和第二端口 210、212分别连接至延伸穿过基本元件200的互连颈状部118的第一压力 输送导管和第二压力输送导管211、213。压力传感器224至导管211和213的连接包括借 助于隔离膜片和其它压力输送设备及配置的连接。传感器224可以是具有响应于所施加的 压力的变化而变化的电特性的任何装置。例如，传感器224可以是电容式压力传感器，该电 容式压力传感器的电容响应于施加在端口 210和212之间的压差而变化。
[0043] 测量电路204连接至传感器124并被配置成提供至少与端口 210和212之间的压 差相关的传感器输出。测量电路204可以是能够提供与压差相关的合适信号的任何电子电 路。例如，测量电路可以是模数转换器、电容-数字转换器或其它任何合适的电路。
[0044] 控制器206连接至测量电路204和回路通信电路202。控制器206适于提供过程 变量输出至回路通信电路202,该过程变量输出与由测量电路204提供的传感器输出相关。 控制器206可以是可编程门阵列器件、微处理器或任何其它合适的一个或多个装置。虽然 已经关于单独的模块描述了回路通信电路202、测量电路204和控制器206,但预期的是它 们可以结合例如在专用集成电路（ASIC)上。在示例性实施例中，包括存储器207,其连接至 控制器206,用于存储用来配置控制器206和/或测量电路204的计算机可读指令、参数值 等等。
[0045] 现在参照图3,示出了系统100的部件和过程管道管段的分解图，其中采用圆片对 准环120将基本元件200定位在过程管道管段之间。圆片型基本元件应当在管线中对准在 法兰122和126之间，以确保精确的测量。用于定位圆片型基本元件的传统的对准环搁在 法兰栓接上以实现这种对准，但在管线震动的情况下，双头螺柱易于移动，导致会引起泄漏 和测量误差的失配。在示例性实施例中，对准环120是凸耳式对准环，其减少暴露栓接以及 由管线震动引起的失配和泄漏的机会，并降低火灾中由长度增加的暴露栓接引起的压力损 失的风险。例如，如在图4中更好地图示的那样，通过使延伸穿过对准环120的孔312接收 带螺纹的双头螺柱306并限制双头螺柱306响应于管线震动而移动的能力，对准环120是 凸耳式的。虽然双头螺柱306是一种类型的法兰紧固件，但对准环120中的法兰紧固件接 收孔312也可以接收其它类型的法兰紧固件。在一些示例性实施例中，孔312是螺纹孔，其 与双头螺柱306上的螺纹相互配合，从而更进一步限制双头螺柱306移动的能力。然而，在 所有的示例中孔312不需要是带螺纹的以减少暴露栓接的量并限制双头螺柱移动的能力， 并且从而允许失配。在可以允许更快的安装的非螺纹实施例中，与传统的圆片型基本元件 对准环结构相比，将双头螺柱306锁定或约束在孔312内降低了双头螺柱移动的能力，在传 统的圆片型基本元件对准环结构中对准环未形成从中插入双头螺柱的密封孔。
[0046] 对准环120包围圆片型基本元件200并将变送器对中在法兰122和126中，同时 覆盖在法兰之间延伸的双头螺柱306的大部分或全部。如图3和4所示，法兰126包括用 于接收双头螺柱306的孔305,而法兰122包括也接收双头螺柱306的对应的孔307。在孔 305、312和307对准的情况下，双头螺柱306延伸穿过这些孔，并且螺母308和310被连接 套在双头螺柱306的端部上以将这些部件固定在一起，其中包括用于防止泄漏的垫圈302 和304。图4图示法兰122和126之间由于震动而出现移位时的结构，而螺纹结构帮助保持 双头螺柱平行于管线并为保持密封提供更稳定的作用力。
[0047] 如在图4中可以看到的那样，凸耳式对准环120稍微薄于圆片型基本元件200,以 确保整个夹持压力将施加至圆片而不施加到对准环上。在示例性实施例中，对准环120的 螺栓孔或螺纹孔312的最小数量是8个。在一些实施例中，对准环120中的螺纹孔312的 数量与法兰126和122中的孔305和307的数量匹配，但并不是在所有实施例中都需要是 这样。例如，在一些示例性实施例中，用于四螺栓法兰组件的对准环120可以具有8个螺纹 孔，从而允许更多的配置。这将允许圆片单元以8种不同的方位插入管道中。可以包括图 4中示出的与对准环120在一起的对准突出部405,以捕获法兰122或126中的一个或二者 的一部分，从而帮助对准过程。
[0048] 对准环120可以由不同的材料制成，包括金属或硬塑料。在某些应用中可以采用 便宜的材料，因为对准环不与任何过程流体接触。然而，对于具体应用，不同的材料可以用 来满足具体应用的需求。
[0049] 现在参照图5,示出了过程控制或监测系统500,其与上文讨论的系统100相同，但 包括代替双头螺柱306的螺栓506。螺栓插入穿过孔305、312和307,然后螺母310套在螺 栓的末端上进行连接以将部件固定在一起。使用螺栓代替双头螺柱可以通过允许安装人员 用扳手或冲击钻驱动螺栓穿过该组件而帮助安装。
[0050] 现在参照图6,示出了示例性实施例中的对准环120的端视图。在该实施例中，对 准环120是形成有孔或区域600的圆形或近似圆形结构，基本元件200从对准环的一端插 入该孔或区域600中。图7图示了对准环120,其中插入了基本元件200,使得对准环包围基 本元件。在示例性实施例中，对准环不是封闭的圆，而是代替地，具有形成沟槽604的两个 相邻表面606和608,基本元件的互连颈状部118可以延伸穿过沟槽604,如图7所示。在 一些实施例中，包括未延伸穿过对准环120的整个厚度的凹陷610,以容纳至基本元件或包 括在基本元件之内的传感器的其它电线、导管或联接器。
[0051] 在图6和7中还示出的是对准突出部405,其可以围绕对准环的外表面隔开，用于 将对准环与法兰122和126中的一个或二者对准。对准突出部405可以被焊接至对准环 120,与对准环120 -体地形成，采用其它技术连接至对准环120,等等。在一些示例性实施 例中，一个或多个对准突出部405可以被制成为能够从对准环上拆除，从而即使管道法兰 仅可以展开至圆片型基本元件的宽度时也允许将对准环和圆片型基本元件的组件插入管 道法兰之间。可拆除的对准突出部随后可以重新连接至对准环。这允许在更多情况下安装 该组件。图8图示了一种示例性实施例，其中一个突出部405能够从形成在对准环120上 的狭槽结构614移除。在其它示例性实施例中，为了帮助安装，多个或全部对准突出部可以 被构造成能够被拆除和重新连接。
[0052] 在其它实施例中，可以包括其它或替换的部件以帮助实现和保持圆片型基本元件 200在过程管道管段之间的正确对准。例如，如图9所示，可以包括围绕对准环120的内 圆周的狭槽650,对准销652,654可以定位在该狭槽中以将基本元件200定位在内部区域 600(图6中示出）内的适当位置中。在一些实施例中，对准环120的下部上的对准销652 可以比上部的对准销654长，以推动基本元件200向上与管段的中心对准。虽然在一些示例 性实施例中可以使用具有不同长度的对准销，但并不是在所有的实施例中对准销都需要具 有不同的长度。进一步，虽然在图9中示出了四个对准销，但可以使用不同数量的对准销， 并且对准销不需要如图9中所示的那样定位。
[0053] 在图10中示出的又一个实施例中，从对准环120的外侧将对准螺杆670放入对准 环120中。对准螺杆670延伸穿过对准环中的螺纹孔672,螺纹孔672通向对准环的内圆周 并允许对准螺杆670接触基本元件200。在使用间隔开的对准螺杆时，可以调整基本元件 200在对准环内的定位，以实现正确的对准。
[0054] 在其它实施例中，通过在对应于法兰孔305,307的螺栓的区域中，如图11所示将 薄套管680放置成套在螺栓506上，以将螺栓定位在法兰孔的中心中，帮助对准环和基本元 件在法兰122和126之间的对准。在图11中，仅示出了螺栓506的一部分，并且在示例性实 施例中，套管680可以延伸对应于法兰之间的距离并包括法兰的宽度的长度，使得套管680 覆盖两个法兰中的螺栓506。在其它实施例中，多个单独的套管在多个位置处被放置成套在 螺栓506上，使得每个套管定位在两个法兰的孔内。套管680可以由多种材料形成，例如， 包括塑料、聚四氟乙烯或金属。
[0055] 可以在本发明的范围内包括的多个示例性实施例中实施将过程测量系统100的 圆片型基本元件200连接在第一过程管道124和第二过程管道128之间以测量过程变量的 上述对准环实施例和方法。例如，在图12中图示了一种这样的方法实施例。如图12,方法 700包括步骤705,其中将基本元件200包围在对准环120的内部区域600中，使得基本元 件的互连颈状部118定位在形成在对准环中的沟槽604中并延伸到对准环之外，用于连接 或联接至过程变送器102。如上文讨论的那样，在多个实施例中，将基本元件包围在对准环 的内部区域中的这个步骤705还可以包括采用延伸到所述内部区域中的对准销652、654或 螺杆670将基本元件定位在所述内部区域中，如在图9和10的实施例中示出的那样。这允 许将基本元件与第一过程管道和第二过程管道正确地对准。
[0056] 方法700还包括步骤710,其中将对准环120和所包围的基本元件200插入第一过 程管道和第二过程管道的法兰之间，使得基本元件与第一过程管道和第二过程管道对准。 在一些实施例中，这可以包括从对准环上移除对准突出部405,将对准环和所包围的基本元 件插入法兰之间，且随后将对准突出部重新连接至对准环。
[0057] 方法700还包括步骤715,其中将法兰紧固件，典型地，带螺纹的双头螺柱或螺栓， 插入由第一过程管道的法兰中的对应的一个法兰孔、对准环的一个对准孔和第二过程管道 的法兰中的一个法兰孔组成的对准组中，以锁定法兰紧固件，并在管线震动或火灾情况下 防止对准环失配或过程流体泄漏。在示例性实施例中，该步骤还包括将螺母拧在每个螺纹 紧固件的一端或多端上并拧紧螺母，以密封该组件，并防止随后由于对过程管线的动态冲 击而可能出现的失配和由此产生的泄漏。其它实施例，如上文参照图1-11讨论的实施例， 给该方法提供了其它或更多的具体步骤。
[0058] 所公开的对准环和组件通过减少可能的法兰失配而增加法兰-圆片密封的完整 性。它们还可以通过将圆片与管道法兰对准而帮助安装采用圆片型基本元件的类型的过程 变送器。因此可以将标准圆片类型制成为凸耳式安装类型，并且可以容易地改进现有的设 施。进一步，这种设计可以用来对准其它圆片类型单元，如涡街流量计和蝶形阀。此外，所 公开的对准环和组件能够应用于多种基本元件圆片尺寸，并且可以用于较厚的圆片尺寸， 只要在任何特定应用中凸耳式对准环稍微薄于该圆片。
[0059] 虽然已经参照优选实施例描述了本发明，但本领域技术人员将会认识到，在不偏 离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节方面进行改变。
【主权项】
1. 一种用于保持圆片型基本元件在第一过程管道和第二过程管道的法兰之间的对准 的过程测量系统对准装置，该对准装置包括： 对准环，该对准环具有形成一内部区域的内表面，所述基本元件能够插入该内部区域 内，使得对准环包围所述基本元件的至少一部分； 沟槽，该沟槽形成在对准环中，并被构造成在所述基本元件插入对准环的内部区域中 时接收基本元件的互连颈状部，使得基本元件的互连颈状部延伸到对准环之外；和 多个法兰紧固件接收孔，所述多个法兰紧固件接收孔形成在对准环中，并被构造成与 第一过程管道和第二过程管道的法兰中的法兰孔对准且接收延伸穿过对准的法兰孔的法 兰紧固件。2. 根据权利要求1所述的过程测量系统对准装置，包括多个对准突出部，所述多个对 准突出部定位在对准环的一个或多个外表面上并被构造成与第一过程管道和第二过程管 道的法兰中的一个法兰接触，以将对准环和基本元件与过程管道对准。3. 根据权利要求1所述的过程测量系统对准装置，其中法兰紧固件包括带螺纹的双头 螺柱或螺栓，并且法兰紧固件接收孔是被构造成接收所述带螺纹的双头螺柱或螺栓的螺纹 孔。4. 根据权利要求3所述的过程测量系统对准装置，其中所述多个对准突出部围绕对准 环间隔开。5. 根据权利要求4所述的过程测量系统对准装置，其中所述多个对准突出部中的至 少一个对准突出部被构造为能够拆除地连接至对准环，以便所述多个对准突出部中的所述 至少一个对准突出部能够被移除以允许将对准环插入第一过程管道和第二过程管道的法 兰之间，并且随后在对准环定位在第一过程管道和第二过程管道的法兰之间之后被重新连 接。6. 根据权利要求4所述的过程测量系统对准装置，还包括多个对准销，所述多个对准 销围绕对准环的内表面放置，以将基本元件保持在所述内部区域内的合适位置处并由此与 第一过程管道和第二过程管道对准。7. 根据权利要求6所述的过程测量系统对准装置，其中所述多个对准销包括位于对准 环的内表面的上部上的第一对准销和位于对准环的内表面的下部上的第二对准销，并且其 中第二对准销在所述内部区域中延伸得比第一对准销远。8. 根据权利要求4所述的过程测量系统对准装置，还包括多个对准螺杆，所述多个对 准螺杆从对准环的一个或多个外表面延伸至对准环的内表面，以调整基本元件在所述内部 区域内的位置，并且由此将基本元件与第一过程管道和第二过程管道对准。9. 根据权利要求1所述的过程测量系统对准装置，还包括多个套管，所述多个套管被 构造以被放置成套在法兰紧固件上以将法兰紧固件定位在法兰孔的中心中。10. -种用于测量具有法兰的第一过程管道和第二过程管道中的过程流体的过程变量 的系统，该系统包括： 过程变送器； 圆片型基本元件，该基本元件具有用于将该基本元件连接至过程变送器的互连颈状 部，该基本元件被构造成定位在所述法兰之间，与过程流体接触，用于测量过程变量； 多个法兰紧固件； 对准环，该对准环形成一内部区域，所述基本元件至少部分地定位在该内部区域内，对 准环包括沟槽，该沟槽被构造成接收基本元件的互连颈状部，使得基本元件的互连颈状部 延伸到对准环之外，对准环还包括多个法兰紧固件接收孔，所述多个法兰紧固件接收孔被 构造成与第一过程管道和第二过程管道的法兰中的法兰孔对准并接收延伸穿过对准的法 兰孔的法兰紧固件；和 多个螺母，在每个法兰紧固件已经插入穿过第一过程管道的法兰中的法兰孔、对准环 中的法兰紧固件接收孔、和第二过程管道的法兰中的法兰孔之后，每个螺母紧固至所述多 个法兰紧固件中的一个的末端，以在出现对第一过程管道和第二过程管道的动态冲击的情 况中将基本元件保持在对准位置中。11. 根据权利要求10所述的系统，其中对准环中的所述多个法兰紧固件接收孔是被构 造成固定至法兰紧固件的螺纹孔。12. 根据权利要求11所述的系统，其中对准环中的所述多个法兰紧固件接收孔包括至 少8个法兰紧固件接收孔，这至少8个法兰紧固件接收孔围绕对准环间隔开以允许圆片型 基本元件和过程变送器相对于第一过程管道和第二过程管道安装在不同方位。13. 根据权利要求10所述的系统，其中对准环还包括多个对准突出部，所述多个对准 突出部定位在对准环的外部上，并被构造成与第一过程管道和第二过程管道的法兰中的至 少一个法兰接触，以将对准环和基本元件与第一过程管道和第二过程管道对准。14. 根据权利要求13所述的系统，其中所述多个对准突出部中的至少一个对准突出部 被构造成能够拆除地连接至对准环，以便所述多个对准突出部中的所述至少一个对准突出 部在对准环插入第一过程管道和第二过程管道的法兰之间之前能够被移除，并且随后在对 准环定位在第一过程管道和第二过程管道的法兰之间之后被重新连接。15. 根据权利要求10所述的系统，还包括多个对准销，所述多个对准销围绕对准环的 内部放置，以将基本元件保持在所述内部区域内的合适位置处并由此与第一过程管道和第 二过程管道对准。16. 根据权利要求15所述的系统，其中所述多个对准销包括位于对准环的上部上的第 一对准销和位于对准环的下部上的第二对准销，并且其中第二对准销在对准环的内部区域 中延伸得比第一对准销远。17. 根据权利要求10所述的系统，还包括多个对准螺杆，所述多个对准螺杆从对准环 的外部延伸至对准环的内部，以调整基本元件在所述内部区域内的位置，并且由此将基本 元件与第一过程管道和第二过程管道对准。18. 根据权利要求10所述的系统，还包括多个套管，所述多个套管被构造以被放置成 套在所述多个法兰紧固件上以将所述多个法兰紧固件定位在法兰孔的中心中。19. 一种将过程测量系统的圆片型基本元件连接在第一过程管道和第二过程管道之间 以测量第一过程管道和第二过程管道中的过程流体的过程变量的方法，该方法包括下述步 骤： 将基本元件的至少一部分包围在对准环的内部区域中，使得基本元件的互连颈状部定 位在形成在对准环中的沟槽中并延伸到对准环之外； 将对准环和所包围的基本元件插入第一过程管道和第二过程管道的法兰之间，以便基 本元件与第一过程管道和第二过程管道对准；以及 将多个法兰紧固件中的每一个插入穿过第一过程管道的法兰中的多个法兰孔中的对 应的一个、穿过对准环的多个对准孔中的对应的一个、以及穿过第二过程管道的法兰中的 多个法兰孔中的对应的一个，以锁定法兰紧固件并在管线震动的情况下防止对准环失配或 防止过程流体泄漏。20. 根据权利要求19所述的方法，其中将对准环和所包围的基本元件插入第一过程管 道和第二过程管道的法兰之间，以便基本元件与第一过程管道和第二过程管道对准的步骤 还包括： 从对准环上移除对准突出部，将对准环和所包围的基本元件插入第一过程管道和第二 过程管道的法兰之间，以及 将对准突出部重新连接至对准环。21. 根据权利要求19所述的方法，其中将基本元件包围在对准环的内部区域中的步骤 还包括： 采用延伸到对准环的内部区域中的对准销或螺杆将基本元件定位在所述内部区域中 并将基本元件与第一过程管道和第二过程管道对准。
【文档编号】G01F1/36GK106032999SQ201510113993
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月16日
【发明人】约翰·亨利·司泰来氏, 保罗·蒂莫西·迪根, 戴维·克锐格·温特斯
【申请人】迪特里奇标准公司