专利名称：减小管道支架组件中的应力的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用局部加热来释放管道支架组件中的应力的方法。
背景技术：
振动流动装置，例如，密度计和Coriolis (科里奥利)流量计用来测量流动物质的 特征，诸如密度、质量流速、体积流速、总质量流量、温度、以及其它信息。所述振动流动装置 包括一个或多个管道，所述管道可具有各种形状，例如，直线构形、U形构形或不规则构形。 一个或多个管道具有一组固有振动模式，例如包括，简单弯曲模式，扭曲模式、径向模式和 耦合模式。通过至少一个驱动器以这些模式中的一种模式的共振频率使一个或多个管道振 动，目的是确定流动物质的特征。振动流动装置包括一个或多个电子装置，这些电子装置向驱动器传递正弦驱动信 号，所述驱动器通常是磁体/线圈组合，所述磁体通常固定到管道上而所述线圈固定到支 撑结构或另一管道上。驱动信号致使驱动器以固有模式中的一种模式的共振频率振动所述 一个或多个管道。例如，驱动信号可以是输送到线圈的周期电流。振动流动装置包括至少一个传感器，所述传感器检测管道的运动并产生代表该运 动的正弦感测信号。所述感测信号被传递到一个或多个电子装置，根据完全已知的原理，所 述电子装置根据需要确定流动物质的特征或调整驱动信号。振动流动装置可具有一个或多个支架条。理想的是，利用支架条，使得为确定流动 物质特征的目的而采用的振动模式不与其它振动模式同时发生。因此，通过改变支架条的 数量和位置，能在某种程度上控制诱发各种振动模式的频率。而且，还理想的是，采用利用 支架条，为的是在一个或多个管道颤振或振动时降低歧管或法兰和所述一个或多个管道的 连接区域上的应力。支架条通常通过经由焊接、铜焊或软焊操作产生的连接接合处或连接点连接到管 道上。支架条与管道的连接可在连接接合处所在的区域附近使管道受力或变弱。由于连接 接合处的区域经受由颤振或振动施于的周期载荷产生的应力，所以在这个区域附近的任何 应力或弱化都会导致管道的突变失效。在先前的设计中，通过使用炉或加热炉来释放应力和实施弱化。这个过程或处理 工艺要求把整个管道和支架组件放入到炉中并将这个组件加热到预定温度，例如1160°C， 并持续一段时间，例如37分钟。虽然这种方法在释放管道的应力或使应力弱化方面是令人 满意的，但这一方法还有一些缺点。例如，因为这个过程要求将管道和支架组件容纳在炉 中，所以所述过程通常限于与较小的管道一起使用。而且，因为加热操作可能损坏传感器、 驱动器和其它部件，所以现有的方法要求管道和支架组件连接后，从生产线上取下，送到炉 处，然后在返回到生产线以组装其它部件。本发明的目的是克服用于振动流动装置内的振动管道的现有技术的管道支架组 件中的这些固有缺点。
发明内容
本方面的范围仅由所附的权利要求限定，并不受本部分中的叙述的任何影响。根据本发明的一个实施例，一种用于减少管道支架组件中的应力的方法，所述包 括以下步骤形成将支架条到管道的连接接合处或连接点；和对所述连接接合处施加局部 热量以释放应力。 根据本发明的一个方面，一种用于减少管道支架组件中的应力的方法，所述方法 包括以下步骤形成将支架条连接到管道的连接接合处；和对所述连接接合处施加局部热 量以释放应力。优选地，所述方法还包括以下步骤对所述管道邻近所述连接接合处的区域施加 局部热量以便释放应力。优选地，所述局部热量的施加将所述连接接合处加热到在704°C和816°C之间的温度。优选地，所述局部热量的施加将所述连接接合处加热到至少760°C的温度。优选地，所述局部热量由火焰产生。优选地，所述局部热量由感应线圈产生。优选地，所述方法还包括以下步骤在施加所述局部热量后，允许所述连接接合处 空气冷却。优选地，在所述管道和所述支架条都位于生产线上时施加所述局部热量。优选地，所述方法还包括以下步骤在施加所述局部热量前将至少一个驱动器和 至少一个传感器连接到所述管道。优选地，所述方法还包括以下步骤形成将另一支架条连接到所述管道的另一连 接接合处，和在所述另一连接接合处施加局部热量以释放应力。优选地，所述方法还包括以下步骤在所述管道邻近所述另一个连接接合处的区 域上施加局部热量以便释放应力。优选地，所述支架条通常定位于所述管道的端部。优选地，所述方法还包括以下步骤形成将另一支架条连接到所述管道的另一连 接接合处，由此所述支架条和所述另一支架条对称地位于所述管道上；和在所述另一连接 接合处施加局部热量以释放应力。优选地，所述方法还包括以下步骤形成将所述支架条连接到另一管道的另一连 接接合处；和在所述另一连接接合处施加局部热量以释放应力。优选地，所述连接接合处或连接点通过焊接形成。
图1描述了根据本发明的一个实施例的振动流动装置的立体图；图2描述了利用火焰进行局部加热过程的立体图；以及图3描述了利用感应线圈进行局部加热过程的立体图。
具体实施例方式图1图示了 Coriolis (科里奥利)流量计形式的振动流动装置5的示例，所述振动流动装置包括传感器组件10和一个或多个电子装置20。所述一个或多个电子装置20通 过导线100连接到所述传感器组件10以在路径26上测量流动物质的特征，例如密度、质量 流率、体积流率、总质量流量、温度、以及其它信息。本示例的传感器组件10包括一对法兰101和101，；歧管102和102，；驱动器104 ； 传感器105-105，；管道103A和103B,和支架条(或支架件)120-124。所述歧管102和102， 被固定在所述管道103A和103B的相对端。所述驱动器104和所述传感器105-105，连接到 所述管道103A和103B上。所述驱动器104在这样的位置被连接到所述管道103A和103B 上，在所述位置所述驱动器104能够使所述管道103A和103B相对彼此振动。所述传感器固 定在所述管道103A和103B的相对端以探测所述管道103A和103B的相对端在振动中的相 位差。本领域技术人员应当清楚的是，将本文中所讨论的原理与任何类型的振动流动装置 结合使用也在本发明的范围内，这些类型的振动流动装置例如包括密度计，与管道的数量、 驱动器的数量、传感器的数量、振动的运行模式或流动物质的既定特征无关。本示例的法兰101和101，固定在所述歧管102和102，上并将所述管道103A和 103B连接到管线或管路(未示出)。当所述传感器组件10插入到输送流动物质的管线系 统(未示出)中时，所述物质通过所述法兰101进入所述传感器组件10，穿过入口歧管102， 在此所有材料或物质被引导到所述管道103A和103B，流经所述管道103A和103B，并回到 出口歧管102，，在此所述物质通过所述法兰101，离开所述传感器组件10。最好对所述管道103A和103B进行挑选并将其适当地安装到所述入口歧管102 和所述出口歧管102，，使得所述管道103A和103B分别关于弯曲(或弯曲段)轴线Wff和 W’ -W’具有基本相同的质量分布、惯性矩、和弹性模量。所述管道从所述歧管向外以基本平 行的形式延伸。虽然示出的所述管道103A和103B具有大致U形形状，但具有其它形状，例 如直线形状或不规则形状，的所述管道103A和103B也在本发明的范围内。在本示例中，所述驱动器104围绕所述管道103A-B的各自弯曲轴线W和W’在相 反的方向上并以被称为流量计的先出相位弯曲模式驱动所述管道103A-B。所述驱动器104 可包括许多已知布置或配置中的一种，例如安装到所述管道103A上的磁体和安装到所述 管道103B上的反作用线圈。使交流电流流经所述反作用线圈以使所述管道103A和103B 颤振或振动。由所述一个或多个电子装置20通过导线110向所述驱动器104施以适当的 驱动信号。在本示例中，所述一个或多个电子装置20产生驱动信号并将所述信号通过导线 110传递到所述驱动器104，所述信号致使所述驱动器104振动所述管道103A和103B。然 而，产生用于多个驱动器的多个驱动信号也在本发明的范围内。所述一个或多个电子装置 20对来自所述传感器105-105’的左和右速度信号进行处理以计算质量流率。路径26提供 输入装置和输出装置，这些所述装置允许所述一个或多个电子装置20与操作者交流。对于 理解本发明而言，无需对所述一个或多个电子装置20的电路进行解释，所以为了描述的简 明而省略了这些解释。进而，对图1的描述仅仅是提供了作为一种可能的振动流动装置的 运行的示例，而并非意图限制本发明的教导。所示出的实施例具有第一对内支架条122-123和第二对外支架条120-121。如图 所示，所述内支架条122大致位于所述管道103A和103B的第一端126处，而所述内支架条 123大致位于所述管道103A和103B的第二端127处。还如图所示，所述外支架条120大
6致位于所述管道103A和103B的所述第一端126处，而所述外支架条121大致位于所述管 道103A和103B的所述第二端127处。在所描述的实施例中，每对所述支架条120，121和 122，123都优选地大致定位成使得它们对称地位于所述管道103A和103B上。虽然本发明 设有第一组支架条122，123和第二组支架条120，121，但设置任何数量的支架条，例如单一 组支架条122、123或120，121，也在本发明的范围内。如图1所示，支架条120-123都通过连接接合处或连接点125被连接到所述管道 103A和103B。所述支架条120-123通常通过钨电极惰性气体保护焊(或气体保护钨极弧 焊(Gas Tungsten Arc Welding))工艺焊接到所述管道103A和103B，但是使用其它的焊接 工艺，例如管状焊条电弧焊(或药芯焊条弧焊(Flux Cored Arc Welding))工艺、气体保护 金属(电)极弧焊(Gas Metal Arc Welding)，或将所述支架条120-123铜焊或软焊到所述 管道103A和103B上也都在本发明的范围内。根据本发明的一方面，在将所述支架条120-123连接到所述管道103A和103B之 后，使用局部加热过程或处理来释放在连接接合处125处的应力并使所述连接接合处125 得到强化。根据本实施例的另一方面，在将所述支架条120-123连接到所述管道103A和 103B之后，可利用局部加热过程或处理释放管道103A和103B的位于所述连接接合处125 附近的区域上的应力并使所述管道103A和103B的位于所述连接接合处125附近的区域得 到强化。在局部加热过程或处理中使用任何热源都落在本发明的范围内。作为举例而非限 定，图2示出了利用火焰的局部加热过程，所述火焰例如来自火炬200，而图3示出了使用感 应线圈300的局部加热过程或处理，所述感应线圈300定位于所述连接接合处125的周围 和/或所述管道103A和103B邻近所述连接接合处125的区域。如图3中所示，感应加热系 统的基本部件是AC电源301和感应线圈300。本领域技术人员将会理解，所述电源301通 过所述线圈发送交流电流，产生磁场。当所述连接接合处125和/或所述管道103A和103B 邻近所述连接接合处125的区域被置于所述感应线圈300中时，如图3中的情形，磁场在所 述连接接合处125和/或所述管道103A和103B邻近所述连接接合处125的区域内感生涡 电流，所述涡电流转而在不需要与所述感应线圈300物理接触的情况下产生精确的局部热 量。无论热源如何，所述局部加热过程或处理仅通过加热所述连接接合处125和/或 所述管道103A和103B邻近所述连接接合处125的区域就能够使其得到增强并释放其应 力。在本实施例中，所述连接接合处125和/或所述管道103A和103B邻近所述连接接合 处125的区域可被加热到范围在704°C到816°C内的温度，且优选地，被加热到至少760°C。 根据本实施例的另一方面，一旦进行了局部加热过程后，可允许所述管道103A、103B和所 述支架条120-123组件空气冷却；然而，其它的冷却方法，如强制通风或淬火，也在本发明 的范围内。因此，本发明的方法允许在不使用炉(或加热炉)的情况下释放应力。进而，根据 本发明的方法的优选的方面，虽然未必如此，但传感器组件10可以在不需要为了应力释放 和冷却的目的而将所述管道103A、103B和所述支架条120-123组件从生产线上取下的情况 下进行安装。而且，根据本发明的方法，还可以。但并非一定，在其它部件，例如所述驱动器 104或所述传感器105-105，，已经组装到所述管道103A、103B上之后再进行局部加热处理，因此应力释放过程并不干扰所述组装过程。本发明描述了教导本领域技术人员如何制造和使用本发明的最佳模式的具体示 例。出于教导发明原理的目的，简化或省略了一些传统方面。本领域技术人员将理解在本 发明范围内的这些示例的各种变型。对上述实施例的具体描述不是对发明人认为的在本发 明范围内的所有实施例的穷尽描述。例如，虽然图1-3中公开的具体示例示出了一对管道 103A、103B,但采用任意数量的管道也在本发明的范围之内。作为举例而非限定，使用单个 的管道，例如管道103A或103B，并采用至少一个支架条将所述管道连接到支撑结构也在本 发明的范围内。所述支架条可与所述支撑结构是一体的或者以任意的方式连接到所述支撑 结构上，所述任意的方式包括但不限于，如焊接、铜焊或软焊。本领域技术人员将认识到上述实施例的某些元件可以以不同的方式组合或省略 以形成其它的实施例，而这些其它的实施例也落在本发明的范围和教导之内。本领域技术 人员还将清楚，上述的实施例可以全部或部分地组合以形成在本发明的范围和教导之内的 另外的实施例。因此，虽然出于说明目的在此描述了本发明的具体实施例和示例，但如本领域技 术人员所认识到的，在本发明的范围内还可以有各种等效的变型。在此提供的教导可应用 到除了那些上面描述的并在附图中示出的实施例以外的其它实施例。因此，本发明的范围 由下面的权利要求来确定。
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权利要求
一种用于减少管道支架组件中的应力的方法，所述包括以下步骤形成将支架条(120、121、122或123)连接到管道(103A或103B)的连接接合处(125)；和对所述连接接合处(125)施加局部热量以释放应力。
2.如权利要求1所述的用于减少管道支架组件中的应力的方法，其特征在于，其还包 括以下步骤在所述管道(103A或103B)邻近所述连接接合处(125)的区域施加局部热量 以便释放应力。
3.如权利要求1所述的用于减少管道支架组件中的应力的方法，其特征在于，所述局 部热量的施加将所述连接接合处(125)加热到在704°C和816°C之间的温度。
4.如权利要求1所述的用于减少管道支架组件中的应力的方法，其特征在于，所述局 部热量的施加将所述连接接合处(125)加热到至少760°C的温度。
5.如权利要求1所述的用于减少管道支架组件中的应力的方法，其特征在于，所述局 部热量由火焰产生。
6.如权利要求1所述的用于减少管道支架组件中的应力的方法，其特征在于，所述局 部热量由感应线圈(300)产生。
7.如权利要求1所述的用于减少管道支架组件中的应力的方法，其特征在于，其还包 括以下步骤在施加所述局部热量后，允许所述连接接合处(125)空气冷却。
8.如权利要求1所述的用于减少管道支架组件中的应力的方法，其特征在于，在所述 管道(103A或103B)和所述支架条(120、121、122或123)都位于生产线上时施加所述局部 热量。
9.如权利要求1所述的用于减少管道支架组件中的应力的方法，其特征在于，其还包 括以下步骤在施加所述局部热量之前将至少一个驱动器(104)和至少一个传感器(105或 105’ )连接到所述管道。
10.如权利要求1所述的用于减少管道支架组件中的应力的方法，其特征在于，其还包 括以下步骤形成将另一支架条(120，121，122或123)连接到所述管道(103A，103B)的另一连接接 合处(125)；和在所述另一连接接合处(125)施加局部热量以释放应力。
11.如权利要求10所述的用于减少管道支架组件中的应力的方法，其特征在于，其还 包括以下步骤在所述管道(103A，103B)邻近所述另一个连接接合处(125)的区域上施加 局部热量以便释放应力。
12.如权利要求1所述的用于减少管道支架组件中的应力的方法，其特征在于，所述支 架条(120，121，122，或123)通常位于所述管道(103A, 103B)的端部。
13.如权利要求1所述的用于减少管道支架组件中的应力的方法，其特征在于，其还包 括以下步骤形成将另一支架条(120，121，122或123)连接到所述管道(103A，103B)的另一连接 接合处(125)，由此所述支架条(120，121，122或123)和所述另一支架条(120，121，122或 123)对称地位于所述管道(103A, 103B)上；和在所述另一连接接合处(125)处施加局部热量以释放应力。
14.如权利要求1所述的用于减少管道支架组件中的应力的方法，其特征在于，其还包 括以下步骤形成将所述支架条(120，121，122或123)连接到另一管道(103A或103B)的另一连接 接合处(125)；和在所述另一连接接合处(125)施加局部热量以释放应力。
15.如权利要求1所述的用于减少管道支架组件中的应力的方法，其特征在于，所述连 接接合处(125)通过焊接形成。
全文摘要
本发明提出一种用于减少管道支架组件中应力的方法，该方法包括形成将支架条(120，121，122，或123)连接到管道(103A或103B)的连接接合处(125)和对该连接接合处(125)施加局部热量以释放应力。
文档编号G01F1/84GK101903538SQ200780101964
公开日2010年12月1日 申请日期2007年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者A·霍恩格, B·多尔德, C·R·格里芬, G·贝里 申请人:微动公司