专利名称：差压测量变送器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种差压测量变送器。
背景技术：
用于检测在第一介质压力和第二介质压力之间的压力差的这类差压测量变送器一般包括传感器组件和评价组件，其中传感器组件包括差压传感器、第一过程连接法兰和第二过程连接法兰，其中差压传感器轴向夹紧在第一过程连接法兰和第二过程连接法兰之间，其中传感器组件可借助过程连接法兰安装在过程设备上，其中差压传感器可通过第一过程连接法兰被加载第一介质压力并通过第二过程连接法兰被加载第二介质压力，其中差压传感器具有信号输出端，用于输出信号，该信号代表在第一介质压力和第二介质压力之间测量的差，其中评价组件具有外壳和在外壳中的电子评价电路，其中评价电路具有信号输入端，其中外壳具有输入开口，通过该输入开口，差压传感器的信号输出端连接到评价电路的信号输入端，并且其中评价组件由传感器组件机械地保持。为此，一般将评价组件的外壳与外壳颈(在外壳颈中布置输入开口)习惯性拧紧到连接螺纹上，该连接螺纹从圆柱形差压传感器的圆周表面突出。该描述的结构被证明是可行的。相应的差压测量变送器举例地由申请人按照标识Deltabar或由Rosemoimt公司按照标识1151制造并销售。例如在EP 0 843 810 Bl中和国际专利申请WO 96/06338中公开了该原理的其它设计方案。因为差压传感器夹紧在过程连接法兰之间，所以评价组件的外壳的外壳颈所拧紧到的连接螺纹必须完全由过程连接法兰之间的空间中导出，由此使得在外壳和传感器组件之间的尺寸足够厚重的螺纹连接不与法兰相互干扰。这导致差压测量变送器在连接螺纹的轴线方向上相对较长。
发明内容
本发明的任务因此在于提供一种紧凑的差压测量变送器，其特别地能满足工业过程测量技术的要求。该任务依据本发明通过根据独立权利要求1的差压测量变送器解决。差压测量变送器包括差压传感器、第一过程连接法兰和第二过程连接法兰，其中差压传感器夹紧在第一过程连接法兰和第二过程连接法兰以及第一和第二密封件之间，其中差压传感器通过第一过程连接法兰可加载第一介质压力并通过第二过程连接法兰可加载第二介质压力；包含电子评价电路的外壳，其中外壳具有输入开口，差压传感器通过输入开口连接评价电路，并且其中该外壳具有至少一个凸起，该凸起在第一和第二过程连接法兰之间延伸，其中凸起并联于差压传感器夹紧在法兰之间，使得外壳由被夹紧的凸起保持。依据本发明的用于检测在第一介质压力和第二介质压力之间的压力差的差压测量变送器用另一种方式描述包括传感器组件和评价组件，其中传感器组件包括差压传感器、第一过程连接法兰和第二过程连接法兰，其中差压传感器夹紧在第一过程连接法兰和第二过程连接法兰以及第一密封件和第二密封件之间，这些密封件分别布置在过程连接法兰和差压传感器之间，其中传感器组件可借助过程连接法兰安装在过程设备上，其中差压传感器通过第一过程连接法兰可加载第一介质压力并通过第二过程连接法兰可加载第二介质压力，其中差压传感器具有信号输出端，用于输出代表在第一介质压力和第二介质压力之间测量的差的信号，其中评价组件具有外壳和在外壳中的电子评价电路，其中评价电路具有信号输入端，其中外壳具有输入开口，差压传感器的信号输出端通过该输入开口连接到评价电路的信号输入端，并且其中评价组件由传感器组件机械地保持；其特征在于，在外壳上连接至少一个凸起，该凸起在第一和第二过程连接法兰之间延伸，其中凸起并联于差压传感器被夹紧在法兰之间，使得外壳由被夹紧的凸起保持。在一个本发明的设计中，凸起包括框架，该框架包围差压传感器。在本发明的这个设计的改进中，框架至少在一个侧面上、优选在两个侧面上，沿封闭的密封面夹紧在过程连接法兰之间，所述密封面可以包括一个密封环、特别是一个弹性密封环。 在一个优选的改进中，框架的外轮廓在密封面的平面中此外对齐过程连接法兰的外轮廓，除了在必要的情况下在过程连接法兰上存在的突起之外，其中该突起具有开口用于压力导入。依据本发明的设计实现了相比紧凑和经济的结构，因为为了保证外壳和传感器组件之间的螺纹连接，不需要布置只存足够厚重的螺纹用于在差压传感器的圆周表面上支承外壳。此外，凸起或者框架可以由外壳材料制造，外壳材料一般比传感器组件中的机械组件的材料要更便宜。本发明的一个改进中，在差压传感器和过程连接法兰之间的密封件上的挤压力大于在框架和过程连接法兰之间的密封面上作用的挤压力。特别地，在差压传感器和过程连接法兰之间的密封件上的力大于那些在框架和过程连接法兰之间的密封面上作用的力。在本发明的一个改进中，差压传感器和凸起借助多个螺栓，特别是两个、三个或四个螺栓，夹紧在过程连接法兰之间，其中螺栓的轴线基本上垂直于密封面延伸，并且其中螺栓在目前优选的本发明的改进中由框架的外轮廓包围。在本发明的目前优选的设计中，差压测量变送器此外具有基本上轴对称的，特别是至少部分圆柱形的引导套管，该套管设置在外壳的输入开口和差压传感器的传感器颈部之间所形成的环形间隙中，其中传感器颈部从差压传感器的圆周表面延伸到输入开口中， 并且其中差压传感器的信号输出端延伸通过传感器颈部。引导套管特别地用于使传感器颈部的轴线相关于外壳的输入开口对齐。套管因此支持了差压测量变送器的非常紧凑的结构。其如下地理解，如同上面讨论的，设计在外壳上的框架替代传感器颈部的坚固的和长的传感器颈部，用于给予外壳在传感器组件上的足够的稳定性。但是有利的是，(较不坚固的和可能较短的)传感器颈部与外壳机械联接，使得传感器颈部的轴线相关于外壳的输入开口对齐，以使差压传感器相关于外壳和框架进入限定的位置。传感器颈部的轴线的对齐的要求，但是首先要相反的，传感器颈部的轴线和因此差压传感器可以相关于外壳倾斜，这些在差压传感器装入到框架中时，在同时传感器颈部引入到外壳的输入开口时是有利的，因为如果没有传感器颈部的轴线的倾斜的可能性的话，框架的内部间隙必须至少如同差压传感器在传感器颈部的轴线的方向上的最大高度那样大。因为传感器颈部的轴需哦阿妈的对齐通过一个在差压传感器装入到框架后需安装的套管实现，差压传感器可以在装入到框架中时很好的倾斜。因此框架的净高可以显著地减少。凸起作为框架的设计解决了另一个问题。目前为止的差压测量变送器一般被设计为使得当过程连接法兰和差压传感器之间的密封件故障时，测量介质虽然达到差压测量变送器的周围但是不被导入到外壳中。利用本设计，给出了理论上的可能性，因此设计相应的解决措施，避免上述问题。为此特别在信号连接线路在管道中引导到外壳的情况下，设计一种所谓的第二遏制(英语Aecond Containment)，该遏制在过程密封件也就是过程连接法兰和差压传感器之间的密封件失效后，防止压力下的介质不被注意地达到外壳中或者管道中。套筒优选因此包括第一套筒密封面并且外壳包括包围输入开口的输入密封面，其中借助输入密封面和第一套筒密封面以及一个必要的情况下在它们中间布置的密封环，在套筒和外壳之间的第一开口相对于外壳被密封。此外，套筒还优选包括第二套筒密封面并且传感器颈部具有环形的传感器颈部密封面，其中借助传感器颈部密封面和第二套筒密封面以及必要的情况下在它们中间布置的密封环，在套筒和传感器颈部之间的第二开口被密封。第一开口和第二开口的密封在本发明的改进中如下设计，这些密封至少在一个限定的时间段内克服过程密封件的失效，该时间段例如是为了消除由于过程密封件失效而在密封上出现的超压所需要的。为了消除超压，开口例如可以在必要的情况下包含过滤器，通过过滤器提供框架， 和/或在框架和过程连接法兰之间的密封件中的至少一个的尺寸可以轻薄，使得在出现超压时该密封件在过程密封件失效后立即失效并因此实现减压。第一开口和/或第二开口可以特别地包括环形间隙，其中该环形间隙特别地在光滑的圆柱形的圆周表面或具有压铸的螺纹线的圆周表面上延伸。目前有优势的是，第一开口和第二开口分别特别地满足阻燃方面的要求。在环形间隙和光滑的圆柱形的圆周表面的情况下，阻燃要求在间隙长度给定时不超过限定间隙的圆周表面的临界的最大的距离。在环形间隙在两个具有螺纹线的圆周表面之间形成的情况下，这也是成立的。细节方面例如参考根据防火等级Ex-d对阻燃的要求。本发明的一个改进中，套筒具有带螺纹的外部的圆周表面，该螺纹咬合在外壳的包围输入开口的壁里的互补的内螺纹。套筒的内侧圆周表面在该设计中基本上是光滑的。套筒的两个圆周表面连同与它们相对置的面特别是按照防火等级Ex-d满足阻燃的要求。根据本发明的一个改进，传感器组件包括定位体(PositionierkSrper)，该定位
体限定了差压传感器在框架中的位置。定位体能够例如至少部分地啮合差压传感器的圆周表面并且使差压传感器相关于框架附加地对齐套筒。定位体可以特别地是塑料体，其特别是柔韧的，使得其在夹紧力的作用下在过程连接法兰的方面不会阻挠压力测量单元定位的调整。
本发明现在根据在附图中示出的实施例进行描述。其中图1示出了依据本发明的差压测量变送器的外壳主体的立体图；图2示出了部分安装的依据本发明的差压测量变送器的立体图；和图3示出了依据本发明的差压测量变送器的截面图。
具体实施例方式图1中示出的外壳主体10包括外壳11，该外壳11除了功能上的偏移部分之外具有围绕外壳纵轴线基本旋转对称的结构。在外壳11的底面连接了框架12，该框架12围绕基本上直角形的传感器容纳部14。框架12的平面平行(planparellel)的端面基本上平行于外壳纵轴线延伸。在外壳11的底面布置了输入开口 16，该输入开口 16的轴与外壳纵轴线对齐。在该输入开口中，定位差压传感器的颈部。此外，图1示出了信号输出开口 18，在测量操作中通过该输出开口 18将信号线路和供电线路导入到外壳11中。图2示出了部分安装的差压测量变送器1，其带有根据图1描述的外壳主体10，差压传感器20装入到该外壳主体10的传感器容纳部14中。该差压传感器20包括基本上圆柱形的传感器主体22，该传感器主体22的轴线垂直于外壳纵轴线的轴线和框架12的端面延伸。传感器主体22的两个端面在运行中由第一压力或者第二压力加载，其中差压传感器提供原始信号，该原始信号相应于在第一压力和第二压力之间的差值。为了能够将差压传感器20的原始信号引导至外壳11中的评价电路，差压传感器20具有基本上圆柱形的传感器颈部24，电子馈线延伸穿过该传感器颈部M，其中传感器颈部M的纵轴线与外壳纵轴线对齐，并且其中传感器颈部M在外壳11的输入开口 16中延伸。为了将差压传感器20在传感器容纳部14中保持在期望的位置和方向上，在传感器主体22的圆周表面布置比如塑料的定位主体30，该定位主体30至少部分地咬合传感器主体，并且具有距离保持件32，该距离保持件32支承在框架12上，用于固定传感器外壳22的位置和取向。距离保持件32 这里构件为环形，使其具有一定的灵活性。此外，图2中示出了过程连接法兰50，其贴靠在框架12的背侧端面上，用于向传感器主体22的背侧端面加载第一介质压力。为此，过程连接法兰具有通道，该通道从图中可见的过程连接面里的开口 M通过过程连接法兰延伸到一个大约位于传感器主体22的轴线上的开口。在差压测量变送器1完全安装、准备好运行时，在图2中的框架12的自由的端面上也布置了一个过程连接法兰，用于向传感器主体22的前侧端面加载第二介质压力，其中两个过程连接法兰50利用通过开口 52延伸到过程连接法兰50中的四个螺栓相互夹紧，用于在传感器主体22与在传感器主体的两个端面上布置的过程密封之间保持夹紧，其中， 此外，外壳主体10的框架12并联地保持。为了框架12并联地保持在限定的应力下而不损坏过程密封件的完整性，在框架12的每个端面上提供了环绕的凹陷19，该凹陷19用作弹性应力绳索的容纳部。弹性应力绳索可以同时用作密封件，但这不是强迫要求的。其它的结构的细节现在根据图3描述，图3示出了沿着外壳纵轴线的纵截面，其中在图3的下部可以看到差压传感器20的在两个过程连接法兰50之间夹紧的传感器主体 22。法兰分别具有一个环形环绕的凹陷56，该凹陷56分别容纳了一个这里没有示出的弹性 0型圈，该0型圈相对于传感器主体22的毗邻的端面压密地张紧。在凹陷19中，在框架12的内边缘上布置了弹性应力绳索，该弹性应力绳索同样通过过程连接法兰50张紧，由此框架12和具有其的整个外壳主体10相关于法兰和同样夹紧的差压传感器20保持就位。外壳11在它的内部包含一个外壳室15，在该外壳室15中布置了这里没有示出的评价电路。为了一方面传感器颈部对在外壳的输入开口 16处保持、另一方面外壳室15相对于由框架12包围的传感器容纳部14密封，设计了套筒40，该套筒40根据设计推到传感器颈部表面上，并借助在套筒40的圆周表面上的外螺纹与在输入开口 16的壁里的互补的内螺纹拧紧。在套筒40的内壁46和传感器颈部M的圆周表面沈之间构造环形间隙，其实现了防火类型ex-d的阻燃要求。螺纹组同样可以实现防火类型ex-d的阻燃要求。套筒40此外具有环形片状的端面41，该端面41 一方面从内壁46径向向内延伸以形成第一套筒密封面42，在该套筒密封面42上贴靠着第一密封环，该密封环夹紧在第一套筒密封面42和在传感器颈部上与其互补的密封面之间；另一方面，端面41从套筒40的圆周表面径向向外延伸以形成第二套筒密封面44，在该套筒密封面44上贴靠了第二密封环， 该密封环夹紧在第一套筒密封面44和在外壳主体10的边缘上或者输入开口 16附近与第一套筒密封面44互补的密封面之间。利用这些密封件实现了第二遏制，其防止过程介质在过程密封件失效后能够到达外壳室15。必要的情况下，可以在框架12中布置泄压阀或者爆破片，其中它们的尺寸使得在外壳室15的密封故障之前实现在传感器容纳部14中的减压。在端面观上布置了用于差压传感器的电气接口，差压传感器通过这些电气接口连接到外壳室中的这里没有示出的评价电路。在图3中为了明晰的目的在截面图中将差压传感器20作为一个实心的块示出。这与实际的事实明显的不同。传感器主体22包含专业人员常用的这里没有示出的具有半导体差压测量换能器的测量工具，如同在EP 1299701 Bl中描述的，其中测量工具在传感器主体的端面上分别具有金属的分隔膜，该分隔膜封闭液压路径，该液压路径从各端面延伸到半导体差压测量换能器的测量膜的一个侧面。同样的可以设计电感型差压传感器。在传感器颈部中，举例地设计用于半导体差压测量换能器的信号处理的电子电路。本发明基本上涉及差压传感器在差压测量变送器的外壳中的结构性整合，因为本发明的上下文中没有出现传感技术和信号处理的细节，所以该简化示出是合理的。
权利要求
1.差压测量变送器(1)，包括差压传感器(20)、第一过程连接法兰(50)和第二过程连接法兰(50)，其中所述差压传感器00)夹紧在所述第一过程连接法兰(50)和所述第二过程连接法兰(50)之间以及第一和第二密封件之间，其中所述差压传感器能够通过所述第一过程连接法兰被加载第一介质压力并能够通过所述第二过程连接法兰被加载第二介质压力；外壳(11)，其包含电子评价电路，其中所述外壳(11)具有输入开口(16)，所述差压传感器通过所述输入开口(16)连接评价电路，并且其中所述外壳(11)具有至少一个凸起(12)，所述凸起(1 在所述第一和第二过程连接法兰(50)之间延伸，其中所述凸起(1 并联于所述差压传感器00)夹紧在所述法兰(50)之间，使得所述外壳由夹紧的凸起保持。
2.特别是根据权利要求1所述的差压测量变送器(1)，用于检测在第一介质压力和第二介质压力之间的压差，其中所述差压测量变送器包括传感器组件和评价组件，其中所述传感器组件包括差压传感器(20)、第一过程连接法兰(50)和第二过程连接法兰(50)，其中所述差压传感器00)夹紧在所述第一过程连接法兰(50)和所述第二过程连接法兰(50) 之间以及第一和第二密封件之间，所述密封件分别布置在所述过程连接法兰和所述差压传感器(20)之间，其中所述传感器组件能够借助所述过程连接法兰安装在过程设备上，其中所述差压传感器能够通过所述第一过程连接法兰被加载第一介质压力并通过所述第二过程连接法兰被加载第二介质压力，其中所述差压传感器00)具有信号输出端，用于输出信号，所述信号依赖于在所述第一介质压力和所述第二介质压力之间的测量的差或者代表这个差，其中所述评价组件具有外壳(11)和在所述外壳中的电子评价电路，其中所述评价电路具有信号输入端，其中所述外壳(11)具有输入开口(16)，所述差压传感器的所述信号输出端通过所述输入开口连接到所述评价电路的所述信号输入端，并且其中所述评价组件由所述传感器组件机械地保持；其特征在于，在所述外壳(11)上连接至少一个凸起(12)，所述凸起在所述第一和第二过程连接法兰(50)之间延伸，其中所述凸起(1 并联于所述差压传感器00)夹紧在所述法兰(50)之间，使得所述外壳由夹紧的凸起保持。
3.按照权利要求1或2所述的差压传感器，其中所述凸起具有框架(12)，所述框架包围所述差压传感器。
4.按照权利要求3所述的差压传感器，其中所述框架至少在一个侧面上，优选在两个侧面上，沿着封闭的密封面(19)夹紧在所述过程连接法兰(50)之间。
5.按照权利要求3或4所述的差压传感器，其中所述框架的外轮廓在所述密封面的平面上对齐所述过程连接法兰的外轮廓。
6.按照权利要求3、4或5所述的差压传感器，其中所述差压传感器和所述凸起借助多个螺栓夹紧在所述过程连接法兰之间。
7.按照权利要求6所述的差压传感器，其中所述螺栓由所述框架的外轮廓包围。
8.按照前述权利要求中任一项所述的差压传感器，此外包括引导套筒，其布置在环形间隙中，所述环形间隙在所述外壳的输入开口和所述差压传感器的传感器颈部之间形成，其中所述传感器颈部由所述差压传感器的圆周表面延伸到所述输入开口中，并且其中所述差压传感器的信号输出端延伸穿过所述传感器颈部。
9.按照权利要求7所述的差压传感器，所述套筒包括第一套筒密封面，并且所述外壳包括包围所述输入开口的输入密封面，其中借助所述输入密封面和所述第一套筒密封面以及必要的情况下还借助在它们之间布置的密封环，密封在所述套筒和所述外壳之间的第一开口。
10.按照权利要求8所述的差压传感器，其中所述套筒包括第二套筒密封面，并且所述传感器颈部包括环形的传感器颈部密封面，其中借助传感器颈部密封面和所述第二套筒密封面以及必要的情况下还借助在它们之间布置的密封环，密封在所述套筒和所述传感器颈部之间的第二开口。
全文摘要
一种差压测量变送器(1)，包括差压传感器(20)、第一过程连接法兰(50)和第二过程连接法兰(50)，其中差压传感器(20)夹紧在第一过程连接法兰(50)和第二过程连接法兰(50)之间以及第一和第二密封件之间，其中差压传感器可通过第一过程连接法兰加载第一介质压力并通过第二过程连接法兰加载第二介质压力；外壳(11)，其包括电子评价电路，其中外壳(11)具有输入开口(16)，差压传感器通过输入开口(16)连接评价电路，并且其中外壳(11)具有至少一个凸起(12)，凸起(12)在第一和第二过程连接法兰(50)之间延伸，其中凸起(12)并联于差压传感器(20)夹紧在法兰(50)之间，使得外壳由被夹紧的凸起保持。
文档编号G01D11/24GK102257363SQ200980151471
公开日2011年11月23日 申请日期2009年11月23日 优先权日2008年12月19日
发明者尤尔根·坦纳, 阿克塞尔·洪佩特 申请人:恩德莱斯和豪瑟尔两合公司