用于流量测量装置的测量管的制作方法

用于流量测量装置的测量管的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于流量测量装置的测量管(1)。测量管(1)具有内衬(A)，并且内衬(A)具有至少一个密封唇(D1,D2,Dn)，所述密封唇(D1,D2,Dn)用于在测量管(1)和在安装状态中邻接测量管(1)的管线段(2)之间产生密封作用。
【专利说明】用于流量测量装置的测量管

【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于流量测量装置的测量管。
[0002] 此外，本发明涉及磁感应式流量测量装置。
[0003] 本发明进一步涉及无密封环法兰连接和制造用于流量测量装置的测量管的方法。

【背景技术】
[0004] 从现有技术已知将测量管用于确定流量。固定到测量管或集成到测量管内的测量 传感器在这种情况下用于记录与通过测量管的流量有关的被测变量。
[0005] 从现有技术已知不同的测量原理用于确定通过这样的测量管的流量。由此，确定 流量能例如基于超声测量原理或基于磁感应式测量原理发生。
[0006] 由于其中应用这种流量测量装置的不同应用，有必要用电绝缘材料为测量管设置 内衬。根据特定应用中存在的温度和被测材料来选择该内衬。材料的示例包括热塑性、热 固性和弹性、合成材料。
[0007] 通过将流量测量装置插入管线中来使用它们。在这种情况下，测量管经法兰连接， 在其两端与相邻的管线段连接。现有技术已知用于密封这种法兰连接的是各种密封件。由 此，例如，公开专利DE19846475 A1公开了用于建立法兰连接的平坦密封环。从US专利 US811000还已知一种密封环，用于密封管线的两个相邻部之间的法兰连接。
[0008] 这些已知的密封表面几何形状通常要求承受高压，以便实现充分的密封。高承压 继而意味着导致力集中在法兰上的高螺栓力（bolt force)。为保持法兰翘曲小，法兰相应 地必须重，即，具有相当的厚度。
[0009] 另外，将密封环插入两个相互邻接的管线段之间为使得在接合部处能够逸出材料 的间隙提供机会。


【发明内容】

[0010] 因此，本发明的目的是提供测量管和邻近管线段之间的改进密封。
[0011] 通过测量管、磁感应式流量测量装置、无密封环法兰连接以及制造用于流量测量 装置的测量管的方法，实现该目的。
[0012] 关于测量管，通过用于流量测量装置的测量管，实现该目的，其中，测量管具有内 衬，其中，内衬具有至少一个密封唇，用于在测量管和在安装状态中与该测量管邻接的管线 段之间提供密封作用。
[0013] 由此，本发明的思想是将测量管的内衬用于流量测量装置来在测量管和邻近管线 之间提供密封作用。为此，至少一个密封唇是内衬的一部分。测量管的这种内衬（具有集 成的密封唇）具有能省略额外的密封环的优点。
[0014] 以测量管的实施例的形式，内衬和密封唇，尤其是当测量管与邻接管线段连接时， 用于通过向邻接管线段施加承压来实质上产生密封作用。所提出的密封件由此用于防止所 测量的物质，诸如流体或气体逸出。由此，本发明的实施例的该形式提供接触的被测材料的 静态密封。
[0015] 在这种情况下，内衬和/或密封唇被设计成通过密封表面上的承受力，产生有效 压力，其至少对应于待密封的被测材料的压力。由此，组件应当以最小承压，或最小挤压力， 对用作密封件的密封唇和内衬施加预应力，使得实现密封表面相互的足够弹性和塑性适 应。然而，在这种情况下，不应当超出最大可容许压缩力，否则会损坏密封件。
[0016] 在测量管的实施例的另一形式中，测量管包括至少一个法兰，用于测量管和邻接 管线段的连接。其中，内衬覆盖法兰的至少一部分，并且至少一个密封唇位于内衬的覆盖法 兰的部分中。保持在法兰上的这种密封件用作垫圈的形式。在这种情况下，通过所施加的 挤压力，例如，通过用于将测量管的各个法兰和邻接管线段的对接法兰连接的连接螺栓，能 实现该密封作用。在该实施例的形式中，内衬不仅在测量管的内壁上延伸，而是还在测量管 的法兰的至少一部分上延伸。在由内衬覆盖的法兰的该部分中，能够提供至少一个密封唇。 由于如在现有技术的实践中，测量管被夹在两个管线段之间，所提出的测量管能在其两端 上具有法兰，每一法兰在法兰上存在内衬的区域中具有密封唇。由此，当之前和在下文中， 讨论测量管的一端上的一个法兰时，应理解到，这也能扩展到在其两端具有法兰的测量管 的每一法兰。
[0017] 在测量管的实施例的另一形式中，法兰包括第一区域，优选地是平面区域，该平面 区域没有内衬并且用作用于邻接管线段的对接法兰的档块。该档块能防止密封件的挤压超 出最大预定预应力。
[0018] 在测量管的实施例的另一形式中，法兰包括第二区域，尤其优选地是平面区域，优 选地经肩部与档块连接，并且由内衬覆盖以及优选地在测量管轴的方向上偏离第一区域。 用作档块并且无内衬的区域和由内衬覆盖的区域提供法兰连接的功能的分离：一方面，法 兰连接能用于在两个管线段之间夹紧测量管，另一方面，法兰连接能用于密封这些管线段 之间的连接。法兰的第一和第二区域优选地是基本上垂直于测量管轴的平面表面。此外， 用作档块的第一区域允许预先确定密封唇的最大压缩或最大变形。此外，能相对彼此，适应 台阶的高度和内衬的材料量，或密封唇的大小，以便实现最佳密封作用。
[0019] 在测量管的实施例的另一形式中，内衬和/或密封唇至少部分地凸出由第一区域 预定的、在测量管轴的方向上的高度以上。例如，通过第一区域或第一区域的虚延续与测量 管轴之间的交点，给出预定高度。在这种情况下，内衬（仅）在相对于第一区域沿测量管轴 偏移的第二区域上延伸。所提出的实施例形式即使当紧固力不处于其预定大小时，也能提 供密封作用。
[0020] 在测量管的实施例的另外的形式中，法兰包括端面，其被内衬至少部分地覆盖，其 中，密封唇从端面上的内衬向外凸出。优选地，密封唇向外延伸，即在邻接管线段的方向上， 从其端面延伸。在适应或挤压法兰连接的情况下，用作密封唇的该凸出部分能弹性和/或 塑性地变形，使得在法兰的密封表面之间实现密封作用。
[0021] 在测量管的另外的实施例中，至少一个密封唇具有实质上圆形的横截面。然而，其 他的密封唇几何形状也是可能的。例如，通过下切密封唇形成的或多个密封唇的圣诞树状 结构提供一种选择。
[0022] 在测量管的实施例的另外的形式中，至少一个密封唇是内衬的构成部分。密封唇 和内衬例如通过材料键合彼此连接。
[0023] 在测量管的实施例的另外的形式中，密封唇由与内衬相同的材料构成。由此，大量 材料，诸如例如当前用于内衬的聚氨酯、聚四氟乙烯、天然橡胶、硬橡胶也能用作密封材料。
[0024] 在测量管的另外的实施例中，提供多个密封唇，尤其是环形密封唇。用这种方式， 能形成多个密封段。尤其是，一种选择是使依次跟随的密封唇的大小相互适应，使得例如， 随着与测量管轴的间隔增加，密封唇的大小减小。
[0025] 在测量管的实施例的另一形式中，提供与测量管轴分隔不同间隔的第一密封唇和 第二密封唇，其中，优选地，第二密封唇比第一密封唇更远离测量管轴。
[0026] 在测量管的实施例的另一形式中，第一密封唇的最大直径大于第二密封唇的最大 直径。
[0027] 在测量管的实施例的另一形式中，密封唇在覆盖法兰的端面的内衬上形成环形波 纹。
[0028] 在测量管的实施例的另一形式中，法兰在端面上包括至少一个腔，例如以凹槽的 形式，其至少部分地由内衬覆盖和/或填充。
[0029] 在测量管的实施例的另一形式中，内衬包括在法兰中的腔的高度上的相应腔。用 这种方式，实现不超出最大可容许压缩，即，挤压力，以便不会损坏密封件。
[0030] 关于磁感应式流量测量装置，通过具有根据上述形式的实施例的一个的测量管的 磁感应式流量测量装置实现该目的。
[0031] 关于无密封环法兰连接，通过根据上述形式的实施例的一个的测量管和邻接管线 段之间的无密封环法兰连接，实现该目的。
[0032] 关于方法，通过制造用于流量测量装置的测量管的方法，实现该目的，其中，测量 管衬有具有至少一个密封唇的内衬，该密封唇用于在测量管和邻接管线段之间建立密封作 用。在这种情况下，密封唇能置入内衬中或在测量管的加衬过程期间放入内衬中。替代地， 密封唇还能在制造内衬后置入内衬中。例如，测量管和测量管的法兰能具有内衬，然后，在 法兰区中的内衬中制备密封唇。
[0033] 所提出的发明使得能够为测量管提供内衬和集成到内衬中的至少一个密封唇，以 便实现测量管的简单安装。此外，所提出的发明实现减小固定到测量管的法兰的厚度，因为 在超出预定紧固的情况下，法兰的翘曲不会影响由密封件实现的密封。

【专利附图】

【附图说明】
[0034] 现在，将基于附图，更详细地描述本发明，附图所示如下：
[0035] 图la示出了管线段和邻接测量管之间的法兰连接的示意表示，
[0036] 图lb示出图la的法兰连接的放大细节的示意表示，
[0037] 图lc示出图la的法兰连接的进一步放大细节的示意表示，
[0038] 图2a示出具有多个密封唇的所提出的发明的实施例形式的示意表示，
[0039] 图2b和2c示出仅具有一个密封唇的所提出的发明的实施例形式的示意表示，
[0040] 图3a示出在内衬的端部区域中提供密封唇的情况下，所提出的发明的实施例的 第一形式的示意表示，
[0041] 图3b示出在覆盖法兰的内衬的端部区域中提供密封唇的情况下，所提出的发明 的实施例的第二形式的示意表示，
[0042] 图3c示出在提供两个不同大小的密封唇的情况下，所提出的发明的实施例的第 三形式的示意表示，
[0043] 图3d示出在提供内衬中的腔和两个密封唇的情况下，所提出的发明的实施例的 第四形式的示意表示，
[0044] 图3e示出在提供两个不同大小的密封唇的情况下，所提出的发明的实施例的第 五形式的示意表示，其中，使上密封唇的体积适合测量管法兰和邻接管线段的对接法兰之 间的间隙，以及
[0045] 图3f示出在提供仅一个密封唇的情况下，所提出的发明的实施例的第六形式的 示意表示，其中，使密封唇的体积适合测量管法兰和邻接管线段的对接法兰之间的间隙。

【具体实施方式】
[0046] 图1示出管线组件，其由流量测量装置的测量管1和邻接管线段2构成。
[0047] 测量管1在其两端包括法兰F1、F2,用于使测量管1与邻接各端的管线段2连接。 在这种情况下，测量管1具有内衬A。内衬A覆盖内腔，S卩，测量管1的内壁，此外，还延伸到 测量管1的法兰FI、F2的端面S的一部分上。
[0048] 此外，测量管1包括对其施加内衬A的支撑管T。在每一情况下，在该支撑管T的 端部上提供法兰FI、F2。法兰FI、F2能焊接到支撑管T的端部，或由支撑管T的加厚端形 成。
[0049] 此外，图1所示的支撑管T包括半壳体H1，其中，容纳用于确定流量的测量装置的 一部分。典型的这种测量装置利用磁感应式流量测量的原理或超声测量原理。然而，还存 在已知的流量测量装置，例如，利用热原理或所谓的涡流测量原理，以便确定通过测量管1 的流量。同时，这些装置具有带内衬A的测量管1。
[0050] 内衬A用作不同目的，取决于流量测量装置和/或取决于测量原理。由此，例如， 可能需要内衬A以便传送被测材料，同时满足特定的卫生需求，诸如例如，在药品或食品行 业。
[0051] 此外，例如，在磁感应式流量测量的情况下，要求测量管1的支撑管T与被测材料 电绝缘。为此，现有技术已知内衬A，所谓的里衬，由合成材料或塑料，诸如例如聚氨酯构成。
[0052] 如图1所示，测量管1不仅在内部衬有内衬A，而且内衬A超出测量管1的端部，延 伸到在测量管1的两端提供的法兰FI、F2上，使得法兰FI、F2至少部分地由内衬A覆盖。 此外，在法兰F1、F2由内衬A覆盖的区域中，提供以内衬A上的密封唇D1、D2、Dn的形式的 密封件D，用于密封测量管1的法兰连接V，S卩，测量管1和各个邻接管线段2之间的法兰连 接。
[0053] 在这种情况下，例如，当将内衬A施加到支撑管T上时或在已经施加内衬A后，能 通过然后修改内衬A的形式，形成密封唇Dl、D2、Dn。
[0054] 图lb示出了测量管1和邻接管线段2之间的法兰连接V的放大示意。如在图la、 lb和lc所示的实施例的示例中的测量管1的情况下，邻接管线段2还具有内衬，在这种情 况下，为管线内衬AR。然而，邻接管线段2不具有内衬，S卩，无内衬也是可能的。
[0055] 在这种情况下，通过使用插入相应镗孔B中的连接螺栓，紧固各个法兰FI、F2,产 生法兰连接V。得到的挤压力抵靠邻接管线段2的对接法兰G压迫测量管1的密封唇D1、 D2、Dn和/或内衬A，使得在法兰FI、F2、G的区域中产生密封表面压力连接。
[0056] 图lc示出测量管1和邻接管线段2之间的面压迫的进一步放大示意。在图lc所 示的实施例的示例中，测量管1的密封唇D由两个相邻的密封唇D构成。通过法兰FI、G之 间的挤压力，使这些密封唇D变形，使得它们形成密封段，其防止在法兰连接V处逸出被测 材料。
[0057] 图2a示出由多个，在此为等距离分开的密封唇Dn构成的密封唇装置。在这种情 况下，密封唇Dn均具有基本上相同的形状。在这种情况下，图2a所示的密封唇Dn优选地 在测量管1的法兰FI、F2的端面S上以测量管轴为中心地布置，并且基本上在垂直于测量 管轴的平面中环状地延伸。用这种方式，形成多个密封段，防止被测材料逸出。
[0058] 图2b和2c示出了由单一密封唇D1构成的密封装置，其集成在测量管的内衬A中 并且由与内衬A相同的材料构成。
[0059] 图3a示出了（单个）密封唇D1构成的密封装置。此外，图3a中所示的测量管1 的法兰F1包括无内衬A并且用作针对邻接管线段2的对接法兰G的档块的第一区域S1， 艮P，平坦区。法兰F1进一步包括由内衬A覆盖的第二区域S2。密封唇D1从内衬A凸出。 在法兰F1、G的连接期间，它们被拉向彼此，直到测量管1的法兰F1以其无内衬A的第一区 域S1与对接法兰G接触为止。用这种方式，因为产生由内衬A或密封唇D1填充的限定间 隙SP，防止了密封件D1的过载。此外，这防止内衬A的蠕变。
[0060] 图3b示出了在提供（单个）密封唇D1的情况下，密封件的实施例的另一形式。法 兰F1包括由内衬A覆盖的区域S2。在该区域S2的范围中，提供以法兰F1中的凹槽的形 式的腔R1。与该凹槽R1相对，内衬A具有从内衬A向外凸出的密封唇D1。用这种方式，能 确保即使当测量管1的法兰F1和邻接管线段2的对接法兰G未完全紧固时，也实现密封作 用。在紧固法兰FI、G直到不能使它们更靠近为止情况下，凹槽R1确保实现限定的密封作 用。此外，这意味着实现密封唇D1的密封作用的挤压力基本上与经法兰连接V传递的力无 关。
[0061] 图3c示出由不同大小的两个密封唇D1、D2构成的密封件。在这种情况下，基于密 封唇D1或D2的横截圆弧形状表面的各自的半径或直径，确定密封唇Dl、D2的尺寸。这允 许实现冗余密封。在这种情况下，第二密封唇D2布置在位于法兰F1上的内衬A的端部上。 此外，第二密封唇D2直接与法兰F1的无内衬A的第一区域S1与法兰F1的由内衬A覆盖 的第二区域S2连接的肩部紧邻。与第二密封唇D2相比，具有比第二密封唇D2更大直径的 第一密封唇D1布置成更接近测量管轴。
[0062] 图3d示出了密封件，其具有以位于测量管1的法兰F1中的凹槽并且填充有内衬A 的形式的腔R1。与凹槽R1相对，在内衬的表面上提供腔Q1。在这种情况下，腔Q1同样具 体为圆弧形状。此外，在覆盖法兰F1的端面S的内衬A上，提供两个密封唇D1、D2。该装置 还实现法兰F1、G之间的超常挤压力的补偿，以便不损坏密封件和不出现泄漏。密封唇D1、 D2另外还补偿太低的挤压力。
[0063] 图3e示出了所提出的法兰密封件的实施例的另一形式。在这种情况下，在覆盖法 兰F1的端面S的内衬A上提供第一密封唇D1，并且第一密封唇D1大于比第一密封唇D1更 远离测量管轴的远离的第二密封唇D2。在这种情况下，法兰F1包括肩部，经该肩部，法兰的 由内衬覆盖的第二区域S2与无内衬A的第一区域S1连接。在这种情况下，第二密封唇D2 通过预定间隔与肩部隔离。此外，在肩部和第二密封唇D2之间的区域中，还提供由例如内 衬A的腔构成的间隙R。间隙R用作容器，以便当紧固法兰F1、G直到它们相互不能再靠近 为止时，防止密封件，特别是第二密封唇D2的过载。
[0064] 参考标记的列表

【权利要求】
1. 一种用于流量测量装置的测量管（1)， 其中，所述测量管（1)具有内衬（A)， 其中，所述内衬仏）具有至少一个密封唇（01，02,011)，所述密封唇（01，02,011)用于在 所述测量管（1)和在安装状态中邻接所述测量管（1)的管线段（2)之间提供密封作用。
2. 根据权利要求1所述的测量管（1)， 其中，所述内衬（2)和所述密封唇（Dl，D2，Dn)，尤其当所述测量管（1)与所述邻接管线 段（2)连接时，用于通过对所述邻接管线段（2)的承压，实质上产生密封作用。
3. 根据前述权利要求中的一项所述的测量管（1)， 其中，所述测量管（1)包括至少一个法兰（F1，F2)，所述法兰（F1，F2)用于所述测量管 与所述邻接管线段（2)的连接， 其中，所述内衬（A)覆盖所述法兰（F1，F2)的至少一部分，并且 其中，所述至少一个密封唇（Dl，D2，Dn)位于所述内衬（A)的覆盖所述法兰（F1，F2)的 部分中。
4. 根据前述权利要求中的一项所述的测量管（1)， 其中，所述法兰（F1)包括第一区域（S1)，所述第一区域（S1)无内衬（A)并且用作用于 所述邻接管线段（2)的对接法兰（G)的档块。
5. 根据前述权利要求中的一项所述的测量管（1)， 其中，所述法兰（F1)包括第二区域（S2)，所述第二区域（S2)优选地经肩部与所述档块 连接、由所述内衬（A)覆盖并且优选地在测量管轴的方向上偏离所述第一区域（S1)。
6. 根据前述权利要求中的一项所述的测量管（1)， 其中，所述内衬（A)和/或所述密封唇（Dl，D2，Dn)至少部分地凸出由所述第一区域 (S1)预定并且优选地由所述第一区域（S2)和所述测量管轴（M)之间的交点给出的高度以 上。
7. 根据前述权利要求中的一项所述的测量管（1)， 其中，所述法兰（F1)包括至少部分地由所述内衬（A)覆盖的端面（S)，并且其中，所述 密封唇（Dl，D2，Dn)优选地在所述邻接管线段⑵的方向上，从在所述端面⑶上的所述内 衬（A)向外凸出。
8. 根据前述权利要求中的一项所述的测量管（1)， 其中，所述至少一个密封唇（Dl，D2，Dn)具有实质上圆形的横截面。
9. 根据前述权利要求中的一项所述的测量管（1)， 其中，所述至少一个密封唇（Dl，D2，Dn)是所述内衬（A)的构成部分。
10. 根据前述权利要求中的一项所述的测量管（1)， 其中，所述密封唇（Dl，D2，Dn)由与所述内衬（A)相同的材料构成。
11. 根据前述权利要求中的一项所述的测量管（1)， 其中，提供多个密封唇（Dl，D2, Dn)，尤其是环状密封唇。
12. 根据前述权利要求中的一项所述的测量管（1)， 其中，提供与所述测量管轴（MA)以不同间隔分开的第一密封唇（D1)和第二密封唇 (D2)，其中，优选地，所述第二密封唇（D2)比所述第一密封唇（D1)更远地与所述测量管轴 (MA)分开。
13. 根据前述权利要求中的一项所述的测量管（1)， 其中，所述第一密封唇（D1)的最大直径大于所述第二密封唇（D2)的最大直径。
14. 根据前述权利要求所述的测量管（1)， 其中，所述密封唇（Dl，D2，Dn)在覆盖所述法兰（F1)的所述端面（S)的所述内衬（A) 上形成环状波纹。
15. 根据前述权利要求中的一项所述的测量管（1)， 其中，所述法兰（F1)在所述端面（S)上包括至少一个腔（R1)，所述腔（R1)至少部分地 由所述内衬㈧覆盖和/或填充。
16. 根据前述权利要求中的一项所述的测量管（1)， 其中，所述内衬（A)在所述法兰（F1)中的所述腔（R1)的高度处包括对应的腔（Q1)，例 如，在所述内衬的面向所述邻接管线段（1)的一侧上的，或在所述内衬的面向所述邻接管 线段⑵的法兰（G)的一侧上的腔（Q1)。
17. -种磁感应式流量测量装置，具有根据前述权利要求中的一项中所述的测量管。
18. -种无密封环的法兰连接（V)，位于根据前述权利要求中的一项中所述的测量管 ⑴和邻接管线段⑵之间。
19. 一种制造用于流量测量装置的测量管（1)的方法，其中，所述测量管（1)衬有内衬 (A)，所述内衬（A)具有至少一个密封唇（Dl，D2, Dn)，所述密封唇（Dl，D2, Dn)用于在所述测 量管（1)和邻接管线（2)之间建立密封作用。
【文档编号】G01F1/58GK104254762SQ201380021782
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年3月19日 优先权日:2012年4月26日
【发明者】罗杰·凯罗姆, 比特·楚丁, 拉斐尔·赫斯 申请人:恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司