小管线尺寸的涡旋流量计制造技术

本发明专利技术涉及一种涡旋流量计及方法，包括：用于过程流体流动的管道和设置在所述管道的中央孔内的发生体。第一和第二膜片在所述发生体的相对两侧上安装在所述管道的内壁部分中。传感器设置在所述管道的外部，并且通过填充管与每个膜片相联。所述膜片响应于由涡旋脱落产生的压力变化，并且通过填充管将脉冲串传递至传感器。彼此基本不同相的所述脉冲串通过使一个脉冲串的相位反相而彼此有效地同步。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流量计，更具体地，本专利技术涉及小管线尺寸的流量计，比如卫生型涡旋流量计。
技术介绍
涡旋流量计通常串联地安装在过程流体流动管道内，以测量过程流体的流动速率。流体流动中的非流线形本体(bluff body)在非流线形本体的下游、在非流线形本体的交替两侧上产生漩涡或涡旋。这种涡旋轨迹称为卡门(Karman)涡街。非流线形本体通常已知为发生体(shedder)。仪表是工厂校准的，从而建立频率与速度之间的关系，该关系已知为K因子。过程流动的速度可以由涡旋脱落(vortex shedding)的频率确定。该涡旋脱落的频率可以通过布置在发生体上的传感器记录，其中该传感器可以有效地检测与脱落相关联的压力变化。涡旋流量计在多种过程中得到使用，范围从诸如油和化学品加工的工业应用场合到诸如食品和药品加工的卫生应用场合。不管具体的应用场合如何，这些流量计均以相似的方式进行操作，但是卫生应用场合呈现出通常在其他非卫生环境中没有发现的挑战。例如，意欲用于卫生应用场合的涡旋流量计必须能够被全面清洁，以满足可应用的原位清洁(CIP)需求。就此而言，重要的是确保流量计没有缝隙或囊室(pockets)，在所述缝隙或囊室内可以捕获或聚集食品颗粒等、并且由此妨碍或阻止过程运行之间的全面清洁。美国食品和药物管理局甚至已经公布诸如巴氏杀菌奶条例(PMO)3A卫生标准的标准以解决这些担忧。但是，这些标准已被证实相对较难满足。实际上，可以相信的是，到目前为止，本专利技术的受让人英维思(Invensys)系统公司是具有合乎这些标准的涡旋流量计的唯一的主制造商。这些英维思涡旋流量计已经能够通过将传感器有效地嵌入发生体内而符合PMO 3A卫生标准。该设计将传感器充分靠近涡街放置，以使单个装置能够在操作期间检测在发生体的两侧上产生的压力变化。这种传感器的嵌入设置还消除对传感器的单独过程穿透(separateprocess penetration)的需求，由此消除可能因该过程而导致的缝隙或囊室。尽管这种嵌入式布置已经显示出能够使涡旋流量计有效地满足这些卫生需求，但是缺点在于：发生体以及管道的对应的内径必须足够大以容纳传感器。这意味着将传感器置于发生体内对于小管线尺寸的管道(比如直径小于大约2英寸(5cm)的管道)可能是不合适的，这是因为发生体/一体式传感器将阻挡流量计管道的横截面面积的过大的百分数。就此而言，涡旋发生体典型地具有相对于流动管的直径的精确几何形状。发生体表面的宽度及发生体尾部的对应长度和其他尺寸都与仪表孔(内部直径)成比例。为感测涡旋压力脉冲，需要特别最小化尺寸(有效区域)的传感器膜片以产生来自传感器的信号。由于在常规的卫生型涡旋仪表中涡旋传感器与发生体尾部成一体，因此尺寸小于2英寸的尾部已被发现不足以大到容纳一体式传感器。该因素已被证实特别成问题，这是因为许多食品加工和其他卫生应用场合使用2英寸(5cm)或更小的管线尺寸。由此，存在对于有效测量小管线尺寸管道中的涡旋脱落的卫生型涡旋流量计的需求。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，卫生型涡旋流量计包括管道，所述管道用于沿下游方向流过其中的过程流体流动，所述管道具有限定中央孔的一个或多个内壁。发生体设置在所述中央孔内，并且膜片与所述发生体相邻地嵌入到所述管道的内壁部分中。传感器设置成远离所述管道。容纳有填充流体的填充管被设计成用于将所述膜片经由所述填充流体可连通地联接至所述传感器。在本专利技术的另一方面，前述方面的变型包括与所述发生体相邻地设置在所述管道的相对的内壁部分中的膜片和另外的膜片。容纳有填充流体的填充管被设计成用于将所述膜片中的每一个可连通地联接至所述传感器。膜片保持器被设计为将所述膜片维持在所述管道中它们的嵌入位置中。在本专利技术的另一方面，一种生产卫生型涡旋流量计的方法，包括：将发生体设置在用于过程流体流动的管道的中央孔内；将第一膜片与所述发生体相邻地安装在所述管道的内壁中；将传感器设置在所述管道的外部，以及利用容纳有填充流体的第一填充管将所述第一膜片可连通地联接至所述传感器。附图说明参照附图阅读以下对本专利技术的各种方面的详细说明，本专利技术的以上和其他特征及优点将变得更加显而易见，其中：图1是所述专利技术的实施例的示意性横向截面图，且虚线示出可选方面；图2是所述专利技术的可选实施例的立体局部示意图；图3A是沿图2的3-3截取的轴向截面图；图3B是本专利技术的可选实施例的与图3A的视图相似的视图；图4是图3A的实施例的一部分的放大比例视图；图5是图2-图4的实施例的分解图；以及图6A、图6B是与本专利技术的实施例相关联的方法的流程图。具体实施方式在下面的详细描述中，参照形成说明书一部分的附图，并且在附图中通过说明的方式示出可以实践本专利技术的特定实施例。对这些实施例进行足够详细地描述以使本领域的技术人员能够实践本专利技术，并且应当理解的是可以采用其他实施例。还应当理解的是能够在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下进行结构的、过程的和系统的改变。因此，下面的详细说明不应当采取为限制的意义，并且本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。为展示的清楚起见，附图中所示的相似的特征将以相似的附图标记表示，并且如在附图的可替代实施例中所示的相似的特征将以相似的附图标记表示。如在说明书中使用的，术语“过程流体”指的是流过管道的物质，包括呈固体、液体或气体形式(包括它们的组合)的物质。术语“横向”指的是与流过管道的过程流体的下游方向垂直的方向。简要地，本专利技术的涡旋流量计的实施例包括靠近发生体设置在流体流动管道的内壁部分上的一个或多个膜片。一个或多个传感器设置在管道的外侧，并且通过容纳有填充流体的填充管与膜片可连通地联接。在操作时，膜片响应于由涡旋脱落产生的压力变化而移动，以产生压力脉冲(例如，压力变化的脉冲串)，该压力脉冲通过填充管中的填充流体传送至传感器。在具体实施例中，两个膜片设置在管道的相对的内壁部分上，例如在发生体的相对两侧上。填充管从膜片中的每一个延伸至单个传感器，它们的脉冲串在该单个传感器处被有效地组合。这种两个膜片的使用(并且可选地，在单个传感器处组合它们的信号)例如通过提高检测的信号噪声比而趋于增强对脱落的检测，这特别是由于涡旋在发生体的相对两侧上交替地产生。这种两个膜片的使用还便于减小或基本消除由非涡旋压力变化(比如那些称为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.04 US 12/478,5711.一种卫生型涡旋流量计，包括：
用于过程流体流动的管道，所述管道具有限定中央孔的一个或多
个内壁；
设置在所述中央孔内的发生体；
第一膜片和第二膜片，所述第一膜片和第二膜片与所述发生体相
邻地嵌入到所述管道的相对的内壁部分中；
设置在所述管道外部的传感器；
容纳有填充流体的第一填充管，所述第一填充管被设计成用于将
所述第一膜片可连通地联接至所述传感器；
容纳有填充流体的第二填充管，所述第二填充管被设计成用于将
所述第二膜片可连通地联接至所述传感器；
第一膜片保持器，所述第一膜片保持器被设计为将所述第一膜片
维持在所述管道上的所述嵌入位置中；以及
第二膜片保持器，所述第二膜片保持器被设计为将所述第二膜片
维持在所述管道上的所述嵌入位置中。
2.一种涡旋流量计，包括：
管道，所述管道用于沿下游方向穿过其中的过程流体流动，所述
管道具有限定中央孔的一个或多个内壁部分；
发生体，所述发生体设置在所述中央孔内；
膜片，所述膜片与所述发生体相邻地嵌入到所述管道的内壁部分
中；
传感器，所述传感器设置成远离所述管道；以及
联接件，所述联接件被设计为将所述传感器可连通地联接至所述
膜片。
3.如权利要求2所述的流量计，其中，所述传感器被设计为检测
所述填充流体内的压力变化。
4.如权利要求2所述的流量计，包括：
嵌入到所述管道的另一内壁部分中的另外的膜片，其中，所述膜
片和所述另外的膜片彼此设置在所述发生体的相对两侧上；
另外的联接件，所述另外的联接件被设计为将所述另外的膜片可
连通地联接至传感器。
5.如权利要求4所述的流量计，其中，所述联接件和所述另外的
联接件各包括容纳有填充流体的填充管，所述填充管中的每一个被设
计为使所述膜片经由所述填充流体可连通地联接至所述传感器。
6.如权利要求4所述的流量计，其中，所述联接件和所述另外的
联接件各包括非流体的机械连结部，所述连结部中的每一个被设计成
用于使所述膜片经由所述连结部可连通地联接至所述传感器。
7.如权利要求2所述的流量计，其中，所述传感器联接至发射器。
8.如权利要求4所述的流量计，其中：
第一膜片保持器被设计为将所述膜片维持在所述管道的内壁部分
上的所述嵌入位置中；以及
第二膜片保持器被设计为将所述另外的膜片维持在所述管道的另
一内壁部分上的所述嵌入位置中。
9.如权利要求8所述的流量计，其中，所述膜片和所述另外的膜
片能够分别从所述第一膜片保持器和所述第二膜片保持器拆除。
10.如权利要求8所述的流量计，其中，所述第一膜片保持器和
第二膜片保持器各自可拆卸地紧固至所述管道。
11.如权利要求8所述的流量计，其中，所述第一膜片保持器和
第二膜片保持器与所述管道内壁成一体。
12.如权利要求8所述的流量计，其中，所述第一膜片保持器被
设计成将所述膜片联接至所述联接件。
13.如权利要求12所述的流量计，其中，所述第二膜片保持器被
设计成将所述另外的膜片联接至所述另外的联接件。
14.如权利要求13所述的流量计，包括被设计为将所述联接件可
连通地联接至所述传感器的传感器保持器。
15.如权利要求13所述的流量计，包括第二传感器。
16.如权利要求13所述的流量计，其中，所述传感器被设计为检
测在所述联...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·卢易克，P·F·布罗斯尼安，
申请(专利权)人：因文西斯系统公司，
类型：发明
国别省市：