法兰连接结构和生成法兰连接结构的方法技术

本发明专利技术涉及一种法兰连接结构，特别是用于连接一个用于流体的测量装置的量管（６）和一个作业管道（４），包括一个位于装置侧的法兰盘（２２）的和一个位于导管侧的法兰盘（２２ａ），其中位于装置侧的法兰盘（２２）具有一个内圆周表面（２４）和一个外圆周表面，量管（６）的管壁至少可以在量管端部区域（８）上通过相互叠加不同的材料层构成，并且其特征在于，量管（６）的管壁上在量管端部区域（８）上具有一个径向指向外部的凸部（１２），并且完成装配之后，轴向力可以从位于装置侧的法兰盘（２２）通过该凸部（１２）传递至量管（６）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及按照权利要求1中的前序部分的一种法兰连接结构，特别是用于连接测量装置的量管和一个工艺作业过程的一个作业管道，以及涉及按照权利要求27的前序部分生成一种法兰连接结构的方法。
技术介绍
按照现有技术的一种类似的法兰连接结构包括一个位于仪器侧的也就是固定在量管上的法兰盘和一个位于管道侧的也就是固定在作业管道上的法兰盘。两个法兰盘通常借助于夹紧螺栓相互夹压并且夹紧，轴向力施加在量管上。因此，量管端部压向作业管道端部并且两个管道这样夹紧，即通过一个位于量管端部和导管端部之间的密封面，量管与作业管道液密地连接在一起。每个法兰盘具有一个内圆周表面和一个外圆周表面；通过内圆周表面，它们分别与其匹配的管道端部连接，例如使用螺旋连接，熔焊，钎焊等方式。现在用在测量装置上的量管通常由钢或者由一种其它的金属制成。但是，带有量管的流量测量仪表通常使用塑料或者陶瓷。还有量管，建议其至少在管道端部区域通过相互叠加的由不同材料的夹层构成，例如由金属芯和塑料外壳构成。类似的法兰连接结构例如用于连接一个流量测量仪表到作业管道，流量应该在作业管道中被测量。此处，如今通常通过焊接把仪器侧的法兰盘固定到金属量管上。对于那些量管不是由金属制成的测量装置，必须或者求助于过渡法兰装配，也即圆片装配(Wafer-Montage)，其中量管没有独自的法兰，而是安装在两个设置在作业管道端部的法兰之间并且在两个法兰夹紧，或者用非常费事的方式把一个法兰安装在非金属管道上。在此，把法兰安装到量管上必须在流量测量仪表的制造过程开始的时候已经进行。因为流量测量仪表上总是将所有必须的子系统，如信号传感器，磁场系统，壳体，电连接装置和发送机装到量管上。按照现有技术用于固定法兰到量管的必须的高温工艺(焊接，陶瓷-金属-连接用到的钎焊等)对通常灵敏的而且非常精确调整后的子系统会造成伤害，因此该制造步骤位于制造过程的开始。在此，流量测量装置的使用者期待仪器制造商就法兰连接结构的形式能为每个管道宽度提供变型装置(法兰直径，螺纹孔的数量和直径等)。对于制造商来说造成的后果是，他们必须存储一定量不同型号预制的量管-法兰-连接件，而这导致仓储费用增加。发是内容因此本专利技术的任务是提供这样一种法兰连接结构，该法兰连接结构可以容易的制造和操作并且可以克服现有技术中已有的法兰连接结构的缺点。就法兰连接结构来说，本任务通过权利要求1中的特征来解决，就制造方法来说，本任务通过权利要求27中的特征来解决。按照本专利技术，量管的管壁在量管端部区域上的一部分的外径大于量管中间区域的直径，下文中，直径比较大的部分也称为加宽区域，其具有一个向着量管端部升高的侧壁，并且当其处于已装配状态时，轴向力可以从仪器侧面的法兰盘经过加宽区域传递到量管端部。按照本专利技术的一种法兰连接结构，轴向拉力通常从仪器侧面的法兰盘传递至量管端部的力导入区域。因此，量管端部出于管道连接的目的压向作业管道对面的端部。本专利技术的一个优选的结构中，量管的管壁在加宽区域内具有一个径向朝外的凸部，该凸部的优选形式可以作为一个具有向着量管端部连续升高的侧壁的凸起。这意味着，量管内径在量管端部相对于量管中部没有改变，但是量管外径向着量管端部连续地升高，因此定义为量管外径和量管内径之差的管壁厚度其整个厚度向着量管端部增大。在此，径向的凸部通过分层堆放纤维复合材料形成，例如通过卷绕或者另外一种已知的层加工技术。该凸部借助于纤维复合材料的应用通过使用纤维复合材料技术制造部件的已知工艺来实现。本专利技术另一个非常有利的结构中，量管也可以在量管端部的加宽区域这样扩宽，即通过扩宽形成一个向着量管的端部持续增大的侧壁。在这个实施方式中，定义为量管外径和量管内径之差的管壁厚度一直到量管端部都不改变。与此相反，量管内径和量管外径向着量管端部变大。按照本专利技术的解决方案的优点在于，只有安装完毕之后，在法兰盘和量管之间才产生一个固定的连接，其通过传力连接和形状配合连接形成。在此，法兰盘的轴向力通过在量管上的径向凸部传递，并且如上文所述，量管利用法兰盘与联合法兰盘在作业管道的侧面固定夹紧。在未装配时，法兰盘可以松动地靠在凸部(Anformung)上，或者也可支承在量管端部任意位置上。任何情况下，法兰盘不必在制造过程开始时就与量管固定连接。本专利技术一种特别有利的变型实施方式的特征在于，在法兰盘和凸部之间设置一个用于力传递的插件，其至少部分地与径向凸部的侧壁连接。装配完毕后，在法兰盘和凸部之间或者在插件和凸部之间形成一个形状配合连接和/或传力连接。在另一个有利的实施方式中，插件设计成多件式。在刚刚描述的变型实施方式中使用插件具有很大的好处，即一个普通的标准件可以用作法兰盘。但是，首先法兰盘和必要时插件可以在测量装置的制造过程中作为最后一个步骤进行装配。例如，凸部在制造过程开始时已经装配在量管端部。然后，以普通的方式把所有其它的子系统装配到量管上，一直到测量装置完成。这时法兰环才被推入。法兰环的内径当然大于安装有凸部的量管的最大外径。插件例如可由两个半壳构成，这两个半壳从侧面装配到量管端部上并且相互固定，也就生成了环形插件，该插件的内径大于量管外径但是小于凸部的直径。这时法兰盘如上所述的那样夹紧。因此，由不同的法兰盘形式带来的变型多样性只在制造过程结束时出现。在此，对量管的存储可以限制在以不同公称直径量管的有限数量。只有当测量装置制造完成后，所需法兰/管道结合通过插入各自所需的法兰盘来完成。为了使法兰盘的内径匹配于带有凸部的量管外径，必要时通过插件来实现。但是，带有加宽区域的量管也可全部或者部分由纤维复合材料或者金属制成。另外一种方案是，量管也可以设计成金属件并且加宽区域全部或者部分由纤维复合材料制成。为了在法兰盘和量管之间实现特别有利的力传递，法兰盘或者插件内圆周表面的纵向截面轮廓在加宽区域与量管的圆周轮廓优选地进行匹配。在此，量管外圆周轮廓的纵向截面在加宽区域优选地对应一个n次多项式，其中n是一个在0到10之间的整数，最好在0到4之间并且优选1或2或3。如果n＝1，那么就得到一个一次多项式或者一条直线。其纵向截面对应一条直线的圆周轮廓是一个圆锥形圆周轮廓。如果n＝2，那么就得到一个二次多项式或者一条抛物线。在加宽区域的圆周轮廓具有一个抛物线形截面。如果n＝-1，那么就得到一条双曲线。其纵向截面对应一条双曲线的圆周轮廓是一个双曲面。量管和作业管道之间的密封面或者使用附加密封环或者不使用附加密封环。在此，加宽区域可以这样成型，即一个指向量管端部的第二侧壁位于通过量管端部夹紧的平面里，因此与量管端部共同形成了一个放大的密封面。为了提高安装友好性，插件和/或法兰盘在其安装到安装位置之前临时通过合适的安装工具，例如粘结点和/或机械性辅助固定工具和/或通过缠绕纤维复合材料来固定。位于作业管道侧上的联合法兰盘或者以传统的方式焊接，或者同样以按照本专利技术的方式实施。本专利技术其它优选的结构形式和改进以及其它优点由其它从属权利要求给出。借助示出了三个本专利技术实施例的附图，本专利技术和本专利技术其它优选方案和改进形式以及其它优点更详细的阐明和描述。附图说明图中示出图1是按照本专利技术带有圆锥形凸部的法兰连接结构的第一个实施方式，图2是按照本专利技术带有双曲线凸部的法兰连接结构的第二个实施方式，图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
法兰连接结构，特别是用于连接一个测量装置的量管（６）和一个作业管道（４），包括一个位于装置侧的法兰盘（２２）和一个位于导管侧的法兰盘（２２ａ），其中位于装置侧的法兰盘（２２）具有一个内圆周表面（２４）和一个外圆周表面，其特征在于，量管（６）的管壁在量管端部区域（８）具有这样一个区域，其相对于量管中间区域具有更大的外径（加宽区域）（１２）并且具有向着量管（６）的量管端部（８）升高的侧壁（１３），从而完成装配之后位于装置侧的法兰盘（２２）通过加宽区域（１２）可以传递轴向力到量管（６）的端部（８）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D海布雷赫茨，HW施维德尔斯基，P萨斯，
申请(专利权)人：ABB专利有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]