[發(fā)明專(zhuān)利]小管線尺寸的渦旋流量計(jì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080032564.3
• 申請(qǐng)日: 2010-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102460081A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·J·盧易克;P·F·布羅斯尼安
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 因文西斯系統(tǒng)公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01F1/32
• 分類(lèi)號(hào): G01F1/32
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 董敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及流量計(jì)，更具體地，本發(fā)明涉及小管線尺寸的流量計(jì)，比如衛(wèi)生型渦旋流量計(jì)。

背景技術(shù)

渦旋流量計(jì)通常串聯(lián)地安裝在過(guò)程流體流動(dòng)管道內(nèi)，以測(cè)量過(guò)程流體的流動(dòng)速率。流體流動(dòng)中的非流線形本體(bluff?body)在非流線形本體的下游、在非流線形本體的交替兩側(cè)上產(chǎn)生漩渦或渦旋。這種渦旋軌跡稱(chēng)為卡門(mén)(Karman)渦街。非流線形本體通常已知為發(fā)生體(shedder)。

儀表是工廠校準(zhǔn)的，從而建立頻率與速度之間的關(guān)系，該關(guān)系已知為K因子。過(guò)程流動(dòng)的速度可以由渦旋脫落(vortex?shedding)的頻率確定。該渦旋脫落的頻率可以通過(guò)布置在發(fā)生體上的傳感器記錄，其中該傳感器可以有效地檢測(cè)與脫落相關(guān)聯(lián)的壓力變化。

渦旋流量計(jì)在多種過(guò)程中得到使用，范圍從諸如油和化學(xué)品加工的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合到諸如食品和藥品加工的衛(wèi)生應(yīng)用場(chǎng)合。不管具體的應(yīng)用場(chǎng)合如何，這些流量計(jì)均以相似的方式進(jìn)行操作，但是衛(wèi)生應(yīng)用場(chǎng)合呈現(xiàn)出通常在其他非衛(wèi)生環(huán)境中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的挑戰(zhàn)。例如，意欲用于衛(wèi)生應(yīng)用場(chǎng)合的渦旋流量計(jì)必須能夠被全面清潔，以滿足可應(yīng)用的原位清潔(CIP)需求。就此而言，重要的是確保流量計(jì)沒(méi)有縫隙或囊室(pockets)，在所述縫隙或囊室內(nèi)可以捕獲或聚集食品顆粒等、并且由此妨礙或阻止過(guò)程運(yùn)行之間的全面清潔。美國(guó)食品和藥物管理局甚至已經(jīng)公布諸如巴氏殺菌奶條例(PMO)3A衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)以解決這些擔(dān)憂。但是，這些標(biāo)準(zhǔn)已被證實(shí)相對(duì)較難滿足。實(shí)際上，可以相信的是，到目前為止，本發(fā)明的受讓人英維思(Invensys)系統(tǒng)公司是具有合乎這些標(biāo)準(zhǔn)的渦旋流量計(jì)的唯一的主制造商。

這些英維思渦旋流量計(jì)已經(jīng)能夠通過(guò)將傳感器有效地嵌入發(fā)生體內(nèi)而符合PMO?3A衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。該設(shè)計(jì)將傳感器充分靠近渦街放置，以使單個(gè)裝置能夠在操作期間檢測(cè)在發(fā)生體的兩側(cè)上產(chǎn)生的壓力變化。這種傳感器的嵌入設(shè)置還消除對(duì)傳感器的單獨(dú)過(guò)程穿透(separateprocess?penetration)的需求，由此消除可能因該過(guò)程而導(dǎo)致的縫隙或囊室。

盡管這種嵌入式布置已經(jīng)顯示出能夠使渦旋流量計(jì)有效地滿足這些衛(wèi)生需求，但是缺點(diǎn)在于：發(fā)生體以及管道的對(duì)應(yīng)的內(nèi)徑必須足夠大以容納傳感器。這意味著將傳感器置于發(fā)生體內(nèi)對(duì)于小管線尺寸的管道(比如直徑小于大約2英寸(5cm)的管道)可能是不合適的，這是因?yàn)榘l(fā)生體/一體式傳感器將阻擋流量計(jì)管道的橫截面面積的過(guò)大的百分?jǐn)?shù)。就此而言，渦旋發(fā)生體典型地具有相對(duì)于流動(dòng)管的直徑的精確幾何形狀。發(fā)生體表面的寬度及發(fā)生體尾部的對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度和其他尺寸都與儀表孔(內(nèi)部直徑)成比例。為感測(cè)渦旋壓力脈沖，需要特別最小化尺寸(有效區(qū)域)的傳感器膜片以產(chǎn)生來(lái)自傳感器的信號(hào)。由于在常規(guī)的衛(wèi)生型渦旋儀表中渦旋傳感器與發(fā)生體尾部成一體，因此尺寸小于2英寸的尾部已被發(fā)現(xiàn)不足以大到容納一體式傳感器。該因素已被證實(shí)特別成問(wèn)題，這是因?yàn)樵S多食品加工和其他衛(wèi)生應(yīng)用場(chǎng)合使用2英寸(5cm)或更小的管線尺寸。

由此，存在對(duì)于有效測(cè)量小管線尺寸管道中的渦旋脫落的衛(wèi)生型渦旋流量計(jì)的需求。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的一個(gè)方面，衛(wèi)生型渦旋流量計(jì)包括管道，所述管道用于沿下游方向流過(guò)其中的過(guò)程流體流動(dòng)，所述管道具有限定中央孔的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)壁。發(fā)生體設(shè)置在所述中央孔內(nèi)，并且膜片與所述發(fā)生體相鄰地嵌入到所述管道的內(nèi)壁部分中。傳感器設(shè)置成遠(yuǎn)離所述管道。容納有填充流體的填充管被設(shè)計(jì)成用于將所述膜片經(jīng)由所述填充流體可連通地聯(lián)接至所述傳感器。

在本發(fā)明的另一方面，前述方面的變型包括與所述發(fā)生體相鄰地設(shè)置在所述管道的相對(duì)的內(nèi)壁部分中的膜片和另外的膜片。容納有填充流體的填充管被設(shè)計(jì)成用于將所述膜片中的每一個(gè)可連通地聯(lián)接至所述傳感器。膜片保持器被設(shè)計(jì)為將所述膜片維持在所述管道中它們的嵌入位置中。

在本發(fā)明的另一方面，一種生產(chǎn)衛(wèi)生型渦旋流量計(jì)的方法，包括：將發(fā)生體設(shè)置在用于過(guò)程流體流動(dòng)的管道的中央孔內(nèi)；將第一膜片與所述發(fā)生體相鄰地安裝在所述管道的內(nèi)壁中；將傳感器設(shè)置在所述管道的外部，以及利用容納有填充流體的第一填充管將所述第一膜片可連通地聯(lián)接至所述傳感器。

附圖說(shuō)明

參照附圖閱讀以下對(duì)本發(fā)明的各種方面的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的以上和其他特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見(jiàn)，其中：

圖1是所述發(fā)明的實(shí)施例的示意性橫向截面圖，且虛線示出可選方面；

圖2是所述發(fā)明的可選實(shí)施例的立體局部示意圖；

圖3A是沿圖2的3-3截取的軸向截面圖；

圖3B是本發(fā)明的可選實(shí)施例的與圖3A的視圖相似的視圖；