[發明專利]具有高靜壓隔離膜片接頭的工業過程變送器

有效

• 申請號: 201180053413.0
• 申請日: 2011-10-05
• 公開（公告）號: CN103189723A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 大衛·安德魯·布羅登;大衛·安東尼·霍基
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙德公司
• 主分類號: G01L13/02
• 分類號: G01L13/02;G01L7/08;G01L13/00;G01L7/00;G01L19/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 汪洋

技術領域

本發明主要涉及用于工業過程控制系統中的工業過程變送器。更特別地，本發明涉及用于將變送器連接到高靜壓過程的過程連接器。

背景技術

過程儀器用于監控過程參數，例如工業過程中所使用的過程流體的壓力、溫度、流量和液位。例如，通常在工業制造設備中的多個位置采用過程變送器，以沿不同的生產線監控過程參數的變化。過程變送器包括傳感器，傳感器響應過程參數的物理變化產生電輸出。例如，壓力變送器包括壓力傳感器，其根據例如水管、化學品箱等中的過程流體的壓力產生電輸出。每個過程變送器還包括接收和處理傳感器的電輸出的變送器電子元件，從而該變送器和過程參數可以被本地或遠程監控。本地監控的變送器包括顯示器，例如LCD屏，其能夠在過程變送器所在位置顯示所述電輸出。遠程監控的變送器包括通過控制回路或網絡將所述電輸出傳送至諸如控制室之類的中央監控地點的電子元件。在這種構造中，通過在過程控制系統和控制回路中加入自動開關、閥、泵和其他類似構件，能夠在控制室中對所述過程參數加以調節。

在壓力變送器中使用的壓力傳感器包括能夠響應于壓力變化而偏轉的柔性傳感器元件，例如電極板或壓敏電阻器。該傳感器元件通過將所述過程流體壓力傳遞所述傳感器的簡單的液壓系統連接到所述過程流體。所述液壓系統包括密封的通道，所述傳感器元件被設置在所述通道的第一端部，柔性的隔離膜片被設置在第二端部以與所述過程流體接觸。所述密封通道填充有精確量的液壓流體，液壓流體隨著過程流體對所述隔離膜片的影響而調整所述傳感器元件的位置。當過程流體的壓力改變時，傳感器元件的位置改變，導致壓力傳感器的電容或電阻發生變化。壓力傳感器的電輸出與電容或電阻相關，并且因此隨著過程流體壓力的變化而變化。壓差傳感器通常需要兩個液壓系統向單個傳感器的相對的側面提供獨立的壓力。通常，具有用于過程流體管線的接收器的過程凸緣被用螺栓固定到變送器的底座，以將過程流體與差動液壓系統(differential?hydraulic?system)的隔離膜片對準。因此，所述變送器以這樣一種方式被結合到所述過程，即所述過程流體壓力被傳遞跨過所述凸緣接頭。

通常理想的是將變送器連接到具有極高靜壓的過程。例如，深鉆油井需要大的管道壓力以將油輸送到地表。特別地，海下油井需要高達約15,000磅每平方英寸(psi)[-103.4兆帕(MPa)]至約20,000psi(-137.9MPa)的管線壓力。由于螺栓的應力極限以及在所述凸緣和變送器底座之間使用的可變形密封件，因此，所述凸緣和變送器底座之間的螺栓連接通常不能在這種高壓下保持密封。這種密封的破壞將導致過程流體從過程變送器接頭處發生不期望的泄漏。在其中隔離膜片被設置成變送器底座內的表面對齊結構、或共面結構的壓差變送器中對該密封加以改進是很難的。因此，過程變送器的可應用性受到它們能安全連接的過程壓力的限制。

發明內容

一種用于測量高靜壓過程流體的過程變量的過程變送器，其包括傳感器模塊和靜壓接頭。所述傳感器模塊包括用于測量工業過程的過程變量和用于產生傳感器信號的傳感器。所述傳感器包括位于所述傳感器模塊內的液壓流體入口。所述靜壓接頭被連接到所述傳感器模塊并且包括隔離裝配件、過程流體接頭和隔離膜片。所述隔離裝配件被插入所述傳感器模塊并被連接到所述液壓流體入口。所述過程流體接頭連接到所述隔離裝配件。所述隔離膜片定位在所述傳感器模塊外側的所述隔離裝配件和所述過程流體接頭之間。

附圖說明

圖1示出了過程控制系統，其包括本發明的連接到控制室和高靜壓隔離膜片子組件的平面安裝式壓力變送器。

圖2是圖1中的壓力變送器的橫截面示意圖，示出了隔離膜片子組件的組件。

圖3示出了包括隔離裝配件(fitting)、過程流體接頭(coupling)和隔離膜片的隔離膜片子組件的分解圖。

圖4A示出了圖3中的過程流體接頭的仰視圖。

圖4B示出了圖3中的過程流體接頭的俯視圖。

圖4C示出了圖3中的過程流體接頭的側視圖。

圖5A示出了圖3中的隔離裝配件的仰視圖。

圖5B示出了圖3中的隔離裝配件的俯視圖。

圖5C示出了圖3中的隔離裝配件的側視圖。

圖6示出了安裝在過程變送器傳感器模塊的底座中的圖3的隔離膜片子組件的橫截面。

圖7是圖6中圖標7的局部放大圖，示出了過程接頭、隔離膜片和隔離裝配件之間的焊縫。

圖8示出了圖7中的過程接頭和隔離裝配件之間的螺紋連接。