[發(fā)明專利]混合式法蘭

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580056131.4
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN107002918A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 托馬斯·祖爾策;彼得·希菲爾德;烏爾里希·凱澤;謝爾蓋·洛帕京;克里斯托夫·胡伯;彼得·克勒費爾;米可·圖津
• 申請（專利權）人: 恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司
• 主分類號: F16L23/032
• 分類號: F16L23/032;G01F15/00;G01F15/14;G01F15/18;G01F23/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 戚傳江,金潔

本發(fā)明涉及一種用于確定和/或監(jiān)視容納物中介質的至少一種物理或化學過程變量的設備，并且包括一個傳感器元件，至少一個殼體模塊和至少一個法蘭。

許多這樣的現(xiàn)場設備由申請人制造和售賣。要確定和/或監(jiān)視的過程變量例如是通過測量管的流體的流量或容器中的介質的料位。然而其還也可以是壓力、密度、粘度、導電性、溫度或pH值。光學傳感器(例如濁度傳感器或吸收傳感器)也是公知的。

建立現(xiàn)場設備和容納物之間的法蘭連接是一種工業(yè)中用于密封和可釋放連接的常用措施。相應地，通常的容納物都具有帶有對接法蘭的標準化開口，其通常直接被焊接在容納物上。類似地，法蘭通常被直接焊接在現(xiàn)場設備上。

術語容納物指的是包括管線以及容器(例如，罐)兩者。用于測量流量的現(xiàn)場設備通常采用兩個法蘭連接的方式被插入現(xiàn)有的管線中。如果要確定和/或監(jiān)控容納物內的料位，那么，通常僅要求一個法蘭，采用這個法蘭將測量設備安裝到具有相應對接法蘭的容器上。例如，對接法蘭可以在容納物的管嘴內部或者管嘴上。

傳感器單元和法蘭通常與至少一個殼體模塊相連接，采用這種方式，使得在現(xiàn)場設備的操作期間，傳感器單元可以確定和/或監(jiān)控至少一個過程變量。在殼體模塊和法蘭之間布置用于溫度隔離的頸管。通常，當由于所應用的測量原理，傳感器單元必須至少部分并且至少有時地接觸介質的時候，通過法蘭連接的方式安裝現(xiàn)場設備是有意義的。相應地，至少一個法蘭和傳感器單元與殼體模塊的布置應當保證這一點。

在料位測量設備的情況下，例如，在區(qū)域中使法蘭圍繞傳感器單元是有利的，在該區(qū)域中，傳感器單元與殼體模塊相連接，并且在給定的情形下，部分向內突起到殼體內。

另外，與裝置相關聯(lián)的可以是電子單元，其可以與傳感器元件緊鄰或者與其空間上分離。因此，電子單元或者被容納在與傳感器元件相同的殼體模塊中，或者被容納在另一個分離的第二殼體模塊內。

在螺栓連接兩個法蘭的情況下，在兩個法蘭之間設置密封件，法蘭連接的密封狀態(tài)與其間布置的密封件上的兩個法蘭密封表面的壓縮壓力有關。壓縮壓力通常來自于螺栓，其延伸通過法蘭盤的鉆孔。除了螺栓連接，還有很多其它連接兩個法蘭的方法。例如，兩個法蘭還可以被直接焊接在一起。

針對容納物和法蘭兩者的特別經(jīng)常應用的材料是不銹鋼。然而針對特定應用還使用其它金屬，例如鉭、哈斯特洛合金(Hastelloy)或者復合材料(例如碳鋼)。在實踐中，可能發(fā)生金屬法蘭會貢獻現(xiàn)場設備的高達50％的總重量，以及高達30％的總成本。在稀有和/或更昂貴材料(例如鉭)的情況下，這個成本會更高。

除了金屬，工業(yè)中應用的除了別的之外還有陶瓷和合成材料，例如塑料。合成材料尤其通過它們更輕的重量、它們的化學耐久性、和許多應用中它們足夠的耐熱性，使自身表現(xiàn)突出。另外，塑料部件通常比起金屬會更成本有效。

一段時間以來，還有纖維增強塑料法蘭較為公知。除了它們提供的重量和成本的節(jié)省之外，還可以導致增加的強度和硬度。另外，從柔性過程技術獲得了通過它們各向異性屬性的定向應用配置這些部件適于加載的的機會。

對于法蘭連接最重要的要求包括：確保密封的和穩(wěn)定的連接。另外，法蘭在其面向介質的區(qū)域內不應影響過程和/或介質。

例如，當法蘭和容納物采用不同材料制造的時候會發(fā)生密封問題。由于不同的熱膨脹系數(shù)，大的溫度變化會導致法蘭連接的結構性一體化的損壞。

類似地，介質接觸區(qū)域內的容納物和法蘭的不同的材料會對相同的介質示出不同的反應。例如，由于兩種材料不同的氧化還原電勢，會發(fā)生電化學反應。

出于這些原因，通常為法蘭選定與容納物相同的材料。因為容納物主要是金屬，因此法蘭主要由沉重并且部分更昂貴的金屬制造，盡管考慮到重量和成本，塑料、纖維增強塑料或者類似的材料更有利。

本發(fā)明的目標在于提供一種成本有效的輕量法蘭，其可以在任意容納物的情況下使用。

由用于確定和/或監(jiān)視容納物中介質的至少一個物理或化學過程變量的裝置獲得實現(xiàn)該目的，包括至少一個傳感器元件、至少一個殼體模塊和至少一個法蘭，其中傳感器元件和法蘭與殼體模塊連接，其中處于至少部分接觸介質的第一部分內的法蘭至少部分由第一材料(其是應用特定和/或顧客特定選擇的)制造，并且其中處于至少部分接觸環(huán)境的第二部分內的法蘭至少部分由合成材料制造。