CN101946161B - 孔口板支座 - Google Patents

Abstract

公开了一种孔口板支座(70、305)，所述孔口板支座(70、305)用于将孔口板定位在孔口配件(12)内，以测量穿过导管的流体的流量。在一些实施例中，板支座(70、305)具有穿过其的开口(225)和围绕开口(225)的内表面(207)。唇部(230)从内表面(207)沿径向延伸，以支撑具有设置在其中的孔口板的孔口板组件(72)。至少一个流通口(220、315)延伸穿过本体(205)。各流通口(220、315)均构造成：容许流体穿过所述流通口；并在安装和抽出期间，减小孔口板上游和下游的流体之间的压差。各齿(235)均从内表面(207)沿径向延伸的至少两个齿(235)接合孔口板，且保持孔口板在配件(12)内的同心位置。

Description

孔口板支座

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年2月19日提交的名称为“orifice plate carrier(孔口板支座)”的美国非临时申请第12/033,452号的优先权。

技术领域

本公开总体涉及用于测量穿过管路或其它导管的流体流量的孔口配件。更具体而言，本公开涉及一种用于在孔口配件中使用的孔口板支座。

背景技术

流体流量是大量流体或气体运动的量化，典型被测量为体积流量或质量流量。可靠且准确地测量流体流量的能力在多种处理和工业(例如化学处理、油气的运输和生产等)中起到了重要的作用。孔口配件为可用来测量流过管路或导管的流体的体积流量或质量流量的许多装置中的一种。孔口配件典型采用具有中心孔口的平薄板，该中心孔口的直径小于该板设置于其中的导管的直径。孔口板位于密封环与压缩环之间，密封环和压缩环可由紧固件保持在一起，以形成孔口板组件。孔口板组件设置在板支座内，该板支座又被支撑和对准在孔口配件内。穿过导管的质量流体流量由整个孔口板上测得的压差和其它参数计算出。

当使用孔口配件来测量流体的流动时，必须考虑许多因素，以获得准确的流动估值。传统上，孔口板组件位于孔口配件内，而密封环和压缩环分别位于孔口板的上游侧和下游侧。密封件设置在密封环与孔口板之间，但没有密封件设置在孔口板与压缩环之间。使用这些单向孔口板组件，如果孔口板组件的压缩环侧不慎被定位在上游，则会出现泄漏。泄漏导致穿过孔口板的压降减小，以及错误估计流过配件的流体。因此，孔口板组件相对于孔口板支座的定向是一个重要考虑因素。

孔口板组件与孔口板支座之间的有效密封是另一个重要考虑因素。在孔口板组件与孔口板支座之间的密封件变形的情况下，即使变形在很小的区域内，孔口板组件也可相对于板支座旋转，且会发生泄漏。

孔口板支座相对于孔口配件的对准是又一个重要考虑因素。当板支座错误安装或不正确地安置在配件内时，孔口板就可能不垂直于流过配件的流体，或不在配件的流动孔内同心。孔口板未对准导致穿过孔口板的错误压降读数，且因此导致流过配件的流体的不准确估值。

最后，在孔口板插入或抽出孔口配件期间，板支座可瞬时中断流过孔口板的流体。中断穿过孔口板的流动导致孔口板上游的流体压力达到峰值。位于孔口板上游的传感器则会暴露在超过其工作极限的流体压力下，从而导致错误的上游压力测量结果。

因此，所期望的孔口板支座的特征在于，减小设置在板支座内的孔口板周围的泄漏，以及促进孔口板的同心对准。

发明内容

所公开的孔口板支座用于将孔口板定位在孔口配件内来测量流过导管的流体。在一些实施例中，孔口板支座包括本体，所述本体具有穿过该本体的开口和围绕所述开口的内表面。内表面具有带有一长度的边缘。唇部从内表面沿径向延伸到开口中，并沿内表面边缘的整个长度延伸。唇部具有的厚度小于内表面的厚度。环形凹部由内表面和唇部形成。环形凹部构造成接纳经由开口插入以接合唇部的孔口板组件。

在其它实施例中，孔口板支座包括：本体，所述本体具有穿过该本体的开口；和围绕所述开口的内表面。至少两个齿(notch)从内表面沿径向延伸到开口中。各齿均构造成接合插入开口中的孔口板的边缘。第一齿定位在平分开口的水平线的下方，并位于平分开口的竖直线的一侧。第二齿定位在水平线的下方并位于竖直线的另一侧。第一齿和第二齿与开口的中心点等距。

在又一实施例中，孔口板支座包括本体，所述本体具有穿过该本体的至少一个流通口。各流通口构造成：容许流体穿过所述流通口；并在安装和抽出期间，减小本体一侧的流体与本体另一侧的流体之间的压差。

孔口配件的实施例包括具有贯穿通路的导管，以及以可移除方式设置在所述导管内的根据本文所公开的原理的孔口板支座。孔口板支座包括本体，所述本体具有穿过该本体的开口和围绕所述开口的内表面。内表面具有边缘，所述边缘具有一长度。唇部从内表面沿径向延伸到开口中，且沿内表面边缘的整个长度延伸。唇部具有的厚度小于内表面的厚度。环形凹部由内表面和唇部形成。孔口板组件位于环形凹部内以接合唇部。流通口延伸穿过本体。流通口构造成：容许流体穿过所述流通口；并在安装和抽出期间，减小本体一侧的流体与本体另一侧的流体之间的压差。至少两个齿从内表面沿径向延伸，以接合设置在孔口板组件内的孔口板。第一齿定位在平分开口的水平线的下方，并位于平分开口的竖直线的一侧。第二齿定位在水平线的下方，并位于竖直线的另一侧。第一齿和第二齿与开口的中心点等距。

上文已经概述了所公开的实施例的相当宽泛的特征，以便可以更好理解随后的详细说明。下文将描述形成特定权利要求的主题的另外的特征。

附图说明

现在将参照附图来详细描述各种实施例，在附图中：

图1示出了具有根据本文所述原理的孔口板支座的孔口配件的截面视图；

图2A为图1中的孔口板支座的下游面的透视图；

图2B为图1中的孔口板支座的上游面的透视图；

图3为孔口板支座的可选实施例的下游面的视图；以及

图4为其中设置图1中的孔口板组件的图1中的孔口板支座的下游面的视图。

具体实施方式

以下论述针对本发明的各种实施例。本领域的技术人员将理解的是，以下说明具有宽泛的应用，且任何实施例的论述都仅意在示范该实施例，且不期望隐含包括权利要求的本公开内容的范围局限于该实施例。

特定术语用在以下说明中，且要求指出具体的系统部件。本领域的技术人员将认识到的是，不同的人可用不同的名称来指代一个部件。本文件并不打算区分名称不同而非功能不同的部件。附图不必按照比例。本发明的特定特征以放大的比例或略微简略的方式示出，而常规元件的一些细节则可不示出，所有都是出于清楚和简明的考虑。

在以下论述和权利要求中，术语“包含”和“包括”以开放的方式使用，因此应当被理解成意思是“包括但不限于”。另外，术语“联接”或“联结”的用意为间接或直接连接。因此，如果第一装置联接到第二装置上，则该连接可通过直接连接，或可通过经由其它装置或连接的间接连接。

图1示出了具有根据本文所公开的原理的孔口板支座的孔口配件的截面视图。如图所示，孔口配件12包括联接到上部18的下部16。下部16包括：具有设置在两端的法兰14的导管54，以及其之间的壳体56。法兰14用于联接管线段之间的孔口配件12。导管54还包括通过该导管的轴向流动孔62，其特征分别在于中心轴线60和上游区域64及下游区域66。流体可经由流动孔62大致沿箭头68指出的方向从上游区域64流至下游区域66。壳体56包围带有下驱动件36的下腔室20，下驱动件36具有设置于其中的齿轮轴和小齿轮。孔口配件12的上部18包围带有上驱动件38的上腔室22，上驱动件38也具有设置于其中的齿轮轴和小齿轮。

可通过操作下驱动件36和上驱动件38来在孔口配件12内升高和降低板支座70。在该示图中，板支座70完全插入孔口配件12中。下部16还包括板支座引导件58，当具有设置于其中的板支座70的孔口板组件72插入或抽出孔口配件12时，该板支座引导件58用作引导件以辅助在孔口配件12内正确地放置、对准和定位板支座70。具体而言，板支座引导件58使板支座70定向，使得孔口板组件72大致垂直于由箭头68指出的流体流动方向。

图2A绘出了板支座70下游面的视图，当板支座70插入配件12中时，该下游面为板支座70与下游区域66相邻的一侧。如图所示，板支座70包括具有沿相对侧的两排平行齿条210、215的矩形本体205。在至少一些实施例中，本体205包括金属，如不锈钢。齿条210、215适于与下驱动件36和上驱动件38相互作用，使得板支座70能够在孔口配件12的板支座引导件58内升高和降低。板支座70还包括穿过本体205的开口225和多个流通口220。开口225构造成接纳孔口板组件72。

流通口220构造成在板支座70移入和移出配件12流动孔62内的位置时容许流体流过所述流通口220。在该示例性实施例中，存在四个流通口220，各个流通口均具有在开口225附近带有倾斜角240的矩形形状。尽管在本示例性实施例中本体205包括四个流通口220，但在其它实施例中可存在更少或更多的流通口220。此外，流通口220可采用其它物理形状和本体205内的其它位置。然而，在所有实施例中，在于安装和移除期间保持板支座70的结构完整性的同时，流通口220的尺寸、形状和数目使得流通口220的总流动面积最大。为此，倾斜角240容许流通口220定位成更靠近开口225，且增大了各流通口220的尺寸。

图3示出了根据本文所公开的原理的孔口板支座的另一个实施例。在该可选实施例中，孔口板支座305也包括具有四个流通口315的矩形本体310，各流通口315均邻近本体310的不同角定位。然而，各流通口315延伸至本体310的周界320，从而在安装和移除操作期间，将流通口315的总流动面积增大到超过图2A中所示的流通口220的总流动面积。

又参看图2A，板支座70还包括一般从本体205的内表面207延伸到开口225中的保持唇部230和多个齿235。图2B中也示出了保持唇部230和齿235，图2B为板支座70上游面的视图。在一些实施例中，包括在图2A和图2B中所示出的那些实施例中，保持唇部230和/或齿235与本体205成一体。保持唇部230完全沿内表面207延伸，且具有的厚度405小于本体205的宽度410。因此，保持唇部230和内表面207界定了凹部233。因此，孔口板组件72可插入板支座70的开口225中，以安置于凹部233中，并邻接保持唇部230。

齿235不像保持唇部230那样沿本体205内表面207的整个圆周延伸，而是定位在从自开口225的中心285延伸的水平线280算起45度、135度、225度和315度的角位置。各齿235均具有高度415，该高度415构造成：在具有设置于其中的孔口板的孔口板组件72插入板支座70中时，接合孔口板的边缘。在至少一些实施例中，齿235包括如不锈钢的金属，以提供各齿235与孔口板之间的金属与金属的接触。

板支座70还可包括嵌入的文本250，以在板支座70安装到孔口配件12中期间对操作人员有所帮助，并防止操作人员以错误定向安装板支座70，例如倒置或使板支座70的下游面面向上游区域64。指示性文本250可包括词语、字母和/或符号。例如，如图所示，箭头可嵌入本体205中，以指出孔口板支座70的上边缘。作为另一示例，也如图所示，短语“此面朝入口”可嵌入本体205中来指出孔口板支座70的上游面。

在孔口配件12工作之前，孔口板组件72插入孔口板支座70中。图4示出了其中设置孔口板组件72的板支座70的下游面的视图。孔口板组件72包括围绕其外圆周定位的多个凹部400。各凹部400的形状确定为接纳孔口板支座70的齿235。为了将孔口板组件72插入孔口板支座70中，操作人员首先将孔口板组件72相对于板支座70定向，使得在组件72插入开口225(图2A、图2B)中且安置于板支座70的凹部233(图2B)中时，组件72的下游侧将邻接孔口板支座70的保持唇部230。接下来，操作人员使孔口板组件72相对于孔口板支座70旋转，以使孔口板支座70的齿235与孔口板组件72的凹部400对准。一旦齿235与凹部400对准，则操作人员则将孔口板组件72插入板支座72的开口225(图2A、图2B)中，使得各凹部400接纳齿235，而孔口板组件72的下游侧完全接合保持唇部230。

接下来，如图1中所示，具有设置于其中的孔口板组件72的板支座70插入配件12的板支座引导件58中。使用诸如图2B中所示的嵌入文本250，操作人员识别出板支座70的上边缘和下边缘以及上游面和下游面。操作人员然后将板支座70的下边缘插入板支座引导件58中，以便在板支座70插入配件12的流动孔62中时，板支座70的下游面将邻近下游区域66，而板支座70的上游面将邻近上游区域64。一旦相对于板支座引导件58正确对准，则板支座70就下降至流动孔62内的位置。

当具有设置于其中的孔口板的常规板支座下降至孔口配件的流动孔中时，板支座经常暂时中断流过配件的流体。当孔口板支座随后从配件中抽出时，同样如此。流动中断导致板支座上游的流体压力达到峰值，或显著增大。结果，位于孔口板上游的压力传感器会暴露在超过其工作极限的流体压力下，从而导致该位置处的错误压力测量结果。在板支座继续中断穿过配件的流动时，这又导致流过配件的流体的不准确估值。

根据本文所公开的原理的孔口板支座消除了该问题。例如，当孔口板支座70插入和抽出配件12时，孔口板支座70的流通口220容许流过流动孔62的流体不受中断的继续。因此，当板支座70插入和抽出配件12时，板支座70上游的流体压力不达到峰值，或显著增大而超过位于板支座70上游的压力传感器的工作极限。结果，在板支座70插入和抽出配件12期间，可获得可靠的上游压力测量结果。

当板支座70定位到配件12的流动孔62中之后，流体压力继续作用在孔口板组件72上，将组件72推至孔口板支座70的保持唇部230。由于保持唇部230沿本体205的内表面207(图2A)的整个圆周延伸，所以孔口板组件72与板支座70之间的密封件由保持唇部230完全支撑。应当理解的是，“整个圆周”还包括沿大致整个内表面207延伸的保持唇部230。因此，密封件不会在流体压力下变形或旋转，且防止了孔口板组件72与板支座70之间的密封件间的泄漏。

在配件12工作期间，设置在孔口板支座70内的孔口板必须保持在相对于流动孔62轴线60的同心位置上，在可由工业标准限定的容许的偏心极限内。孔口板支座70通过支撑具有两个齿235(而非定位在开口225的最下点处的仅一个齿)的孔口板的重量而使孔口板能够同心定位，各个齿相对于平分开口225的竖直线290(图2A)以相同角定向定位，且防止孔口板由于重力效果而下移。同时，所有四个齿235防止孔口板在流体压力下相对于板支座72的横向运动。因此，所有齿235的组合保持了配件12工作期间孔口板在流动孔62内的同心位置。

尽管已经示出和描述了优选实施例，但本领域的技术人员能够作出未脱离本文的范围或教导内容的其改进。本文所述的实施例仅为示例性的，且并未进行限制。系统和设备的许多变型和改进是可能的，而一旦完全认识到上述公开内容，则这些变型和改进就对于本领域的技术人员变得很清楚。例如，各部分的相对尺寸、各部分的制造材料和其它参数都是可变的。此外，尽管板支座内的开口示为圆形，但它们可包括诸如椭圆或正方形的其它形状。因此，所期望的是以下权利要求理解为包含了所有这些变型和改进。

Claims (18)

1.一种孔口板支座，包括：

本体，所述本体具有穿过该本体的开口和围绕所述开口的内表面，其中，所述内表面具有一长度；

至少一个流通口，所述至少一个流通口穿过所述本体并且延伸至所述本体的周界；

唇部，所述唇部从所述内表面沿径向延伸到所述开口中，并沿所述内表面的整个长度延伸，所述唇部具有的厚度小于所述内表面的厚度；以及

由所述内表面和所述唇部形成的环形凹部；

其中，所述环形凹部构造成接纳经由所述开口插入以接合所述唇部的孔口板组件；

其中，所述流通口构造成：容许流体穿过所述流通口，并在安装和抽出所述本体期间，减小所述本体一侧的流体与所述本体另一侧的流体之间的压差。

2.根据权利要求1所述的孔口板支座，其中，所述唇部与所述本体成一体。

3.根据权利要求1所述的孔口板支座，还包括：

至少两个齿，各齿均从所述内表面沿径向延伸到所述开口中，并构造成接合插入所述开口中的孔口板的边缘；

其中，第一齿和第二齿定位在平分所述开口的水平线的下方。

4.根据权利要求3所述的孔口板支座，其中，所述第一齿定位在平分所述开口的竖直线的一侧。

5.根据权利要求4所述的孔口板支座，其中，所述第二齿定位在所述竖直线的另一侧，并且，所述第一齿和所述第二齿与所述开口的 中心点等距。

6.根据权利要求1所述的孔口板支座，其中，所述本体还包括嵌入的指示性文本。

7.根据权利要求6所述的孔口板支座，其中，所述嵌入的指示性文本包括词语、符号和字母所组成的组中的至少一种。

8.一种孔口板支座，包括：

本体，所述本体具有穿过该本体的开口；

内表面，所述内表面围绕所述开口，并具有从该内表面延伸到所述开口中的唇部；以及

至少两个齿，各齿均从所述内表面沿径向延伸到所述开口中，并构造成接合插入所述开口中的孔口板的边缘；

其中，第一齿定位在平分所述开口的水平线的下方，并位于平分所述开口的竖直线的一侧，而第二齿定位在所述水平线下方，并位于所述竖直线的另一侧；

其中，所述第一齿和所述第二齿分别定位在从所述水平线算起45度和135度的角位置。

9.根据权利要求8所述的孔口板支座，其中，第三齿定位在所述水平线上方，并与所述第一齿位于所述竖直线的同一侧，而第四齿定位在所述水平线的上方，并与所述第二齿位于所述竖直线的同一侧。

10.根据权利要求9所述的孔口板支座，其中，所述第一齿、所述第二齿、所述第三齿和所述第四齿与所述开口的中心点等距。

11.根据权利要求8所述的孔口板支座，其中，所述本体和所述至少两个齿包括金属。 

12.根据权利要求8所述的孔口板支座，其中，所述至少两个齿与所述本体成一体。

13.根据权利要求8所述的孔口板支座，还包括：

至少一个流通口，所述至少一个流通口穿过所述本体；

其中，所述流通口构造成：容许流体穿过所述流通口，并在安装和抽出所述本体期间，减小所述本体一侧的流体与所述本体另一侧的流体之间的压差。

14.一种孔口板支座，包括：

本体，所述本体具有穿过该本体的开口和围绕所述开口的内表面，其中，所述内表面具有边缘和从所述内表面延伸的唇部，所述边缘具有一长度，

其中，所述本体具有带有四个角的矩形形状，并且，多个流通口延伸穿过所述本体，各流通口均邻近所述本体的不同的角；

其中，各流通口均具有带有邻近所述开口的倾斜角的矩形形状；

其中，各流通口构造成：容许流体穿过所述流通口，并在安装和抽出所述本体期间 ，减小所述本体一侧的流体与所述本体另一侧的流体之间的压差。

15.根据权利要求14所述的孔口板支座，还包括：

所述唇部，所述唇部从所述内表面沿径向延伸到所述开口中，并沿所述内表面边缘的整个长度延伸，所述唇部具有的厚度小于所述内表面的厚度；以及

由所述内表面和所述唇部形成的环形凹部；

其中，所述环形凹部构造成接纳经由所述开口插入以接合所述唇部的孔口板组件。

16.一种孔口配件，包括权利要求1所述的孔口板支座，且还包括： 

导管，所述导管具有贯穿通路；并且

所述孔口板支座以可移除方式设置在所述导管内，所述孔口板支座还包括：

至少两个齿，各齿均从所述内表面沿径向延伸，以接合设置在所述孔口板组件内的孔口板，

其中，第一齿定位在平分所述开口的水平线的下方，并位于平分所述开口的竖直线的一侧，而第二齿定位在所述水平线下方，并位于所述竖直线的另一侧；以及

所述第一齿和所述第二齿分别定位在从所述水平线算起45度和135度的角位置。

17.根据权利要求16所述的孔口配件，其中，所述至少两个齿将所述孔口板保持在相对于所述贯穿通路的中心线同心的位置。

18.根据权利要求16所述的孔口配件，其中，当流体流过所述导管并将压力负荷施加到所述孔口板组件时，所述唇部支撑所述孔口板组件。 

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