CN104048796B - 用于压力变送器的可独立更换的密封系统 - Google Patents

Abstract

一种可更换的密封系统，其具有可连接到压力变送器的共面的入口板的高压侧和低压侧。密封系统的第一侧可以被更换而不会干扰该密封系统的第二侧的密封。密封系统包括由具有中央分割线的第一和第二板组件构成的堆。第一和第二板中的至少一个被沿所述中央分割线分割，以实现仅对该系统的一侧上进行独立的更换。

Description

用于压力变送器的可独立更换的密封系统

技术领域

本发明涉及一种用于工业过程压力变送器的密封系统。更特别地，本发明涉及这样一种压力系统，其包括将压力连接到压差变送器的共面的入口板的密封。

背景技术

工业过程控制系统被用于监控和控制通常产生或传递液体等的工业过程。在这种系统中，测量诸如温度、压力、流量等“过程变量”通常是重要的。过程控制变送器被用于测量这些过程变量并将与测得的过程变量有关的信息传输到中央位置，例如中央控制室。

一种类型的过程变量变送器是压差变送器，其测量两个过程流体的压力并提供与两个测得的压力之间的压差有关的输出。该压差可依次地反映压差、流量、容器中的过程流体的水平或其他过程变量。变送器被配置成传输与压差有关的信息回到中央控制室。该传输通常是在二线(two wire)过程控制回路中进行的，然而，也可以使用其他通信技术，包括无线技术。

压力必须通过某些类型的过程接头(coupling)连接到过程变量变送器。例如，过程流体可包括用在工业过程中的成分，例如天然气、油等。在特定的过程测量应用中，压力变送器被相对于加压过程流体远程地设置，并且压力通过被称为远程密封的流体连接器(fluid link)物理地从过程流体传递到压力变送器。

在某些应用中，两个密封构成的组件将两个压力(高压侧压力和低压侧压力)连接到压差变送器的共面的入口板。当所述密封之一需要更换时，两个密封构成的组件被从共面的入口板上断开连接。与共面的入口板断开连接导致破坏打开高压侧和低压侧密封系统，并且整个组件必须以高昂的代价进行更换。当前需要改进该连接到共面的入口板的密封系统，从而更换单个损坏的密封的成本被降低。

发明内容

一种密封系统可连接到压力变送器的共面的入口板。该密封系统包括第一板组件。第一板组件包括第一板组件螺栓孔，其中，至少其中一些所述第一板组件螺栓孔可与共面的入口板螺栓孔对准。第一板组件包括可与所述高压侧和低压侧膜片对准的第一高压侧和低压侧隔离流体通道。

该密封系统包括第二板组件。第二板组件被堆叠在所述第一板组件上以形成包括所述第一和第二板组件的板堆。所述第二板组件包括与所述第一板组件螺栓孔对准的第二板组件螺栓孔。

该密封系统包括高压侧和低压侧毛细管连接器。高压侧和低压侧毛细管连接器被连接到所述板堆。所述高压侧和低压侧毛细管连接器具有与所述第一高压侧和低压侧隔离流体通道对准的第二高压侧和低压侧隔离流体通道。

该密封系统包括连接到所述高压侧和低压侧毛细管连接器的毛细管。该密封系统包括连接到所述毛细管的密封。

所述板堆包括分离所述第一和第二板组件之一的高压侧和低压侧部件的中央分割线，从而实现所述高压侧和低压侧部件中被选择的一个部件的单独的更换，同时避免所述高压侧和低压侧部件中未被选择的一个部件的更换。

附图说明

图1A-1B描绘了可更换的双远程密封系统的实施例。

图2A-2E描绘了可更换的双远程密封系统的实施例。

图3A-3E描绘了可更换的双远程密封系统的实施例。

图4描绘了具有远程密封和本地密封的可更换的双密封系统的实施例。

图5描绘了具有远程密封和本地密封的可更换的双密封系统的实施例。

图6描绘了只安装了单个远程密封的密封系统。

图7描绘了只安装了单个本地密封的密封系统。

图8描绘了具有远程密封和已安装的本地密封的可更换的双密封系统的实施例。

图9描绘了只安装了单个远程密封的密封系统。

图10描绘了只安装了单个远程密封的密封系统。

图11描绘了安装有单个远程密封的密封系统的实施例。

图12描绘了现有技术，绘制了法兰适配器接头(FAU)。

具体实施方式

在下面的图1-5，8-9中公开了可更换的密封系统的示例性实施例。可更换的密封系统对于具有共面的入口板的压差变送器而言是有用的。每个可更换的密封系统包括至少一个高压侧密封系统和低压侧密封系统。特别地，每个可更换的密封系统具有位于一侧上的密封系统，该一侧上的密封系统可以被独立更换而无需对另一侧进行更换。

通过使用可更换的双密封系统，高压侧密封系统可以被解除密封以进行更换，而无需解除低压侧密封系统的密封，反之亦然。该结构避免了已知的具有共面的入口板的变送器上的双密封系统的昂贵问题，其中，它需要同时更换高压侧和低压侧系统，即使两个系统中只有一个被损坏或报废需要更换。

图1A，1B示意性地描绘了被设置成用于连接到压差变送器101的示例性的共面的入口板114的可更换的双远程密封系统100。

图1A示意性地描绘了被设置在压差变送器101的共面的入口板114的底面上的可更换的远程密封系统100。

压差变送器101包括用于将一个或多个布线(wiring)管道(未描绘)连接到变送器101的管道套筒(hub)102、104。压差变送器101包括第一盖106，第一盖106是可移除的，以提供通向变送器布线隔室(图1A中未描绘)的维修通道。压差变送器101包括第二盖108，第二盖108可移除的，以提供通向变送器101中的电子电路板隔室(图1A中未描绘)的维修通道。压差变送器101将变送器输出信号沿线路110穿过管道套筒102连接到工业控制系统112。压力变送器101在线路110上向工业控制系统112提供表示压差的输出信号。

压差变送器101包括在本文中被称为共面的入口板114的小型化的过程流体连接件。压力变送器101的共面的入口板114可连接存在于工业设备环境中的两个流体压力，称为高压侧(H)和低压侧(L)压力(图1A中未描绘)。共面的入口板114包括两个小型的隔离膜片116、118，这两个膜片被布置成彼此大致共面并且与共面的入口板114的地面大致共面。小型隔离膜片116、118是密封的势垒，使变送器101外侧的流体与变送器101内侧的隔离流体(图1A中为描绘)相隔离。小型隔离膜片116、118响应外部流体压力而偏转，以允许压力穿过小型隔离膜片116、118联通，而不会使变送器101的内部部件暴露于外部流体。变送器101是示例性的，并且其他已知的带有共面的入口板的变送器构造也可以使用。

参见图1B，变送器101内侧的隔离流体被容纳在将来自小型隔离膜片116、118的压力连接到变送器101内侧的压力传感器136(或多个传感器)的毛细管132、134。

如图1A所示，共面的入口板114包括由四个螺栓孔120、122、124、126构成的矩形图案。螺栓孔120、122、124、126构成的矩形图案具有第一螺栓孔间距128，该间距128与工业标准法兰适配器接头(FAUs，其将在下文中结合图12作更详细的描述)上的螺栓孔间距相匹配。螺栓孔120、122、124、126构成的矩形图案具有第二螺栓孔间距130，该间距130是允许与螺栓孔120、124对准但尚未固定到螺栓孔120、124中的第一法兰适配器接头在具有锥形螺纹的过程管道上旋转而不会撞击已经固定到螺栓孔122、126中的第二法兰适配器接头所需的宽度。当可更换的双远程密封系统100被连接到变送器101时，不使用法兰适配器接头，然而，双远程密封系统100可兼容地定尺寸用于第一和第二螺栓孔间距128、130，以及螺栓孔120、122、124、126的直径。根据一个方面，第一螺栓孔间距128为1.63英寸，并且第二螺栓孔间距130为2.126英寸。螺栓孔间距小于1.7英寸乘以2.2英寸，因此提供了高度小型化的连接。根据另一方面，螺栓孔120、122、124、126的内径均设有用于7/16”-20螺栓的螺纹，或者设定其尺寸使其成为用于7/16”-20螺栓的间隙孔，在这种情况下，螺母被用于固定螺栓。

螺栓孔120、122、124、126的尺寸和位置被设定为用于接收提供压缩力的螺栓，所述压缩力被用于将可更换的双远程密封系统100压靠在共面的入口板114上并且用于绕隔离膜片116的外边缘将共面的入口板114与可更换的双远程密封系统100密封在一起。

本申请中所使用的术语“共面的入口板”，指的是一种连续的板，它是变送器的一部分并且围绕着高压和低压隔离膜片以及由四个外围螺钉孔形成的矩形图案。高压和低压隔离膜片定义了与由连续的平板定义的板平面相平行的隔膜平面。本申请中所使用的术语“高压和低压”以及“高压侧和低压侧”指的是压差变送器以及相关联的可更换的密封系统的名义上的较高压力侧和较低压力侧(彼此之间的相对关系)。本申请中所使用的术语“更换”指的是更换已损坏的本地或远程密封，以及在当前的本地或远程密封因装置变化而报废时将一种类型的密封更换为不同类型的密封。

图1B描绘了图1A中的压差变送器101和可更换的双远程密封系统100的前视分解示意图。压差变送器101被小型化并且包括由硅、玻璃、陶瓷或金属制成的微型电机系统(MEMS)压力传感器136，和小型化的电子装置138，140，该电子装置包括基于低压微处理器的模数转换电路138和一个或多个串联的数字通信总线适配器140，例如HART、PROFIBUS、PROFINET、FOUNDATION FIELDBUS、ETHERNET/IP、FIELD DEVICE INTEGRATION(FDI)、无线模拟通信输出，例如用于与工业系统112通信的4-20mA控制回路。

在特定的现场应用中，过程流体容器附近的工业设备环境可能非常极端，从而导致压差变送器101被该极端环境下损坏。在其他应用中，隔离膜片可能需要比小型隔离膜片116，118更大，以适应过程流体诸如高粘度或含有颗粒的特性。在这种应用中，压差变送器101被设置在远离过程流体容器的位置。

如图1B所示，可更换的双远程密封系统100包括高压侧(H)远程密封150和低压侧(L)远程密封152。远程密封150、152具有比压差变送器101的小型隔离膜片116、118的直径更大的远程隔离膜片154、156。高压侧远程密封150包括过程填充管(fill tube)153。低压侧远程密封152包括过程填充管155。高压侧远程密封150被毛细状管158(也称为毛细管)连接到毛细管连接器160。低压侧远程密封152被毛状管162(也称为毛细管)连接到毛细管连接器164。远程密封150、152，毛细状管158、162(也称为毛细管)和毛细管连接器160、164被充满隔离流体。毛细管连接器160、164包括过程填充管178、180。根据一个方面，被连接在毛细管158、162的末端附近的过程填充管153、155的使用，以及被连接在毛细管158、162的末端附近的过程填充管178、180的使用，在高压侧和低压侧系统被充满隔离流体时能够更好地排出空气。

可更换的双远程密封系统100包括如图所示彼此堆叠并且用诸如螺栓174、176的螺栓固定到共面的入口板114上的第一板组件170和第二板组件172。螺栓174与孔126接合，螺栓176与螺栓孔124接合。第一和第二板组件170、172被布置，以提供与毛细管连接器160、164和小型隔离膜片116、118之间隔离流体的流体连接。第一和第二板组件170、172被布置，以便能够在更换高压侧和低压侧远程密封150、152之中选出的第一个时不会干扰所述高压侧和低压侧远程密封150、152中的第二个的密封。第一和第二板组件170、172合在一起包括板堆(plate stack)190。板堆190包括介于高压侧和低压侧之间的中央分割线192。第一板组件170和第二板组件172中的至少一个被沿中央分割线192分割成两个独立的部分，以提供经济的可替换性。使用由两个板组件170、172构成的堆以及中央分割线192、能够获得高压侧和低压侧隔离系统的独立的可替换性。

在优选的结构中，毛细管158、162是长的，以使压差变送器101被定位在远离过程流体压力容器(在图1A、1B中未描绘)3-15米开外的不会危害压差变送器101的环境中。当过程流体是腐蚀性的、极端地热、室温下粘滞、承受高振动、处理危险或包括倾向于堵塞通向压力变送器的FAUs的小过程管路的颗粒时，压差变送器101的远程定位是理想的。根据一个方面，可更换的双远程密封系统100可用于压差(DP)水平检测应用，压差(DP)流应用，以满足卫生或清洁的要求，或用于提供专门的过程连接。

最初制造过程中，可更换的双远程密封系统100用螺栓组装到压力变送器101的共面的入口板114上，以形成封闭的(密封的)高压侧和低压侧隔离系统，只有高压侧和低压侧过程填充管153、155、178、180是打开的。组装之后，被组装和密封的高压侧和低压侧系统被排空并通过过程填充管153、155、178、180填充清洁的隔离流体。双远程密封系统100的每一侧中的隔离流体的量被调整，以提供用于膨胀远程密封150、152的远程隔离膜片154、156的被精确控制的隔离流体的量，从而远程隔离膜片154、156处于远程隔离膜片154、156的松弛(slack)偏转范围的中间范围(midrange)附近，并且随后过程填充管153、155、178、180被关闭(密封)以提供最终的密封。

如上文所述，一旦填充完成，如果整个板堆190被从压差变送器101上拆除以仅更换其中一侧时，压差变送器101和可更换的双远程密封系统100的组件将会处于损失关于精确地控制的隔离流体的量的两个密封的风险之下。然而，沿分割线192的分割能够在仅更换一侧时不损失另一侧上的隔离流体。

总之，图1A，1B描绘了被连接到包括高压侧和低压侧膜片116、118和共面的入口板螺栓孔120、122、124、126的共面的入口板114的密封系统100。第一板组件170包括第一板组件螺栓孔173，其中至少一些所述螺栓孔173与共面的入口板螺栓孔120、122、124、126对准，以及与高压侧和低压侧膜片116、118对准的第一高压侧和低压侧隔离流体通道175。第二板组件172被堆叠在第一板组件170上以形成包括所述第一和第二板组件170、172的板堆。第二板组件172包括与至少与一些第一板组件螺栓孔对准的第二板组件螺栓孔179。高压侧和低压侧毛细管连接器160、164连接到板堆190。高压侧和低压侧毛细管连接器160、164具有与第一高压侧和低压侧隔离流体通道175对准的第二高压侧和低压侧隔离流体通道181。高压侧和低压侧毛细管158、162连接到高压侧和低压侧毛细管连接器160、164。高压侧和低压侧远程密封150、152连接到高压侧和低压侧毛细管158、162。板堆190(由板组件170、172构成的堆)包括将第一和第二板组件170、172中的至少一个分割为高压侧和低压侧的中央分割线192，从而实现高压侧部件的单独更换，同时避免更换低压侧部件。类似地，将高压侧和低压侧分开的中央分割线192实现了在独立更换低压侧部件的同时避免更换高压侧部件。密封系统100包括高压侧和低压侧螺栓174、176并且高压侧压力部件的单独更换例如包括至少某些高压侧螺栓174的临时拆卸。低压侧第一和第二隔离流体通道175、181的对准不会在更换高压侧部件的过程中被干扰。

能够提供独立可更换性的第一和第二板组件构成的堆的例子将在下文中结合图2A-2E中的实施例、图3A-3E中的实施例加以更详细的描述。对于图1A-1B、图2A-2E或图3A-3E而言具有高部件通用性的可选择的连接构造将在下文中参照图6-7和10-11加以更详细的描述。高部件通用性能够用单个密封系统对可单独更换的双密封系统进行经济的更换，并且反之在过程设备升级的过程中也是一样。

图2A描绘了可更换的双远程密封系统296。可更换的双远程密封系统296包括远程密封292、294(与图1B中的远程密封150、152相对应)。可更换的双远程密封系统296包括板堆200。板堆200的正视图如图2A所示。板堆200包括第一板组件202(与图1B中的第一板组件170相对应)和第二板组件204(与图1B中的第二板组件172相对应)。在图2A中，所示的板堆200处于工作位置，被螺栓214、216固定到压差变送器101的共面的入口板114并且被毛细管连接器201、203连接到毛细管206、208(与图1B中的毛细管158、162相对应)。毛细管206、208连接到远程密封292、294。毛细管连接器201、203包括过程填充管210、213，其中所述过程填充管210、213在最初制造过程中用于向可更换的双远程系统296中填充隔离流体，并且随后过程填充管210、212被密封以提供隔离流体的最终密封。

如图2A所示，第一板组件202被沿中央分割线250分割成两个半板组件202A和202B。可选择的安装孔222被设置在每个半板组件202A和202B上。

图2B描绘了第二板组件204(也被称为压缩板204)的斜视图。第二板组件204包括与图1A所示的由螺栓孔120、122、124、126构成的图案对准的由通孔230、232、234、236构成的图案。第二板组件204包括与图2A中的毛细管连接器201、203对准的U形槽242、244。第二板组件204包括切口238、240。切口238、240和U形槽242、244用作有效的通道开口，以便在更换过程中向位于下方的第一板组件202的一个半板组件(低或高，202A或202B)施用夹紧工具(未描绘)。通道开口238、240可选择性地被设置为圆形的通孔，而非切口。

在正常工作过程中，第二板组件204向位于下方的第一板组件202的两个半板组件202A和202B施加一压缩密封力。在更换过程中，夹紧工具被用于将第一板组件202的第一半板组件(例如202A)保持在密封位置，而第一板组件202的第二半板组件(例如202B)被拆除，以进行更换，如下文中结合图2E所作的更详细的描述。在更换过程中，螺栓(例如螺栓214、216)可以被移除，同时工具被用于提供工具夹紧以替代螺栓夹紧。

图2C描绘了第一板组件202的前视图。第一板组件包括被中央分割线250分开的两个独立的半板组件201A和202B。每个半板组件202A和202B包括可选择的安装孔222。

毛细管连接器201、203被永久地附接并密封到毛细管206、208并且被永久地附接和密封到半板组件202A和202B。毛细管连接器201、203是不可拆除的并且相对于半板组件202A和202B不可旋转。毛细管连接器201和203不是FAUs。

图2D描绘了半板组件202A的斜视图。半板组件202A包括进入毛细管连接器203的开口256，开口256用于将加压隔离流体从毛细管208(图2A、2C)传送到变送器的小型隔离膜片116(图1A、1B)。半板组件202A包括开口258，开口258用于将加压隔离流体从过程填充管212(图2A、2C)传送到变送器的小型隔离膜片116(图1A、1B)。半板组件202A包括用于安装螺栓，例如安装螺栓214(图2A)的螺栓孔252、254。半板组件202A包括用于支撑密封260的内径的凸出的凸台(boss)261。半板组件202B基本上与半板组件202A相同。

图2E描绘了图2中的板堆200的仰视图。第二板组件204包括暴露在半板组件202B上的工具力接触区域280、282、284的切口238、240和U形槽242、244(图2B)。

工具(例如手扳压机，未描绘)可用于选择性地在接触区域280、282、284上压下，以将半板组件202B压靠着共面的入口板114，以保持密封。四个螺栓214、215、216、217可随后被松开或移除，以拆卸半板组件202A以进行更换，不会干扰半板组件202B的密封。类似地，工具可用于选择性地在接触区域286、288、290上压下半板组件202A，以在半板组件202B被拆除时保持密封，以实现独立的可更换性。

通过临时使用工具提供压缩力，螺栓214、215、216、217可临时地被拆下以允许只对隔离系统的一侧进行更换，而不会干扰隔离系统的另一侧。

总之，图2A-2E描绘了被连接到共面的入口板114的密封系统296。第一板组件202包括与共面的入口板螺栓孔120、122、124、126对准的第一板组件螺栓孔252、254、253、255(图2C)。第一板组件202包括与高压侧和低压侧隔离膜片116、118(图1A)对准的第一高压侧和低压侧隔离流体通道270、271(图2A、2C)。第二板组件204被堆叠在第一板组件202上并且包括与第一板组件螺栓孔252、254、253、255对准的第二板组件螺栓孔230、232、234、236(图2B)。高压侧和低压侧毛细管连接器201、203连接到第一板组件202并包括与第一高压侧和低压侧流体通道270、271对准的第二高压侧和低压侧流体通道272、273。高压侧和低压侧毛细状管206、208(也称为毛细管)连接到高压侧和低压侧毛细管连接器201、203。高压侧和低压侧远程密封292、294连接到高压侧和低压侧毛细管206、208。第一板组件202包括分隔第一板组件202的高压侧和低压侧部分202A和202B的中央分割线250。该分隔实现了高压侧部件(例如，202B、201、206、292)的单独更换同时避免更换低压侧部件(例如202A、203、208、294)，反之亦然。密封系统296包括高压侧和低压侧螺栓214、215、216、217并且高压侧部件的单独更换包括临时拆除至少一些高压侧螺栓216、217。低压侧第一和第二隔离流体通道271、273的对准和密封在高压侧部件的更换过程中不受干扰。第二板组件204包括暴露第一板组件202的接触区域的高压侧和低压侧开口238、240、242、244。

图3A描绘了可更换的双远程密封系统396。可更换的双远程密封系统396包括远程密封392、394(与图1B中的远程密封150、152相对应)。可更换的双远程密封系统396包括板堆300。板堆300的正视图如图所示。板堆300包括第一板组件302(与图1B中的第一板组件170相对应)和第二板组件304(与图1B中的第二板组件172相对应)。第二板组件304沿中央分割线350在高压侧(H)和低压侧(L)之间分割。第二板组件304包括第一半板304A和第二半板304B。在图3A中，所示的板堆300处于被螺栓314、316固定到压差变送器101的共面的入口板114的工作位置。板组件302、304被螺栓311、313彼此固定。

第一板组件302包括将隔离流体传输到压差变送器101上的小型隔离膜片116、118的内孔307、309。第一板组件302包括一个或多个安装孔322。第二板组件304被整体地并且不可旋转地连接到毛细管连接器301、303。毛细管连接器301、303被连接到毛细管306、308(与图1B中的毛细管158、162相对应)。毛细管306、308连接到远程密封392、394。毛细管连接器301、303包括过程填充管310、313，其中所述过程填充管310、313被用于向可更换的双远程系统396中填充隔离流体，并且随后过程填充管310、312被密封以提供隔离流体的最终密封。

如图3B所示，第一半板304A被整体地连接到毛细管连接器303。第一半板304A包括用于接收螺栓，例如螺栓311、321(图3A、3E)的螺栓孔360、362。第二半板304B(图3A)与第一半板304A类似。

图3C是第二板组件304的正视图。第二板组件304包括第一半板304A和304B。如图所示，毛细管连接器301、303被整体地并且不可旋转地附接到半板304A和304B。

图3D是第一板组件302的斜视图。第一板组件302包括单个、连续的板体。第一板组件302包括用于传送加压隔离流体的内孔307、309。第一板组件302包括设有螺纹、用于接收螺栓311、313、319、321(图3A、3E)的螺纹端的螺栓孔370、372、374、376。第一板组件302包括作为供螺栓314、315、316、317(图3A、3E)从中穿过的间隙孔的通孔380、382、384、386。第一板组件包括安装孔322。

图3E描绘了板堆300的仰视图。板堆300通过穿过第一板组件302并螺纹连接到共面的入口板114上的螺纹孔120、122、124、126(图1A)中的螺栓314、315、316、317固定到共面的入口板114。第一和第二板组件304A和304B通过被螺纹连接到第一板组件302上的螺纹孔中的螺栓311、313、319、321固定到第一板组件302。

在图3A-3E的可更换的双远程密封系统396的最初制造过程中，双远程密封系统396用螺栓组装到压力变送器的共面的入口板上，以形成封闭的(密封的)高压侧和低压侧隔离系统，只有高压侧和低压侧填充管310，312以及远程隔离过程填充管是打开的。组装之后，组装好的高压侧和低压侧系统被排空并通过填充管310、312填充清洁的隔离流体。双远程密封系统396的每一侧中的隔离流体的量被调节，以提供用于膨胀远程隔离器392、394的远程隔离膜片的被精确控制的隔离流体的量，从而远程隔离膜片处于远程隔离膜片的松弛(slack)偏转范围的中间范围(midrange)附近，并且随后过程填充管310、312和远程隔离过程填充管被关闭(密封)。

如上文所述，一旦可更换的双远程密封系统396的初始填充完成，如果螺栓314、315、316、317在现场松开，压差变送器101和可更换的双远程密封系统396的组件将会处于损失一些精确地控制的隔离流体的量的风险之下。然而，通过使用其他螺栓311、313、319、321在第二板组件304和第一板组件302之间提供压缩力，只有两个螺栓313、319构成的选出的组可以被拆除以允许仅更换隔离系统的一侧(高压侧)，而不干扰隔离系统的另一侧(低压侧)的密封。

通过使用所示的结构，高压侧可以被更换而不会破坏低压侧上的密封。通过使用所示的结构，低压侧可以被更换而不会破坏高压侧上的密封。通过使用所示的结构，系统396的高压侧和低压侧可以独立地更换。

总之，图2A-2E中所示的密封系统396被连接到共面的入口板114，其中，共面的入口板114包括高压侧和低压侧膜片116、118以及共面的入口板螺栓孔120、122、124、126。第一板组件302包括第一板组件螺栓孔380、382、384、386、370、372、374、376，它们之中的至少一些(380、382、384、386)与共面的入口板螺栓孔120、122、124、126对准。第一板组件302包括与高压侧和低压侧隔离膜片116、118对准的第一高压侧和低压侧隔离流体通道307、309。第二板组件304被堆叠在第一板组件302上并且包括与第一板组件螺栓孔370、372、374、376对准的第二板组件螺栓孔360、362、361、363(图3C)。高压侧和低压侧毛细管连接器301、303连接到第二板组件304。高压侧和低压侧毛细管连接器301、303包括与第一高压侧和低压侧隔离流体通道307、309对准的第二高压侧和低压侧隔离流体通道396、398。高压侧和低压侧毛细管306、308连接到高压侧和低压侧毛细管连接器301、302。高压侧和低压侧远程密封392、394连接到高压侧和低压侧毛细管306、308。第二板组件304被沿中央分割线350分隔成独立的高压部分和低压部分304A和304B，实现了高压侧部件(304B、301、306、392)的单独更换同时避免更换低压侧部件(304A、303、308、394)，反之亦然。密封系统396包括高压侧和低压侧螺栓并且高压侧部件的单独更换包括临时拆除至少一些高压侧螺栓(313、319)。低压侧第一和第二隔离流体通道307、398的对准在高压侧部件的更换过程中不受干扰。四个螺栓314、315、316、317形成的第一图案将第一板组件302附接到入口板114。四个螺栓311、312、319、321形成第二图案将第二板组件304附接到第一板组件302。

图4描绘了带有中央分割线450的第一板组件402的正视图。第一板组件402包括通过毛细管406被连接到远程密封492的高压侧半板组件402B。高压半板组件402B与图2A、2C和2E中描绘的半板组件202A和202B相同。

第一板组件402包括与本地密封494刚性地连接的低压侧半板组件402A。本地密封494包括本地密封隔离膜片495和过程填充管496，并且除它被本地地安装到低压侧半板组件402A并且不要求连接到低压侧半板组件402A的外毛细管之外，与远程密封154、156(图1)类似，但作为替代，它使用内毛细管通道。本地密封494通过被定形为L形管(piping ell)形式的本地连接器403安装到低压侧半板组件202A。过程填充管412被连接到本地连接器403。根据一个实施例，本地连接器403包括用于增加本地连接器403的机械强度的角撑板(gusset plate)499。穿过本地连接器403的隔离流体通道(毛细管)473被填充隔离流体并将本地密封494连接到第二半板组件402A。流体通道(毛细管)471将流体通道473连接到第二半板组件402A的出口。流体通道(毛细管)472和474将过程填充管412连接到低压侧半板组件402A的出口。

第一和第二半板组件402A和402B合在一起包括板组件402。在只需要单个远程密封(并且也称为本地密封)的应用中，板组件402可替换板组件202(图2A和2C)。根据一个方面，板组件402在需要将隔离器连接到低压侧上的过程流体的罐内液面(tank level)应用中是有用的，其中所述低压侧上的膜片495的尺寸比小型隔离膜片116、118(图1)更大，以通过高过程流体粘度或以可能堵塞过程流体管道的泥浆作为过程流体改进精度。

图5描绘了带有中央分割线550的第二板组件504的正视图。第二板组件504包括经由毛细管506连接到远程密封592的高压侧半板504B。高压侧半板504B与图3A、3B、3E中描绘的半板304A、305B相同。

低压侧半板504A不包括毛细管连接器，但连接到在低压侧半板504A和本地密封594之间连接的本地连接器503。本地密封594包括本地密封隔离膜片595和过程填充管596，并且它除了被本地地安装到低压侧半板504A并且不需要连接到低压侧半板组件504A的外部毛细管之外，与远程密封154，156类似(图1)。本地密封594通过被定形为L形管形式的本地连接器503安装到低压侧半板组件504A。过程填充管512被连接到本地连接器503。根据一个实施例，本地连接器503包括用于增加本地连接器503的机械强度的角撑板599。穿过本地连接器403的隔离流体通道(毛细管)573被填充隔离流体并将本地密封594流体地连接到低压侧半板504A。隔离流体通道(毛细管)571将隔离流体通道573连接到低压侧半板504A的出口。流体通道(毛细管)572和574将过程填充管512流体地连接到低压侧半板504A的出口。

高压侧和低压侧半板504A、504B合在一起包括板组件504。当只需要单个远程密封(连同本地密封)时，板组件504可用于替代板组件304(图3A、3B、3C、3E)。根据一个方面，板组件402在需要将隔离器连接到低压侧上的过程流体的罐内液面应用中是有用的，其中所述低压侧上的膜片495的尺寸比小型隔离膜片116、118(图1)更大，以通过高过程流体粘度或以可能堵塞过程流体管道的泥浆作为过程流体改进精度。

图6描绘了仅带有单个远程密封150的密封系统600。与图1B中使用的附图标记相同的图6中使用的附图标记表示相同的部件。

可更换的密封系统600包括大气通风口664(图6)，以代替毛细管连接器164(图1)。在图6中，大气通风口664包括轴向通孔(图6中未描绘)，该通孔将小型隔离器116通向周围环境中的环境大气压力。根据一个方面，图6所示的结构在需要获取来自压差变送器101的表压读数(与环境压力相对的远程隔离器153处的压力)的应用中是有用的。“表压”指的是与环境压力相对的测得压力。

由于日后需要对工业过程仪表布局做出改变，因此在设备升级过程中，会产生需求，即，将变送器结构从表压测量改变为两个隔离器之间的压差测量。由于通过使用中央分割线192(图6)提供了可更换的结构，因此，密封系统600可被单独地更换，从而，远程或本地隔离器可以被增加到系统600的低压侧(用毛细管连接器164替代大气通风口664)而不会干扰高压侧的密封，反之亦然。

虽然图6呈现了某种意义上的单密封系统600的示意图，应当理解，密封系统600可实现为与如图2A-E中详细描述以及图3A-E中公开的一样。图6中的单密封系统结构与图1A，1B中的可单独更换的双密封系统具有高部件通用性，提供了高度通用的部件，允许从一个系统方便地升级到另一个系统。

图7描绘了密封系统700，其与图6中的密封系统600类似。密封系统700包括带有过程填充管753的本地密封750，而密封系统600包括带有过程填充管153的远程密封150。与图6中使用的附图标记相同的图7中使用的附图标记代表相同的部件。本地密封750被毛细状管758(也称为毛细管通道758)中的隔离流体通过毛细管连接器760流体地连接到变送器101的入口118。

虽然图7仅描绘了密封系统700的示意图，但应当理解，密封系统700与图2A-E中详细公开的以及图3A-E中公开的系统一样是可实现的。

图8描绘了与图4中的板组件402类似的板组件802。板组件802包括被直接地连接到板组件800的本地密封850，和过程填充管853，而本组件402包括带有过程填充管496的本地密封494和本地连接器403。与图4中使用的附图标记相同的图8中使用的附图标记表示相同或相似的部件。在图8中，本地密封850被隔离流体流体地连接到流体通道474。在需要一个本地密封和一个远程密封的应用中，图8中的板组件802可有用地替代图2E中的半板组件202A、202B。

图9描绘了与图5中的第二板组件504类似的板组件900。板组件900包括被直接地连接到板组件900的本地密封994，和过程填充管996，而第二板组件504包括带有过程填充管596的本地密封和本地连接器503。与图5中使用的附图标记相同的图9中使用的附图标记表示相同或相似的部件。在图9中，本地密封994被隔离流体流体地连接到流体通道571。在需要一个本地密封和一个远程密封的应用中，图9中的板组件900可有用地替代图3E中的半板组件304A、304B。

图10描绘了与图2C中的板组件202类似的板组件1000。板组件1000包括半板组件1002A和半板组件202B。除半板组件1002A不包括附接的毛细管适配器203(图2C)之外，半板组件1002A(图10)与半板组件202A(图2C)类似。与图2C中使用的附图标记相同的图10中使用的附图标记表示相同或相似的部件。在图10中，半板组件1002A用于将所附接的压力变送器的一侧经由通道271通向环境大气压力。在需要一个远程密封和一个通向环境大气压力的通风口的应用中，作为过程设备升级的一部分，图10中的半板组件1002A、202B可用于替代图2E中的半板组件202A、202B。

图11描绘了与图3C中的板组件302类似的板组件1104。板组件1104包括第一半板组件1104A和第二半板组件304B。除第一半板组件1104A不包括附接的毛细管适配器303(图3C)之外，第一半板组件1104A(图11)与半板组件304A(图3C)类似。与图3C中使用的附图标记相同的图11中使用的附图标记表示相同或相似的部件。在图11中，第一半板组件1104A用于将所附接的压力变送器的一侧经由通道1198通向环境大气压力。在需要一个远程密封和一个通向环境大气压力的通风口的应用中，图11中的半板组件1104A、304B可用于替代图3E中的半板组件304A、304B。

如上文中图1-11所公开的，双板结构的使用提供了远程密封的连接结构，该连接结构还兼容本地密封和大气通风口，以通过使用两个板和高度的部件通用性，为用在流体过程工业设备中的各种可独立更换的过程设备连接提供了有用的单一连接模式。

本申请的上文中描述的可更换的密封系统，还可包括所述附接的压力变送器，例如压力变送器101。

图12描绘了现有技术的凸缘套管连接(FAU)1200的局部切除的斜视图。凸缘套管连接1200包括带有倾斜螺纹的入口1208，该入口1208用于连接到带有倾斜螺纹例如NPT螺纹的管道。当FAU与所述管螺纹连接在一起时，凸缘套管连接1200可在螺纹管上旋转一段有限的旋转范围。凸缘套管连接1200包括与安装螺栓(未描绘)一起使用以附接到凸缘或共面的入口板114(图1A)的通孔1202、1204。带有倾斜螺纹的入口1208的轴线1210与穿过螺栓孔1202、1204的中心的轴线1206偏离一段距离1212。当不与远程密封系统一起使用时，变送器，例如变送器101，适合通过使用凸缘套管连接(FAUs)直接连接到过程流体管线。凸缘套管连接可被非正式地称为“足球适配器(football adapters)”并具有大致椭圆形的外轮廓。

单个、连续的金属“凸缘板”被插入在FAUs与共面的入口板114之间，以提供对FAUs和对共面的入口板114的密封。凸缘套管连接不是可更换的双远程密封系统100、296、396的部件。凸缘套管连接不与上文中描述的图1-11中的密封系统一起使用。

尽管本发明已经结合优选实施例进行了描述，但本领域的技术工人将会意识到，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可以在形式和细节上作出变化。

Claims (21)

1.一种密封系统，可连接到压力变送器的共面的入口板，所述共面的入口板包括高压侧和低压侧膜片和共面的入口板螺栓孔，所述密封系统包括：

第一板组件，其包括第一板组件螺栓孔和可与所述高压侧和低压侧膜片对准的第一高压侧和低压侧隔离流体通道，其中，至少其中一些所述第一板组件螺栓孔能够与所述共面的入口板螺栓孔对准，使得所述第一板组件被允许固定到所述共面的入口板；

第二板组件，其垂直地堆叠在所述第一板组件上以形成包括所述第一和第二板组件的板堆，所述第二板组件包括与所述第一板组件螺栓孔对准的第二板组件螺栓孔，使得所述第二板组件被允许固定到所述共面的入口板；

高压侧和低压侧毛细管连接器，其被连接到所述板堆，所述高压侧和低压侧毛细管连接器具有与所述第一高压侧和低压侧隔离流体通道对准的第二高压侧和低压侧隔离流体通道；

毛细管，其被连接到所述高压侧和低压侧毛细管连接器；

密封，其连接到所述毛细管；并且

其中，第一板组件包括中央分割线使得所述第一板组件通过中央分割线被分开成高压侧板组件和低压侧板组件，所述高压侧板组件包括第一高压侧隔离流体通道，所述低压侧板组件包括第一低压侧隔离流体通道，高压侧板组件和低压侧板组件能够单独地从固定到所述共面的入口板的第一板组件移除。

2.根据权利要求1所述的密封系统，其中，高压侧板组件和低压侧板组件的可分离性能够单独更换第一高压侧隔离流体通道和第一低压侧隔离流体通道中的所选择的一个，同时避免更换第一高压侧隔离流体通道和第一低压侧隔离流体通道中的非所选择的一个。

3.根据权利要求1所述的密封系统，其中，所述密封系统包括高压侧螺栓和低压侧螺栓，并且单独更换高压侧板组件包括临时拆卸至少一些所述高压侧螺栓。

4.根据权利要求1所述的密封系统，其中，第一低压侧隔离流体通道和第二低压侧隔离流体通道的对准在更换高压侧板组件的过程中不会被干扰。

5.根据权利要求1所述的密封系统，其中，所述毛细管连接器包括过程填充管。

6.根据权利要求1所述的密封系统，其中，所述第一板组件螺栓孔包括由四个螺栓孔构成的矩形图案，其中螺栓孔间距小于1.7英寸乘以2.2英寸。

7.根据权利要求1所述的密封系统，还包括压力变送器。

8.一种密封系统，可连接到压力变送器的共面的入口板，所述共面的入口板包括高压侧和低压侧膜片和共面的入口板螺栓孔，所述密封系统包括：

第一板组件，其包括可与所述共面的入口板螺栓孔对准的第一板组件螺栓孔，并且包括可与所述高压侧和低压侧隔离膜片对准的第一高压侧和低压侧隔离流体通道，使得所述第一板组件被允许固定到所述共面的入口板；

第二板组件，其垂直地堆叠在所述第一板组件上并且包括与所述第一板组件螺栓孔对准的第二板组件螺栓孔，使得所述第二板组件被允许固定到所述共面的入口板；

高压侧和低压侧毛细管连接器，其被连接到所述第一板组件，所述高压侧和低压侧毛细管连接器中的每一个都包括与所述第一高压侧和低压侧隔离流体通道对准的第二高压侧和低压侧隔离流体通道；

高压侧和低压侧毛细管，其连接到所述高压侧和低压侧毛细管连接器；

高压侧和低压侧密封，其连接到所述高压侧和低压侧毛细管；并且

其中，第一板组件包括中央分割线使得所述第一板组件通过中央分割线被分开成高压侧板组件和低压侧板组件，所述高压侧板组件包括第一高压侧隔离流体通道，所述低压侧板组件包括第一低压侧隔离流体通道，高压侧板组件和低压侧板组件能够单独地从固定到所述共面的入口板的第一板组件移除。

9.根据权利要求8所述的密封系统，其中，高压侧板组件和低压侧板组件的可分离性能够单独更换第一高压侧隔离流体通道和第一低压侧隔离流体通道中的所选择的一个，同时避免更换第一高压侧隔离流体通道和第一低压侧隔离流体通道中的非所选择的一个。

10.根据权利要求8所述的密封系统，其中，所述密封系统包括高压侧螺栓和低压侧螺栓，并且单独更换高压侧板组件包括临时拆卸至少一些所述高压侧螺栓。

11.根据权利要求8所述的密封系统，其中，第一低压侧隔离流体通道和第二低压侧隔离流体通道的对准在更换高压侧部件的过程中不会被干扰。

12.根据权利要求8所述的密封系统，其中，所述毛细管连接器包括过程填充管。

13.根据权利要求8所述的密封系统，其中，第二板组件包括高压侧和低压侧开口，所述开口暴露所述第一板组件的接触区域。

14.根据权利要求8所述的密封系统，还包括压力变送器。

15.一种密封系统，能够连接到共面的入口板，所述共面的入口板包括高压侧和低压侧膜片和共面的入口板螺栓孔，所述密封系统包括：

第一板组件，其包括第一板组件螺栓孔，至少其中一些所述第一板组件螺栓孔可与所述共面的入口板螺栓孔对准，并且第一板组件包括能够与所述高压侧和低压侧膜片对准的第一高压侧和低压侧隔离流体通道，使得所述第一板组件被允许固定到所述共面的入口板；

第二板组件，其垂直地堆叠在所述第一板组件上并且包括与所述第一板组件螺栓孔对准的第二板组件螺栓孔，使得所述第二板组件被允许固定到所述共面的入口板；

高压侧和低压侧毛细管连接器，其被连接到所述第二板组件，所述高压侧和低压侧毛细管连接器包括与所述第一高压侧和低压侧隔离流体通道对准的第二高压侧和低压侧隔离流体通道；

高压侧和低压侧毛细管，其被连接到所述高压侧和低压侧毛细管连接器；

高压侧和低压侧密封，其被连接到所述高压侧和低压侧毛细管；并且

其中，第二板组件包括中央分割线使得所述第二板组件通过中央分割线被分开成高压侧板组件和低压侧板组件，所述高压侧板组件包括至少一个第二板组件螺栓孔，所述低压侧板组件包括至少一个第二板组件螺栓孔，高压侧板组件和低压侧板组件能够单独地从固定到所述共面的入口板的第二板组件移除。

16.根据权利要求15所述的密封系统，其中，高压侧板组件和低压侧板组件的可分离性能够单独更换高压侧板组件和低压侧压侧板组件中的所选择的一个，同时避免更换高压侧板组件和低压侧压侧板组件中的非所选择的一个。

17.根据权利要求15所述的密封系统，其中，所述密封系统包括高压侧螺栓和低压侧螺栓，并且单独更换高压侧部件包括临时拆卸至少一个所述高压侧螺栓。

18.根据权利要求15所述的密封系统，其中，第一低压侧隔离流体通道和第二低压侧隔离流体通道的对准在更换高压侧板组件的过程中不会被干扰。

19.根据权利要求15所述的密封系统，其中，所述毛细管连接器包括过程填充管。

20.根据权利要求15所述的密封系统，包括由将所述第一板组件附接到所述入口板上的四个螺栓构成的第一图案，并且包括由将所述第二板组件附接到所述第一板组件上的四个螺栓构成的第二图案。

21.根据权利要求15所述的密封系统，还包括压力变送器。