CN106017784B - 穿过墙壁穿孔的毛细管连接装置 - Google Patents

穿过墙壁穿孔的毛细管连接装置 Download PDF

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Abstract

一种远程密封件连接装置，包括外衬套，外衬套配置为插入穿过壁中的穿孔并具有外表面。毛细管位于所述外衬套内并载有流体，所述流体配置为从远程密封件向压力变送器变送器传递压力。一空间被提供在所述毛细管周围并定位在所述毛细管和所述外衬套之间。

Description

穿过墙壁穿孔的毛细管连接装置
技术领域
本发明涉及连接器，更具体地，涉及穿过墙壁穿孔的毛细管连接装置。
背景技术
下面描述的实施例涉及过程现场装置。特别地，这些实施例涉及过程现场装置与远程密封件之间的连接。
在过程环境中，过程变送器或现场装置流体地联接到输送过程流体的管道。过程变送器能够直接地连接到过程流体，或者能够通过远程密封件连接，所述远程密封件通过使用隔膜密封和填充流体将过程变送器与过程流体隔离。远程密封件中的隔膜密封将过程流体的压力发送到填充流体，填充流体被毛细管运送到过程变送器。
在核能环境中，反应堆和蒸汽发生设备的多个部分位于钢制密封壳内，钢制密封壳被设计为容纳放射性蒸汽直到规定的压力极限，以免与核反应堆有关的管道中的一个或多个失效。
上文讨论的仅是提供了一般性的背景信息，并且不应当用作确定要求保护的主题的范围的辅助。请求保护的主题不仅限于解决背景技术中提及的任何或所有缺陷的实施方式。
发明内容
一种远程密封件连接装置，包括外衬套，外衬套配置为插入穿过壁中的穿孔并具有外表面。毛细管位于所述外衬套内并载有流体，所述流体配置为从远程密封件向压力变送器传递压力。一空间被提供在所述毛细管周围并定位在所述毛细管和所述外衬套之间。
根据进一步的实施例，提供了一种安装远程密封件的方法，该方法包括将毛细管连接装置插入并穿过壁中的开口，并将毛细管连接装置连接到位于所述壁的一侧的远程密封件以及位于所述壁的相反侧的压力变送器。随后，将从所述远程密封件到所述压力变送器的毛细管连接装置充满填充流体以形成填充系统，从而将施加到远程密封件的压力传递到压力变送器。检测所述填充系统的将施加到远程密封件的压力传递到压力变送器的性能，并在测试所述填充系统之后，将所述毛细管连接装置固定到所述壁。
根据进一步的实施例，一种设备，包括：远程过程密封件，其在密封壳的第一侧连接到过程管道；和连接器，其安装穿过并固定到所述密封壳。连接器载有填充流体，填充流体流体地连接到所述远程过程密封件。该设备还包括压力变送器，其在所述密封壳的第二侧流体地连接到所述连接器的填充流体，以由此接收施加到所述远程过程密封件的过程压力。
本发明内容部分和摘要部分用于以简要的形式介绍发明思想的选择，该发明思想将在下文的具体实施方式中进一步描述。发明内容部分和摘要部分不意图规定请求保护的主题的关键特征或主要特征，也不意图被用作确定请求保护的主题的范围的辅助手段。
附图说明
图1是过程环境的一部分的示意图。
图2是根据一个实施例的毛细管连接器的侧视图。
图3是图2的毛细管连接器的截面图。
图4是图3的截面图的端部放大图。
图5是图3的端部的放大图，其中毛细管接头与接收器分离。
图6根据一个实施例提供了固定到墙壁的毛细管连接器的截面图。
图7示出了第二实施例中的固定到墙壁的毛细管连接器的截面图。
图8提供了安装毛细管连接器的方法。
具体实施方式
下文描述的实施例提供了一种毛细管连接器，其被设计为用于穿过例如用于核设施的密封壳并用于将密封壳内的远程连接器连接到位于密封壳外的压力变送器。毛细管连接器被设计为通过焊接或压配合固定到密封壳。该连接器具有固定在外衬套内的内毛细管，使得在内毛细管周围环绕着空间。当外衬套被焊接到密封壳时，该空间防止内毛细管中的填充流体被加热，或可替换地，防止通过压配合施加于外衬套上的压力影响所述毛细管。
图1提供了过程环境100的一部分的示意图，过程环境100包括输送过程流体的管道102和通过远程密封件105测量过程管道102中的压力的压力变送器106。远程密封件105连接到管道102并且包括与过程流体接触的内隔膜。过程管道102和远程密封件105位于被密封壳110包围的封闭区域108中。密封壳110在许多实施例中为钢制密封壳，其被设计成容纳被污染的蒸汽直到特定的压力水平。压力变送器106位于附属建筑112中，附属建筑112具有外壁114。密封壳110与外壁114之间为中间环形带116。
远程密封件105通过毛细管连接器或远程密封件连接装置124连接到压力变送器106，远程密封件连接装置124具有连接到远程密封件的第一部分127和连接到凸缘118的第二部分128。压力变送器106安装在凸缘118上。毛细管连接器124的第一部分127包括包套的(sheathed，包鞘的/包壳的)毛细管207，该包套毛细管207从远程密封件105延伸到接收器206。毛细管连接器124的第二部分128包括包套毛细管203，该毛细管203从凸缘118延伸到墙壁安装件205。包套毛细管207和接收器206内的内毛细管与远程密封件105的隔膜密封以及与包套毛细管203与墙壁安装件205内的内毛细管流体连通。包套毛细管203的内毛细管与凸缘118的内部以及压力变送器106中的感测隔膜流体连通。填充流体填充毛细管连接器124和凸缘118内的从远程密封件105的隔膜密封到压力变送器106中的感测隔膜的内部空间。结果，由管道102输送的过程流体中的压力变化通过远程密封件105中的隔膜密封传递到填充流体，并从填充流体传递到压力变送器106中的感测隔膜。压力变送器106中的感测隔膜感测填充流体中的压力并且压力变送器106将压力值通过有线的或无线的连接传送到控制器120。在图1中，双线过程控制回路(two wire process control loop)122被提供，以用于向压力变送器106供电并允许压力变送器106与控制器120之间的通信。
为了维持密封壳110的密封要求，墙壁安装件205被焊接到密封壳110或通过压装件附接到密封壳110，这两种方式都将在下文中更详细地描述。墙壁安装件205包括位于墙壁安装件205内的内毛细管与墙壁安装件205的外衬套之间的开放空间。当墙壁安装件205被焊接到密封壳110时，该空间有助于防止由内毛细管携带的填充流体被加热。当墙壁安装件205通过压装件附接到密封壳110时，该空间有助于防止内毛细管被由外衬套上的压装件施加的压力压碎或影响。
根据一个实施例，图2提供了毛细管连接器124的接收器206和墙壁安装件205的侧视图。墙壁安装件205包括外衬套200、内衬套202和毛细管装配件204。内衬套202接收并连接到包套毛细管203，并且接收器206接收并连接到包套毛细管207。
图3提供了毛细管连接器124的接收器206和墙壁安装件205的截面图。如图3所示，内衬套202从包套毛细管203延伸至毛细管装配件204并且限定毛细管装配件204。包套毛细管203的内毛细管210延伸穿过内衬套202并终止于毛细管装配件204的端部214。内毛细管210与内衬套202被空间212隔开。包套毛细管207中的内毛细管216延伸穿过接收器206至端部218。
图4提供了毛细管连接器124的接收器206和墙壁安装件205的端部放大视图。图5提供了接收器206和墙壁安装件205的端部放大视图，其中接收器206与墙壁安装件205彼此分离，使得毛细管连接器124处于分离状态。在图4中，所示出的包套毛细管203包括外套220和内毛细管210。所示出的包套毛细管207包括外套222和内毛细管216。包套毛细管203的外套220被内衬套202的颈部224接收并且通过连接器(未示出)连接到颈部224，这种连接器例如是穿过颈部224中的孔(未示出)的螺钉。类似地，外套222被颈部226接收并且通过穿过颈部226中的孔(未示出)的连接器(未示出)连接到颈部226。
根据该实施例，外衬套200为圆筒形并且在内衬套202周围同心地延伸。外衬套200的端部在两个同心的焊接部处焊接到内衬套202。内衬套202的形成毛细管装配件204的部分为圆筒形并且装配在接收器206中的圆柱形开口250中。毛细管装配件204的侧面在同心的焊接部处焊接到接收器206。内毛细管210通过位于毛细管装配件204处的同心的焊接部234焊接到内衬套202。内毛细管216通过位于内毛细管216的端部218附近的同心的焊接部236焊接到接收器206。
内衬套202包括：分隔开的段237，在该段中内衬套通过空间212与内毛细管210隔开；锥形段238，在该段中内衬套202和内毛细管210之间的距离减小；和密封部分240，在该部分中内衬套与内毛细管210接触。分隔开的段237从外套220的一端开始、在整个外衬套200的下方延伸，并终止于外衬套200的端部或在越过外衬套200的端部之后终止。在分隔开的段237中，空间212同心地围绕内毛细管210，并且被定位在内毛细管210和外衬套200之间。锥形段238在毛细管装配件204之前使所述空间逐渐变细。
如图5所示，毛细管连接器124为两件式连接器，其有利于方便地安装。特别地，该两件式构造允许外衬套200从密封壳的一侧进送穿过密封壳110中的穿孔126，直到毛细管装配件204从密封壳的另一侧伸出。毛细管装配件204随后被插入接收器206并且施加焊接部232。由于使用这种两件式构造，包套毛细管207和203不需要被进送穿过密封壳。这简化了安装过程，尤其是当包套毛细管207和203非常长的情况下。
图6提供了根据第一实施例的设置在密封壳110内并固定到密封壳110的毛细管连接器的截面图。在图6所示的实施例中，密封壳110具有宽度600，该宽度小于外衬套200的长度602。然而，本领域技术人员将会意识到，密封壳110的宽度600可以是比外衬套200的长度602小的任意宽度。如图6中的放大部分所示，外衬套200穿过密封壳110中的墙壁穿孔或开口608，并且外衬套200的外表面610通过同心的焊接部604和606密封到密封壳110的外壁表面612和614，焊接部604和606绕外衬套200的外表面610同心地延伸。墙壁安装件205中的空间212将内毛细管210与用于形成焊接部604和606的热隔离。根据进一步的实施例，空间212足够大，以防止内毛细管210在焊接过程中将具有损伤水平的热传递到连接于内毛细管210的压力变送器。根据更进一步的实施例，空间212足够大，以便在将外表面610焊接到壁表面612和614时防止对内毛细管210中的填充流体造成损害。
图7示出了根据第二实施例的毛细管连接器124的截面图，其中，毛细管连接器124插入穿过并固定到密封壳110。如图7所示，密封壳的宽度600小于外衬套200的长度602。然而，本领域技术人员将会意识到，在其他实施例中，密封壳110的宽度600可以是比外衬套200的长度602小的任意宽度。
在图7所示的实施例中，毛细管连接器124通过压装件(compression fitting，压紧装配件/压缩装配件)固定到密封壳110。如图7的放大部分所示，压装件包括圆筒形体700，该圆筒形体700被插入穿过密封壳110中的穿孔或开口702并焊接到密封壳110。毛细管连接器124插入在圆筒形体700内，使得外衬套200被圆筒形体700包围并与圆筒形体700接触。圆筒形体700包括位于第一端上的螺纹704和位于第二端上的螺纹706。圆筒形体700还包括位于第一端上的圆筒形的斜面708和位于第二端上的圆筒形斜面710。带角度的环形套圈712与带角度的表面708配合，并且带角度的环形套圈714与带角度的表面710配合。
螺母716具有开口718，开口718接收毛细管连接器124并包括与圆筒形体700上的螺纹704啮合的螺纹720。随着螺母716被拧紧到圆筒形体700上，套圈712被压在圆筒形体700和外衬套200之间，由此形成圆筒形体700与外衬套200之间的密封。类似地，螺母726具有开口728，开口728接收毛细管连接器124并包括与圆筒形体700上的螺纹706啮合的螺纹730。随着螺母728被拧紧到圆筒形体700上，套圈714被压在圆筒形体700和外衬套200之间，由此形成圆筒形体700与外衬套200之间的第二密封。
在图7中，空间212防止套圈712和714施加到外衬套200的压力损坏或影响毛细管210。空间212由此防止毛细管连接器124与压装件的固定损坏毛细管210或降低毛细管210的性能。
图8根据一个实施例提供了将压力变送器连接到远程密封件的方法的流程图。在图8的步骤800中，第二部分128的包套毛细管203通过凸缘118连接到压力变送器106。在步骤802中，第一部分127的包套毛细管207连接到远程密封件105。在步骤804中，毛细管连接器124的墙壁安装件205插入穿过墙壁穿孔126。在步骤806中，毛细管连接器124的接收器206接收墙壁安装件205的毛细管装配件204并且毛细管装配件204焊接到接收器206。根据某些实施例，步骤804和步骤806在步骤802和步骤804之前执行。
在步骤808中，内毛细管210和216从远程密封件105到压力变送器106充满填充流体。在步骤810中，系统的执行包括对远程密封件、毛细管连接器和压力变送器的测试，以确保能够从远程密封件向压力变送器106精确地传递压力。如果系统未通过测试，则在步骤812中检测失效源，并且一个或多个构件被重新安装。如果系统在步骤810中通过测试，则在步骤814中，毛细管连接器124被焊接到密封壳110或压装件被用于将毛细管连接器124固定到密封壳110。因此，毛细管连接器只有在确定被形成在远程密封件、毛细管连接器和压力变送器之间的系统正常工作的情况下才被附接到密封壳。这减少了在密封壳上执行的操作的量，并且从而改进了密封壳的完整性。
尽管元素被图示或描述为上文的分开的各个实施例，每个实施例的各个部分也可以与上文描述的其他实施例中的全部或一部分合并。
尽管本发明的主题被用语言特别地描述成结构特征和/或方法行为，应当理解，限定在所附权利要求书中的主题不仅限于上文所述的具体特征或行为。而是，上文所述的具体特征或行为被公开为示例，以实现权利要求的技术方案。

Claims (9)

1.一种将压力变送器(106)连接到远程过程密封件(105)的方法，该方法包括下述步骤：
在密封壳(110)的第一侧将远程过程密封件(105)安装到过程管道(102)上；
通过第一毛细管(207)将所述远程过程密封件(105)连接到接收器(206)；
将墙壁安装件(205)插入并穿过所述密封壳(110)中的开口(126)，其中，所述墙壁安装件(205)具有毛细管装配件(204)；
在所述密封壳(110)的第一侧将所述接收器(206)连接到所述毛细管装配件(204)；
使第二毛细管(203)从所述毛细管装配件(204)穿过所述墙壁安装件(205)和所述密封壳(110)而到达所述密封壳(110)的第二侧，其中，所述第二毛细管(203)的外表面在密封段处接触所述毛细管装配件(204)的内表面；
在所述密封壳(110)的第二侧将第二毛细管(203)连接到压力变送器(106)，由此形成从所述压力变送器(106)到所述远程过程密封件(105)的流体通路，
其中，该方法还包括下述步骤：
将所述流体通路充满填充流体；
执行压力测试，以确保从所述远程过程密封件(105)向所述压力变送器(106)精确地传递压力，其中，如果未通过压力测试，则检测失效源并且重新安装所述远程过程密封件(105)、所述第一毛细管(207)、所述接收器(206)、所述墙壁安装件(205)、所述第二毛细管(203)和所述压力变送器(106)中的一个或多个；如果通过了压力测试，则将所述墙壁安装件(205)固定到所述密封壳(110)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述墙壁安装件(205)固定到所述密封壳(110)的步骤包括：将所述墙壁安装件(205)焊接到所述密封壳(110)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述墙壁安装件(205)固定到所述密封壳(110)的步骤包括使用压装件。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述墙壁安装件(205)包括外衬套(200)、被外衬套(200)包围的内毛细管(210)、以及位于所述内毛细管(210)与所述外衬套(200)之间围绕所述内毛细管(210)的空间(212)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在将所述墙壁安装件(205)固定到所述密封壳(110)时，所述空间防止填充流体被损坏。
6.一种远程过程密封件连接设备，包括：
远程过程密封件(105)，其在密封壳(110)的第一侧连接到过程管道；
连接器(124)，其安装成穿过密封壳并固定到所述密封壳，该连接器载有填充流体，填充流体流体地连接到所述远程过程密封件，所述连接器(124)包括：
接收器(206)；
第一毛细管(207)，其从所述远程过程密封件(105)延伸到所述接收器(206)；
墙壁安装件(205)，其固定到所述密封壳(110)并具有毛细管装配件(204)，所述毛细管装配件(204)在所述密封壳(110)的第一侧被所述接收器(206)接收并被焊接到所述接收器(206)；和
第二毛细管(203)，其从所述毛细管装配件(204)穿过所述墙壁安装件(205)和所述密封壳(110)而到达所述密封壳(110)的第二侧，其中，所述第二毛细管(203)的外表面在密封段处接触所述毛细管装配件(204)的内表面；和
压力变送器(106)，其在所述密封壳的第二侧流体地连接到所述连接器的第二毛细管(203)，以由此接收施加到所述远程过程密封件的过程压力。
7.根据权利要求6所述的远程过程密封件连接设备，其中，所述墙壁安装件(205)包括外衬套(200)、被外衬套(200)包围的内毛细管(210)、以及位于所述内毛细管(210)与所述外衬套(200)之间围绕所述内毛细管(210)的空间(212)。
8.根据权利要求7所述的远程过程密封件连接设备，其中，所述连接器还包括内锥形段，该内锥形段使所述空间在所述毛细管装配件的密封段之前变细。
9.根据权利要求7所述的远程过程密封件连接设备，其中，所述连接器通过焊接到所述密封壳而固定到所述密封壳。
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