CN111226062A - 具有一体式冲洗环的隔膜密封件 - Google Patents

Abstract

提供了隔膜密封件(100)。隔膜密封件(100)包括与可偏转的隔膜(124)耦接的法兰，可偏转的隔膜(124)被配置成沿隔膜的第一侧与过程流体流接触。法兰包括与可偏转的挡板(124)的第二侧流体连通的流体通路(122)，流体通路(122)包括基本上不可压缩的流体。法兰还包括与可偏转的隔膜(124)的第一侧流体连通的至少一个附加的通路。

Description

具有一体式冲洗环的隔膜密封件

背景技术

工业过程控制系统被用于监测和控制用于生产或转移流体等的工业过程。在这样的系统中，测量“过程变量”(如温度、压力、流速等)通常是重要的。过程控制变送器被用于测量这样的过程变量，并且将与所测量的过程变量有关的信息传输回中央单元(如中央控制室)。

一种类型的过程变量变送器是压力变送器，所述压力变送器测量过程流体压力并且提供与所测量的压力有关的输出。该输出可以是压力、流速、过程流体的水平、或可以从所测量的压力导出的其他过程变量。压力变送器被配置为将与所测量的压力有关的信息传输回中央控制室。传输通常是通过双线过程控制环路；然而，有时使用其他通信技术(包括无线技术)。

压力必须通过某种类型的过程耦接来与过程变量变送器耦接。在某些过程压力测量应用中，压力变送器相对于增压过程流体位于远程，并且使用被称为远程密封件的装置通过流体连接将压力从过程流体以物理方式传送到压力变送器。远程密封件是填充有基本上不可压缩的流体的辅助系统，所述辅助系统将压力从过程流体传输到压力变送器。远程密封件通常用于下列应用：过程流体具有高温、是腐蚀性的、或者具有一些其他极端应用或特性(即，如果压力变送器的位置太靠近过程流体，则可能损害或破坏压力变送器)。

发明内容

提供一种远程隔膜密封件。远程隔膜密封件包括与可偏转的隔膜耦接的法兰，所述可偏转的隔膜被配置成沿隔膜的第一侧与过程流体流接触。法兰包括与可偏转的隔膜的第二侧流体连通的流体通路，所述流体通路包括基本上不可压缩的流体。法兰还包括与可偏转的隔膜的第一侧流体连通的至少一个附加的通道。

附图说明

图1A是根据本发明的实施例的远程密封件的示意性仰视平面图。

图1B是图1中所示的远程密封件的示意性截面图。

图2是根据本发明的实施例的一体式热电偶套管中所具有的远程密封件的示意性截面图。

图3是设置在标准隔膜密封件附近的根据本发明的实施例的冲洗环的示意图。

图4是根据本发明的实施例的具有一体式阀的冲洗环的示意性仰视平面图。

图5是根据本发明的实施例的设置于一对法兰之间且与过程压力变送器耦接的冲洗环的示意性透视图。

具体实施方式

现有的具有远程隔膜密封件的过程流体压力变送器的安装通常需要具有用于螺纹连接或焊接的阀的端口的冲洗环，以便于控制液体的流动以冲洗隔膜的表面来去除过程堆积物。

具有带法兰的隔膜远程密封件的过程流体压力变送器通常被规定为具有“滴环”或者带有多个冲洗端口的下部壳体。这些需要附加的垫片连接件，并且被预期与带螺纹的或焊接的仪器针或者其他阀一起使用，以允许隔膜密封件来清洁或校准远程密封件，而无需移除隔膜密封件。这样的系统的附加连接件的数量、重量和费用相当高，尤其是在需要耐腐蚀合金时。此外，可能需要对过程进行其他类型的测量。通常，温度、pH或其他这样的测量值需要附加的带法兰的连接件。

本文描述的实施例总体上提供一种高度集成的隔膜密封系统，所述隔膜密封系统包括具有专用的分布式隔膜清洁通道或通路的装有阀的端口。此外，隔膜密封系统的一个或更多个一体式内部特征提供获得一个或更多个附加的过程测量值(如温度或pH)的能力。所描述的系统消除了对于附加的垫片、管接头、阀连接件、阀本体、阀盖、及其各自的潜在泄漏点的需要。所描述的系统也可以提供用于带螺纹的或焊接的pH探针或者其他测量仪器的集成式焊接热电偶套管或其他端口。

图1A和图1B分别是根据本发明的实施例的远程密封件的示意性仰视平面图和示意性截面图。图1A说明隔膜密封系统100，隔膜密封系统100具有大致圆形的形状，并且包括许多螺栓孔102以便于安装到相关的管法兰或其他合适的法兰。可偏转的隔膜104围绕其周缘密封地焊接到法兰100。隔膜104被示出具有许多波纹106，但可以采用任何合适的形式。根据一个实施例，法兰100包括至少一个一体式冲洗通道108。在图1A中所示的实施例中，法兰100包括一对隔膜冲洗通道108、110。此外，通道108、110中的每个都可以分成许多子通道112，以便分配流体流并且提高冲洗操作的效率。冲洗通道108、110中的每个都与阀114耦接，阀114可选择地允许各自的冲洗通道108、110与排放口或冲洗连接件116之间的流体连通。在一个实施例中，这些排放口或冲洗连接件是装有阀的，或者以其他方式与流体处理部件耦接，以便在冲洗操作期间为流体规定路线和处理流体。

在一个实施例中，排放口或冲洗连接件116中的每个都具有内螺纹，以便接收合适的流体处理部件(如阀或软管)。如图1A中所示，阀114中的每个优选地不包括阀盖，而是仅包括填充物和填密螺母，使得通过柄118的旋转来轴向驱动阀杆，柄118将阀座120接合在法兰中。可以在图1B中更详细地看到该阀座120，图1B示出包括流体通路122的法兰100，流体通路122将隔膜124附近的流体(在区域126中)以流体方式耦接到合适的压力测量仪器(如过程流体压力变送器)。

图2是根据本发明的实施例的一体式热电偶套管中所具有的远程密封件的示意性截面图。图2说明具有一体式内部过程变量测量端口202的法兰200。在图2所示的实例中，端口202被配置成接收带螺纹的温度测量探针。然而，根据本发明的实施例，可以使用其他类型的测量探针。例如，可以通过在端口202中插入测量探针来获得附加的过程变量测量值(如温度或pH)。在既不需要冲洗也不需要附加传感器的实施例中，可以仅简单地将端口202堵塞。通过提供集成式过程变量测量端口202，在将带螺纹的测量探针与端口202耦接时，不需要附加的垫片或密封材料。这降低了在过程变量测量端口的位置处产生泄漏的可能性。虽然图1A和图1B所示的实施例包括集成式冲洗端口，并且图2所示的实施例提供集成式过程变量测量端口，但可以明确预期的是，在两种类型的端口都被包括在单个法兰上的情况下，可以实施本发明的实施例。

图3是根据本发明的实施例的集成式隔膜密封系统的截面图。虽然到目前为止描述的实施例总体上提供带法兰连接件的一个或更多个一体式特征，但可以明确预期的是，本发明的实施例包括提供带冲洗环的一个或更多个一体式特征。在这样的实施例中，为包含阀座和内部通道的多种隔膜密封件类型提供冲洗环设计，以允许在没有附加的焊接或螺纹连接点的情况下一体地安装相对较大孔径的针阀盖。在所示的实例中，冲洗环300安装在标准隔膜密封件602附近。因此，可以用远程密封件、标准隔膜密封件或可以从密封系统中的选择性冲洗或校准中获益的任何其他合适的结构来实践本文所描述的实施例。

图1至图3所描述的实施例提供了许多特征和优点。例如，隔膜远程密封件和法兰(或其他连接硬件)设置有一体式阀连接端口，从而降低了总体重量、泄漏点和系统成本。此外，实施例可以包括过程变量测量端口(如热电偶套管连接件)，所述过程变量测量端口与法兰是一体的，以允许将附加的传感器与过程连接，而不产生附加的过程侵入和相关的潜在泄漏点。此外，一些实施例可以包括嵌入式连接件，所述嵌入式连接件用于将过程流体冷却到适合于用较低温度的仪器进行附加测量的温度。此外，可以通过将隔膜密封件与法兰或连接硬件分离来便于隔膜材料的后期定制。最后，到目前为止描述的实施例可以包括用特殊材料合金涂覆润湿的表面的能力，以进一步降低成本。

图4是根据本发明的实施例的具有一体式阀的冲洗环的示意性仰视平面图。图4所示的视图针对隔膜密封件。冲洗环400包括多个冲洗通道402、404，冲洗通道402、404中的每个都由阀406以活门调节。如所示出的，每个阀406包括柄408，柄408在旋转时轴向地移动杆410以驱动端412与阀座414接合或脱离接合，从而控制腔室402与受控的入口/出口416之间的流体连通。如所示出的，每个阀406优选地包括与冲洗环400的本体相连的阀盖密封件418。以这种方式，在冲洗环400中设置高度集成且低成本的流体管理系统，从而降低了成本、重量和复杂性。

图5是根据本发明的实施例的设置于一对法兰之间且与过程压力变送器耦接的冲洗环的示意性透视图。法兰500经由许多螺栓连接件504与远程密封测量法兰502耦接。具有内部阀的冲洗环被设置在法兰500与法兰502之间，以便提供冲洗功能从而清除或者以其他方式清洁隔膜上的材料。法兰502与过程流体压力变送器506可操作地耦接，过程流体压力变送器506接收作用于法兰502的过程流体压力的指示，并且提供这样的过程流体压力的测量值。

非常有利的是提供用于与隔膜密封件一起使用的冲洗/校准环，所述隔膜密封件将内部通道、阀座和阀盖螺纹集成在一起以消除对单独的阀的需要。可以设置密封在冲洗环的外表面上的阀盖，以便使内部通道直径最大化。此外，可以以一角度设置阀，以便允许正向排放。

尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但本领域技术人员将认识到，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对形式和细节进行改变。

Claims (20)

1.一种远程隔膜密封件，所述远程隔膜密封件包括：

与可偏转的隔膜耦接的法兰，所述可偏转的隔膜被配置成沿所述可偏转的隔膜的第一侧接触过程流体，所述法兰包括：

与所述可偏转的隔膜的第二侧流体连通的流体通路；以及

与所述可偏转的隔膜的所述第一侧流体连通的至少一个附加的通路。

2.如权利要求1所述的远程隔膜密封件，其中所述至少一个附加的通路与冲洗连接件耦接，所述冲洗连接件被配置成接收清洁流体流。

3.如权利要求2所述的远程隔膜密封件，其中所述至少一个附加的通路与阀组件耦接，所述阀组件被配置成选择性地允许所述清洁流体流通过所述至少一个附加的通路从所述冲洗连接件流动到所述隔膜的所述第一侧。

4.如权利要求3所述的远程隔膜密封件，其中所述阀组件通过所述至少一个附加的通路内的一体式填密螺母而与所述至少一个附加的通路耦接。

5.如权利要求4所述的远程隔膜密封件，其中所述阀组件包括：

阀柄；和

与所述阀柄耦接的阀杆，所述阀柄被配置成选择性地接合所述至少一个附加的通路内的阀座。

6.如权利要求1所述的远程隔膜密封件，其中所述至少一个附加的通路被配置成与测量探针耦接以测量所述过程流体的变量。

7.如权利要求6所述的远程隔膜密封件，其中所述测量探针包括带螺纹的温度测量探针，所述带螺纹的温度测量探针被配置成确定所述过程流体的温度。

8.如权利要求1所述的远程隔膜密封件，其中所述至少一个附加的通路包括：

与冲洗连接件耦接的第一附加的通路，所述第一附加的通路被配置成依赖于所述第一附加的通路内的阀的位置从所述冲洗连接件接收清洁流体流；和

第二附加的通路，所述第二附加的通路被配置成与测量探针耦接，所述测量探针被配置成测量所述过程流体的变量。

9.如权利要求2所述的远程隔膜密封件，其中所述至少一个附加的通路包括子通道，所述子通道被配置成沿所述隔膜的所述第一侧分配所述清洁流体流。

10.如权利要求1所述的远程隔膜密封件，其中所述至少一个附加的通路与冲洗连接件耦接并且被配置成接收阀组件或测量探针，所述阀组件选择性地允许清洁流体流接触所述隔膜的所述第一侧，所述测量探针被配置成测量所述过程流体流的过程变量。

11.一种远程隔膜密封件，所述远程隔膜密封件包括：

包括第一侧和第二侧的可偏转的隔膜，所述第一侧被配置成接触过程流体，所述第二侧与过程变送器流体连通；

与所述可偏转的隔膜耦接的法兰，所述法兰包括：

与所述可偏转的隔膜的所述第二侧耦接并与所述过程变送器耦接的流体通路，所述流体通路包含相对不可压缩的流体；和

与冲洗连接件耦接的至少一个附加的通路，所述至少一个附加的通路被配置成从所述冲洗连接件接收清洁流体流，并且

向所述隔膜的所述第一侧提供所述清洁流体流。

12.如权利要求11所述的远程隔膜密封件，其中所述至少一个附加的通路与阀组件耦接，所述阀组件被配置成选择性地允许所述清洁流体流接触所述隔膜的所述第一侧。

13.如权利要求12所述的远程隔膜密封件，其中所述阀组件包括：

阀杆，所述阀杆被配置成选择性地接合所述至少一个附加的通路内的阀座；和

阀柄，所述阀柄被配置成驱动所述阀杆与所述至少一个附加的通路内的所述阀座接合和脱离接合的运动。

14.如权利要求11所述的远程隔膜密封件，其中所述法兰还包括：

至少一个测量通路，所述至少一个测量通路被配置成接收测量探针并且与所述测量探针耦接以测量所述过程流体的变量。

15.如权利要求14所述的远程隔膜密封件，其中所述测量探针包括带螺纹的温度测量探针，所述带螺纹的温度测量探针被配置成确定所述过程流体的温度。

16.如权利要求14所述的远程隔膜密封件，其中所述至少一个附加的通路包括：

与所述冲洗连接件耦接的第一附加的通路，所述第一附加的通路被配置成从所述冲洗连接件接收所述清洁流体流，并且向所述隔膜的所述第一侧提供所述清洁流体流；和

与附加的冲洗连接件耦接的第二附加的通路，所述第二附加的通路被配置成从所述附加的冲洗连接件接收附加的清洁流体流，并且向所述隔膜的所述第一侧提供所述附加的清洁流体流。

17.一种冲洗环，所述冲洗环包括：

本体，被配置成安装在可偏转的隔膜附近；

第一通路，设置在所述本体中并且被配置成和与所述可偏转的隔膜接触的过程流体流体连通；

第一阀，以可操作的方式与所述第一通路耦接，所述第一阀具有第一阀杆，所述第一阀杆被配置成选择性地接合所述第一通路内的阀座以选择性地允许流体流过所述第一通路；

第二通路，设置在所述本体中并且被配置成与所述过程流体流体接触；和

第二阀，以可操作的方式与所述第二通路耦接，所述第二阀具有第二阀杆，所述第二阀杆被配置成选择性地接合所述第二通路内的阀座以选择性地允许流体流过所述第二通路。

18.如权利要求17所述的冲洗环，其中所述可偏转的隔膜与远程密封件密封地耦接。

19.如权利要求18所述的冲洗环，其中所述远程密封件与所述冲洗环是一体的。

20.如权利要求17所述的冲洗环，其中所述可偏转的隔膜与标准隔膜密封件密封地耦接。

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