CN112198115B - 过程分析仪适配器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种过程分析仪适配器。适配器包括第一部件、第二部件以及第三部件。第一部件构造成连接到过程分析仪。第一部件旋转地连接到第二部件，其中，第一部件可围绕第一轴线旋转。第二部件旋转地连接到第三部件，其中，第二部件可围绕第二轴线旋转。第二部件围绕第二轴线的旋转构造成使第一轴线倾斜。第三部件构造成连接到工业过程装备的凸缘。

Description

过程分析仪适配器
技术领域
本发明涉及一种过程分析仪适配器。
背景技术
现场测量仪器(诸如，例如ABB激光-气体分析系统LS4000)(其在此也被称为分析仪)原位定位，并且连接到带有凸缘的过程设备。需要使这些系统对准。此外，分析仪到凸缘的连接需要在每一个对准位置中都是不透气体的。
一种当前可用的系统通过使用柔性密封元件和许多调整螺钉而使密封和对准功能组合。例如，一些系统具有必须考虑并且对准的总数为8个的对准螺钉，同时维持不透气体的密封。然而，O型环密封件可在某些对准位置中在一侧上比在另一侧上更大程度地被压缩，从而导致在某些对准中的不透气体的密封的损失。由于需要考虑的对准螺钉的数量，甚至在不透气体时，也可能难以使系统对准。
另一种当前可用的系统(来自Siemens)使用完全密封的凸缘部件，该凸缘部件在其中具有窗以用于连接到过程设备。这具有用于对准的移动部件不必为不透气体的优点，但缺点是，存在从光学测量系统到过程设备的传输的损失。另一种当前可用的系统(来自Yokogawa)使用焊接钢波纹管来实现不透气体的系统并且允许移动，然而，这不是最佳解决方案。
需要在现场仪器或分析仪与过程设备的凸缘之间提供改进的不透气体的连接。
发明内容
因此，将为有利的是，在现场仪器或分析仪与过程设备的凸缘之间具有改进的不透气体的连接。
本发明的目标利用如下主题来解决。
在一个方面，提供了一种过程分析仪适配器，该过程分析仪适配器包括：
-第一部件；
-第二部件；以及
-第三部件。
第一部件构造成连接到过程分析仪。第一部件旋转地连接到第二部件，其中，第一部件可围绕第一轴线旋转。第二部件旋转地连接到第三部件，其中，第二部件可围绕第二轴线旋转。第二部件围绕第二轴线的旋转构造成使第一轴线倾斜。第三部件构造成连接到工业过程装备的凸缘。
在示例中，第一轴线正交于第二轴线。
在示例中，第一轴线和第二轴线相交于相交点处。
在示例中，密封件设于第一部件与第三部件之间。
在示例中，第一部件的球形形状的外部部分具有以相交点为中心的曲率半径。
在示例中，密封件是第三部件的密封件，其构造成在第一部件围绕第一轴线旋转时和/或在第二部件围绕第二轴线旋转时接触第一部件的球形形状的外部部分。
在示例中，密封件包括位于第三部件内的O型环。
在示例中，O型环置于第三部件中的三角形形状的凹槽中。
在示例中，第三部件的球形形状的外部部分具有以相交点为中心的曲率半径。
在示例中，密封件是第一部件的密封件，其构造成在第一部件围绕第一轴线旋转时和/或在第二部件围绕第二轴线旋转时接触第三部件的球形形状的外部部分。
在示例中，密封件是位于第一部件内的O型环。
在示例中，O型环置于第一部件中的三角形形状的凹槽中。
在示例中，适配器进一步包括至少一个对准螺钉，其构造成使第一部件围绕第一轴线旋转和/或使第二部件围绕第二轴线旋转。
上文中的方面和示例将根据下文中所描述的实施例而变得明显并且参考这些实施例而阐明。
附图说明
将在下文中参考以下附图而描述示例性实施例：
图1示出了通过过程分析仪适配器的示例的横截面；
图2示出了通过图1中所示出的过程分析仪适配器的横截面；以及
图3示出了图1-2的过程分析仪适配器的三维表示。
具体实施方式
图1-3涉及过程分析仪适配器的示例。在示例中，过程分析仪适配器包括第一部件、第二部件以及第三部件。第一部件构造成连接到过程分析仪。第一部件旋转地连接到第二部件。关于与第二部件的旋转连接，第一部件可围绕第一轴线旋转。第二部件旋转地连接到第三部件。关于与第三部件的旋转连接，第二部件可围绕第二轴线旋转。因而，第二部件围绕第二轴线的旋转还构造成使第一部件倾斜，其中第一轴线也倾斜。第三部件构造成连接到工业过程装备的凸缘。
根据示例，第一轴线正交于第二轴线。
根据示例，第一轴线和第二轴线相交于相交点处。
根据示例，密封件设于第一部件与第三部件之间。
在示例中，密封件在第一部件与第三部件之间提供不透空气或不透气体的密封，在第一部件围绕第一轴线的旋转和/或第二部件围绕第二轴线的旋转期间维持该密封。
根据示例，第一部件的球形形状的外部部分具有以相交点为中心的曲率半径。
根据示例，密封件是第三部件的密封件，其构造成在第一部件围绕第一轴线旋转时和/或在第二部件围绕第二轴线旋转时接触第一部件的球形形状的外部部分。
根据示例，密封件包括位于第三部件内的O型环。
根据示例，O型环置于第三部件中的三角形形状的凹槽中。
然而，代替具有带有抵靠第三部件的密封件而密封的球形表面的第一部件，这些特征可反转。因而，根据示例，第三部件的球形形状的外部部分具有以相交点为中心的曲率半径。
根据示例，密封件是第一部件的密封件，其构造成在第一部件围绕第一轴线旋转时和/或在第二部件围绕第二轴线旋转时接触第三部件的球形形状的外部部分。
根据示例，密封件是位于第一部件内的O型环。
根据示例，O型环置于第一部件中的三角形形状的凹槽中。
根据示例，适配器包括至少一个对准螺钉，其构造成使第一部件围绕第一轴线旋转和/或使第二部件围绕第二轴线旋转。
发明人认识到，可以以修改的方式利用一种陀螺罗盘万向节系统，以便为分析仪或现场仪器提供不透气体的密封，而同时实现分析仪的对准调整而不损害不透气体的密封，在该陀螺罗盘万向节系统中，罗盘安装于两个同心环内，其中罗盘能够相对于内环围绕第一轴线旋转，并且，内环能够相对于外环围绕第二轴线旋转。因而，新型适配器(或安装件)以两个可独立地移动的轴线为特征，其中，不透气体的密封对于任何对准改变都是不变的。因而，适配器具有可独立移动的轴线，并且在每一个位置中都是不透气体的。这使得对准是直观的、快速的并且容易的。整个适配器或安装件由连接到过程设备侧的不可移动的凸缘和连接到分析仪的可移动的部件组成。修改的陀螺罗盘原理和围绕公共中心旋转的球形几何结构的组合在利用三角形密封凹槽来将移动部件相对于固定部件密封的同时，提供了将分析仪和现场仪器安装到过程设备或系统的完全新型并且改进的方式。
继续参考附图，相对于具体实施例而更详细地描述过程分析仪适配器。
图1示出了通过过程分析仪适配器的水平横截面。枢转式连接环以“A”示出。分析仪所连接到的分析仪安装件(也被称为第一部件)以“B”示出。“C”指示球形几何结构的中心和两条轴线的相交点。环元件(也被称为第二部件)以“D”示出，并且，分析仪安装件可相对于以“F”示出的环元件围绕轴线旋转。非移动凸缘(也被称为第三部件)以“E”示出，并且，环元件可相对于该非移动凸缘围绕第二轴线旋转，并且其中，第二轴线与第一轴线成角度。非移动凸缘用于连接到过程容器、设备或系统。
图2示出了针对如图1中所示出的过程分析仪适配器的竖直横截面。在此，相对于图1而描述的分析仪安装件是向上延伸的中心元件。针对分析仪的对准角以“G”表示，取决于所需的具体实施方式，对于任一旋转轴线，该对准角可为不同的。在上文中相对于图1而描述的两个旋转轴线相交于点“H”处，并且形成分析仪安装件的旋转中心。图2的具体实施例中示出了分析仪安装件具有平坦底部并且球形表面与底部相邻，该球形表面示出为与以“I”指示的三角形形状的密封凹槽内的O型环密封件配合。分析仪安装件的该球形部件的曲率半径也以旋转中心为中心，并且，以此方式，在分析仪安装件围绕两条轴线旋转(由于分析仪安装件相对于环元件的旋转移动和/或相对于环元件相对于非移动凸缘的旋转移动)时，该球形表面与O型环之间的距离不改变。因而，维持了不透气体或不透空气的密封的完整性。带有球形盘和插座角补偿的弹簧加载式螺钉以“J”示出，并且，用以锁定对准的紧定螺钉以“K”示出。
然后，图3示出了过程分析仪适配器的三个等距视图。
因而，新型过程分析仪适配器允许内部部件围绕两条正交轴线自由地旋转。通过使用该原理，凸缘的移动部件(“分析仪安装件”或第一部件)使用环形形状的元件(第二部件)来保持就位，该环形形状的元件以使得其可围绕一条轴线旋转的方式连接到分析仪安装件。由于分析仪安装件的设计，分析仪安装件不可围绕该轴线自由地旋转。角移动取决于具体设计，并且可例如变化(如果需要)。然后，该环形形状的元件以使得其可围绕正交轴线旋转的方式安装到外部部件(非移动凸缘或第三部件)。该环形形状的元件也可安装成围绕非正交轴线旋转(如果期望)。代替该第三部件为不可移动的凸缘本身，该第三部件可为固定地安装到非移动凸缘部件的单独的部件。这允许分析仪安装件同时围绕两条(在该特定实施例中)正交轴线旋转。通过使用三角形形状的O型环凹槽的原理而实现密封。O型环置于凸缘的相应形状的区域的内侧。配合表面并非平坦的(如配合表面在经典的三角形形状的O型环密封件中那样)，而是带有较大的半径的球形。该形状与O型环之间的接触区域可被假设为“平坦的”，因为该接触区域仅为该球体的小区段。该球体是分析仪安装件的部件，并且，该球体的中心点与两条正交轴线的相交点对准。通过使用正确的几何结构，O型环如期望那样被压缩，以实现其目的。由于球体的中心点和轴线的相交点位于相同部位处，因而无论分析仪安装件旋转多少(在由于完整的设计的几何结构而造成的某一极限内)，O型环压力都保持相同。为了允许对准，存在一个弹簧加载式螺钉和用以锁定对准的较小的紧定螺钉，这些螺钉针对每一轴线(至多4条轴线是可能的，但不需要)而附接到分析仪安装件。将注意到，代替使用O型环密封件，可使用连接到分析仪安装件和非移动凸缘的膜状密封件来实现不同的密封功能。
另外，清楚的是，类似的实施例是可能的，其中，O型环位于分析仪安装件或第一部件中，并且，非移动凸缘具有与O型环密封件配合的球形表面，其中，同样，如上文中所讨论的，球形表面具有以旋转中心为中心的半径。

Claims (13)

1.一种过程分析仪适配器，包括：
-第一部件；
-第二部件；以及
-第三部件；
其中，所述第一部件构造成连接到过程分析仪，所述过程分析仪构造成分析工业过程容器、设备或系统内部的过程；
其中，所述第一部件旋转地连接到所述第二部件，其中，所述第一部件可围绕第一轴线旋转；
其中，所述第二部件旋转地连接到所述第三部件，其中，所述第二部件可围绕第二轴线旋转，并且其中，所述第二部件围绕所述第二轴线的旋转构造成使所述第一轴线倾斜；并且
其中，所述第三部件构造成连接到工业过程容器、设备或系统的凸缘以将所述过程分析仪适配器定位在所述工业过程容器、设备或系统的外部。
2.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于，所述第一轴线正交于所述第二轴线。
3.根据权利要求1-2中的任一项所述的适配器，其特征在于，所述第一轴线和第二轴线相交于相交点处。
4.根据权利要求1-2中的任一项所述的适配器，其特征在于，密封件设于所述第一部件与所述第三部件之间。
5.根据权利要求3所述的适配器，其特征在于，所述第一部件的球形形状的外部部分具有以所述相交点为中心的曲率半径。
6.根据权利要求5所述的适配器，其特征在于，密封件设于所述第一部件与所述第三部件之间，其中所述密封件是所述第三部件的密封件，其构造成在所述第一部件围绕所述第一轴线旋转时和/或在所述第二部件围绕所述第二轴线旋转时接触所述第一部件的所述球形形状的外部部分。
7.根据权利要求6所述的适配器，其特征在于，所述密封件包括位于所述第三部件内的O型环。
8.根据权利要求7所述的适配器，其特征在于，所述O型环置于所述第三部件中的三角形形状的凹槽中。
9.根据权利要求3所述的适配器，其特征在于，所述第三部件的球形形状的外部部分具有以所述相交点为中心的曲率半径。
10.根据权利要求9所述的适配器，其特征在于，密封件设于所述第一部件与所述第三部件之间，其中所述密封件是所述第一部件的密封件，其构造成在所述第一部件围绕所述第一轴线旋转时和/或在所述第二部件围绕所述第二轴线旋转时接触所述第三部件的所述球形形状的外部部分。
11.根据权利要求10所述的适配器，其特征在于，所述密封件是位于所述第一部件内的O型环。
12.根据权利要求11所述的适配器，其特征在于，所述O型环置于所述第一部件中的三角形形状的凹槽中。
13.根据权利要求1-2中的任一项所述的适配器，其特征在于，所述适配器进一步包括至少一个对准螺钉，其构造成使所述第一部件围绕所述第一轴线旋转和/或使所述第二部件围绕所述第二轴线旋转。
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