CN118202215A - 测量管系统、测量管以及用于测量管系统的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量装置（600）的测量管系统（1），包括：‑n倍数量的测量管（100、100’），其用于传导可流动介质，其中，测量管（100、100’）各自具有两个端部区域，并且其中，n>＝1，‑第一块（200），n倍数量的第一通道（210、210’）穿过第一块（200），其中，在第一端部区域中的测量管（100、100’）各自至少部分地传导通过对应的第一通道（210、210’）并且一体地、摩擦地或形状配合地固定在对应的第一通道（210、210’）中，‑第二块（300），n倍数量的第二通道（310、310’）穿过第二块（300），其中，第一块（200）和第二块（300）被布置为使得第一通道（210、210’）和第二通道（310、310’）对应地彼此邻接，并且第一块（200）和第二块（300）以流体密封的方式连接，并且本发明涉及包括根据本发明的测量管系统（1）的测量装置（600），并且涉及根据本发明的用于测量管系统（1）的生产方法。

Description

测量管系统、测量管以及用于测量管系统的生产方法

技术领域

本发明涉及用于检测可流动介质的质量流率、粘度、密度和/或从其导出的变量的测量装置的测量换能器，以及对应的测量装置。

背景技术

在过程和自动化技术中，所谓的线中测量装置通常用于测量在管线中流动的介质的物理参数，诸如质量流率、密度和/或粘度，介质的振动类型流动通过该测量装置的测量换能器。这种测量装置（特别是设计为科里奥利（Coriolis）流量计的测量装置）的基本设计例如在EP 1807681 A1中描述。

通常，科里奥利流量计具有至少一个或多个可振动的测量管，其可以借助于振动激励器被设置为振动。这些振动沿管长度传输，并且通过位于测量管中的可流动介质的类型及其流率而变化。在测量管中的另一点处，振动传感器或特别地布置在彼此一定距离处的两个振动传感器可以记录测量信号或多个测量信号形式的振动的至少一个偏转。然后，评估单元可以根据测量信号确定介质的流率、粘度和/或密度。

科里奥利流量计通常不仅具有一个弯曲的测量管，还具有两个、四个或八个彼此平行至少成对地延伸的测量管。较高数量的测量管通常用于较大的管线直径和高的质量流率，使得自由流动介质在多个测量管之间被划分，以便不以轨道方式增加测量管的尺寸。这种测量装置是已知的，例如从WO 2012/150241 A2和US 4891991 A1。

作为规则，这样的测量管布置由限定数量的单独的测量管形成，这些测量管然后例如在测量装置的入口和出口的区域中焊接在一起。

然而，期望无焊接连接。目前，焊接接头有时必须进行广泛的测试以用于批准和安全目的，例如使用X射线过程。焊接接头也是关键的，特别是对于高压应用（在超过100bar的范围内），因为特别是测量管上的焊缝通常不能承受高压。

因此，本发明的目的是提供一种测量管布置和测量装置，该测量管布置和测量装置也可用于高压，特别是在高于100bar的压力下，并且其被设计为是无焊接的。

发明内容

通过测量装置的测量管系统实现目的，包括：

-n倍数量的测量管，其用于传导可流动介质，其中，测量管各自具有两个端部区域，并且其中n>＝1，

-第一块，n倍数量的第一通道穿过第一块，其中，在第一端部区域中测量管各自至少部分地通过对应的第一通道传导并且一体地、摩擦地或形状配合地固定在对应的第一通道中，

-第二块，n倍数量的第二通道穿过第二块，其中，第一块和第二块被布置为使得第一通道和第二通道对应地彼此邻接并且第一块和第二块以流体密封但无泄漏的方式连接。

因此，根据本发明的测量管系统由至少一个测量管组成，该至少一个测量管连接到测量块系统，该测量块系统由两个块组成。测量管或多个测量管被传导到第一块的通道中并且牢固地连接到该通道。具有在第一侧上和在第二侧上的对应通道的第二块（特别是过程连接器）在这些侧部连接到对应的通道的同时以流体密封的方式（在无泄漏的意义上）连接到第一块，使得待检查的流体可流过块的对应通道，而不能够在第一块和第二块的过渡区域处逸出。

根据本发明的测量管系统没有焊接接头，并且还可以在高压（＞100bar）占优势的应用中可靠地使用。

根据有利实施例，提供端部区域中的测量管各自具有锥形凸缘，其中，第二通道各自具有锥形锥部。凸缘通过在第一端部区域中对测量管装配凸缘而创建。装配凸缘意指弯折测量管的边缘（一次或数次）。

根据有利实施例，提供测量传感器具有n倍数量的密封元件，其中，密封元件各自具有第一锥形端部区域和第二锥形端部区域，其中，密封元件各自插入在第一块和第二块之间，以使得密封元件的第一锥形端部区域终止于对应的测量管的端部区域的锥形凸缘，并且密封元件的第二锥形端部区域终止于对应的第二通道的锥形锥部。因此，为每个测量管提供一个密封元件，例如套管。密封元件用于以流体密封和无泄漏的方式连接第一块和第二块。提供在密封元件的第一端部区域和第二端部区域中的特定锥体以设计为使得在每种情况下对应于凸缘和第二通道的锥体，即，特别地具有相同的角度和相同的直径。因此，密封元件与凸缘和特定第二通道的大面积接触。

在这种情况下，提供密封元件具有第三通道，该第三通道在插入密封元件之后将第一通道连接到第二通道。

根据有利实施例，提供测量管系统包括连接元件，特别是联合螺母，该连接元件被设计成将第一块连接到第二块并且在第一块和第二块之间形成压紧力。因此，压紧力将密封元件压靠在第二块的第二通道和凸缘上，并在第一块和第二块之间创建流体密封和无泄漏的连接。

提供连接元件附接到第一块和第二块的对应容座。对应容座特别是螺纹。连接元件例如是联合螺母。通过拧紧连接元件，第二块压靠在第一块上，其中，产生压紧力并且锥形元件产生密封。

根据有利实施例，提供借助于焊点将测量管固定在对应的第一通道中。替选地，测量管也可以借助于粘合剂连接或机械方式（例如，通过钩住）固定在对应的第一通道中，特别是如果应用不在高压范围内。

根据有利实施例，提供在n>＝2的情况下，第二通道在第二块中收敛并且在公共通道中离开第二块。第二块用作分配块。为每个测量管提供第二通道，第二通道开放进入公共通道。特别地，第二块设置有过程连接器，公共通道开放进入过程连接器。因此，流体经由第二通道、第三通道和第一通道而不泄漏地从过程连接器进入相应的测量管中，反之亦然。

根据前述权利要求中的一项所述的测量管系统，其中，第一块或第三块具有n倍数量的另外的第一通道，其中，在另一个端部区域中，测量管各自至少部分地通过对应的第一通道传导，并且一体地、摩擦地或形状配合地固定在对应的另外的第一通道中，其中，第四块设置有穿过第二块的n倍数量的另外的第二通道，其中，第一块或第三块和第四块被布置以使得另外的第一通道和另外的第二通道相应地彼此邻接，并且第一块、或第三块和第四块以流体密封但无泄漏的方式连接。因此，形成入口和出口，使得测量管系统可以完全连接到该过程。第一块和第二块可以各自是连续的或由多个单独的块（一个用于入口，一个用于出口）组成。

根据前述权利要求中的至少一项所述的测量管系统，其中n等于1，其中n等于2，或者其中，n等于4。实际上，测量管系统通常对称地设计，即，具有为2的倍数的多个测量管。然而，理论上，可以使用任何数量的测量管（甚至n大于4）。

进一步地，通过用于生产测量管系统的方法实现目的，包括：

-提供n倍数量的测量管、n倍数量的密封元件、第一块（具有穿过第一块的n倍数量的第一通道）、第二块（具有穿过第二块的n倍数量的第二通道）和连接元件，其中，测量管各自具有用于传导可流动介质的两个端部区域，并且其中，密封元件各自具有第一锥形端部区域和第二锥形端部区域，并且其中，n>＝1；

-一体地、摩擦地或形状配合地连接测量管的端部区域到对应的第一通道；

-对测量管的端部区域装配凸缘，以形成锥形凸缘；

-将密封元件插入在第一块和第二块之间，以使得密封元件的第一锥形端部区域终止于对应的测量管的端部区域的锥形凸缘，并且密封元件的第二锥形端部区域终止于对应的第二通道的锥形锥部；

-将连接元件附接到第一块和第二块的对应容座；以及

-通过拧紧连接元件在第一块和第二块之间形成压紧力。

还通过用于检测可流动介质的质量流率、粘度、密度和/或从其导出的变量的测量装置来实现目的，测量装置包括：

-根据前述权利要求中的至少一项的测量管系统，

-至少一个振动激励器，其被设计为激励至少一个测量管以振动，

-至少一个振动传感器，其被设计为检测测量管的振动的至少一个偏转，

-电子测量和/或操作电路，其中，电子测量和/或操作电路被设计为操作至少一个振动传感器和至少一个振动激励器并且借助于电连接连接到其，其中，电子测量和/或操作电路被设计为确定和提供可流动介质的质量流率、粘度和/或密度和/或从其导出的变量。

特别地，根据本发明的测量装置是科里奥利测量装置。所述科里奥利测量装置的特征在于其在可流动介质的超过100bar的高压下使用的适用性，由此通过第二块上的第一块的压力实现所需的紧度。

附图说明

参考以下附图更详细地解释本发明。在附图中：

图1示出了根据本发明的测量管系统的实施例，以及

图2示出了根据本发明的测量装置的实施例。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的测量管系统1的示例性实施例的横截面。图1a是横截面的正视图，图1b示出了从等距角度的横截面。该示例涉及具有两个测量管100、100’的双管系统。然而，测量管系统1也可以仅具有一个测量管或多个测量管。

测量管100、100’被传导到第一块200中。对于测量管100、100’中的每个，第一块具有对应的第一通道210、210’。测量管100、100’一体地、摩擦地或形状配合地连接，特别是焊接到通道。测量管100、100’的端部区域被加工以使得在每种情况下创建锥形扩张的凸缘110、110’。

还提供了第二块300。第二块还具有两个通道，以下称为第二通道310、310’，其开放进入公共通道320。特别地，公共通道320开放进入过程连接器640。因此，第二块300充当分流器。第二通道310、310’的背向公共通道320的端部区域呈锥形扩张。特别地，特定锥体的参数（长度、张角、开始和结束直径）对应于凸缘110、110’的锥体的参数。

此外，为测量管100、100’中的每个提供密封元件400、400’。这种密封元件在每种情况下具有第一端部区域410、410’和第二端部区域420、420’以及在这些端部区域410、420、410’、420’之间的第三通道330’。第一端部区域410、第二端部区域420、第一端部区域410’、第二端部区域420’的每个都是锥形成锥的，以使得第一端部区域410、410’配合到测量管100、100’的对应的凸缘110、110’中，并且第二端部区域420、420’配合到第二块300的第二通道310、310’的对应的端部区域中，特别是近似精确地。具体地，第一端部区域的特定锥体的参数（长度、张开角、开始和结束直径）对应于凸缘110、110’的锥体的参数（长度、锥角、开始和结束直径），或者对应地，第一端部区域的特定锥体的参数（长度、张开角、开始和结束直径）对应于第二块300的第二通道310、310’的特定端部区域的参数（长度、锥角、开始和结束直径）。

在每种情况下，密封元件400、400’被插入在第一块200和第二块300之间，更精确地在凸缘110、110’和第二通道310、310’的端部区域之间。第二块300特别是圆柱形形状，在第二通道310、310’的端部区域的方向上直径增加。连接元件500，特别是具有外螺纹的联合螺母，置于其上。具有用于（部分地）接收圆柱形第二块300的对应凹陷的第一块200在容座中具有对应的内螺纹。通过拧紧连接元件500，其在测量管100、100’的轴向方向上生成力，并将第二块300压紧到第一块200上。现在将密封元件400、400’的端部区域410、410’、420、420’压紧到凸缘110、110’上和第二通道310、310’的端部区域上，从而创建流体密封和无泄漏的连接。因此，流体可以从过程连接器640流入测量管100、100’，反之亦然。

为第一块和第二块200、300以及密封元件400、400’和连接元件500选择的材料是具有足够强度以承受压紧力的金属或陶瓷材料。

对于测量管100、100’的另一端部区域，提供了如上所述的类似附接。可以使用连续直到测量管100、100’的另一端部区域的端部位置的第一和第二块200、300，或单独的第三和第四块，其中，块与根据本发明的密封元件连接，并且块和密封元件具有如上所述的对应的第一、第二、第三和公共通道。

图2示出了根据本发明的测量装置600的示意图。测量管系统1经由附接到入口和出口的过程连接器640、640’连接到携带可流动介质的管线650。

振动激励器610安装在测量管100、100’的弯曲区域中，该振动激励器激励测量管100、100’振动。经由至少一个——在该示例中为两个——振动传感器620检测测量管100、100’的振动的至少一个偏转。振动激励器610和振动传感器620都连接到布置在测量装置600内的电子测量和/或操作电路630并且由布置在测量装置600内的电子测量和/或操作电路630操作。基于测量管100、100’的振动的至少一个偏转，电子测量和/或操作电路630确定可流动介质的质量流率、粘度和/或密度和/或从其导出的变量，并且使这些可用。

附图标记列表

1 测量管系统

100、100’ 测量管

110、110’ 锥形凸缘

200 第一块

210、210’ 第一通道

300 第二块

310、310’ 第二通道

320 公共通道

400、400’ 密封件

410、410’ 第一锥形端部区域

420、420’ 第二锥形端部区域

430 第三通道

500 连接元件

600 测量装置

610 振动激励器

620 振动传感器

630 电子测量和/或操作电路

640、640’ 过程连接器

650 管线

Claims (14)

1.一种用于测量装置（600）的测量管系统（1），包括：

-n倍数量的测量管（100、100’），用于传导可流动介质，其中，所述测量管（100、100’）各自具有两个端部区域，并且其中n>＝1，

-第一块（200），所述n倍数量的第一通道（210、210’） 穿过所述第一块（200），其中，所述测量管（100、100’）在第一端部区域中各自至少部分地传导通过对应的所述第一通道（210、210’）并且一体地、摩擦地和/或形状配合地固定在对应的所述第一通道（210、210’）中，

-第二块（300），所述n倍数量的第二通道（310、310’）穿过所述第二块（300），其中，所述第一块（200）和所述第二块（300）被布置为使得所述第一通道（210、210’）和所述第二通道（310、310’）对应地彼此邻接并且所述第一块（200）和所述第二块（300）以流体密封的方式连接。

2.根据权利要求1所述的测量管系统，其中，在所述第一端部区域中，所述测量管（100、100’）各自具有锥形凸缘（110、110’），其中，所述第二通道（310、310’）各自具有锥形锥部。

3.根据权利要求2所述的测量管系统，其中包括：具有n倍数量的密封元件（400、400’），其中，所述密封元件（400、400’）各自具有第一锥形端部区域（410、410’）和第二锥形端部区域（420、420’），其中，所述密封元件（400、400’）各自插入在所述第一块（200）和所述第二块（300）之间以使得密封元件（400、400’）的所述第一锥形端部区域（410、410’）终止于对应的所述测量管（100、100’）的所述第一端部区域的所述锥形凸缘（110、110’），并且所述密封元件（400、400’）的所述第二锥形端部区域（420、420’）终止于对应的所述第二通道（310、310’）的所述锥形锥部。

4.根据权利要求3所述的测量管系统，其中，所述密封元件（400、400’）具有第三通道（430、430’），所述第三通道（430、430’）在插入所述密封元件（400、400’）之后将对应的所述第一通道（210、210’）连接到对应的所述第二通道（310、310’）。

5.根据前述权利要求中的至少一项所述的测量管系统，包括连接元件（500）、特别是联合螺母，所述连接元件被设计成将所述第一块（200）连接到所述第二块（300）并且在所述第一块（200）和所述第二块（300）之间形成压紧力。

6.根据权利要求5所述的测量管系统，其中，所述连接元件（500）附接到所述第一块和所述第二块的对应容座。

7.根据权利要求6所述的测量管系统，其中，所述对应容座是螺纹。

8.根据前述权利要求中的至少一项所述的测量管系统，其中，所述测量管借助于焊点固定在对应的所述第一通道（210、210’）中。

9.根据前述权利要求中的至少一项所述的测量管系统，其中，在n>＝2的情况下，所述第二通道（310、310’）在所述第二块（300）中收敛，并且将所述第二块（300）留在公共通道（320）中。

10.根据权利要求9所述的测量管系统，其中，所述第二块（300）包括过程连接器（640、640’），所述公共通道（320）开放进入所述过程连接器中。

11.根据前述权利要求中的一项所述的测量管系统，其中，所述第一块（200）、或第三块具有n倍数量的另外的第一通道，其中，在第二端部区域中，所述测量管（100、100’）各自至少部分地通过对应的第一另外的通道传导，并且一体地、摩擦地和/或形状配合地固定在对应的另外的第一通道中，其中，第四块设置有穿过所述第四块的n倍数量的另外的第二通道，其中，所述第一块或所述第三块、和所述第四块被布置以使得所述另外的第一通道和所述另外的第二通道对应地彼此邻接，并且所述第一块或所述第三块、和所述第四块以流体密封的方式连接。

12.根据前述权利要求中的至少一项所述的测量管系统，其中n等于1，其中n等于2，或者其中n等于4。

13.一种用于生产测量管系统（1）的方法，包括：

-提供n倍数量的测量管（100、100’）、所述n倍数量的密封元件（400、400’）、具有穿过第一块（200）的所述n倍数量的第一通道（210、210’）的所述第一块（200）、具有穿过第二块（300）的n倍数量的第二通道（310、310’）的所述第二块（300）、以及连接元件（500），其中，所述测量管（100、100’）各自具有用于传导可流动介质的两个端部区域，并且其中，所述密封元件（400、400’）各自具有第一锥形端部区域（410、410’）和第二锥形端部区域（420、420’），并且其中，n>＝1；

-将所述测量管（100、100’）的第一端部区域与对应的所述第一通道（210、210’）一体地、摩擦地或形状配合地连接；

-将所述测量管（100、100’）的所述第一端部区域装配凸缘以形成锥形凸缘（110、110’）；

-在所述第一块（200）和所述第二块（300）之间插入所述密封元件（400、400’），使得密封元件（400、400’）的所述第一锥形端部区域（410、410’）终止于对应的所述测量管（100、100’）的所述第一端部区域的所述锥形凸缘（110、110’），并且所述密封元件（400、400’）的所述第二锥形端部区域（420、420’）终止于对应的所述第二通道（310、310’）的所述锥形锥部；

-将所述连接元件（500）附接到所述第一块（200）和所述第二块（300）的对应容座；以及

-通过拧紧所述连接元件（500）在所述第一块（200）和所述第二块（300）之间形成压紧力。

14.一种用于检测可流动介质的质量流率、粘度、密度和/或从其导出的变量的测量装置（600），包括：

-根据权利要求1-12中的至少一项所述的测量管系统（1），

-至少一个振动激励器（610），所述至少一个振动激励器（610）被设计成激励所述至少一个测量管（100、100’）振动，

-至少一个振动传感器（620），所述至少一个振动传感器（620）被设计成检测所述测量管（100、100’）的振动的至少一个偏转，

-电子测量和/或操作电路（630），其中，所述电子测量和/或操作电路（630）被设计成操作所述至少一个振动传感器（620）和所述至少一个振动激励器（610），并且借助于电连接而连接到所述至少一个振动传感器（620）和所述至少一个振动激励器（610），其中，所述电子测量和/或操作电路（630）被设计成确定和提供可流动介质的质量流率、粘度和/或密度和/或从其导出的变量。