CN212180168U - 一种耐腐蚀金属插入式法兰变送器隔膜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种耐腐蚀金属插入式法兰变送器隔膜装置，包括：基座(1)、筒身(2)、法兰插入式底座(3)、筒身衬套(5)、基座衬板(4)、法兰密封面衬板(6)；其中：所述基座(1)中心设置有凸缘；所述筒身衬套(5)呈筒形，套接于所述筒身(2)上；所述基座衬板(4)呈中间镂空的环形圆柱形，其与所述基座(1)连接；所述法兰密封面衬板(6)呈中间镂空的环形圆柱形，其与所述法兰插入式底座(3)连接；所述筒身衬套(5)的底部侧与所述法兰密封面衬板(6)连接；所述筒身衬套(5)的顶部侧与所述基座衬板(4)的侧部连接。本实用新型降低了成本，达到了防腐蚀的要求，保证了足够的结构强度。

Description

一种耐腐蚀金属插入式法兰变送器隔膜装置

技术领域

本实用新型涉及法兰变送器技术，具体涉及一种耐腐蚀金属插入式法兰变送器隔膜装置。

背景技术

法兰变送器主要应用于工业现场有特殊安装要求或特殊腐蚀性介质的工况环境，按其安装方式的不同有扁平式隔膜法兰、插入式隔膜法兰、螺纹式隔膜法兰、液位变送器以及卫生型隔膜法兰等不同装置，插入式隔膜法兰是其中一种。

图1展示的是普通插入式液位法兰变送器，其中，10是变送器基表、20是连接管、30是法兰、40是螺钉、50是法兰插入式底座、60是筒身、70是基座、80是毛细管、90是隔膜。图1中，法兰插入式底座50和法兰插入筒部分(60、70)采用普通316不锈钢材料生产的，无法适应特殊腐蚀性介质的工作环境。

目前也有人考虑将图1中50、60、70三个部件全部采用特殊防腐材质制作，比如：钽材、哈氏合金、蒙乃尔等。但采用这些金属均存在成本过高，且加工难度大的问题。以钽材为例进行说明，若50、60、70全部替换为钽材材质，存在以下问题：

1、钽材密度大，材料昂贵，材料成本是316不锈钢的150倍以上。采用全钽材料制作成本会十分高昂，即使是采用钽管制作减少材料成本也是居高不下；

2、钽材熔点2980℃，是一种难熔金属，与其他金属材料焊接熔合困难，加上钽管焊接强度不高，纯钽结构难以满足实际使用要求。因此制作全钽材插入式法兰成本和结构上一直以来都是一个难题。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种耐腐蚀金属插入式法兰变送器隔膜装置。本实用新型的技术方案如下：

一种耐腐蚀金属插入式法兰变送器隔膜装置，包括：基座(1)、筒身(2)、法兰插入式底座(3、筒身衬套(5)、基座衬板(4)、法兰密封面衬板(6)；其中：

所述基座(1)中心设置有凸缘；

所述筒身衬套(5)呈筒形，套接于所述筒身(2)上；

所述基座衬板(4)呈中间镂空的环形圆柱形，其与所述基座(1)连接；

所述法兰密封面衬板(6)呈中间镂空的环形圆柱形，其与所述法兰插入式底座(3)连接；

所述筒身衬套(5)的底部侧与所述法兰密封面衬板(6)连接；

所述筒身衬套(5)的顶部侧与所述基座衬板(4)的侧部连接。

可选地，所述筒身衬套(5)的厚度为3±0.5mm；所述基座衬板(4)的厚度为5±0.5mm；所述法兰密封面衬板(6)的厚度为3～4mm。

可选地，所述基座衬板(4)中心设置有中心孔，该述中心孔套接于所述基座(1)的凸缘上，其与该述凸缘的形状相适配；

在所述中心孔与所述凸缘的配合处设置有第一环形槽(401)；所述基座衬板(4)的底部与所述基座(1)接触连接，且二者的外圆结合处设置有第二环形槽(402)。

可选地，通过在所述第一环形槽(401)和第二环形槽(402)处注入液态金属胶来连接所述基座衬板(4)和所述基座(1)。

可选地，所述隔膜装置还包括：隔膜(7)和隔膜保护环(8)；所述隔膜(7)的一侧与所述基座衬板(4)的顶部连接；

所述隔膜保护环(8)为环状，对应设置于所述隔膜(7)另一侧的边缘处，并将所述隔膜(7)通过组合焊接固定于所述筒身衬套(5)上。

可选地，所述液态金属胶的特性如下：

室温下，初始硬化的时间为7-12min，完全硬化的时间为4-24hours；压缩强度为14.5MPa；工作温度范围为-60～+120℃；线性膨胀系数为40×10^-6/℃；其中，所述室温为20℃±5℃。

可选地，所述基座(1)、筒身(2)、法兰插入式底座(3)均为不锈钢材质。

可选地，所述筒身衬套(5)、基座衬板(4)、法兰密封面衬板(6)均采用特种耐腐蚀材质，该述特种耐腐蚀材质为钽材、哈氏合金C-276或蒙乃尔合金。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型采用不锈钢作为主体，大大节约特种耐蚀金属材料使用比例，成本大幅降低。

本实用新型采用耐腐蚀材质制作的衬套结构对主体进行包覆保护，其耐蚀性能得到了保证。

本实用新型采用耐蚀金属材质和普通不锈钢材质采用液态金属胶封固化，可制造性强，而且相比其他复杂工艺(如真空钎焊)等，工艺简单，不会产生附加的焊接应力，也无需投入其他焊接设备。

本实用新型可扩展性强，可适用于多种耐腐蚀材料，如钽材、哈氏合金C-276、蒙乃尔合金等。

本实用新型适用性强，可以有两种安装方式的变形：液位式和远程式。

本实用新型的筒身衬套、基座衬板、法兰密封面衬板均采用了耐腐蚀材料，保证外部覆盖层全耐腐蚀性材料的前提下尽可能减少了耐腐蚀材料的使用率，降低了成本，同时保证了足够的结构强度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是现有技术普通插入式液位法兰变送器的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施例一种耐腐蚀金属插入式法兰变送器隔膜装置的基体结构示意图；

图3是本实用新型具体实施例一种耐腐蚀金属插入式法兰变送器隔膜装置的结构示意图；

图4是本实用新型具体实施例一种耐腐蚀金属插入式法兰变送器隔膜装置的制造方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图2和图3，本实施例公开了一种耐腐蚀金属插入式法兰变送器隔膜装置，包括：基体和筒身衬套5、基座衬板4、法兰密封面衬板6、隔膜7和隔膜保护环8。所述基体包括：基座1、筒身2、法兰插入式底座3。

其中：所述基座1中心设置有凸缘101；所述筒身衬套5呈筒形，套接于所述筒身2上；所述基座衬板4呈中间镂空的环形圆柱形，其与所述基座1连接；所述法兰密封面衬板6呈中间镂空的环形圆柱形，其与所述法兰插入式底座3连接；所述筒身衬套5的底部侧与所述法兰密封面衬板6连接；所述筒身衬套5的顶部侧与所述基座衬板4的侧部连接。

隔膜7的一侧与基座衬板4的顶部连接；隔膜保护环8为环状，对应设置于隔膜7另一侧的边缘处，并将所述隔膜7通过组合焊接固定于所述筒身衬套5上。本实施例中，隔膜7为波纹膜片，所述基座衬板4和基座1对应所述隔膜的一侧被加工出波纹面，为波纹形状。

本实施例中，筒身衬套5的厚度为3±0.5mm；基座衬板4的厚度为5±0.5mm；法兰密封面衬板6的厚度为3～4mm。

其中，所述基座衬板4中心设置有中心孔，该述中心孔套接于所述底座的凸缘101上，其与该述凸缘101的形状相适配，且在所述中心孔与所述凸缘的配合处设置有第一环形槽401；所述基座衬板4的底部与所述基座1接触连接，且二者的外圆结合处设置有第二环形槽402。

图3中，左边为远传毛细管连接结构，其中：9为该隔膜装置与变送器基表相关部件的接头；10为毛细管部件。右边的插入筒部分包括基座1、筒身2、筒身衬套5、基座衬板4、隔膜7和隔膜保护环8。

需要说明的是：图3应用本实施例，采用的是远程毛细管安装方式；但在具体实施时，本实施例也可以采用如图1的液位式的安装方式，本实用新型不对具体的安装方式作出限定。

本实施例中，通过在所述第一环形槽和第二环形槽处注入液态金属胶来连接所述基座衬板4和所述基座1。所述液态金属胶的特性如下：

其中，表格中的室温指20℃±5℃的温度。

本实施例中，所述基座1、筒身2、法兰插入式底座3均为不锈钢材质；具体实施时，可采用316不锈钢或304不锈钢，视用户现场要求而定，本实用新型不对具体的不锈钢类型做出限定。

所述筒身衬套5、基座衬板4、法兰密封面衬板6均采用特种耐腐蚀材质，该述特种耐腐蚀材质为钽材、哈氏合金C-276或蒙乃尔合金。

参见图3和图4，本实施例同时公开了一种耐腐蚀金属插入式法兰变送器隔膜装置的制造方法，用于制造上述的隔膜装置，包括以下步骤：

S1：设置一种耐腐蚀插入式法兰变送器液位隔膜装置的基体，包括：基座1、筒身2、法兰插入式底座3，所述基座1中心设置有凸缘101。

S2：将基座衬板4通过中心孔配合装入所述基座1的凸缘101上，且所述基座衬板4底部与所述基座1接触连接；所述中心孔与所述凸缘101的连接处设置有第一环形槽401，所述基座衬板4底部与所述基座1的外圆结合处设置有第二环形槽402。

S3：分别在第一环形槽401和第二环形槽402处注入液态金属胶，待胶固化后，所述基座衬板4和所述基座1被固定在一起。该步骤进一步包括：

在图3所示黑色阴影两处位置(第一环形槽401和第二环形槽402)分别注入液态金属胶，在室温条件下操作，此胶固化后与被连接零件混成一体，后续可以加工切削，强度高，密封性能好，氦质谱检漏漏率能达到3*10^-8Pam³/s以上；施胶用量宜超出槽口为宜，这样可以为后续切削加工留出余量。施胶完成后静置15分钟以上再进行移动至别处进行完全固化，这个过程保持24小时以上。

S4：在筒身2上套接所述筒身衬套5，并在筒身衬套5与基座衬板4端面连接处进行焊接，高纯氩气保护。

S5：在所述法兰密封圈3上安装所述法兰密封面衬板6，且该衬板6与所述筒身衬套5的底部侧焊接，氩弧焊接，并使用高纯氩气保护。

S6：将隔膜7、隔膜保护环8固定在一起，并组合焊接在所述筒身衬套5上。采用氩弧焊焊接方式，高纯氩气保护。

其中，所述步骤S5和S6之间还包括：

在固化后的基座衬板4和基座1的对应安装隔膜7的一侧加工出波纹面并加工去除外圆上多余的胶料。

其中，步骤S3中，所述液态金属胶的特性如下：

其中，表格中的室温指20℃±5℃的温度。

综上所述，本实施例采用不锈钢作为主体，大大节约特种耐蚀金属材料使用比例，成本大幅降低。

本实施例采用耐腐蚀材质制作的衬套结构对主体进行包覆保护，其耐蚀性能得到了保证。

本实施例采用耐蚀金属材质和普通不锈钢材质采用液态金属胶封固化，可制造性强，而且相比其他复杂工艺(如真空钎焊)等，工艺简单，不会产生附加的焊接应力，也无需投入其他焊接设备。

本实施例可扩展性强，可适用于多种耐腐蚀材料，如钽材、哈氏合金C-276、蒙乃尔合金等。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种耐腐蚀金属插入式法兰变送器隔膜装置，包括：基座(1)、筒身(2)、法兰插入式底座(3)；其特征在于，还包括：筒身衬套(5)、基座衬板(4)、法兰密封面衬板(6)；其中：

所述基座(1)中心设置有凸缘；

所述筒身衬套(5)呈筒形，套接于所述筒身(2)上；

所述基座衬板(4)呈中间镂空的环形圆柱形，其与所述基座(1)连接；

所述法兰密封面衬板(6)呈中间镂空的环形圆柱形，其与所述法兰插入式底座(3)连接；

所述筒身衬套(5)的底部侧与所述法兰密封面衬板(6)连接；

所述筒身衬套(5)的顶部侧与所述基座衬板(4)的侧部连接。

2.如权利要求1所述的隔膜装置，其特征在于，所述筒身衬套(5)的厚度为3±0.5mm；所述基座衬板(4)的厚度为5±0.5mm；所述法兰密封面衬板(6)的厚度为3～4mm。

3.如权利要求1所述的隔膜装置，其特征在于，所述基座衬板(4)中心设置有中心孔，该述中心孔套接于所述基座(1)的凸缘上，其与该述凸缘的形状相适配；

在所述中心孔与所述凸缘的配合处设置有第一环形槽(401)；所述基座衬板(4)的底部与所述基座(1)接触连接，且二者的外圆结合处设置有第二环形槽(402)。

4.如权利要求3所述的隔膜装置，其特征在于，通过在所述第一环形槽(401)和第二环形槽(402)处注入液态金属胶来连接所述基座衬板(4)和所述基座(1)。

5.如权利要求1所述的隔膜装置，其特征在于，还包括：隔膜(7)和隔膜保护环(8)；所述隔膜(7)的一侧与所述基座衬板(4)的顶部连接；

所述隔膜保护环(8)为环状，对应设置于所述隔膜(7)另一侧的边缘处，并将所述隔膜(7)通过组合焊接固定于所述筒身衬套(5)上。

6.如权利要求4所述的隔膜装置，其特征在于，所述液态金属胶的特性如下：

室温下，初始硬化的时间为7-12min，完全硬化的时间为4-24hours；压缩强度为14.5MPa；工作温度范围为-60～+120℃；线性膨胀系数为40×10^-6/℃；其中，所述室温为20℃±5℃。

7.如权利要求1所述的隔膜装置，其特征在于，所述基座(1)、筒身(2)、法兰插入式底座(3)均为不锈钢材质。

8.如权利要求1所述的隔膜装置，其特征在于，所述筒身衬套(5)、基座衬板(4)、法兰密封面衬板(6)均采用特种耐腐蚀材质，该述特种耐腐蚀材质为钽材、哈氏合金C-276或蒙乃尔合金。

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