DE69922854T2

DE69922854T2 - Gehäuse für einen Durchflussmesser und Verfahren

Info

Publication number: DE69922854T2
Application number: DE69922854T
Authority: DE
Inventors: Thomas H. Sugar Land Loga; Jeffrey S. Missouri Parker
Original assignee: Dresser LLC
Current assignee: Dresser LLC
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2019-02-04
Also published as: EP0933620A1; CA2260679A1; EP0933620B1; DE69922854D1; CA2260679C; US6282951B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse und ein Verfahren, die dazu ausgestaltet sind, um mit einem Meßgerät zum Messen des Durchflusses eines Fluids verwendet zu werden.
Gehäuse sind oft in einer Fluidströmungsleitung vorgesehen, um eine Komponente, wie etwa einen Durchflußmesser, aufzunehmen (siehe z.B. GB 909 301 A und EP 0 471 865 A1 ). Bei diesen Anordnungen ist das Gehäuse normalerweise in dem Fluidströmungsweg angeordnet und mit einer Kammer versehen, in welcher das Meßgerät installiert ist. Weiterhin sind Leitungen mittels Befestigungsplatten und Schrauben bzw. Bolzen mit dem Gehäuse verbunden, um das Fluid durch das Gehäuse zu leiten. Das Gehäuse ist jedoch Spannungen ausgesetzt, die durch verschiedene Biegemomente auf die Leitungen, Platten und Schrauben hervorgerufen werden. Diese Spannungen verzerren die physikalische Form der Kammer, wodurch häufig der Betrieb des Meßgeräts gestört wird.
Auch wenn es Versuche gegeben hat, diese Spannungen durch Hinzufügen von Material an der Außenseite des Gehäuse zu bekämpfen, um zu versuchen, es zu verstärken, führt dieses zu einer Erhöhung der Kosten, der Größe und des Gewichts des Gehäuses und ist daher unvorteilhaft. Was daher benötigt wird, ist ein Gehäuse zur Aufnahme einer Komponente in einem Fluidströmungsweg, das nicht durch die obigen Spannungen beeinträchtigt wird und das dennoch nicht relativ teuer, groß und schwer ist.
Die vorliegende Erfindung ist in den beigefügten unabhängigen Ansprüchen definiert. Einige bevorzugte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen angeführt.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf ein Fluidströmungssystem, ein Gehäuse und ein Verfahren gerichtet, gemäß denen eine Kammer in dem Gehäuse gebildet ist und mindestens eine Leitung so mit dem Gehäuse gekoppelt ist, daß Fluid aus der Leitung und in die Kammer strömt und daß auf die Leitung wirkende Kräfte Spannungen an dem Gehäuse erzeugen, die eine Biegung des Gehäuses verursachen. Mindestens eine Aussparung ist in der Wand des Gehäuses gebildet, das die Kammer bildet, und ist ausgestaltet und relativ zu der Kammer angeordnet, um die Biegung von der Wand des Gehäuses, das die Kammer bildet, wegzuleiten.
Als ein Ergebnis wird das Gehäuse nicht durch die obigen Spannungen beeinträchtigt und ist dennoch relativ billig und nicht sperrig oder schwer.
Die Erfindung kann auf verschiedenen Wegen in die Praxis umgesetzt werden, von denen jetzt einige beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
1 eine isometrische Ansicht eines Gehäuses gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, das in Verbindung mit einem Fluiddurchflußmesser dargestellt ist, und
2 eine vergrößerte Ansicht des Gehäuses aus 1 ist.
Bezug auf 1 der Zeichnungen nehmend, bezeichnet das Bezugszeichen 10 ein Meßgerät zum Messen des Durchflusses eines Fluids, wie etwa eines Gases, durch ein Fluidströmungssystem. Das Meßgerät 10 kann von jedem herkömmlichen Typ sein, wie beispielsweise ein Verdrängungsdurchflußmesser vom Rotationstyp, und weist eine Abdeckung oder ein Gehäuse 12 mit einem ringförmigen Flansch 12a auf, der sich von diesem nach außen erstreckt und mehrere winkelmäßig beabstandete Öffnungen aufweist, um aus Gründen, die noch erklärt werden, Schrauben 14 aufzunehmen. Eine Zubehöreinheit in der Form eines Instruments 16 erstreckt sich von dem Gehäuse 12 nach außen und ist ange paßt, um eine visuelle Anzeige der gemessenen Fluidmenge in einer herkömmlichen Art und Weise zur Verfügung zu stellen. Auch wenn es in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist es ersichtlich, daß das Meßgerät 10 ein Laufrad oder dergleichen aufweist, das innerhalb der Abdeckung 12 angeordnet ist und das sich in Reaktion auf die Anwesenheit eines unter Druck stehenden Fluids dreht, wie es noch beschrieben wird.
Bezug auf die 1 und 2 nehmend, ist ein Gehäuse 20 vorgesehen, das im Querschnitt ungefähr rechteckig ist und das eine innere Meßkammer 22 (2) zur Aufnahme des Meßgeräts 10 aufweist. Wie in 1 dargestellt ist, erstreckt sich das Meßgerät 10 durch die Kammer 22, wobei die Abdeckung 12 und das Instrument 16 von dem Gehäuse nach außen vorstehen. Auch wenn es in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist darauf hinzuweisen, daß das oben erwähnte Laufrad des Meßgeräts 10 in der Kammer zentriert ist und daß eine weitere Abdeckung nach außen von dem gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 20 vorsteht.
Das Gehäuse 20 ist mit einer Auslaßöffnung 24 (2) versehen, die eine Auslaßleitung 26 aufnimmt, die wiederum durch eine ringförmige Befestigungsplatte 28, welche die Leitung aufnimmt, mit dem Gehäuse verbunden ist. Auf der anderen Seite des Gehäuses ist eine Einlaßöffnung (nicht dargestellt) vorgesehen, die eine Einlaßleitung 32 aufnimmt, die wiederum mit dem Gehäuse durch eine ringförmige Befestigungsplatte 34 verbunden ist, die mit der letzteren Seitenwand durch eine weitere Reihe von Schrauben verbunden ist (nicht dargestellt). Die Achsen der Leitungen 26 und 32 verlaufen somit senkrecht zu der Achse der Kammer 22.
Die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung 24 erstrecken sich beide in die Kammer 22, so daß das Fluid aus der Einlaßleitung 32 durch die Kammer 22 und zu der Auslaßleitung strömt. Wäh rend des Durchströmens der Kammer 22 durch das Fluid, strömt es durch das oben erwähnte Laufrad des Meßgeräts 10, welches die Menge der Fluidströmung mißt, die an dem Gerät 16 angezeigt wird. Mit der Ausnahme der spezifischen Ausgestaltung des Gehäuses 20, die im Detail beschrieben wird, ist alles obige herkömmlich und wird daher nicht in irgendeinem weiteren Detail beschrieben.
Wie oben diskutiert bilden auf die Leitungen 26 und 32 und auf das Meßgerät 10 wirkenden Kräfte Hebelarme, die über die Platten 28 und 34, die Schrauben 30 und die zu der Platte 34 gehörigen Schrauben Spannungen auf das Gehäuse 20 ausüben. Diese Spannungen bewirken, daß sich die Struktur des Gehäuses 20 verbiegt, und verformen bzw. verzerren die präzise Ausgestaltung der Kammer 22. Das kann bewirken, daß das Laufrad des Meßgeräts 10 dadurch nicht mehr funktioniert, daß die verbogene Wand des Gehäuses 20, das die Kammer 22 bildet, das Laufrad des Meßgeräts tatsächlich berührt und dessen Funktion stört.
Gemäß einem Merkmal einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Kammer 22 des Gehäuses 20 in einer einzigartigen Weise ausgestaltet, um das Meßgerät von den obigen Spannungen zu isolieren. In diesem Zusammenhang hat die Querschnittsform der in 2 dargestellten Kammer 22 allgemein die Form einer Ellipse 22a mit einer horizontalen Achse, die eine etwas geringere Länge als die vertikale Achse hat, wie es aus 2 ersichtlich ist. Zwei Vertiefungen 40 und 42 sind in der Wand des Gehäuse gebildet, das die Kammer 22 bildet, und erstrecken sich über die gesamte Länge der Kammer. Die Vertiefungen 40 und 42 sind an den gegenüberliegenden Seiten, oder den relativ langen Wänden, der Kammer angeordnet, wie es aus der Zeichnung ersichtlich ist. Ein Paar länglicher Aussparungen 40a und 40b ist in das Gehäuse 20 geschnitten und erstreckt sich von den gegenüberliegenden Enden der Vertiefung 40, und ein Paar länglicher Aussparungen 42a und 42b ist eben falls in das Gehäuse 20 geschnitten und erstreckt sich von den gegenüberliegenden Enden der Vertiefung 42. Die Aussparungen 4Oa, 40b, 42a und 42b erstrecken sich über die gesamte Länge der Kammer 22 und allgemein parallel zu Bereichen der inneren Wand des Gehäuses 20, welche die entsprechenden Bereiche der Kammer bilden. Die Vertiefungen 40 und 42 und die Aussparungen 40a, 40b, 42a und 42b sind so dimensioniert, daß sie die tragenden Eigenschaften des Gehäuses 20 nicht verringern.
Auf diese Weise bewirken jegliche Spannungen, die an den Bereichen des Gehäuses 20 benachbart zu den Platten 28 und 34 auftreten und durch auf die Leitungen 42 bzw. 32 wirkende Kräfte hervorgerufen werden, wie es oben erläutert wurde, daß die letzteren Bereiche sich biegen. Die Aussparungen 40a, 40b, 42a und 42b sind jedoch ausgestaltet und angeordnet, um diese Biegung von der Wand des Gehäuses 20, das die Kammer 22 bildet, wegzuleiten und auf diese Weise die Kammer von der Struktur des Gehäuses, welche die Platten 28 und 34 aufnimmt, zu isolieren oder zu entkoppeln. Auf diese Weise wird die physikalische Form der Kammer 22 nicht verändert, und dennoch benötigt das Gehäuse 20 kein zusätzliches Material, das die Kosten, die Größe und das Gewicht des Gehäuses erhöht.
Es ist ersichtlich, daß die Anzahl von mit dem Gehäuse verbundenen Leitungen und die Anzahl in dem Gehäuse gebildeter Vertiefungen und Aussparungen variieren kann. Ferner dienen die räumlichen Bezüge, die oben angegeben wurden, wie beispielsweise "obere", "untere", "Seite" usw., nur zur Erläuterung und sind nicht dazu bestimmt, die spezielle Anordnung oder Ausrichtung irgendeines Teils der Konstruktion einzuschränken. Die Form der Kammer kann einen ellipsenförmigen Querschnitt haben, bei dem die Aussparung(en) sich allgemein in das die Kammer bildende Gehäuse in der Richtung der größeren Abmessung des ellipsenförmigen Schnitts, im Gegensatz zu der kleineren Abmessung, erstreckt(en).
Das Vorsehen der Aussparungen kann zumindest einen Bereich des Teils des Gehäuses, welcher das Meßgerät (oder ein anderes Funktionsteil der Kammer) definiert, den Verformungskräften aussetzen und somit die Kräfte ausgleichen, um die Verformung zu verringern oder im wesentlichen zu eliminieren.

Claims

Gehäuse (20), das eine Kammer (22) bildet, die angepaßt ist, um einen Durchflußmesser aufzunehmen, und das angepaßt ist, um mit mindestens einer Leitung gekoppelt zu werden, so daß Fluid aus der Leitung und in die Kammer (22) strömt, wobei auf die Leitung wirkende Kräfte Spannungen an dem Gehäuse (20) erzeugen, die eine Biegung des Gehäuses verursachen, gekennzeichnet durch mindestens eine Aussparung (40a, 40b, 42a, 42b), die in der Wand des Gehäuses (20) gebildet ist, das die Kammer (22) bildet, wobei die Aussparung (40a, 40b, 42a, 42b) ausgestaltet und relativ zu der Kammer (22) angeordnet ist, um diese Biegung von der Wand des Gehäuses (20), das die Kammer (22) bildet, wegzuleiten, so daß ein in der Kammer (22) enthaltener Durchflußmesser von den Spannungen isoliert ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, bei dem mindestens eine Vertiefung (40, 42) vorgesehen ist, die in der Wand des Gehäuses (20) gebildet ist, das die Kammer (22) bildet, wobei die mindestens eine Aussparung von den jeweiligen Enden der Vertiefung ausgeht.
Gehäuse (20) nach Anspruch 2, bei dem zwei Vertiefungen (40, 42) vorgesehen sind, die in der Wand des Gehäuses (20) gebildet sind, das die Kammer (22) bildet, und jeweils von gegenüberliegenden Wänden der Kammer (22) ausgehen, und bei dem zwei Aussparungen (40a, 40b, 42a, 42b) vorgesehen sind, die von den jeweiligen Enden jeder Vertiefung ausgehen.
Gehäuse (20) nach Anspruch 3, bei dem die Längen zweier gegenüberliegender Wände der Kammer größer als die Längen der anderen zwei gegenüberliegenden Wände der Kammer sind und bei dem die Vertiefungen (40, 42) und die Aussparungen (40a, 40b, 42a, 42b) jeweils an den erstgenannten zwei gegenüberliegenden Wänden gebildet sind.
Gehäuse (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die auf die Leitung wirkenden Kräfte Spannungen an den Bereichen des Gehäuses (20) erzeugen, in denen die Leitung mit dem Gehäuse gekoppelt ist.
Gehäuse (20) nach Anspruch 5, bei dem die Aussparungen (40a, 40b, 42a, 42b) die Kammer (22) von den Bereichen des Gehäuses (20) entkoppeln.
Gehäuse (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Leitung senkrecht zu der Achse der Kammer (22) verläuft und bei dem die Kammer (22) einen elliptischen Querschnitt aufweist.
Verfahren, das die Schritte aufweist, in denen eine Kammer (22), die angepaßt ist, um einen Durchflußmesser aufzunehmen, in einem Gehäuse (20) gebildet wird, mindestens eine Leitung (32) mit dem Gehäuse (20) gekoppelt wird, so daß Fluid aus der Leitung (32) und in die Kammer (22) strömt und so daß auf die Leitung (32) wirkende Kräfte Spannungen an dem Gehäuse (20) erzeugen, die eine Biegung des Gehäuses verursachen, gekennzeichnet durch das Bilden mindestens einer Aussparung (40a, 40b, 42a, 42b) in der Wand des Gehäuses (20), das die Kammer (22) bildet, und das Ausgestalten und Anordnen der Aussparung (40a, 40b, 42a, 42b) relativ zu der Kammer, um die Biegung von der Wand des Gehäuses (20), das die Kammer (22) bildet, wegzuleiten, so daß ein Durchflußmesser, der von der Kammer (22) aufgenommen ist, von den Spannungen isoliert ist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die auf die mindestens eine Leitung (32) wirkenden Kräfte Spannungen an den Be reichen des Gehäuses (20) erzeugen, in denen die mindestens eine Leitung (32) mit dem Gehäuse (20) gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die mindestens eine Aussparung (40a, 40b, 42a, 42b) die Kammer (22) von den Bereichen des Gehäuses (20) entkoppelt.