JP2018509630A - 振動式流量計におけるろう付け結合ストレスを軽減するための装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば振動式デンシトメータ及びコリオリ流量計のような振動式センサが一般に公知であり、流量計の導管を通って流れる材料の質量流量及び他の情報を測定するために用いられる。代表的なコリオリ流量計は、J.E.Smith他に発行された米国特許第4,109,524号、米国特許第4,491,025号及び再発行特許31,450号に開示されている。これらの流量計は、直線状又は湾曲した構成の1以上の導管を有する。コリオリ流量計における各導管構成は、例えば1セットの固有振動モードを有し、それは単純曲げモード、捩れモード、又はそれらの連結タイプのモードである。各導管は駆動されて、好ましいモードにて振動される。
実施形態に従って流量計を形成する方法が提供される。実施形態は、流れチューブを曲げて、その上に少なくとも1つの熱膨張曲げ部を生成する工程と、流れチューブを少なくとも1つのアンカーブロックと一列に並べる工程と、流れチューブを少なくとも1つのアンカーブロックにろう付けする工程と、ろう付けの後で、流れチューブと少なくとも1つのアンカーブロックを冷却収縮を許す工程と、流れチューブが少なくとも1つのアンカーブロックにろう付けされた後で少なくとも1つのアンカーブロックを支持ブロックに取り付ける工程と、流れチューブの各端部にマニホールドを取り付ける工程を備える。
一態様に従って、流量計を形成する方法が提供される。態様は、流れチューブを曲げて、その上に少なくとも1つの熱膨張曲げ部を生成する工程と、流れチューブを少なくとも1つのアンカーブロックと一列に並べる工程と、流れチューブを少なくとも1つのアンカーブロックにろう付けする工程と、ろう付けの後で、流れチューブと少なくとも1つのアンカーブロックを冷却収縮を許す工程と、流れチューブが少なくとも1つのアンカーブロックにろう付けされた後で少なくとも1つのアンカーブロックを支持ブロックに取り付ける工程と、流れチューブの各端部にマニホールドを取り付ける工程を備える。
好ましくは、少なくとも1つのアンカーブロックを支持ブロックに取り付ける工程は、ろう付けの後に流れチューブと少なくとも1つのアンカーブロックを冷却して所定程度収縮させることを許す工程の後に、アンカーブロックの少なくとも1つの少なくとも一部を、支持ブロックに溶接する工程を備えている。
好ましくは、溶接は、少なくとも1つのアンカーブロック及び支持ブロックのうちの1つによって画定されるボスを、アンカーブロック及び支持ブロックのうちの1つによって画定される嵌合開口とプラグ溶接する工程を含む。
好ましくは、ボスは嵌合開口に1つの向きのみで挿入可能である。
好ましくは、流れチューブは、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、好ましくは、方法は、
単一の平面内のみで経路に沿って掃引するチャンネルを前記チューブ支持具に形成する工程と、
流れチューブ上の第1の入口曲げ部が第1の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程と、
流れチューブ上の第2の入口曲げ部が第2の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程を備えている。
単一の平面内で経路に沿って掃引するチャンネルを前記チューブ支持具に形成する工程と、
流れチューブの交差部が出口曲げ部に近接する第1の部分を含み、該第1の部分が第1の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程と、
流れチューブの交差部が入口曲げ部に近接する第2の部分を含み、該第2の部分が第2の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程を備えている。
好ましくは、流れチューブを曲げて、少なくとも1つの熱膨張曲げ部を生成する工程は、
マニホールドと少なくとも1つのアンカーブロックの間に位置する流れチューブの一部を曲げて、第1の頂部を画定する工程を含む。
好ましくは、流れチューブを曲げて、少なくとも1つの熱膨張曲げ部を生成する工程は、
少なくとも1つのアンカーブロックの第1のアンカーブロックと少なくとも1つのアンカーブロックの第2のアンカーブロックとの間に位置する流れチューブの一部を曲げて第2の頂部を画定する工程を含むのが好ましい。
好ましくは、マニホールドを流れチューブの各端部に取り付ける工程は、マニホールドを流れチューブの各端部に溶接及びろう付けすることのうちの少なくとも1つを含む。
好ましくは、支持ブロックの各端部にマニホールドを取り付ける工程は、マニホールド及び支持ブロックのうちの1つによって画定されるボスを、少なくとも1つのアンカーブロック及び支持ブロックのうちの1つによって画定される嵌合開口と溶接する工程を含む。
好ましくは、ボスは嵌合開口に1つの向きのみで挿入可能である。
好ましくは、方法は流れチューブの交差部のオフセット曲げ部を曲げる工程を含む。
好ましくは、単一の平面内の経路に沿って掃引するチャンネルをチューブ支持具に形成する工程は、流れチューブの内部が最外縁のみに係合して、流れチューブとチューブ支持具との間に0.0025インチと0.0035インチとの間のギャップを形成する工程を含み、流れチューブの外側は、チャンネルの中心に近接したチューブ支持具に接触して、チューブ支持具の各最外縁に近接したギャップを画定する。
好ましくは、各第1のアンカーブロック及び第2のアンカーブロックによって画定される少なくとも1つのボスと、及び少なくとも1つのボスに係合するサイズ及び寸法を有して支持ブロックにより画定される少なくとも1つの開口を備える。
好ましくは、第1のアンカーブロック及び第2のアンカーブロックの各々によって画定される少なくとも1つの開口、及び前記少なくとも1つの開口に係合するサイズ及び寸法を有して前記支持ブロックによって画定された少なくとも1つのボスを有する。
好ましくは、第1及び第2の支持ブロック部分は、互いに溶接される。
好ましくは、第1のアンカーブロック及び第2のアンカーブロックの各々によって画定される少なくとも1つのボスと、前記少なくとも1つのボスに係合するサイズ及び寸法を有する前記支持ブロックによって画定される少なくとも1つの嵌合開口とを備え、前記少なくとも1つのボスのサイズ及び寸法は、前記少なくとも1つの開口に合わせられている(keyed)。
好ましくは、少なくとも1つのボスは、少なくとも1つの開口に単一方向でのみ完全に挿入可能である。
好ましくは、第1のマニホールド及び第2のマニホールドの各々によって画定される少なくとも1つのボスと、前記少なくとも1つのボスに係合するサイズおよび寸法を有して前記支持ブロックによって画定される少なくとも1つの嵌合開口とを備え、前記少なくとも1つのボスのサイズ及び寸法は、前記少なくとも1つの開口に合わせられている。
好ましくは、少なくとも1つのボスは、少なくとも1つの開口に単一方向でのみ完全に挿入可能である。
好ましくは、流れチューブは、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、流れチューブ上の入口曲げ部は第1の流れチューブループと同一平面上にあり、流れチューブ上の出口曲げ部は第2の流れチューブループと同一平面上にあり、センサアセンブリは単一の平面内でのみ経路に沿って掃引するチューブ支持具内のチャンネルを備え、流れチューブはチューブ支持具内のチャンネルに係合するサイズ及び寸法である。
好ましくは、流れチューブは、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、交差部は出口曲げ部に隣接した第1の部分を備え、第1の部分は第1の流れチューブループと同一平面上にあり、交差部は入口曲げ部に隣接した第2の部分を備え、第2の部分は第2の流れチューブループと同一平面上にあり、センサアセンブリは単一の平面内でのみ経路に沿って掃引するチューブ支持具内のチャンネルを備えている。
好ましくは、第1の頂部の高さは、流れチューブの隣接する非曲げ部から0.01インチから1インチの間である。
好ましくは、熱膨張曲げ部は、第1のアンカーブロックと第2のアンカーブロックとの間に位置する流れチューブの部分に位置して、第2の頂部を画定する。
好ましくは、流量計は流れチューブの交差部内に、オフセット曲げ部を備えている。
好ましくは、チューブ支持具内のチャンネルは、チャンネルを備え、流れチューブの内部が最外縁のみに係合して、流れチューブとチューブ支持具との間に0.0025インチと0.0035インチとの間のギャップを形成し、流れチューブの外側は、最外縁間でチューブ支持具に係合して、最外縁にてギャップを画定する。
当業者は、これらの例示から本発明の範囲内にある変形例を理解するだろう。当業者は、下記に述べられた特徴が種々の方法で組み合わされて、本発明の多数の変形例を形成することを理解するだろう。その結果、本発明は、下記に述べられた特定の例にではなく特許請求の範囲とそれらの等価物によってのみ限定される。
一実施形態にて、流れチューブ20は、チューブの単一部分から構成され、所望の形状及び構成に曲げられている。図示されているように、流れチューブ20は入口曲げ部27と出口曲げ部29を有する。入口50及び出口52は、プロセスライン(図示せず)と同一面であり、平面F1又はF2のいずれかと同一平面ではない。(図2の平面図について図3を参照)入口曲げ部27は入口50を部分21に接合し、部分21は平面F1と交差してループ26と接続する。出口曲げ部29は出口52を部分23に接合し、部分23は平面F2と交差してループ24と接続する。入口及び出口曲げ部27、29により、センサアセンブリ10は、2つのループ24、26がプロセスラインと同一面でないことを維持した状態で、プロセスラインに取り付られる。この実施形態において、入口50及び出口52は、平坦である。
この実施形態では、センサアセンブリ10を5つの主要な別個の部分(流れチューブ20、第1のアンカーブロック/支持ブロック30a/100a、第2のアンカーブロック/支持ブロック30b/100b、入口マニホールド90、及び出口マニホールド92)に分け、組立て工程中は、これらの部分は、ろう付け工程の加熱/冷却サイクル中に、独立して「浮動」させることができ、流れチューブ20、マニホールド90、92及びアンカーブロック30a、30bの異なる膨張/収縮率を受け入れる。アセンブリの冷却後に、支持ブロック部分100a、100bは、ろう付け、機械的固定具、接着剤などによって接続され得る。
図15を参照すると、別の実施形態では、面F1及びF2に夫々残っている流れチューブの部分21、23に加えて、オフセット曲げ部402を図14の交差部22に組み込むことによって、アンカー30a、30b及びチューブ支持具106の切り欠き部が本来複数の部分から構成される必要はないことが明白である。図16は、単一平面内で経路S1に沿って掃引するチャンネル107が形成された支持具106の実施形態を示す。このチャンネル107は、直線状であってもよいし、または半径状であってもよい。これは、異なる平面内で発生する半円形経路と半径方向掃引経路とで同時に要求されるものよりもはるかに単純な製造作業である。1つのチューブ支持具106における単一平面の掃引チャンネルは交差部22におけるオフセット曲げ部402を受け入れる。この単一平面の掃引チャンネル107は、支持具106とアンカー30a、30bとの間に流れチューブ20を挟み込むことができるように、アンカー30a、30b内で対称的であってもよい。更に、上述したように、流れチューブの部分21及び23を平面F1及びF2に保持することによって、同じスタイルの支持具106とアンカー30a、30bの単一平面の掃引チャンネル107は、交差部22だけでなく流れチューブ20の部分21及び23を収容する支持体106にも使用される。
特定の実施形態が説明の目的のためにここに記載されるが、当該技術分野における熟練者には、様々な等価な修正は現在の記載の範囲内で可能であることが判るだろう。
ここに提供される開示は、単に上記され、添付の図面に示される実施形態だけではなく振動式センサに適用され得る。従って、上記の実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲から決定されるべきである。
Claims (39)
- 流量計を形成する方法であって、
流れチューブを曲げて、その上に少なくとも1つの熱膨張曲げ部を生成する工程と、
流れチューブを少なくとも1つのアンカーブロックと一列に並べる工程と、
流れチューブを少なくとも1つのアンカーブロックにろう付けする工程と、
ろう付けの後で、流れチューブと少なくとも1つのアンカーブロックを冷却収縮を許す工程と、
流れチューブが少なくとも1つのアンカーブロックにろう付けされた後で少なくとも1つのアンカーブロックを支持ブロックに取り付ける工程と、
流れチューブの各端部にマニホールドを取り付ける工程を備える、方法。 - 流量計を形成する方法であって、
流れチューブを曲げて、その上に少なくとも1つの熱膨張曲げ部を生成する工程と、
流れチューブを少なくとも1つのアンカーブロックと一列に並べる工程と、
流れチューブを少なくとも1つのアンカーブロックにろう付けする工程と、
流れチューブの第1の端部を第1のマニホールドに取り付け、流れチューブの第2の端部を第2のマニホールドに取り付ける工程であって、各第1及び第2のマニホールドは支持ブロックの一部を備える工程と、
第1のマニホールドの支持ブロックの一部を第2のマニホールドの支持ブロックの一部に取り付ける工程と、
少なくとも1つのアンカーブロックを第1のマニホールドの支持ブロックの一部及び第2のマニホールドの支持ブロックの一部の少なくとも1つに取り付ける工程を備える、方法。 - 前記支持ブロックの少なくとも1つ及び第1及び第2のマニホールドの少なくとも1つを流量計のケースに取り付ける工程を備えている、請求項1又は2に記載の方法。
- 少なくとも1つのアンカーブロックを支持ブロックに取り付ける工程は、ろう付けの後に流れチューブと少なくとも1つのアンカーブロックを冷却して所定程度収縮させることを許す工程の後に、アンカーブロックの少なくとも1つの少なくとも一部を、支持ブロックに溶接する工程を備えている、請求項1又は2に記載の方法。
- 溶接は、少なくとも1つのアンカーブロック及び支持ブロックのうちの1つによって画定されるボスを、アンカーブロック及び支持ブロックのうちの1つによって画定される嵌合開口とプラグ溶接する工程を含む、請求項4に記載の方法。
- 前記ボスは嵌合開口に1つの向きのみで挿入可能である、請求項5に記載の方法。
- 流れチューブの少なくとも一部に接触するチューブ支持具を、少なくとも1つのアンカーブロック及びチューブ支持具の少なくとも1つに取り付ける工程を含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記流れチューブは、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、方法は、
単一の平面内のみで経路に沿って掃引するチャンネルを前記チューブ支持具に形成する工程と、
流れチューブ上の第1の入口曲げ部が第1の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程と、
流れチューブ上の第2の入口曲げ部が第2の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程を備えている、請求項7に記載の方法。 - 前記流れチューブは、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、方法は、
単一の平面内で経路に沿って掃引するチャンネルを前記チューブ支持具に形成する工程と、
流れチューブの交差部が出口曲げ部に近接する第1の部分を含み、該第1の部分が第1の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程と、
流れチューブの交差部が入口曲げ部に近接する第2の部分を含み、該第2の部分が第2の流れチューブループと同一平面上にあるように流れチューブを曲げる工程を備えている、請求項7に記載の方法。 - 前記流れチューブを曲げて、少なくとも1つの熱膨張曲げ部を生成する工程は、
マニホールドと少なくとも1つのアンカーブロックの間に位置する流れチューブの一部を曲げて、第1の頂部を画定する工程を含む、請求項1又は2に記載の方法。 - 第1の頂部の高さは、流れチューブの隣接する非曲げ部から0.01インチから1インチの間である、請求項10に記載の方法。
- 前記流れチューブを曲げて、少なくとも1つの熱膨張曲げ部を生成する工程は、
少なくとも1つのアンカーブロックの第1のアンカーブロックと少なくとも1つのアンカーブロックの第2のアンカーブロックとの間に位置する流れチューブの一部を曲げて第2の頂部を画定する工程を含む、請求項1又は2に記載の方法。 - 第2の頂部の高さは、流れチューブの隣接する非曲げ部から0.01インチから1インチの間である、請求項12に記載の方法。
- 前記マニホールドを流れチューブの各端部に取り付ける工程は、マニホールドを流れチューブの各端部に溶接及びろう付けすることのうちの少なくとも1つを含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 支持ブロックの各端部にマニホールドを取り付ける工程は、マニホールド及び支持ブロックのうちの1つによって画定されるボスを、少なくとも1つのアンカーブロック及び支持ブロックのうちの1つによって画定される嵌合開口と溶接する工程を含む、請求項14に記載の方法。
- 前記ボスは嵌合開口に1つの向きのみで挿入可能である、請求項15に記載の方法。
- 前記第1のマニホールドの支持ブロックの一部を第2のマニホールドの支持ブロックの部分に取り付ける工程は、第1のマニホールドの支持ブロックの一部を第2のマニホールドの支持ブロックの一部に溶接する工程を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記流れチューブの交差部のオフセット曲げ部を曲げる工程を含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 単一の平面内の経路に沿って掃引するチャンネルをチューブ支持具に形成する工程は、流れチューブの内部が最外縁のみに係合して、流れチューブとチューブ支持具との間に0.0025インチと0.0035インチとの間のギャップを形成する工程を含み、流れチューブの外側は、チャンネルの中心に近接したチューブ支持具に接触して、チューブ支持具の各最外縁に近接したギャップを画定する、請求項9に記載の方法。
- 流量計用のセンサアセンブリ(10)であって、
交差部(22)によって接続された第1のループ(24)と第2のループ(26)を備えるように構成され、少なくとも1つの熱膨張曲げ部(300、302)を備える流れチューブ(20)と、
交差部(22)の近傍にて前記流れチューブ(20)に各々取り付け可能である第1のアンカーブロック(30a)及び第2のアンカーブロック(30b)と、
第1のアンカーブロック(30a)と第2のアンカーブロック(30b)の少なくとも1つに取り付け可能な少なくとも1つのチューブ支持具(106)と、
流れチューブ(20)の入口(50)と出口(52)に夫々取り付け可能な第1のマニホールド(90)及び第2のマニホールド(92)と、
第1のアンカーブロック(30a)と第2のアンカーブロック(30b)と第1のマニホールド(90)と第2のマニホールド(92)に取り付け可能な支持ブロック(100)とを備え、
前記流れチューブ(20)、第1のアンカーブロック(30a)、第2のアンカーブロック(30b)、第1のマニホールド(90)及び第2のマニホールド(92)は、支持ブロック(100)に取り付けられていないときは、加熱及び冷却による所定程度の動きが可能であるように構成されている、センサアセンブリ(10)。 - 前記第1のアンカーブロック(30a)及び第2のアンカーブロック(30b)は、流れチューブ(20)にろう付けされ、第1のマニホールド(90)及び第2のマニホールド(92)は、流れチューブ(20)に溶接及びろう付けの少なくとも1つで取り付けられる、請求項20に記載のセンサアセンブリ(10)。
- 各第1のアンカーブロック(30a)及び第2のアンカーブロック(30b)によって画定される少なくとも1つのボス(102)と、
少なくとも1つのボス(102)に係合するサイズ及び寸法を有して支持ブロック(100)により画定される少なくとも1つの開口(104)を備える、請求項20に記載のセンサアセンブリ(10)。 - 前記第1のアンカーブロック(30a)及び第2のアンカーブロック(30b)の各々によって画定される少なくとも1つの開口(104)と、
前記少なくとも1つの開口(104)に係合するサイズ及び寸法を有して前記支持ブロック(100)によって画定された少なくとも1つのボス(102)を備える、請求項20に記載のセンサアセンブリ(10)。 - 第1のマニホールド(90)は第1の支持ブロック部分(100a)を含み、第2のマニホールド(92)は第2の支持ブロック部分(100b)を含み、第1及び第2の支持ブロック部分(100a、100b)は互いに取り付け可能であり、支持ブロック(100)を形成する、請求項20に記載のセンサアセンブリ(10)。
- 前記第1及び第2の支持ブロック部分(100a、100b)は、互いに溶接される、請求項24に記載のセンサアセンブリ(10)。
- 前記第1のアンカーブロック(30a)及び第2のアンカーブロック(30b)の各々によって画定される少なくとも1つのボス(102a、102b)と、
前記少なくとも1つのボス(102a、102b)に係合するサイズ及び寸法を有する前記支持ブロック(100)によって画定される少なくとも1つの嵌合開口(104a、104b)とを備え、
前記少なくとも1つのボス(102a、102b)のサイズ及び寸法は、前記少なくとも1つの開口に合わせられている、請求項20に記載のセンサアセンブリ(10)。 - 少なくとも1つのボス(102a、102b)は、少なくとも1つの開口(104a、104b)に単一方向でのみ完全に挿入可能である、請求項26に記載のセンサアセンブリ(10)。
- 少なくとも1つのボス(102a、102b)は細長い円形形状を備える、請求項26に記載のセンサアセンブリ(10)。
- 前記第1のマニホールド(90)及び第2のマニホールド(92)の各々によって画定される少なくとも1つのボス(102c)と、
前記少なくとも1つのボス(102c)に係合するサイズおよび寸法を有して前記支持ブロック(100)によって画定される少なくとも1つの嵌合開口(104c)とを備え、
前記少なくとも1つのボス(102c)のサイズ及び寸法は、前記少なくとも1つの開口(104c)に合わせられている、請求項20に記載のセンサアセンブリ(10)。 - 少なくとも1つのボス(102c)は、少なくとも1つの開口に単一方向でのみ完全に挿入可能である、請求項29に記載のセンサアセンブリ(10)。
- 少なくとも1つのボス(102c)は、細長い円形形状を備える、請求項29に記載のセンサアセンブリ(10)。
- 前記流れチューブ(20)は、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、流れチューブ上の入口曲げ部(27)は第1の流れチューブループ(26)と同一平面上にあり、流れチューブ上の出口曲げ部(29)は第2の流れチューブループ(24)と同一平面上にあり、
前記センサアセンブリ(10)は単一の平面内でのみ経路に沿って掃引するチューブ支持具(106)内のチャンネル(107)を備え、前記流れチューブ(20)はチューブ支持具(106)内のチャンネル(107)に係合するサイズ及び寸法である、請求項20に記載のセンサアセンブリ(10)。 - 前記流れチューブ(20)は、単一チューブ、二重ループ流れチューブを含み、前記交差部(22)は出口曲げ部(29)に隣接した第1の部分を備え、該第1の部分は第1の流れチューブループ(26)と同一平面上にあり、前記交差部(22)は入口曲げ部(27)に隣接した第2の部分を備え、該第2の部分は第2の流れチューブループ(24)と同一平面上にあり、
前記センサアセンブリ(10)は単一の平面内でのみ経路に沿って掃引するチューブ支持具(106)内のチャンネル(107)を備えている、請求項20に記載のセンサアセンブリ(10)。 - 前記熱膨張曲げ部(300)は、第1のマニホールド(90)、第2のマニホールド(92)及びアンカーブロック(30a、30b)の隣接部の1つの間に位置する流れチューブ(20)の部分上に位置して、第1の頂部を画定する、請求項20に記載のセンサアセンブリ(10)。
- 第1の頂部の高さは、流れチューブ(20)の隣接する非曲げ部から0.01インチから1インチの間である、請求項34に記載のセンサアセンブリ(10)。
- 前記熱膨張曲げ部(302)は、第1のアンカーブロック(30a)と第2のアンカーブロック(30b)との間に位置する流れチューブ(20)の部分に位置して、第2の頂部を画定する、請求項20に記載のセンサアセンブリ(10)。
- 第2の頂部の高さは、流れチューブ(20)の隣接する非曲げ部から0.01インチから1インチの間である、請求項36に記載のセンサアセンブリ(10)。
- 前記流れチューブ(20)の交差部(22)内に、オフセット曲げ部(402)を備えている、請求項20に記載のセンサアセンブリ(10)。
- 前記チューブ支持具(106)内のチャンネル(107)は、チャンネル(107)を備え、流れチューブ(20)の内部が最外縁(E1,E2)のみに係合して、流れチューブ(20)とチューブ支持具(106)との間に0.0025インチと0.0035インチとの間のギャップ(G1)を形成し、流れチューブ(20)の外側は、最外縁(E1,E2)間でチューブ支持具(106)に係合して、最外縁(E1,E2)にてギャップを画定する、請求項32又は33に記載のセンサアセンブリ(10)。
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