JP5343837B2 - ダイアフラムシール型差圧測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダイアフラムシール型差圧測定装置に関するものである。
更に詳述すれば、ガスケットの規格サイズに左右されない設計の自由度を有し、測定精度，温度特性が向上されたダイアフラムシール型差圧測定装置に関するものである。

図３は従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図、図４は図３の要部構成説明図、図５，図６，図７は図３の動作説明図である。
図において１は伝送器本体で、１１は本体部カプセル、１２は変換部アンプ(ケース)部である。

２はプロセスのタンクや配管に接続される受圧部で、受圧ダイアフラム７を溶接などの手段で取り付けてあり、封入液６が封じ込められたキャピラリチューブ３で伝送器本体と結ばれ、プロセス圧力を伝えている。
４は受圧部をタンクあるいは配管に取りつけるための接続フランジであり、ねじ等により受圧ブロック２１に取りつけられている。

受圧ダイアフラム７は、この場合は、ステンレス鋼、高Ｎｉ鋼、タンタル等で製作される。
受圧ダイアフラム７は、圧力測定を精密に測定するため封入液６の膨張/収縮による影響、外気温度変化による影響などを軽減するため、出来る限り面積・直径の大きいものを使用することが望ましい。測定精度は、受圧ダイアフラム７の径が大きいほどより精密になる。

接続フランジ４は、ＪＩＳ/ＪＰＩ/ＡＮＳＩなど様々な規格に基づいて製作される。
キャピラリチューブ３内は、圧力を伝達するために、通常シリコンオイルなどの非圧縮性の液体で満たされており、圧力を伝達する。

図５に、測定対象のタンクあるいは配管に接続される受圧部２の例で、受圧ダイアフラム７がタンタルの場合の詳細を示す。
受圧部２は、測定対象のタンクあるいは配管に設置されている取付けフランジ９に取り付ける場合に、ガスケット８をプロセス流体の漏洩防止のため挟み込み、接続フランジ４を介し、ボルト１３とナット１４により固定される。

ガスケット８の寸法は、接続フランジ４の大きさにより、例えばＪＩＳ Ｂ２４０４などにより規格化されている。
図５は、テフロン（登録商標）包みガスケット(四ふっ化エチレン樹脂ジャケット形ガスケット)８が使用された例を示す。
図６には、渦巻き形ガスケット８が使用された例を示す。

測定対象が中低圧の場合、図５の如く、タンタルで製作された受圧ダイアフラム７が、シーム溶接７１とＴＩＧ溶接７２により受圧ブロック２１に固定される。
この場合、ガスケット８は、テフロン包みガスケット等の樹脂ガスケットが使用される場合が多い。

測定対象が高圧の場合、図６の如く、タンタルで製作された受圧ダイアフラム７に、同様にタンタルで製作されたプレート１５を電子ビーム溶接７３で取り付け、それをシーム溶接７１とＴＩＧ溶接７２により受圧ブロック２１に固定する。
この場合、ガスケット８は、渦巻きガスケット等の金属ガスケットを使用する場合が多い。

シーム溶接７１は抵抗溶接であり、プレート１５の内径が干渉しない溶接径で、受圧ブロック２１に溶接される。
プレート１５は、渦巻きガスケット８によりプロセス流体の漏洩防止のため、大きな力で締付けながら取り付けられるため、ガスケット８との当り面に働く力を軽減するために取り付けられている。

特開平１１−０１４４８３号公報 特開平１１−１１８６４５号公報 特開平１１−２７１１６１号公報 特開平１１−２８１５１１号公報 特開２００２−３２３３９６号公報 特開２００３−３４４２０７号公報

このような装置においては、以下の問題点がある。
渦巻きガスケットの寸法は、ＪＩＳ/ＪＰＩ/ＡＮＳＩなどで定義されている規格サイズに基づくものであり変更できない。
渦巻きガスケット８の規格サイズに合わせ、且つ、受圧ダイアフラム７への接触を防ぐために、プレート１５の内径φＤ２を、渦巻きガスケット８の規格サイズの内径φＤ１より小さくする必要がある。

受圧ダイアフラム７のシーム溶接７１の直径は、プレート１２が干渉しない構造をとる必要があり、プレート１２の内径φＤ２より小さくする必要がある。電子ビーム溶接７３等においても、溶接するための幅が必要であり、同様の問題点を有する。
この結果、受圧ダイアフラム７の有効面積が小さくならざる得なくなり、測定精度，温度特性が悪化していた。

本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、ガスケットの規格サイズに左右されない設計の自由度を有し、測定精度，温度特性が向上されたダイアフラムシール型差圧測定装置を提供することにある。

このような課題を達成するために、本発明では、請求項１のダイアフラムシール型差圧測定装置においては、
伝送器本体に接続される受圧部に設けられた受圧ダイアフラムと、この受圧ダイアフラムに一方の面が接し他方の面が測定対象の取り付けフランジに接するガスケットとを具備するダイアフラムシール型差圧測定装置において、
前記ガスケットと前記受圧ダイアフラムとの間に設けられたリング状の保護プレートと、前記ガスケットと前記受圧ダイアフラムとの間に設けられ前記保護プレートの内径に外径が固定され内径が前記ガスケットと同じあるいは小さい内径を有する保護リングとを具備したことを特徴とする。

本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
ガスケットの規格サイズに左右されない、設計の自由度を有するダイアフラムシール受圧部構造を有するダイアフラムシール型差圧測定装置が得られる。
受圧ダイアフラムの有効面積・直径を出来る限り大きくすることにより、測定精度，温度特性が向上できるダイアフラムシール型差圧測定装置が得られる。

本発明の一実施例の要部構成説明図である。 図１の要部構成説明図である。 従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図である。 図３の要部構成説明図である。 図３の動作説明図である。 図３の動作説明図である。 図３の動作説明図である。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１の要部構成説明図である。
図において、図３と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図３との相違部分のみ説明する。

図１において、保護プレート３１は、ガスケット８と受圧ダイアフラム７との間に設けられ、リング状をなす。
保護プレート３１は、受圧ダイアフラム７に電子ビーム溶接３１１されている。
この場合は、受圧ダイアフラム７はタンタルが使用され、ガスケット８は渦巻きガスケットが使用されている。

保護リング３２は、ガスケット８と受圧ダイアフラム７との間に設けられ、保護プレート３１の内径に外径が電子ビーム溶接３２１され、内径Ｄ３がガスケット８の内径と同等か、それ以下の内径により製作されている。

保護リング３２は、渦巻きガスケット８による締付で変形などが起きない保護プレート３１と同じ材質のタンタルで且つ同じ厚みで製作されている。
保護リング３２を使用することにより、保護プレート３１の内径Ｄ４を大きくすることができるので、シーム溶接３２２の直径大きくすることが出来て、受圧ダイアフラム７の有効面積/直径を大きく製作できる。

以上の構成において、保護リング３２は、保護プレート３１と受圧ダイアフラム７を電子ビーム溶接３１１で取り付けた後、シーム溶接３２２、ＴＩＧ溶接７２を施工した後、電子ビーム３２１により保護リング３２が保護プレート３１に溶接固定される。

この結果、ガスケット８の規格サイズに左右されない、設計の自由度を有するダイアフラムシール受圧部構造を有するダイアフラムシール型差圧測定装置が得られる。
受圧ダイアフラム７の有効面積・直径を出来る限り大きくすることにより、測定精度，温度特性が向上できるダイアフラムシール型差圧測定装置が得られる。

なお、前述の実施例においては、受圧ダイアフラム７に付いて、タンタルを用いたと説明したが、これに限ることはなく、例えば、ステンレス鋼、高Ｎｉ鋼、モネル、チタン等であっても良い。

なお、前述の実施例においては、シーム溶接、ＴＩＧ溶接、電子ビーム溶接などの溶接手段を用いて記述したが、受圧ダイアフラム７と受圧ブロック２１を固定でき、封液室の気密性を損なわない、ねじ取付等の接続方法・手法ならば全て適用できる。

なお、前述の実施例においては、保護プレート３１と保護リング３２との溶接に電子ビーム溶接を用いると説明したが、ＴＩＧ溶接、シーム溶接等、その他の溶接手法で、固定できる方法ならば適用できる。

なお、前述の実施例においては、ガスケット８に付いて、渦巻きガスケットと説明したが、これに限ることはなく、例えば、樹脂ガスケット、金属ガスケットであっても良く、要するに、ガスケットであれば良い。
なお、前述の実施例においては、渦巻きガスケットを例に記述したが、その他の樹脂ガスケット、金属ガスケットなどを使用する場合でも適用できる。

なお、前述の実施例においては、ダイアフラムシール型差圧測定装置に付いて示したが、これに限ることはなく、例えば、レベル計などの受圧部構造に対しても適用できる。

なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。

１ 伝送器本体
２ 受圧部
３ キャピラリチューブ
４ 接続フランジ
６ 封入液
７ 受圧ダイアフラム
８ ガスケット
９ 取付けフランジ
１１ 本体部カプセル
１２ 変換部アンプ(ケース)部
１３ ボルト
１４ ナット
１５ プレート
２１ 受圧ブロック
３１ 保護プレート
３１１ 電子ビーム溶接
３２ 保護リング
３２１ 電子ビーム溶接
３２２ シーム溶接
７１ シーム溶接
７２ ＴＩＧ溶接
７３ 電子ビーム溶接

Claims (1)

1. 伝送器本体に接続される受圧部に設けられた受圧ダイアフラムと、
   この受圧ダイアフラムに一方の面が接し他方の面が測定対象の取り付けフランジに接するガスケットと
   を具備するダイアフラムシール型差圧測定装置において、
   前記ガスケットと前記受圧ダイアフラムとの間に設けられたリング状の保護プレートと、
   前記ガスケットと前記受圧ダイアフラムとの間に設けられ前記保護プレートの内径に外径が固定され内径が前記ガスケットと同じあるいは小さい内径を有する保護リングと
   を具備したことを特徴とするダイアフラムシール型差圧測定装置。

Images