JP5622587B2 - 自己圧着充填管アセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、概して、工業プロセス制御システムで使用される、プロセス機器に関する。より具体的には、本発明は、圧力伝送器システムで使用するための自己圧着充填管アセンブリに関する。

プロセス機器は、様々な工業プロセスで使用される、圧力、温度、流量、およびレベル等の、流体のプロセスパラメータを監視するために使用される。例えば、プロセス伝送器は、種々のプロセス流体パラメータを中央の場所から監視できるように、生産設備全体にある該パラメータを測定するために使用される。プロセス伝送器は、プロセスパラメータの物理的な変化に応答して電気的な出力を生成する、センサモジュールを含む。例えば、圧力伝送器は、プロセス流体の圧力の関数として電気出力を生成する、容量型圧力トランスデューサまたはピエゾ抵抗型圧力トランスデューサを含み得る。センサモジュールの出力は、感知されたパラメータを、伝送器で局所的に、または制御室から遠隔的に監視できるように、伝送器の回路によって処理される。一般的に、プロセス流体の圧力は、第１の端部でフレキシブル隔離ダイアフラムを、また第２の端部でセンサダイアフラムを通してプロセス流体と接触する、閉じた液圧通路を通してセンサに伝送される。圧力伝送器の出力の精度は、ある大きさのプロセス流体圧力をセンサモジュールに伝達する、閉じた液圧系の能力に依存する。一般的に、通路は、隔離ダイアフラムからセンサダイアフラムへプロセス流体圧力を伝達する、的確なレベルの充填流体で充填される。他の圧力伝送器システムでは、遠隔シールシステムは、通路の延長部として機能し、かつ付加的な充填流体を有する毛細管を備える。プロセス流体の圧力が変動するにつれて、伝送器の充填流体と直列の遠隔シール部の充填流体は、遠隔シール部の隔離ダイアフラムからセンサダイアフラムに圧力を伝送し、センサモジュールの電気出力を変化させる。

センサモジュールおよび遠隔シールシステムの両者の中の充填流体通路は、圧力が、プロセス流体からセンサモジュールに正確に伝送されるように、アセンブリ中に、正確な量の充填流体で充填され、そしてシールされる。１つの方法では、充填流体がそれを通ってセンサモジュール内に注入される充填管は、センサモジュールまたは遠隔シールシステム内に延在する。適切な量の充填流体が注入された後、充填管は、あらゆる充填流体の漏出を防止するように、圧着して溶接することができる。しかしながら、圧着は、溶接部が定着する前に跳ね返ろうとする傾向を有し、したがって、少量の充填流体が漏出できるようにしてしまう。漏出は、充填流体の容量を低減するだけでなく、溶接継手も汚染し、したがって、溶接を困難にし、また、溶接部のブローホールの形成を起こしやすくする。さらに、圧着および溶接手順を行うために、充填管は、センサモジュールまたは遠隔シールシステムから、充填管の一部が損傷を受けやすいままにする望ましくない長さに延在させなければならない。加えて、圧着されて溶接された充填管は、いかなる補助または二次シール手段も含まず、これは、溶接の不具合によって圧力伝送器が動作できなくなることを意味する。したがって、より小型かつ信頼性のある手法で漏出を防止する、圧着アセンブリの必要性が存在する。

本発明は、工業プロセス伝送器システムの充填管のための圧着システムに関する。圧着システムは、カラーと、充填管と、圧着顎とを備える。カラーは、充填管を受容するための通路と、通路を囲む座とを備える。充填管は、カラーの通路および座を通って延在する。圧着顎は、充填管を囲むように座内に位置付けられ、かつ充填管を圧着するように座に挿入される。

本発明の自己圧着充填管アセンブリを使用した、圧力伝送器および遠隔シール部を有する、プロセス制御システムを示す図である。 本発明の自己圧着充填管アセンブリを伴う、直接装着の遠隔シールアダプタを有する、図１の遠隔シール部の正面図である。 本発明の自己圧着充填管アセンブリの圧着ブロックおよび圧着顎対が見られる、断面３−３で見た時の、図２の遠隔シール部の断面図である。 図２および３の遠隔シール部で使用される、圧着ブロックおよび圧着顎対の分解斜視図である。 図２および３の圧着ブロックの正面図である。 図２および３の圧着ブロックの側面図である。 図５Ｂの断面５Ｃ−５Ｃで見た時の、図２および３の圧着ブロックの断面図である。 図２および３の圧着顎対の底面図である。 図２および３の圧着顎の正面図である。 図２および３の圧着顎の側面図である。

図１は、圧力伝送器１２と、制御室１４と、遠隔シールシステム１５と、プロセス容器１６とを含む、プロセス制御システム１０を示す。圧力伝送器１２は、遠隔シールシステム１５を通してプロセス容器１６の中に含有されるプロセス流体１９の圧力レベルを感知するための、センサモジュール１８の中に配置される圧力センサ１７を含む。伝送器１２は、次いで、制御ループ２２を通じて、圧力を制御室１４に中継する。制御室１４はまた、制御ループ２２を通じて、電源２４から電力を伝送器１２に供給する。制御ループ２２はまた、通信システム２６が、制御室１４から伝送器１２にデータを送信し、かつ伝送器１２からデータを受信することを可能にする。圧力伝送器１２は、制御ループ２２を通じて圧力センサによって生成される電気信号を、制御室１４またはローカルディスプレイ、あるいはその両方に伝送するための、伝送器筐体２９内に配置される、伝送器回路２８を含む。一実施形態では、圧力伝送器１２は、４〜２０ｍＡのループで動作させるための、２線式伝送器である。一実施形態では、制御ループ２２および通信システム２６は、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ、Ｐ−Ｎｅｔ、ＳｗｉｆｔＮｅｔ、ＷｏｒｌｄＦＩＰ、またはＩｎｔｅｒｂｕｓ−Ｓ等の、デジタル・ネットワーク・プロトコルを通じて動作する。他の実施形態では、圧力伝送器１２は、ＬＣＤディスプレイ３０または携帯用読み取りデバイス（図示せず）等の、ローカルに圧力を監視するための手段を含む。さらに他の実施形態では、制御ループ２２は、有線ではなく、無線ネットワークを通じて通信する。そのような実施形態では、伝送器１２は、無線通信回路と、電源２４または別の源から電力を受容するための他の手段とを含む。センサ１７および伝送器１２から受信する、処理された圧力信号に基づいて、制御室１４は、制御ループ２２か、または別の制御ループのいずれかを通してプロセスパラメータを調整することができる。例えば、制御室１４は、適切な弁を調整することによって、容器１６に対するプロセス流体１９の流量を調整することができる。

圧力センサ１７にプロセス流体１９の圧力を伝送するために、伝送器１２は、液圧中継システム３８を伴って構成され、かつ遠隔シールシステム１５と接続される。遠隔シールシステム１５は、遠隔シール隔離ダイアフラム３２Ａおよび３２Ｂと、毛細管３４Ａおよび３４Ｂと、遠隔シール部３６Ａおよび３６Ｂとを含む。中継システム３８は、第１の端部で伝送器１２の中の隔離ダイアフラム４２Ａおよび４２Ｂと連結され、かつ第２の端部でセンサ１７と連結される、通路４０Ａおよび４０Ｂを含む。通路４０Ａおよび４０Ｂには、第１の液圧流体から成る第１の充填流体が供給される。毛細管３４Ａおよび３４Ｂは、それぞれ、一実施形態ではＣＯＰＬＡＮＡＲ（登録商標）フランジを備える、フランジ４６を通して、隔離ダイアフラム４２Ａおよび４２Ｂに接続される。毛細管３４Ａおよび３４Ｂは、フランジ４６から、容器１６のプロセス流体１９と接触する、遠隔シール部３６Ａおよび３６Ｂのダイアフラム３２Ａおよび３２Ｂまで延在する。毛細管３４Ａおよび３４Ｂは、第２の液圧流体を含む第２の充填流体で充填される。第２の液圧流体は、プロセス流体１９の圧力を、容器１６から、伝送器１２の隔離ダイアフラム４２Ａおよび４２Ｂに伝送し、一方で、第１の液圧流体は、中継システム３８を通して、センサ１７にプロセス流体１９の圧力を伝送する。プロセス流体１９は、隔離ダイアフラム３２Ａが遠隔シール部３６Ａ内で偏向するように、隔離ダイアフラム３２Ａに圧力Ｐ１を及ぼす。次いで、第２の液圧流体は、毛細管３４Ａを通して、中継システム３８のセンサダイアフラム４２Ａに圧力Ｐ１を伝送し、すると、圧力Ｐ１がセンサ１７にさらに中継される。

通路４０Ａおよび４０Ｂ、ならびに毛細管３４Ａおよび３４Ｂは、圧力Ｐ１およびＰ２がセンサ１７に正確に伝送されるように、的確なレベルの充填流体で充填される。毛細管３４Ａおよび３４Ｂは、コネクタ４８Ａおよび４８Ｂでフランジ４６に接続され、かつコネクタ５０Ａおよび５０Ｂで遠隔シール部３６Ａおよび３６Ｂに接続される。毛細管３４Ａおよび３４Ｂは、一般的には製造中に、本発明の自己圧着充填管アセンブリ５２Ａ、５２Ｂ、５４Ａ、および５４Ｂを使用して、充填およびシールされる。自己圧着充填管アセンブリ５２Ａおよび自己圧着充填管アセンブリ５４Ａは、隔離ダイアフラム３２Ａとセンサダイアフラム４２Ａとの間で毛細管３４Ａに充填流体を充填するための、冗長手段を提供する。自己圧着充填管アセンブリ５２Ａおよび５４Ａは、どちらも、適切な量の第２の充填流体を充填した後に、毛細管３４Ａの跳ね返りを防止するように圧着して遮断することができる、毛細管３４Ａ内へのアクセス点を提供するが、これは、空気が毛細管３４Ａに入るのを防止し、かつ第２の充填流体が毛細管３４Ａから漏出するのを防止する。自己圧着充填管アセンブリ５２Ａから５４Ｂは、構造が類似しており、その特定の詳細は、自己圧着充填管アセンブリ５２Ａに関して図２〜８で論じる。

一実施形態によれば、図２は、コネクタ５０Ａおよび自己圧着充填管アセンブリ５２Ａを使用して、毛細管３４Ａと接続される、遠隔シール部３６Ａの正面図を示す。図３は、図２の断面３−３で見た時の、かつ図２と並行して論じられる、遠隔シール部３６Ａの断面図を示す。遠隔シール部３６Ａは、円板５６と、フランジ５８と、装着孔６０Ａ−６０Ｄと、ダイアフラム陥凹部６２と、充填孔６４および６６とを含む。自己圧着充填管アセンブリ５２Ａは、ブッシュ６８と、充填管７０と、圧着ブロック７２と、圧着顎７４と、ドーム７８とを備える。

遠隔シール部３６Ａは、容器１６等のプロセス流体源に装着するためのフランジ５８を含む、円形の円板５６を備える。フランジ５８は、遠隔シール部３６を容器１６と結合するように、ねじ付き締結具と連動して使用される、装着孔６０Ａ−６０Ｄを含む。遠隔シール部３６Ａは、隔離ダイアフラム３２Ａがプロセス流体１９と接触するように、容器１６上の開口部に位置付けられる。円板５６は、隔離ダイアフラム３２Ａ、コネクタ５０Ａ、および自己圧着充填管アセンブリ５２Ａをその上に装着する、プラットフォームを備える。円板５６は、ダイアフラム陥凹部６２と、充填孔６４および６６とを含み、したがって、例えば直接装着の遠隔シールシステムとともに使用される、標準的な遠隔シール筐体を備える。ダイアフラム陥凹部６２は、隔離ダイアフラム３２Ａが、プロセス流体１９を遠隔シール部３６Ａ内の第２の充填流体と分けるように、隔離ダイアフラム３２Ａが、一般的に溶接プロセスを伴って、その中に伸長されて装着される、フレームを提供する。隔離ダイアフラム３２Ａは、プロセス流体１９から第２の充填流体に圧力を伝送する、可撓性膜を備える。第２の充填流体は、充填孔６４および６６を通ってダイアフラム陥凹部６２に入る。第２の充填流体は、最初に、自己圧着充填管アセンブリ５２Ａおよび充填孔６４を通って、ダイアフラム陥凹部６２に提供され、次いで、ダイアフラム陥凹部６２を通って流れた後に、充填孔６６を通って毛細管３４Ａに入る。代替として、第２の充填流体は、伝送器１２において、自己圧着充填管アセンブリ５４Ａ（図１）から提供することができる。

コネクタ５０Ａは、同様の直径を有する充填孔６６の一端に嵌合される、ブッシュを備える。一般的に、コネクタ５０Ａは、堅固で漏出しない接続が形成されるように、充填孔６６内に溶接される。コネクタ５０Ａは、毛細管３４Ａを受容するための、中央孔を含む。毛細管３４Ａは、伝送器１２（図１）において、それがダイアフラム陥凹部６２からコネクタ４８Ａまで延在するように、コネクタ５０Ａの中央孔を通して挿入される。毛細管３４Ａは、漏出せず汚染物を含まない接続が作製されるように、あらゆる好適な手法でコネクタ５０Ａと接続される。例えば、毛細管３４Ａは、コネクタ５２Ａが充填孔６６内に圧力嵌めされた時に、コネクタ５２Ａの内部で圧縮嵌合される。他の実施形態では、毛細管３４Ａは、コネクタ５０Ａに溶接される。加えて、毛細管３４Ａは、一般的に、保護のために、コネクタ５０Ａとフランジ４６との間のステンレス鋼スリーブ（図示せず）内に入れられる。

自己圧着充填管アセンブリ５２Ａは、正確な量の第２の液圧充填流体を、充填管７０を通して、毛細管３４Ａ内に導入することを可能にし、続いて、容器１６から伝送器１２の液圧中継システム３８（図１）に圧力Ｐ１を伝送するために必要とされる圧力で、該充填管を密封することができる。自己圧着充填管アセンブリ５２Ａは、ブッシュ６８を含むが、これは、コネクタ５０Ａと同様に機能して、充填管７０を円板５６と結合する。充填管７０の第１の端部は、第２の液圧充填流体が、ダイアフラム陥凹部６２を通って毛細管３４Ａに入ることができるように、ブッシュ６８と接続される。充填管７０の第２の端部は、圧着ブロック７２内に延在し、そして座８０の中を通る。圧着ブロック７２は、毛細管３４Ａおよびダイアフラム陥凹部６２内の第２の充填流体をシールするように、その上で圧着顎７４を充填管７０と固定関係にさせることができる、プラットフォームを備える。圧着ブロック７２は、圧着顎７４が、座８０内に堅固に押し込まれて、充填管７０を圧着するように、例えば孔８２を通って延在するねじ付き締結具で、遠隔シール部３６Ａの円板５６に取り付けられる。

図４に示されるように、充填管７０は、顎７４によって圧着される前に、圧着ブロック７２および座８０の中を完全に通って延在する。したがって、充填管７０は、ダイアフラム陥凹部６２（図３）内への無縮径開口部を含み、第２の充填流体は、例えば加圧注入システムで、流入口８４において、充填管７０内に導入することができる。第１の充填流体と同様に、第２の充填流体は、グリセリンおよび水、またはプロピレングリコール等の、当技術分野で周知である、あらゆる好適な非圧縮性液圧流体を含む。種々の実施形態では、第２の充填流体は、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ，ＵＳＡから市販されているシリコーン油の、ＤＣ ２００（登録商標）、ＤＣ ７０４（登録商標）、またはＳｙｌｔｈｅｒｍ ＸＬＴ（登録商標）から成る。注入システムは、第２の充填流体を、充填管７０、ダイアフラム陥凹部６２、および毛細管３４Ａに所望の圧力まで分配する。注入システムは、自己圧着充填管アセンブリ５２Ａの圧着顎７４が、座８０内に嵌合され、そして圧着工具で着座させられるまで、毛細管３４Ａ内の圧力を所望のレベルで一定に保つために使用される。座８０は、ブロック７２内に円錐形状の孔を備える。圧着顎７４は、座８０の形状に合致する外径を有する座８０のための栓を形成するように、相互に嵌合される。相互に嵌合された時に、圧着顎７４は、充填管７０の周囲に嵌合する、チャネルを形成する。しかしながら、チャネルは、中空の内部空間ではなく、充填管７０の壁厚を収容するのに十分な幅でしかない。したがって、ブロック７２から座８０内に延在する充填管７０によって、圧着顎７４は、それらの外径の壁が円錐形状の座８０に沿って摺動するように、座８０に押圧される。圧着顎７４が座８０内に下降摺動するにつれて、それらが充填管７０を挟持し、したがって、毛細管３４Ａの内圧を閉じ込め、その位置で、注入システムを流入口８４から除去することができる。流入口８４を備える充填管７０の部分は、その後に、圧着顎７４において、折り取る、あるいは除去することができる。したがって、自己圧着充填管アセンブリ５２Ａは、好ましくはブロック７２の外面と面一である、または該ブロック内に嵌め込まれる、圧着手段を提供する。このように、充填管の圧着された部分は、圧着ブロック７２によって保護される。

図３に戻ると、自己圧着充填管アセンブリ５２Ａは、充填管７０を閉鎖するように、座８０の内側に位置付けられる、圧着顎７４を含む。圧着顎７４は、充填管７０をシールするための、第１の手段を提供する。圧着顎７４は、充填管７０をシールするように、座８０内に強制的に押し込まれる。したがって、圧着顎７４は、圧入または圧力嵌めによって座８０内に固定される。圧入は、圧着顎７４を充填管７０の周囲で適所に保持するのに十分な力を提供する。圧着顎７４に沿って種々の溶接部を設置することによって、さらに、圧着顎７４が充填管７０の周囲でシールするための、さらなる手段が提供される。例えば、溶接部は、顎７４が座８０から後退するのを防止するように、顎７４によって、座８０に沿って設置することができる。また、充填管７０は、予備のシールを充填管７０の圧着シールに提供するように、場所８５で溶接することができる。場所８５の溶接部は、充填管７０が再開口するのを防止し、かつあらゆる汚染物が充填管７０に入るのを防止する。

本発明の自己圧着充填管アセンブリは、種々の圧力伝送器システムの構成要素に適用するように適合させることができる。例えば、図１を参照して示されるように、伝送器１２は、自己圧着充填管アセンブリ５４Ａおよび５４Ｂを含む。自己圧着充填管アセンブリ５４Ａおよび５４Ｂは、自己圧着充填管アセンブリ５２Ａの圧着ブロック７２を遠隔シール部３６Ａに装着する方法と同様に、フランジ４６に装着することができる、圧着ブロックを含む。したがって、圧着ブロック７２は、圧着顎７４とともに使用するための機械的構造を提供し、孔８２を伴う様々な構成要素に装着することができる。

圧着ブロック７２はまた、自己圧着充填管アセンブリ５２Ａとともに機能するのに好適な材料でできている。圧着ブロック７２は、圧着顎７４によって付与される力に耐えるのに十分な強度を有する材料でできていなければならない。一実施形態では、圧着ブロック７２は、鋼鉄等の高強度合金から成り、圧着顎７４は、３１６ステンレス鋼から成る。このように、圧着顎７４は、圧着ブロック７２を降伏させずに、座８０内に押し下げることができる。一実施形態では、圧着顎７４および圧着ブロック７２は、充填管７０よりも大きい降伏強度を有する材料で構成することができる。圧着顎７４および圧着ブロック７２は、耐腐食性のある材料から成る。しかしながら、他の実施形態では、圧着顎７４および圧着ブロック７２は、両立できる降伏強度および腐食特性を有する、あらゆる好適な材料で作製することができる。圧着ブロック７２と、圧着顎７４と、充填管７０との間の腐食のリスクをさらに低減するために、自己圧着充填管アセンブリ５２Ａには、アセンブリ５２Ａを、遠隔シールアセンブリ１５が動作する環境から隔離するように、ドーム７８が提供される。例えば、本発明のいくつかの実施形態では、充填管７０および圧着顎７４は、一般的に、鋼鉄等の種々の合金から成り、したがって、遠隔シールアセンブリ１５が使用される種々のタイプの環境に起因する、ガルバニック腐食の危険性がある。ドーム７８は、ガルバニック腐食および他の損傷の可能性を低減するように、圧着ブロック７２および圧着顎７４を、それらの動作環境から隔離する。ドーム７８は、溶接によるもの、またはねじ係合によるものを含む、あらゆる好適な様式で、圧着ブロック７２に取り付けることができる。

圧着ブロック７２はさらに、圧着顎７４を押圧する頑丈なプラットフォームを提供することによって、携帯可能かつ適合可能なプラットフォームを本発明の自己圧着充填管アセンブリに提供する。上述のように、圧着顎７４によって達成される圧着を得るためには、下向きの力が必要である。下向きの力は、充填管７０にも伝えられ、座８０内の充填管７０に下向きの移動を生じさせる。圧着ブロック７２は、充填管７０を押潰すために必要な力によって付与される、充填管７０に対する下向きの影響を低減するために、充填管７０が屈曲部Ｂを含むように、遠隔シール部３６Ａの円板５６に装着される。屈曲部Ｂは、圧着プロセス中に、充填管７０の下向きの移動を横向きの屈曲に変換する。流入口８４の具体的な屈曲の程度は変動し、また、設計検討に依存する。充填管７０は、ブッシュ６８と圧着ブロック７２の座８０との間に延在させる必要がある。圧着ブロック７２は、一般的に、座８０の主軸が充填孔６４に対して概して垂直であり、したがって、屈曲部Ｂが、流体流入口８４のほぼ９０度の方向転換を含むように、四角形のブロックを備える。したがって、圧着ブロックの頂面および底面が露出するが、これは、座８０および充填孔６４の両方へのアクセスを提供し、かつ圧着工具を自己圧着充填管アセンブリ５２で容易に使用するのを可能にする。

図５Ａ−５Ｃは、図２および３に示される圧着ブロック７２の一実施形態の種々の図を示す。図５Ａは、圧着ブロック７２の正面図を示し、図５Ｂは、圧着ブロック７２の側面図を示す。図５Ｃは、図５Ｂの断面５Ｃ−５Ｃで見た時の、圧着ブロック７２の断面を示す。圧着ブロック７２は、座８０と、装着孔８２と、前面８６と、後面８８と、頂面９０と、底面９２とを含む。圧着ブロック７２は、圧着顎７４の組み立て中に、圧着ブロック７２を据え付けて把持する時に、容易に装着できるように、概して、６つの平坦面を提供する、四角形の本体を備える。装着孔８２は、例えばねじ付き締結具で、遠隔シール部３６Ａの円板５６（図２）または伝送器１２のフランジ４６（図１）等のプロセス伝送器の構成要素に、ブロック７２を容易に装着できるように、ブロック７２の前面８６から後面８８まで延在する。示される実施形態では、前面８６および後面８８は、ブロック７２を嵌合平坦面と面一に装着できるように、平坦な長方形の表面を備える。さらに、一実施形態では、頂面９０および底面９２は、後面８８が遠隔シール部３２に取り付けられた後に、ブロック７２を把持して圧着顎７４を組み立てるために使用することができる、概して平面の平行レッジを提供する。例えば、孔８２において接続箇所に応力を加えずに、必要とされる力で圧着顎７４を座８０内に押し込むことができるように、圧着工具は、頂面９０および底面９２でブロック７２を把持することができる。本発明の他の実施態様では、圧着ブロック７２は、プロセス伝送器システム１０の他の構成要素内の開口部または陥凹部内に係合させることができる。例えば、種々の実施形態では、圧着ブロック７４は、フランジ４６内の孔（図１）または遠隔シール部３６Ａの充填孔６４および６６（図３）等の、種々のプロセス開口部内への圧入を容易にするように、円筒形状の本体を備える。さらに他の実施形態では、圧着ブロック７４は、機械加工プロセス等によって、フランジ４６または遠隔シール部３６Ａ内に直接的に統合することができる。したがって、圧着ブロック７４の種々の実施形態は、本発明の自己圧着充填管アセンブリを、ほとんどまたは全く修正せずに、様々なプロセス制御の構成要素内に容易に統合することを可能にする。

座８０は、図３、４、および５に示されるように、充填管７０を受けるように、チャネルが圧着ブロック７２を通って提供されるように、頂面９０から底面９２まで延在する。座８０は、円錐形の上部分９４と、円筒形の下部分９６とを備える。下部分９６は、充填管７０を受容するようにサイズ決定され、したがって、充填管７０の外径よりもわずかに大きい内径を有する。一実施形態では、下部分９６は、充填管７０が下部分９６内に締まり嵌めされるようにサイズ決定される。このように、下部分９６は、充填管７０がブッシュ６８から延在する時に、いくつかの構造的安定性を充填管７０に提供する。上部分９４は、圧着顎７４を受容するように成形される、内向きに傾斜した壁を含む。上部分９４は、下部分９６よりも大きい、傾斜した内径を有する。上部分９４の直径は、上部分９４が頂面９０から下部分９６まで延在するにつれて、サイズが減少する。このように、圧着顎７４は、それらが上部分９４内で詰まるまで、座８０内に下降摺動する（図３を参照されたい）。圧着顎７４の座８０内への挿入を促進するように、座８０に沿って、低摩擦材料の層９８が提供されてもよい。例えば、一実施形態では、座８０は、銀被覆でめっきされる。銀は、アセンブリを促進する、可塑性の低摩擦材料を提供する。したがって、圧着ブロック７２は、充填管７０の周囲に圧着顎７４を保持する、カラーを備える。

一実施形態に従って、図６は、未圧着の充填管７０を囲む自己圧着充填管アセンブリ５２Ａ（図３）の圧着顎７４の底面図を示す。圧着顎７４は、底面１００と、円錐形状の側壁１０２と、内側チャネル１０４と、内面１０６とを含む。側壁１０２は、それらが座８０に沿って平行に摺動し、かつ圧力嵌めを経て定位置に係止されるように成形される。一実施形態では、内側チャネル１０４は、概して長方形の断面を有し、かつ充填管７０を囲むように配列される。充填管７０は、ほぼ一様な壁厚ｔを有する、薄い金属管を備える。充填流体は、図４に示されるように、未圧着の充填管７０を通して、ダイアフラム陥凹部６２（図３）内に導入される。圧着顎７４は、図３に示されるように、充填管７０を押潰し、かつ充填ダイアフラム陥凹部６２を密封するように、座８０内に押し下げられる。圧着顎７４が座８０内に完全に挿入された時に、内側チャネル１０４は、充填管７０を押潰すように合わさる。したがって、充填管７０は、ほぼ充填チャネル１０４まで変形し、よって、充填流体が充填管７０に出入りする能力を抑制する。同様に、圧着顎７４は、チャネル１０４を除いて、座８０を埋める。

圧着顎７４は、充填管７０を取り囲みながら、座８０内に押し込まれる。圧着顎７４は、座８０の内径に合致する外径を有する。内面１０６は、チャネル１０４が、充填管７０を囲み、かつ充填管７０の壁厚ｔの２倍にほぼ等しい幅を有する、チャネルを形成するように、相互に当接する。圧着顎７４が座８０内に押し込まれるにつれて、チャネル１０４を充填管７０の中空構造の上に押し込み、充填管７０を平坦化するように、充填管の壁を互いに押し当てる。チャネル１０４の幅は、平坦化された充填管７０を収容するのに十分な幅の広さである。図３から分かるように、充填管７０は、それがもはや中空本体ではない程度まで押潰される。充填管７０は、その外壁が、圧着顎７４の間に形成されるチャネル内で、それ自体を押し上げるように、それ自体の上に倒れる。押潰された充填管７０は、充填管７０が、その元の形状に拡大する、または跳ね返るためのいかなる空間も持たないように、チャネル１０４を埋めて、第２の液圧充填流体のあらゆる漏出の可能性を回避する。したがって、溶接による充填管７０の予備のシールがより容易に達成され、また、伝送器１２の性能は損なわれない。チャネル１０４は、それらが充填管７０を挟持し、押潰し、又は閉鎖するが、充填管７０を貫通または切断しないように成形される。圧着顎７４の具体的な寸法は、設計要件に応じて調整およびカスタマイズすることができる。例えば、より厚い壁を伴うより大きい直径の充填管は、チャネル１０４をより幅広く、かつ深くすることを必要とする。また、側壁１０６および内側チャネル１０４の具体的な形状は、特異的な設計の必要性を満たすように、調整すること、および他の特徴を追加することができる。

図７は、内側チャネル１０４が分かる、図６の圧着顎７４の内側面の正面図を示す。圧着顎７４はまた、底面１００と、側壁１０２と、内面１０６とを含む。側壁１０２は、底面１００に垂直な軸に対して角度ａで、圧着顎７４の底面１００から外側に延在する。したがって、組み立てられた一対の圧着顎７４は、座８０に嵌合するように合致させた、概して円錐形状の本体を備える。一実施形態では、角度ａは、ほぼ１０度である。角度ａの大きさは、座８０と圧着顎７４との間の圧力嵌めの強度に寄与する。より浅い角度は、より大きな充填管に必要とされ得る、より多くの保持力を提供するが、圧着顎７４を座８０に挿入するために、より大きな力を必要とする。加えて、圧着顎７４の座８０に沿った摺動を促進するように、圧着顎７４の側壁１０２に沿って、低摩擦材料の層が提供されてもよい。例えば、一実施形態では、側壁１０２は銀被覆でめっきされるが、これは、組み立てを促進し、さらに耐腐食性もある、可塑性の低摩擦材料を提供する。本発明の他の実施態様では、側壁１０２は、他の形状を有する。例えば、側壁１０２は、座８０上の対応するノッチまたは輪郭と噛合するように、突出部１０８を含む。したがって、嵌合ノッチおよび突出部は、圧着顎を適所に係止して、圧着顎が完全に着座した旨の、触知性指標を与える。同様に、内側チャネル１０４は、一対の圧着顎７４が互いに係合した時に、充填管７０の圧着を支援する特徴を含んでもよい。

図８は、圧着突出部１１０および広がった端部１１２を伴う内側チャネル１０４を有する、圧着顎７４の一実施形態を示す。しかしながら、従来の圧着手段を伴う充填管の圧着は、概して、圧着された管の端部から見た場合に、「ドッグボーン」形状を有する充填管をもたらす。ドッグボーン形状の圧着された充填管は、充填管の壁が互いに向かって倒された、完全に押潰されまたは圧着された中央部分を有する。したがって、充填管は、管を倒すのに必要な力に打ち勝った時に、完全に閉鎖される。圧着された充填管の外縁部では、充填管の壁自体が押潰されて圧縮されるが、これは、圧着の端部をわずかに開口させたままにする傾向がある。本発明の圧着突出部１１０および圧着顎７４の広がった端部１１２は、圧着された充填管７０の幅全体に圧着力を分配する形状的特徴を伴う、内側チャネル１０４を提供することによって、ドッグボーン形状の圧着に関する問題を克服する。

図６および７から分かるように、内側チャネル１０４は、底面１００に概して垂直な方向に、圧着顎７４の内側面１０６内に延在する、概して長方形のチャネルを備える。したがって、内側チャネルの深さｄは、充填管７０の壁厚ｔよりもおよそわずかに小さくなるように選択される。充填管７０が内側チャネル１０４の間で押潰される時に、充填管７０の壁は、互いに圧縮された状態になるが、切断されたり、挟み取られたりしない。圧着突出部１１０は、充填管７０を変形させて、その壁を互いにさらに圧縮する。しかしながら、圧着突出部１１０は、縁部を充填管７０内に誘導しないように、あるいは該充填管を貫通しないように、または損なわないように、丸みがつけられる。圧着突出部１１０は、充填管７０の中央部分および端部分が、圧着顎７４の間で完全に閉じられるように、内側チャネル１０４の幅全体に延在する。他の実施形態では、内側チャネル１０４は、充填管７０の穿刺を発生させないために、Ｖ字形のチャネルが充填管７０を囲み、また、充填管７０の壁の圧縮が、チャネル１０４の長さに沿って変動するように、圧着顎７４の内側面１０６に対して傾斜させられる。応力点をさらに緩和するために、内側チャネル１０４は、広がった端部１１２を含んでもよい。広がった端部１１２は、充填管７０の圧着部分と非圧着部分との間に、丸みのある、または傾斜した遷移を提供し、したがって、圧着中に、充填管７０が損傷するのを回避する。

本発明を好適な実施形態を参照して説明したが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形状および細部の変更が行われ得ることを認識するであろう。

Claims (24)

1. 工業プロセス伝送器システムの構成要素に結合され、充填流体を導入する充填管のための圧着システムであって、
   充填管を受容するための通路及び前記通路を囲む座を有するカラーと、
   前記カラーの前記通路および座の中を通って延在する充填管と、
   前記充填管を圧着して閉じるように前記充填管を囲み前記座に挿入されてその中に配置される複数の圧着顎と、を備え、
   前記圧着顎は、前記座の中の定位置に係止されたままである、圧着システム。
2. 前記座は、円錐形状の内径を含み、
   前記複数の圧着顎は、集合的に、前記座の内径に合致する円錐形状の外径を備える、請求項１に記載の圧着システム。
3. 前記集合的な圧着顎の前記円錐形状の外径は、突出部を含む、請求項２に記載の圧着システム。
4. 前記複数の圧着顎は、第１の圧着顎と、第２の圧着顎とを備える、請求項１に記載の圧着システム。
5. 前記第１の圧着顎は、第１の内径のチャネルを含み、
   前記第２の圧着顎は、第２の内径のチャネルを含み、
   前記充填管は、前記充填管の扁平な壁が互いに押し合うように前記第１および第２の内径のチャネル間で押潰される、請求項４に記載の圧着システム。
6. 前記第１および第２の内径のチャネルは、前記充填管の壁の厚さのほぼ２倍に相当する厚さを有する、スロットを形成する、請求項５に記載の圧着システム。
7. 前記第１および第２の内径のチャネルは、広がった端部を有する長方形状のチャネルを形成する、請求項５に記載の圧着システム。
8. 前記第１および第２の内径のチャネルは、互いに押し合う前記充填管の前記扁平な壁内に圧縮を付与するための圧着突出部を有するスロットを形成する、請求項５に記載の圧着システム。
9. 前記複数の圧着顎は、前記座内に挿入後、前記カラーにしっかりと固定される、請求項１に記載の圧着システム。
10. 前記複数の圧着顎は、前記カラーの頂面の下で前記座内に嵌め込まれる、請求項１に記載の圧着システム。
11. 更に、前記複数の圧着顎および前記カラーの上に位置付けられるドームを備える、請求項１０に記載の圧着システム。
12. 更に、前記充填管の端部に接続されるブッシュを備える、請求項１に記載の圧着システム。
13. 前記充填管は、前記通路の一方に屈曲部を含む、請求項１に記載の圧着システム。
14. 前記カラーは、前記通路に対して略垂直に前記カラーの中を通って延在する複数の装着孔を含む、請求項１に記載の圧着システム。
15. 前記圧着顎のそれぞれは、低摩擦材料のめっきをさらに含む、請求項１に記載の圧着システム。
16. 前記圧着顎で圧着される前記充填管の一端は、溶接でシールされる、請求項１に記載の圧着システム。
17. 更に、工業プロセス流体の圧力を測定し、かつ前記測定された圧力の関数であるセンサ信号を発生させるためのセンサと、
    前記センサ信号を調整し、かつ前記測定された圧力を代表する伝送器出力を生成するための、前記センサに接続される、伝送器用電子部品と、
    前記プロセス流体と前記センサとの間に通信チャネルを提供するための液圧通路と、
    前記液圧通路から延在する毛細管と、を備え、
    前記充填管は、前記毛細管内から前記毛細管の外側まで延在し、
    記カラーは、前記液圧通路の外側で、前記充填管の一部分上に位置付けられる、請求項１に記載の圧着システム。
18. 更に、第１の端部で工業プロセス伝送器に接続するための毛細管と、
    前記毛細管の第２の端部に接続するための遠隔シール部と、を有し、
    前記遠隔シール部は、プロセス流体と接触させるための隔離ダイアフラムと、ダイアフラムの陥凹部を形成するように、前記隔離ダイアフラムと前記毛細管の前記第２の端部との間に位置付けられるポケットとを備え、
    前記充填管の第１の端部は、前記ポケットと流体的に連結され、前記充填管の第２の端部は、前記カラーが、前記充填管の前記第２の端部上に位置付けられるように、前記毛細管通路の外に延在する、請求項１に記載の圧着システム。
19. 工業プロセス伝送器システムの構成要素に結合され、充填流体を導入する充填管を圧着するための方法であって、
    充填管の第１の端部を前記構成要素内に延在させるステップと、
    前記充填管の第２の端部を前記構成要素から延在させるステップと、
    前記充填管の前記第２の端部の周囲にカラーを嵌合し、前記カラーは、円錐形状の座を含む、ステップと、
    前記充填管の前記第２の端部の周囲に圧着顎を設置するステップと、
    前記充填管の前記第２の端部を挟持して閉じるように、前記圧着顎を前記座内に押し込むステップと、を含み、
    前記圧着顎は、前記座の中の定位置に係止されたままである、方法。
20. 更に、前記充填管の前記第２の端部の周辺で前記カラーを嵌合する前に、前記第１および第２の端部の間で、前記充填管を屈曲させるステップを含む、請求項１９に記載の方法。
21. 更に、前記充填管が挟持されて閉じられた後に、前記複数の圧着顎を越えて延在する、前記充填管の前記第２の端部の一部を除去するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
22. 更に、前記第２の端部が除去された前記充填管の露出端部に溶接を施すステップを含む、請求項２１に記載の方法。
23. 更に、前記充填管が挟持されて閉じられた後に、前記圧着顎を前記カラーにしっかりと固定するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
24. 前記圧着顎は、前記圧着顎が、前記カラーの外側境界内にあるように、前記座内に押し込まれる、請求項１９に記載の方法。

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