JP5860969B2 - ロッドの挿通可能なプライマリーフロー要素用の直接取り付けマニホールド - Google Patents

Description

分野
本発明は、プロセス流量測定の分野に関する。より詳細には、差圧流体流量計の出力を流量データ・トランスミッタと相互接続させる弁マニホールドの構造の改良に関する。

背景
差圧流体流量計のプライマリーフロー要素(primary flow element)の高圧及び低圧出力は、従来、導通管路を通して圧力変換器へ搬送され、圧力変換器の電気出力が、トランスミッタにより運転センターへと送信される。しかしながら、時折、トランスミッタのメンテナンスを行うか、又は、トランスミッタを較正することが必要である。その手段として、高圧及び低圧導通管路のそれぞれの閉鎖を可能にする弁マニホールドを、圧力変換器をプロセスの流れから隔離するために、圧力導通管路と圧力変換器の間に挿入するか、又は、トランスミッタを較正するために、マニホールドに存在する高圧及び低圧を、マニホールドの単一の弁により均一化することが可能である。流体が粒子状物質を含むプロセス用途では、流量測定装置の完全性を維持するために、メンテナンスを実行し、プライマリーフロー要素の内部導通管路及び部分から粒子状物質の沈着を清掃する必要がある。清掃工程は、マニホールドとトランスミッタの連結の有意な分解を必要とし、この分解が、結果として、接続状態へのシステムの復帰の不要な遅延を生じさせる。

したがって、本発明の主目的は、弁マニホールドから圧力変換器及びトランスミッタを取り外す必要のない、そして、障害物及び付着性の材料を破壊又は除去するためにマニホールド導通管路に挿入されるロッドを利用した、ロッドの挿通工程により、アセンブリの内部導通管路の粒子状物質を清掃することが可能な弁マニホールドを、プロセス流量計アセンブリに提供することである。

概要
本発明の多弁マニホールドは、プロセス流体流量、又は質量流量、計装アセンブリの一コンポーネントである。アセンブリは、差圧自動平均化型オリフィス板又はピトー管といったプライマリーフロー要素、弁マニホールド、圧力変換器、データ・トランスミッタを備え、流体温度センサを備えることができる。

弁マニホールドは、本体の上面から底面まで延伸されるロッドの挿通可能な高圧及び低圧流体導通ボアを含んだ本体を含む。マニホールド本体上面のボアの終端にある選択的にプラグ着脱可能なポートにより、マニホールド本体の高圧及び低圧流体導通ボアから付着している粒子状物質を清掃する研磨ロッドの挿入が可能となる。横方向に延伸される流体導通管路は、ロッドの挿通可能なボアと連通し、上面近接の、マニホールド本体の後側に取り付けられる圧力変換器と流体接続する。圧力変換器及び相互接続されたデータ・トランスミッタを、従来の上側の代わりに、本体の後側に取り付けることにより、上面プラグがボアの終端から除去された場合に清掃用ロッドの流体導通ボアへの直接の挿入が可能となる。ロッドの挿通工程が可能となるだけでなく、この構成は、米国特許第7,４０6,880号に同様のプロセス計装アセンブリ用に示される従来の縦方向に取り付けられる構成より、振動が少ない。プロセス流体が流体導通ボアに入るのを遮断するように位置を定められ及び配列された高圧及び低圧の締切弁(block valve)が、マニホールド本体の下位部近接に配置される。ロッドの挿通工程を実施する場合に、流体導通ボアに配置された締切弁の遠位端をロッドが自由に通過できるように、締切弁は「貫通ポート」タイプである。マニホールド本体上位部の近接には、高圧及び低圧流体導通ボアといずれも流体連通し、データ・トランスミッタを較正する場合に主にプロセス流体圧力を下げるか又は均一化するために使用される冗長高圧及び低圧遮断弁、並びに、均圧弁(equalizer valve)が配置される。

ロッドの挿通工程の操作は、プロセス流体を最初に減圧し、プロセス流体の流れを停止することが必要である。この操作により、マニホールドの締切弁の開放状態が維持され、締切弁の遠位端を通り、マニホールド本体の下端部を適切に通過し、マニホールドに取り付け用のネックの流体導通管路を通り、プライマリーフロー要素内へと向かう清掃用のロッドの挿入が可能となる。

平均化型オリフィス板の形状の例示的なプライマリーフロー要素、並びに、本発明の弁マニホールド、圧力変換器及びデータ・トランスミッタを含む関連アセンブリコンポーネントの斜視図である。 平均化型オリフィス板プライマリーフロー要素に細長いネックによって相互接続された本発明のマニホールド弁本体の斜視図である。 図２の線３−３に沿った断面図である。 弁マニホールドの本体の正面図である。 弁マニホールドの本体の側面図である。 弁マニホールドの本体の背面図である。 図５の線７−７に沿った弁マニホールドの本体の断面図である。 図４の線８−８に沿った弁マニホールドの本体の断面図である。 図４の線９−９に沿った弁マニホールドの本体の断面図である。 図４の線９−９に沿った、図９に示される弁ポケットを塞ぐ弁の分解部分縦断面図を含む、弁マニホールドの本体の断面図である。 図４の線１０−１０に沿った、図１０に同様に示される弁ポケットを塞ぐ弁の分解部分縦断面図を含む、弁マニホールドの本体の断面図である。 マニホールド弁の本体の上面図である。

発明の詳細な説明
本発明の弁マニホールド２が、差圧のプライマリーフロー要素４、相互接続ネック６、圧力変換器８及びデータ・トランスミッタ１０を備えるプライマリーフロー要素アセンブリの一部として図１に示される。関連する弁のないマニホールド弁２の本体１２が、米国特許第7,４０6,880号に説明される差圧平均化型オリフィス板プライマリーフロー要素４に接続されて、図２及び図３に示される。図５及び図７に示されるように、マニホールド本体１２は、平行で間隔を置いて配置された内部の高圧及び低圧プロセス流体ボア１４及び１６を含み、プロセス流体ボアは、本体及び下部の本体カラー部１９の全長を通過し、そして、本体１２の底部で円筒状のカラー部１９に固着される円管状の取り付け用のネック６の内部に配置された導通管路１８及び２０と、遠位端で相互接続する。高圧及び低圧プロセス流体ボア１４及び１６の上端又は近位端は、流量測定アセンブリの正常動作の間ボアの端部を閉塞するネジ付きプラグを受ける受口１５及び１７で終わる。
導通管路１８及び２０の下端又は遠位端は、平均化型オリフィス板流量計４の高圧及び低圧ポート２２及び２４に溶着又は接続される。

図４に線９−９で表され、図９ａに示される、本体１２の垂直な高さには、一組の冗長締切弁２６及び２８が、本体１２のそれぞれの側面に配置される。図９に見られるように、締切弁ポケット３０及び３２は、垂直なボア１４及び１６から高圧及び低圧変換器接続ポート３８及び４０にプロセス流体経路を提供する導通管路３４及び３６を遮る。

弁２６及び２８と同じ高さには、弁ポケット４４に螺合した均圧弁４２が、本体１２の正面に配置される。クロス・ボア４６及び４８は、それぞれのプロセス流体導通ボア１４及び１６と弁ポケット４４を相互接続する。均圧弁の選択的な調整は、圧力変換器に伝えられる高プロセス流体圧力及び低プロセス流体圧力を均一にし、その結果、トランスミッタの較正を可能にする。

冗長な弁(redundant valves)の高さより下には、貫通ポート締切弁５０及び５２が、マニホールド本体１２の斜め正面にあるネジ山の付いた弁ポケット４７及び４９に、配置される。これらの弁は、プロセスの流れが正常に動作している間は、開いており、そして、弁の開放ポート特性が、ロッドの挿通工程の間にプロセス流体導通管路から粒子状物質を清掃するための、フレキシブルなロッド５０及び５１の、マニホールド及び取り付け用のネックのプロセス流体導通管路への挿入を可能にする。ロッドは、マニホールドのボア１４及び１６を通過しネック導通管路１８及び２０、プライマリーフロー要素４の開口板５５の圧力ポート２２及び２４並びに各部に到達する十分な長さを有しなければならない。プロセスの流れを停止した際に、ロッドの挿通工程を実施する必要がある。

締切弁５０及び５２の主要な機能は、流量計アセンブリ用ルート遮断システムの役割を果たすことである。プロセスの流れが可燃性流体を伴う場合には、ルート遮断デバイスを提供することが極めて重要であり、このデバイスは耐火性を有しなければならない。したがって、締切弁５０及び５２は、好ましくは、弁が火災状態に置かれた場合に危険な製品の漏れを最小限に抑え効果的な遮断を維持するために、耐火性弁として構成される。「耐火性」弁のための工業規格又は試験プロトコルは存在しないため、本明細書の目的上、用語「耐火性」は、火災状態にさらされた場合に、弁が、弁座及び弁棒からの漏れを極小にすることを可能にし、火災又は過剰上昇した温度への暴露の間又はその後、効果的な遮断の提供を継続することを意味する。

プロセスの流れのないロッドの挿通工程では、ロッドの挿通を開始する前にマニホールドから閉じ込められた流体を放出することが望ましい。この放出のために、マニホールド本体１２の側面の低い垂直な位置に配置されたブリード弁ポケット６４及び６６に螺合する２つのブリード弁６０及び６２が提供される。図１０は、弁ポケットの位置、並びに、プロセス流体ボア１４及び１６をそれぞれの弁ポケット６４及び６６と相互接続するクロス・ドリルされたボア６８及び６９の位置を示す。

Claims (11)

1. ロッドの挿通可能な多弁マニホールドであり、
   上面及び底面、第１及び第２の側面並びに前面及び後面を有した本体と、
   前記上面から前記底面まで延伸され、前記本体の前記上面のボアの終端に位置するプラグ閉塞可能な第１及び第２のポートを含む、ロッドの挿通可能な第１及び第２の流体導通ボアと、
   前記第１及び第２の各流体導通ボアと交差し、前記本体の前記後面まで延伸される第１及び第２の送出導通管路と、
   前記第１及び第２の各送出導通管路と連通して前記本体の前記後面に配置される第１及び第２の圧力変換器ポートと、
   前記第１及び第２の各送出導通管路の流体の流れを選択的に締切するための、前記本体の第１及び第２の各側面に担持される第１及び第２の弁と、
   遠位端を有し、前記本体の前記前面に担持される第１及び第２の締切弁であって、
   前記締切弁の各々が、遠位端に貫通ポートを有し、遠位端で、前記各締切弁の貫通ポートが、前記第１及び第２の各流体導通ボアの内部に配置される締切弁と、
   を含むマニホールド。
2. 前記第１及び第２の各締切弁が、耐火性を有する、
   請求項１に記載のマニホールド。
3. 前記第１及び第２の各締切弁と同一平面上の位置で、前記本体の前記第１及び第２の各側面に担持される第１及び第２の圧抜弁(bleeder valve)と、
   前記第１及び第２の各流体導通ボアと前記第１及び第２の各圧抜弁を相互接続する第１及び第２の圧抜ボアと、
   を更に含む、
   請求項１に記載のマニホールド。
4. 前記本体の前記前面に担持され、前記第１及び第２の各弁と同一平面上に配置される均圧弁と、
   前記第１及び第２の各流体導通ボアと前記均圧弁を相互接続する第１及び第２の均圧ボアと、
   を更に含む、
   請求項３に記載のマニホールド。
5. 前記本体の前記上部のプラグ閉塞可能な前記第１及び第２の各ポートに配置される第１及び第２のポートプラグと、
   を更に含む、
   請求項４に記載のマニホールド。
6. プライマリー流体流量の差圧の測定要素と前記マニホールド本体の前記底面を相互接続するように適合された細長い硬質なネック部材であって、前記本体の前記第１及び第２の各流体導通ボアと相互接続される内部に配置された第１及び第２の流体導通管路を有するネック部材と、
   を更に含む、
   請求項４に記載のマニホールド。
7. ロッドの挿通可能な多弁マニホールドであり、
   上面及び底面、第１及び第２の各側面並びに前面及び後面を有した本体と、
   前記上面から前記底面まで延伸され、前記上面の前記ボアの前記終端にプラグ閉塞可能な第１及び第２の各ポートを含む、ロッドの挿通可能な第１及び第２の流体導通ボアと、
   前記第１及び第２の各流体導通ボアと交差し、前記本体の前記後面まで延伸される第１及び第２の送出導通管路と、
   前記第１及び第２の各送出導通管路と連通して前記本体の前記後面に配置される第１及び第２の圧力変換器ポートと、
   前記第１及び第２の各送出導通管路の流体の流れを選択的に締切するための、前記本体の前記第１及び第２の各側面に担持される第１及び第２の弁手段と、
   前記本体の前記前面に担持される遠位端を有した第１及び第２の各締切弁であって、前記締切弁の各々が遠位端に貫通ポートを有し、前記各締切弁の貫通ポートが前記第１及び第２の各流体導通ボアの内部に配置される締切弁と、
   前記第１及び第２の各締切弁と同一平面上の位置で、前記本体の前記第１及び第２の各側面に担持される第１及び第２の圧抜弁と、
   前記第１及び第２の各流体導通ボアと前記第１及び第２の各圧抜弁を相互接続する第１及び第２の圧抜ボアと、
   前記本体の前記前面に担持され、前記第１及び第２の各弁手段と同一平面上に配置される均圧弁と、
   前記第１及び第２の各流体導通ボアと前記均圧弁を相互接続する第１及び第２の均圧ボアと、
   を含むマニホールド。
8. プライマリー流体流量の差圧の測定要素と前記本体の前記底面を相互接続するように適合された細長い硬質ネック部材であって、
   前記本体の前記第１及び第２の各流体導通ボアと相互接続される内部に配置された第１及び第２の各流体導通管路を有する前記ネック部材と、
   を更に含む、
   請求項７に記載のマニホールド。
9. 前記本体の前記上部の前記第１及び第２の各ポートに配置される第１及び第２のポートプラグと、
   を更に含む、
   請求項７に記載のマニホールド。
10. 弁マニホールド及び取り付け用のネックのプロセス流体導通管路にロッドを挿通させる方法であり、
    流体処理システム内のプライマリー流体流量の差圧の測定要素と弁マニホールドを相互接続するための、前記弁マニホールドの本体及び取り付けネックの縦方向の長さで貫通する高圧及び低圧の各プロセス流体導通管路を提供するステップであって、前記各流体導通管路が、前記プライマリー流体流量の測定要素に接続される各遠位端、及び、プラグ閉塞されるように適合された各近位端を有する、ステップと、
    外部の圧力変換器に前記高圧及び低圧の各プロセス流体を導通させるための、前記縦方向の各プロセス流体導通管路から横方向に延伸され、各プロセス流体導通管路に接続された、前記弁マニホールドの前記本体内に各分岐路を提供するステップと、
    前記プライマリー流体流量の測定要素を通過する前記プロセス流体の流れを停止させるステップと、
    前記縦方向の高圧及び低圧の各流体導通管路の前記各近位端の前記各プラグを除去するステップと、
    清掃用ロッドを前記各流体導通管路に挿入し、前記各管路の各側面及び前記プライマリー流体流量の測定要素の各部分から、粒子状物質を研磨して除去するステップと、
    を含む方法。
11. 前記高圧及び低圧の各プロセス流体導通管路で操作可能なダブル貫通ポート締切弁を提供するステップと、
    前記各清掃用ロッドの貫通を可能にするために前記貫通ポート締切弁を開放するステップと、
    を更に含む、
    請求項１０に記載の方法。

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