MX2011004809A - Medidor de flujo de coriolis con separacion de modo mejorado. - Google Patents

Abstract

Es proporcionado un medidor de flujo (20) que incluye uno ó más tubos de flujo (103) y un órgano motor (104A, 104B) adaptado para vibrar uno ó más de los tubos de flujo (103) en una frecuencia de impulsión. El medidor de flujo (20) comprende un cartabón (260). El cartabón (260) es acoplado y se extiende a lo largo del tubo de flujo (103) de manera que es incrementada la separación de frecuencia entre la frecuencia de impulsión y al menos una segunda frecuencia de vibración.

Description

MEDIDOR DE FLUJO DE CORIOLIS CON SEPARACION DE MODO MEJORADO Campo de la Invención La presente invención se refiere a un medidor de flujo, y de manera más particular, a un método y aparato que mejora la separación entre dos ó más frecuencias de vibración en un flujómetro o medidor de flujo de vibración.

Antecedentes de la Invención Los medidores de flujo son utilizados para medir la velocidad de flujo de masa, la densidad, y otras características de los materiales que fluyen. El material que fluye podría comprender un líquido, gas, sólidos suspendidos en líquidos o gas, o cualquier combinación de los mismos. Los sensores de conducto de vibración, tal como los flujómetros o medidores de flujo de masa de Coriolis y los densitómetros de vibración operan, en forma típica, mediante la detección del movimiento de un conducto de vibración que contiene un material que fluye. Las propiedades asociadas con el material en el conducto, tal como el flujo de masa, la densidad y similares, pueden ser determinadas mediante el procesamiento de las señales de medición recibidas a partir de transductores de movimiento asociados con el conducto. Los modos de vibración del sistema lleno con material de vibración son afectados, de manera general, por las características combinadas de masa, rigidez y amortiguación REF.219679 del conducto de contención y el material contenido en el mismo.

Un típico medidor de flujo de masa de Coriolis incluye uno o más conductos que son conectados en línea en un oleoducto u otro sistema de transporte y material de transporte, por ejemplo, fluidos, suspensiones y similares, en el sistema. Cada conducto podría ser observado que tiene un conjunto de modos naturales de vibración, que incluyen por ejemplo, los modos de flexión simple, torsional, radial, lateral y modos acoplados. En una típica aplicación de medición de flujo de masa de Coriolis, un conducto es excitado en uno o más modos de vibración a medida que el material fluye a través del conducto, y el movimiento del conducto es medido en puntos separados a lo largo del conducto. En forma típica, la excitación es proporcionada por un actuador, por ejemplo, un dispositivo electromecánico, tal como un órgano motor de tipo de bobina de voz, que perturba el conducto en un modo periódico. La velocidad de flujo de masa podría ser determinada por la medición de las diferencias de retraso de tiempo o fase entre movimientos en las ubicaciones del transductor. La densidad del material de flujo puede ser determinada a partir de la frecuencia de una respuesta de vibración del medidor de flujo. Dos de estos transductores (o los sensores transductores) son típicamente empleados con el propósito de medir la respuesta de vibración del conducto o conductos de flujo y son típicamente localizados en posiciones corriente arriba y corriente abajo del actuador. De manera general, los dos sensores transductores son conectados con instrumentación electrónica mediante el cableado, tal como a través de dos pares independientes de alambres. La instrumentación recibe señales de los dos sensores transductores y procesa las señales con el propósito de derivar las mediciones de flujo.

En operación, los tubos de flujo son movidos fuera de fase de uno con respecto al otro. La fuerza de impulsión es generada por un órgano motor electromecánico que genera vibraciones fuera de fase de los tubos de flujo en su frecuencia natural de resonancia. Con propósitos de discusión, podría decirse que los tubos de flujo son movidos o impulsados en un plano vertical por el órgano motor. Estas vibraciones verticales son relativamente grandes debido a que se encuentran en el primer modo de flexión fuera de fase de los tubos de flujo y son movidos o impulsados en su frecuencia de resonancia.

Las flexiones de Coriolis de los tubos de flujo de vibración con material de flujo también ocurren en el mismo plano vertical que las vibraciones de impulsión. Las flexiones de Coriolis ocurren en la frecuencia de impulsión aunque las flexiones de tubo tienen la forma de un modo de flexión con una frecuencia más alta. Por lo tanto, la amplitud de las flexiones de Coriolis es considerablemente menor que la amplitud de las vibraciones de frecuencia de impulsión del tubo de flujo. Aún cuando la amplitud de la respuesta de Coriolis es relativamente pequeña, es la respuesta de Coriolis la que genera que las señales de salida de transductor sean procesadas por el dispositivo electrónico de medición para generar la información de velocidad deseada de flujo de masa y otra información con relación al material que fluye. Muchos medidores de flujo de Coriolis son capaces de obtener un error de salida aproximadamente de .15% o menos. Sin embargo, con el propósito de conseguir esta exactitud, tiene que minimizarse el ruido y las señales no deseadas .

En la operación de un medidor de flujo de Coriolis, las señales inducidas en los transductores comprenden no sólo las señales deseadas de respuesta de Coriolis de amplitud pequeña, sino también comprenden las señales no deseadas que son aplicadas al conjunto de circuitos de procesamiento junto con las señales deseadas de respuesta de Coriolis. Estas señales no deseadas perjudican la capacidad del conjunto de circuitos de procesamiento para generar señales exactas de salida.

Las señales no deseadas de transductor podrían ser provocados por el ruido ambiental del medio ambiente circundante. El ruido ambiental podría ser debido a una maquinaria cercana, y similares. También podría ser provocado por las vibraciones en el oleoducto con el cual es conectado el medidor de flujo de Coriolis. El ruido ambiental puede ser superado a través del montaje adecuado del medidpr de flujo para aislarlo de las vibraciones externas. El ruido que proviene de las vibraciones de oleoducto conectado puede ser superado mediante el aislamiento adecuado del medidor de flujo del oleoducto.

Otra fuente de señales no deseadas son las vibraciones no deseadas en el medidor de flujo. Estas vibraciones no deseadas son más difíciles de superar y pueden ser minimizadas, aunque, de manera general, no pueden ser eliminadas, a través de la mejora de diseño del medidor de flujo.

La mayoría de medidores de flujo de vibración tiene en varias formas de modo que se originan a partir de la impulsión o movimiento del medidor de flujo en su frecuencia resonante. Un típico medidor de flujo puede tener modos de vibración que son caracterizados por sus formas como sigue: Modo de doblez en fase (IPB) Modo lateral en fase (IPL) Modo de doblez fuera de fase (Drive) Modo lateral fuera de fase (OPL) El modo de doblez fuera de fase es, de manera general, el modo deseado de impulsión mientras que el resto son típicamente los modos no deseados. Los modos mencionados con anterioridad son inherentes en la mayoría de medidores de flujo de vibración, incluyendo los medidores, de flujo de Coriolis. De manera general, la frecuencia de estos modos cambia con la densidad del material que fluye. Cuando un modo cambia la frecuencia, existe la posibilidad de interacción entre los modos vecinos que pudiera provocar que el medidor de flujo se vuelva inestable y produzca datos incorrectos de salida. Como se mencionó con anterioridad, el modo que es deseado y utilizado para generar la información deseada de salida del medidor de flujo es el modo de impulsión de doblez fuera de fase . Este es el modo que genera las fuerzas de Coriolis. La respuesta resultante de Coriolis es detectada por los transductores, los cuales generan las señales que son utilizadas para proporcionar la información de salida del medidor de flujo.

Las vibraciones, lateral en fase y lateral fuera de fase, pueden crear un problema cuando se procesan las señales recibidas por los transductores que representan las fuerzas de Coriolis. En forma típica, las vibraciones de modo lateral son desplazadas del plano de impulsión. De manera general, las vibraciones de modo lateral son sustancialmente perpendiculares a las vibraciones de modo de impulsión. El plano lateral es sustancialmente transversal a la oscilación aplicada.

Un método que minimiza los efectos adversos de las dos frecuencias laterales es el incremento de la separación entre la frecuencia de modo de impulsión y las frecuencias laterales no deseadas. Si estas señales no deseadas de modo lateral tienen una amplitud excesiva y/o se encuentran cerca a la frecuencia de la respuesta de señal de Coriolis, el conjunto de circuitos de procesamiento electrónico podría ser incapaz de procesar la señal de Coriolis para generar la información de salida que tiene la exactitud deseada.

Podría apreciarse a partir de lo anterior que este es un problema en el diseño y la operación de medidores de flujo de Coriolis para minimizar el impacto adverso de las señales generadas a través de los modos no deseados de vibración, de modo que el procesamiento de la señal de respuesta de Coriolis y la exactitud de salida de la señal de salida del medidor de flujo no es comprometido.

Existe un número de procedimientos de la técnica anterior que han intentado el incremento de la separación de la frecuencia de modo de impulsión y la frecuencia de modo lateral . Un procedimiento es proporcionado en la Patente de los Estados Unidos 6, 314,820 asignado a la presente solicitante. La patente '820 incorpora estabilizadores de modo lateral que se deslizan sobre el tubo de flujo e incluyen extensiones que se extienden hacia adentro para reforzar la porción lateral del tubo de flujo a fin de elevar la frecuencia de vibración lateral. Los estabilizadores son retenidos utilizando una barra de equilibrio. Aunque el método descrito en la patente *820 proporciona resultados adecuados, éste requiere un número excesivo de partes además de la barra de equilibrio. Además, aunque los estabilizadores de modo lateral podrían ser impletnentados en un diseño de tubo de flujo curveado, estos son más aplicables en diseños de tubo recto.

Otro procedimiento de la técnica anterior es descrito en la Patente de los Estados Unidos 5, 115,683, la cual utiliza un tirante acoplado con el tubo de flujo junto al órgano motor en un extremo y es acoplado con una base en el otro extremo. El tirante es flexible para permitir el movimiento del tubo de flujo debido a la reacción de Coriolis aunque limita la capacidad del tubo de flujo para desplazarse en dirección lateral. Una vez más, la patente '683 requiere un número excesivo de partes que son sometidas al daño.

Otro procedimiento de la técnica anterior es descrito en la Patente de los Estados Unidos 6, 354,154, asignada a la presente solicitante, que utiliza una barra de equilibrio con rebordes laterales que impiden las vibraciones laterales no deseadas para elevar la frecuencia de las vibraciones laterales. La Patente de los Estados Unidos 6, 598,489 utiliza una idea similar como la patente ?54 excepto que configura los rebordes para elevar la frecuencia de resonancia del modo de impulsión en contra del modo lateral. Una limitación tanto de la patente ' 154 como de la patente '489 es el requerimiento de una barra de equilibrio. Debido a que las barras de equilibrio típicamente no son implementadas en medidores de flujo de tubo de flujo doble, este procedimiento tiene una aplicabilidad limitada.

Otro procedimiento de la técnica anterior es descrito en la Patente de los Estados Unidos 7, 275,449 y en la Patente de los Estados Unidos 4, 781,069 ambas de las cuales describen el uso de placas o tirantes que conectan juntos los dos tubos de flujo en un modo que incrementa la frecuencia de modo lateral con el propósito de separarlo del modo de impulsión. Un problema con este procedimiento es que debido a que las placas conectan juntos dos tubos de flujo separados, el modo de impulsión también podría ser afectado de manera adversa. Esto es especialmente verdadero para aplicaciones de baja velocidad de flujo.

Por lo tanto, existe la necesidad en la técnica de un diseño de medidor de flujo capaz de separar al menos dos modos de vibración. Además, existe la necesidad de separar al menos dos modos de vibración sin requerir partes excesivas. La presente invención resuelve este y otros problemas y es conseguido un avance en la técnica.

Sumario de la Invención De acuerdo con un aspecto de la invención, un medidor de flujo incluye uno ó más tubos de flujo y un órgano motor adaptado para vibrar uno ó más de los tubos de flujo en una frecuencia de impulsión, el tubo de flujo comprende: un cartabón acoplado y que se extiende a lo largo del tubo de flujo de manera que una separación de frecuencia entre la frecuencia de impulsión y al menos una segunda frecuencia de vibración es incrementada.

De preferencia, el cartabón se extiende a lo largo de una porción del tubo de flujo.

De preferencia, el cartabón se extiende a lo largo sustancialmente de la totalidad del tubo de flujo.

De preferencia, el cartabón acopla dos o más porciones juntas del tubo de flujo.

De preferencia, al menos la segunda frecuencia de vibración comprende un modo de vibración lateral.

De preferencia, el cartabón es acoplado con el tubo de flujo de manera que una porción del tubo de flujo es reforzada .

De preferencia, el cartabón es adaptado para elevar una frecuencia de un modo de vibración lateral. De preferencia, el cartabón es formado como una parte integral del tubo de flujo.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, un medidor de flujo incluye uno ó más tubos de flujo y un órgano motor es adaptado para vibrar uno ó más de los tubos de flujo en una frecuencia de impulsión, el tubo de flujo comprende: un cartabón acoplado y se extiende a lo largo del tubo de flujo de manera que una porción del tubo de flujo es reforzada.

De preferencia, el cartabón se extiende a lo largo de una porción del tubo de flujo.

De preferencia, el cartabón se extiende a lo largo sustancialmente de la totalidad del tubo de flujo.

De preferencia, el cartabón acopla dos o más porciones juntas del tubo de flujo.

De preferencia, el cartabón es adaptado para incrementar una separación de frecuencia entre dos o más modos de vibración.

De preferencia, el cartabón es adaptado para incrementar la separación entre una frecuencia de la vibración de impulsión y una frecuencia de una vibración lateral.

De preferencia, el cartabón es adaptado para elevar una frecuencia de una vibración lateral.

De preferencia, el cartabón comprende una porción integral del tubo de flujo.

De acuerdo con un aspecto de la invención, un método que incrementa la separación entre las dos ó más frecuencias de vibración de un medidor de flujo de vibración incluye uno ó más tubos de flujo y un órgano motor configurado para vibrar uno ó más de los tubos de flujo en una frecuencia de impulsión en un plano de impulsión, el método comprende la etapa de: acoplar un cartabón con el tubo de flujo, de manera que es incrementada la separación entre las dos ó más frecuencias de vibración.

De preferencia, la etapa de acoplamiento del cartabón con el tubo de flujo comprende extender el cartabón a lo largo de una porción del tubo de flujo.

De preferencia, la etapa de acoplamiento del cartabón con el tubo de flujo comprende extender el cartabón a lo largo, de manera sustancial, de la longitud total del tubo de flujo.

De preferencia, la etapa de acoplamiento del cartabón con el tubo de flujo comprende acoplar dos o más porciones juntas del tubo de flujo.

De preferencia, las dos ó más frecuencias de vibración comprenden la frecuencia de impulsión y una frecuencia de vibración lateral.

De preferencia, la etapa de acoplamiento del cartabón con el tubo de flujo comprende acoplar el cartabón con dos o más porciones del tubo de flujo de manera que es incrementada la frecuencia de un modo de vibración lateral.

De preferencia, la etapa de acoplamiento del cartabón con el tubo de flujo comprende acoplar el cartabón con dos o más porciones del tubo de flujo de manera que una porción del tubo de flujo es reforzada.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 muestra un medidor de flujo de la técnica anterior.

La Figura 2 muestra un medidor de flujo que incluye cartabones acoplados con los dobleces exteriores de los tubos de flujo de acuerdo con una modalidad de la invención.

La Figura 3 muestra un medidor de flujo que incluye cartabones acoplados con los dobleces interiores de los tubos de flujo de acuerdo con otra modalidad de la invención.

La Figura 4 muestra un medidor de flujo que incluye cartabones acoplados con los dobleces exteriores e interiores de los tubos de flujo de acuerdo con otra modalidad de la invención.

La Figura 5 muestra un medidor de flujo que incluye un cartabón único que acopla tres porciones rectas de los tubos de flujo de acuerdo con otra modalidad de la invención.

La Figura 6 muestra un medidor de flujo que incluye cartabones acoplados a través de los dobleces exteriores de los tubos de flujo de acuerdo con otra modalidad de la invención.

La Figura 7 muestra un medidor de flujo que incluye cartabones acoplados con una porción recta y una porción doblada de los tubos de flujo de acuerdo con una modalidad de la invención.

La Figura 8 muestra . un medidor de flujo de tubo recto que incluye cartabones acoplados con el tubo de flujo de acuerdo con una modalidad de la invención.

Descripción Detallada de la Invención Las Figuras 1-8 y la siguiente descripción representan ejemplos específicos que enseñan a aquellas personas expertas en la técnica la manera como realizar y utilizar el mejor modo de la invención. Con el propósito de enseñar los principios inventivos, algunos aspectos convencionales han sido simplificados u omitidos. Aquellas personas expertas en la técnica apreciarán que las variaciones de estos ejemplos caen dentro del alcance de la invención. Aquellas personas expertas en la técnica apreciarán que las características descritas más adelante pueden ser combinadas en varios modos para formar múltiples variaciones de la invención. Como resultado, la invención no es limitada a los ejemplos específicos descritos más adelante, sino sólo por las reivindicaciones y a sus equivalentes .

La Figura 1 muestra un medidor de flujo 10 de acuerdo con la técnica anterior. El medidor de flujo 10 podría comprender por ejemplo, un medidor de flujo de Coriolis. El medidor de flujo 10 comprende una brida de entrada 101 y una brida de salida 101' . El medidor de flujo 10 es adaptado para ser conectado con un oleoducto de fluido, o similares, por medio de las bridas de entrada y salida 101, 101' . A medida que el fluido entra en la brida de entrada 101, éste es desviado en dos corrientes separadas por el distribuidor 102. El fluido es separado y entra en uno de los tubos de flujo 103 ó 103'. A medida que el fluido del proceso sale de los tubos de flujo 103, 103', el distribuidor 102' vuelve a combinar el fluido de proceso antes de que salga a través del distribuidor de salida 101' . El medidor de flujo 10 también incluye un órgano motor 104, el cual comprende un imán 104A y un montaje de bobina 104B. De manera similar, el medidor de flujo 10 incluye un primer sensor transductor 105 y un segundo sensor transductor 106, los cuales comprenden un imán 105 A (no se muestra) , 106A, y un montaje de bobina 105B, 106B.

Los tubos de flujo 103, 103' pueden ser separados, de manera general, en las siguientes secciones. Sin embargo, debe apreciarse que las secciones descritas simplemente son con el propósito de entendimiento puesto que el tubo de flujo 103, 103' es típicamente formado como un componente único continuo. Además, las secciones se refieren a un tubo de flujo de forma-U como es mostrado en las figuras. Sin embargo, debe entenderse que la presente invención puede ser aplicable por igual a tubos de flujo recto (Véase la Figura 8) . Además, aunque el medidor de flujo ha sido mostrado como un medidor de flujo de tubo doble de flujo, debe entenderse que la invención puede ser aplicable por igual a un medidor de flujo de tubo único. Por lo tanto, la presente invención no tiene que ser limitada a las modalidades mostradas en las figuras, sino más bien, aquellas personas expertas en la técnica reconocerán que las variaciones caen dentro del alcance de las reivindicaciones.

Un primer doblez 151, 151' conecta una primera porción recta 150, 150' con una segunda porción recta 152, 152'. Un segundo doblez 153, 153' conecta la segunda porción recta 152, 152' con una tercera porción recta 154, 154'. Un tercer doblez 155, 155' conecta la tercera porción recta 154, 154' con una cuarta porción recta 156, 156'. Un cuarto doblez 157, 157' conecta la cuarta porción recta 156, 156' con una quinta porción recta 158, 158'. Debe apreciarse que otras configuraciones son generalmente conocidas en la técnica y, por lo tanto, la presente invención no tiene que ser limitada a requerir todas las porciones discutidas con anterioridad. Además, la invención podría ser implementada en tubos de flujo que tienen más secciones que las enlistadas con anterioridad.

En operación, una señal de excitación es enviada a la bobina de excitación 104B a través del conductor 110 por medio del dispositivo electrónico de medición 20. La señal de excitación provoca que los tubos de flujo 103, 103' vibren en un plano de impulsión. El plano de impulsión es definido por los tubos de flujo 103, 103' que vibran alrededor de los ejes de flexión W, W, de manera respectiva. Los ejes W, W son parcialmente definidos utilizando una pluralidad de barras de tirante 120-123, las cuales limitan el área activa del medidor de flujo 10. Los tubos de flujo de vibración 103, 103' inducen tensiones en los sensores transductores 105, 106, que son enviadas al dispositivo electrónico de medición 20 por medio de los conductores 111 y 111'. El dispositivo electrónico de medición 20 produce la información de flujo de masa, junto con otra información tal como la densidad de material en función de las señales enviadas por los sensores transductores 105, 106. Los dispositivos de medición de temperatura tales como RTDs (no se muestran) también puede proporcionar mediciones de temperatura. El dispositivo electrónico de medición 20 puede enviar esta información a un proceso corriente abajo por medio del conductor 26.

Los tubos de flujo relativamente inestables 103, 103' del medidor de flujo de la técnica anterior 10 experimentan el ruido creado por las vibraciones de modo lateral. En forma típica, las vibraciones de modo lateral se encuentran cerca de las vibraciones dé modo de impulsión y de esta manera, provocan una interferencia excesiva en las señales recibidas a partir de los transductores 105A, 105B y 106A, 106B. La Figura 2 muestra un medidor de flujo 20 de acuerdo con una modalidad de la invención.

Algunos de los componentes del medidor de flujo 20, por ejemplo, las barras de tirante 120-123, han sido omitidas por simplicidad. Sin embargo, debe entenderse que en la mayoría de las modalidades, estos componentes son incluidos. Aunque el medidor de flujo 20 es mostrado como un medidor de flujo de Coriolis, debe entenderse que la presente invención puede ser implementada tan fácilmente como en otros medidores de flujo de vibración que carecen de las capacidades de medición de flujo de masa de un medidor de flujo de Coriolis. Por lo tanto, la presente invención no es limitada a medidores de flujo de Coriolis, sino más bien, podría comprender otros medidores de flujo de vibración tales como por ejemplo, densitómetros de vibración.

Además de los componentes incluidos en el medidor de flujo 10 de la técnica anterior, el medidor de flujo 20 de acuerdo con una modalidad de la invención incluye uno ó más cartabones 260. Uno ó más de los cartabones 260 pueden ser acoplados con los tubos de flujo 103, 103'. Uno ó más de los cartabones 260 pueden extenderse a lo largo de los tubos de flujo 103, 103'. Uno ó más de los cartabones 260 podrían extenderse a lo largo de una porción de los tubos de flujo 103, 103', o de manera alterna, los cartabones 260 podrían extenderse a lo largo, de manera sustancial, de la totalidad del tubo de flujo. La discusión que sigue sólo discute que los cartabones 260 son acoplados con el primer tubo de flujo 103 con el propósito de claridad; sin embargo, debe apreciarse que en muchas modalidades ambos tubos de flujo 103 y 103' podrían incluir uno ó más cartabones 260.

De acuerdo con una modalidad de la invención, el medidor de flujo 20 incluye uno ó más cartabones 260 acoplados y que se extienden a lo largo del tubo de flujo 103. Uno ó más de los cartabones 260 podrían ser acoplados y extenderse a lo largo de, por ejemplo, una porción del tubo de flujo 103. En la modalidad mostrada en la Figura 2, los cartabones 260 son acoplados y se extienden a lo largo de más de una porción del tubo de flujo 103. De acuerdo con una modalidad de la invención, uno ó más de los cartabones 260 acoplan juntas dos o más porciones rectas del tubo de flujo. De acuerdo con una modalidad de la invención, uno ó más de los cartabones 260 son acoplados con el tubo de flujo 103 de manera que es reforzada una porción del tubo de flujo 103. De acuerdo con una modalidad de la invención, uno ó más de los cartabones 260 pueden ser acoplados con el tubo de flujo 103 de manera que es incrementada la separación de frecuencia entre dos o más modos de vibración. De acuerdo con una modalidad de la invención, los dos o más modos de vibración pueden comprender el modo de impulsión y el modo lateral. Sin embargo, debe entenderse que los cartabones 260 podrían ser acoplados con el tubo de flujo 103 de manera que otros modos de vibración son separados. Por lo tanto, la presente invención no debe ser limitada a la separación de la frecuencia de vibración del modo de impulsión del modo lateral. Debe apreciarse que, a diferencia de las soluciones de la técnica anterior, los cartabones 260 de la presente invención pueden ser acoplados con el tubo de flujo 103 sin que sean acoplados con componentes adicionales del medidor de flujo 20. Por lo tanto, la presente invención puede simplificar, de manera ventajosa, la construcción del medidor de flujo mientras separa la frecuencia entre dos o más modos de vibración.

En algunas modalidades, los cartabones 260 pueden separar la frecuencia de modo lateral de la frecuencia de modo de impulsión elevando la frecuencia de modo lateral. De acuerdo con una modalidad de la invención, la frecuencia de modo lateral del tubo de flujo 103 es elevada al reforzar el tubo de flujo 103 en la dirección lateral utilizando los cartabones 260. Esta rigidez incrementa la frecuencia de modo lateral sin afectar, de manera sustancial, la frecuencia de modo de impulsión. Al colocar los cartabones 260 en los dobleces 151, 157 del tubo de flujo 103, el tubo de flujo se refuerza en el plano lateral es afectado más que el refuerzo en el plano de impulsión.

Aunque la rigidez de modo lateral del tubo de flujo 103 podría ser incrementada al incrementar el espesor del tubo de flujo 103, este incremento probablemente también incrementaría la rigidez en el plano de impulsión. Por lo tanto, el incremento en el espesor del tubo de flujo 103 no podría originar un incremento sustancial en la separación de modo. Además, esto es indeseable puesto que es requerida una mayor energía que haga vibrar el tubo de flujo para generar una medición.

Los cartabones 260 podrían ser acoplados utilizando métodos generalmente conocidos en la técnica que incluyen, aunque no se limitan a, la soldadura de latón, la soldadura, el encolado etc. Aunque los cartabones 260 son mostrados que son soldados con latón con los tubos de flujo 103 utilizando material de soldadura de latón 261, debe entenderse que el método particular utilizado para el acoplamiento de los cartabones 260 con el tubo de flujo 103 no es importante para los propósitos de la presente invención y por lo tanto, no debe limitar el alcance de la presente invención. Además, debe entenderse que los cartabones 260 podrían ser formados como una parte integral de los tubos de flujo 103, 103'. Por ejemplo, es conocida la formación de un medidor de flujo a partir de plástico utilizando una técnica de moldeo como es descrito por ejemplo, en las Patentes de los Estados Unidos 6, 450,042 y 6, 904,667. Por lo tanto, los cartabones 260 podrían ser formados mientras se moldean los tubos de flujo.

De preferencia, los cartabones 260 son formados a partir de un material sustancialmente rígido de manera que los cartabones 260 proporcionan un efecto de refuerzo sobre el tubo de flujo 103. Por lo tanto, de acuerdo con una modalidad de la invención, los cartabones 260 son formados a partir de un material que tiene un refuerzo al menos tan grande como el material de tubo de flujo. Debe entenderse que los cartabones 260 no tienen que ser formados a partir de un material que tiene una rigidez tan grande como el tubo de flujo 103, sin embargo, los cartabones que tienen una rigidez menor que los tubos de flujo 103, 103' no podrían proporcionar tanta separación de frecuencia entre los modos de vibración. Por lo tanto, debe apreciarse que el modo de separación deseado podría ser controlado, hasta algún alcance, en función del material particular elegido para los cartabones 260. Además, la separación del modo de vibración puede ser controlada ajustando el tamaño de los cartabones 260.

De acuerdo con una modalidad de la invención, el medidor de flujo 260 incluye un cartabón 260 acoplado con la primera porción recta 150 y la segunda porción recta 152 del tubo de flujo 103. De acuerdo con una modalidad de la invención, el cartabón 260 acopla la primera porción recta 150 con la segunda porción recta 152. Además, la modalidad mostrada en la Figura 2 incluye un segundo cartabón 260 que acopla la cuarta porción recta 156 con la quinta porción recta 158 del tubo de flujo 103. Debe apreciarse que ambos de los cartabones 260 mostrados en la Figura 2 proporcionan la misma función, a saber, refuerzan el tubo de flujo 103 en la dirección lateral sin impedir, de manera sustancial, el movimiento en el plano de impulsión. Por lo tanto, los cartabones 260 pueden incrementar la frecuencia de modo lateral sin afectar de una manera sustancialmente adversa la frecuencia de modo de impulsión. Esto incrementa, de manera sustancial, la separación entre la frecuencia de modo lateral y la frecuencia de modo de impulsión. Debe apreciarse que los cartabones 260 podrían afectar la frecuencia de modo de impulsión; sin embargo, la frecuencia de modo lateral es afectada hasta un alcance más grande. Además, los cartabones 260 mostrados en la Figura 2 se muestra que son acoplados con los dobleces exteriores 151, 157. Esto podría incrementar la rigidez del tubo de flujo 103 y de esta manera, incrementa la frecuencia de la vibración de modo lateral. Sin embargo, como se describe más adelante los cartabones 260 podrían extenderse a través de los dobleces en lugar de ser acoplados con los dobleces .

La Figura 3 muestra el medidor de flujo 20 de acuerdo con otra modalidad de la invención. La modalidad mostrada en la Figura 3 incluye los cartabones 260 similares a los cartabones 260 mostrados en la Figura 2, con la excepción de la colocación de los cartabones 260. Los cartabones 260 de la Figura 3 son acoplados con los dobleces interiores 153, 155 del tubo de flujo 103 en lugar que los dobleces exteriores 151, 157 como es mostrado en la Figura 2. Los cartabones 260 mostrados en la Figura 2 son acoplados con la segunda porción recta 152, el segundo doblez 153, y la tercera porción recta 154 del tubo de flujo 103. Además, un segundo cartabón 260 es acoplado con la tercera porción recta 154, el tercer doblez 155, y la cuarta sección recta 155 del tubo de flujo 103. Por lo tanto, el primer cartabón 260 mostrado en la Figura 3 acopla la segunda porción recta 152 con la tercera porción recta 154 mientras el segundo cartabón 260 acopla la tercera porción recta 154 con la cuarta porción recta 156. Debido a que los cartabones 260 mostrados en la Figura 3 se extienden a través de un doblez 153, 155, los cartabones 160 son capaces de incrementar, de manera sustancial, la frecuencia de modo lateral para separarla de la frecuencia de modo de impulsión.

La Figura 4 muestra el medidor de flujo 20 de acuerdo con otra modalidad de la invención. De acuerdo con la modalidad mostrada en la Figura 4, el medidor de flujo 20 incluye los cartabones 260 acoplados a través de cada uno de los dobleces 151, 153, 155, 157 en el tubo de flujo 103. El suministro de los cartabones 260 en cada uno de los dobleces 151, 153, 155, 157 puede maximizar la rigidez en la dirección lateral, con lo cual, se incrementa la frecuencia de modo lateral más que en las modalidades mostradas en las Figuras 2 ó 3. Por lo tanto, la modalidad mostrada en la Figura 4 puede proporcionar una separación más grande entre la frecuencia de modo lateral y la frecuencia de modo de impulsión que en las modalidades previamente descritas. La Figura 5 muestra el medidor de flujo 20 de acuerdo con otra modalidad de la invención. El medidor de flujo 20 en la Figura 5 proporciona un cartabón único 260 que se extiende, de una manera sustancialmente completa a través de la tercera porción 154 del tubo de flujo 103 con lo cual, se acopla la segunda porción 152 con la cuarta porción 156. El cartabón 260 mostrado en la Figura 5 elimina, de manera sustancial, la necesidad de dos cartabones como es mostrado en las modalidades anteriores .

La Figura 6 muestra el medidor de flujo 20 de acuerdo con otra modalidad de la invención. De acuerdo con la modalidad mostrada en la Figura 6, los cartabones 260 acoplan juntas dos porciones del tubo de flujo 103, 103' sin acoplar las secciones de doblez 151, 157. Por lo tanto, sólo los extremos del cartabón 260 son acoplados con el tubo de flujo 103. Esta configuración deja una separación 670 junto a los dobleces 151, 157. Sin embargo, debido a que las dos porciones rectas del tubo de flujo 103 son acopladas juntas, el tubo de flujo 103 es reforzado en el plano lateral. Por lo tanto, la frecuencia de modo lateral es incrementada, de manera sustancial, sin afectar sustancialmente la frecuencia de modo de impulsión. Los dos modos de vibración son sustancialmente separados de manera que es reducido el ruido provocado por la frecuencia de modo lateral. Aunque los cartabones 260, que se extienden a través de los dobleces, sólo son mostrados que se extienden a través de los dobleces exteriores 151, 157, debe entenderse que puede utilizarse una configuración similar en los cartabones que se extienden a través de los dobleces interiores 153, 155.

La Figura 7 muestra el medidor de flujo 20 de acuerdo con otra modalidad de la invención. De acuerdo con la modalidad mostrada en la Figura 7, los cartabones 260 son acoplados sólo con una porción recta única y una porción de una porción doblada. Por ejemplo, un primer cartabón 260 se muestra acoplado con el primer doblez 151 y la segunda porción recta 152. Sin embargo, el primer cartabón 260 mostrado no es acoplado con la primera porción recta 150. De manera similar, un segundo cartabón 260 es mostrado que es acoplado con la cuarta porción recta 156 y la cuarta sección doblada 157. Sin embargo, el segundo cartabón 260 no es acoplado con la quinta porción recta 158. En ciertas modalidades, estos cartabones que tienen tamaño reducido podrían proporcionar un incremento adecuado en la rigidez de manera que las frecuencias entre dos modos de vibración son adecuadamente separadas. Por lo tanto, debe entenderse que mientras los cartabones 260 todavía son acoplados con dos porciones del tubo de flujo, las dos porciones no necesitan ser dos porciones rectas para proporcionar una separación adecuada de frecuencia.

La Figura 8 muestra un medidor de flujo 20 de acuerdo con otra modalidad de la invención. En la modalidad mostrada en la Figura 8, el medidor de flujo 20 comprende una configuración de tubo de flujo recto. El medidor de flujo 20, como es mostrado en la Figura 8, incluye un tubo de flujo recto 103, una cubierta de medidor de flujo 801, una barra de equilibrio 802, y los cartabones 260. De acuerdo con la modalidad mostrada, el órgano motor 104 puede ser acoplado con el tubo de flujo 103 y la barra de equilibrio 802. Los sensores transductores 105, 106 pueden detectar las vibraciones resultantes como se discutió con anterioridad. Aunque no se muestra, debe apreciarse que el órgano motor 104 y los sensores transductores, 105, 106 pueden ser acoplados con el dispositivo electrónico de medición, como es discutido con anterioridad.

De acuerdo con la modalidad mostrada en la Figura 8, los cartabones 260 pueden ser acoplados con el tubo de flujo 103 y pueden extenderse a lo largo del tubo de flujo 103. En la modalidad mostrada, el medidor de flujo 20 comprende cuatro cartabones separados 260, cada uno de los cuales se extiende a lo largo de una porción del tubo de flujo 103. Los cartabones 260 pueden ser dimensionados y situados para incrementar la separación de frecuencia entre dos o más modos de vibración, como es discutido con anterioridad. De acuerdo con otra modalidad de la invención, el medidor de flujo 20 podría incluir un cartabón único 260 que se extiende a lo largo, de manera sustancial, de la totalidad del tubo de flujo 103. En algunas modalidades, los sensores de vibración, que incluyen el órgano motor 104 y los sensores transductores 105, 106 podrían ser acoplados con los cartabones 260 en lugar que, de manera directa, con el tubo de flujo 103.

La presente invención como es descrita con anterioridad proporciona un medidor de flujo con un aumento en la separación de modo. En algunas modalidades, los dos modos separados comprenden el modo de impulsión y el modo lateral. De acuerdo con esta modalidad, la frecuencia de modo lateral es incrementada con relación a la frecuencia de modo de impulsión al proporcionar uno ó más cartabones 260. Uno ó más de los cartabones 260 refuerza el tubo de flujo 103 en el plano lateral, con lo cual, se incrementa la frecuencia de modo lateral .

Las descripciones detalladas de las modalidades anteriores no son descripciones exhaustivas de todas las modalidades contempladas por los inventores para que se encuentren dentro del alcance de la invención. En su lugar, las personas expertas en la técnica reconocerán que ciertos elementos de las modalidades descritas con anterioridad podrían ser combinados, de manera variable, o eliminados para crear modalidades adicionales, y estas modalidades adicionales caen dentro del alcance y las enseñanzas de la invención. También será aparente para aquellas personas de experiencia ordinaria en la técnica que las modalidades descritas con anterioridad podrían ser combinadas en su totalidad o en parte para crear modalidades adicionales dentro del alcance y las enseñanzas de la invención.

De esta manera, aunque las modalidades específicas y los ejemplos de la invención son descritos' en la presente con propósitos ilustrativos, varias modificaciones equivalentes son posibles dentro del alcance de la invención, como lo reconocerán aquellas personas expertas en la técnica relevante. Las enseñanzas proporcionadas en la presente pueden ser aplicadas a otros medidores de flujo y no sólo a las modalidades descritas con anterioridad y mostradas en las figuras que la acompañan. En consecuencia, el alcance de la invención tiene que ser determinado a partir de las siguientes reivindicaciones.

Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (23)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un medidor de flujo incluye uno ó más tubos de flujo y un órgano motor adaptado para vibrar el tubo de flujo en una frecuencia de impulsión, caracterizado porque uno ó más de los tubos de flujo comprenden: un cartabón acoplado y que se extiende a lo largo del tubo de flujo de manera que una separación de frecuencia entre la frecuencia de impulsión y al menos una segunda frecuencia de vibración es incrementada.

2. El medidor de flujo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cartabón se extiende a lo largo de una porción del tubo de flujo.

3. El medidor de flujo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cartabón se extiende a lo largo, de manera sustancial, de la totalidad del tubo de flujo.

4. El medidor de flujo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cartabón acopla dos o más porciones juntas del tubo de flujo.

5. El medidor de flujo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos la segunda frecuencia de vibración comprende un modo de vibración lateral .

6. El medidor de flujo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cartabón es acoplado con el tubo de flujo de manera que una porción del tubo de flujo es reforzada.

7. El medidor de flujo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cartabón es adaptado para elevar la frecuencia del modo de vibración lateral .

8. El medidor de flujo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cartabón es formado como una parte integral del tubo de flujo.

9. Un medidor de flujo incluye uno ó más tubos de flu o y un órgano motor adaptado para vibrar el tubo de flujo en una frecuencia de impulsión, caracterizado porque uno ó más de los tubos de flujo comprenden: un cartabón acoplado y que se extiende a lo largo del tubo de flujo de manera que una porción del tubo de flujo es reforzada.

10. El medidor de flujo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el cartabón se extiende a lo largo de una porción del tubo de flujo.

11. El medidor de flujo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el cartabón se extiende a lo largo, de manera sustancial, de la totalidad del tubo de flujo.

12. El medidor de flujo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el cartabón acopla dos o más porciones juntas del tubo de flujo.

13. El medidor de flujo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el cartabón es adaptado para incrementar una separación de frecuencia entre dos o más modos de vibración.

14. El medidor de flujo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el cartabón es adaptado para incrementar la separación entre una frecuencia de la vibración de impulsión y una frecuencia de una vibración lateral .

15. El medidor de flujo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el cartabón es adaptado para elevar una frecuencia de una vibración lateral.

16. El medidor de flujo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el cartabón comprende una porción integral del tubo de flujo.

1 . Un método que incrementa la separación entre las dos ó más frecuencias de vibración de un medidor de flujo de vibración que incluye uno ó más tubos de flujo y un órgano motor configurado para vibrar uno ó más de los tubos de flujo en una frecuencia de impulsión en un plano de impulsión, caracterizado porque comprende la etapa de: acoplar un cartabón con el tubo de flujo, de manera que es incrementada la separación entre las dos ó más frecuencias de vibración.

18. El método de conformidad con la reivindicación IT, caracterizado porque la etapa de acoplamiento del cartabón con el tubo de flujo comprende extender el cartabón a lo largo de una porción del tubo de flujo.

19. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la etapa de acoplamiento del cartabón con el tubo de flujo comprende extender el cartabón a lo largo, de manera sustancial, de la longitud total del tubo de flujo.

20. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la etapa de acoplamiento del cartabón con el tubo de flujo comprende acoplar dos o más porciones juntas del tubo de flujo.

21. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque las dos ó más frecuencias de vibración comprenden la frecuencia de impulsión y una frecuencia de vibración lateral.

22. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la etapa de acoplamiento del cartabón con el tubo de flujo comprende acoplar el cartabón con dos o más porciones del tubo de flujo de manera que es incrementada la frecuencia de un modo de vibración lateral.

23. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la etapa de acoplamiento del cartabón con el tubo de flujo comprende acoplar el cartabón con dos o más porciones del tubo de flujo de manera que una porción del tubo de flujo es reforzada.