RU2587811C2

RU2587811C2 - System for pressure measurement with remote seal for sea underwater use

Info

Publication number: RU2587811C2
Application number: RU2014140187/06A
Authority: RU
Inventors: Ивар БРЕЕН; Брент В. МИЛЛЕР; Джей СКЕЛДОРФ; Гохан АЙДАР; Дэвид БРОДЕН
Original assignee: Роузмаунт Инк.
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2016-06-27

Abstract

FIELD: manufacturing technology.

SUBSTANCE: invention relates to sealing devices. Unit of remote seal for underwater applications includes upper housing with connection of fluid substance for connection to remote pressure measurement device of fluid substance of process. Bottom housing is connected to top housing and has surface section, which is configured for attachment to pressure vessel. Besides, lower housing has inlet of fluid process substance. Between upper and lower housings there is insulating diaphragm. At least one of upper housing, lower housing and insulation diaphragm is made from material suitable for submersion into sea water. Described also is underwater system for measuring flow of fluid process substance, which includes pressure transmitter and at least one subsurface unit of remote seal.

EFFECT: higher reliability.

15 cl, 5 dwg

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Для контроля и управления промышленными процессами, используемыми для производства или перемещения текучих субстанций или чего-либо подобного, применяются системы управления промышленными процессами. В таких системах обычно важно измерять "переменные процесса", такие как температуры, давления, скорости потоков и другие. Чтобы измерять такие переменные процесса и передавать информацию, связанную с измеренной переменной процесса назад в центральный пункт, такой как центральная диспетчерская, используются контрольные передатчики процесса.Industrial process control systems are used to monitor and control the industrial processes used to manufacture or move fluid substances or the like. In such systems, it is usually important to measure "process variables", such as temperatures, pressures, flow rates, and others. To monitor such process variables and transmit information related to the measured process variable back to a central point, such as a central control room, process control transmitters are used.

Одним типом передатчика переменных процесса является передатчик давления, который измеряет давление текучей субстанции процесса и обеспечивает выход, связанный с измеренным давлением. Этим выходом может быть давление, скорость потока, уровень текучей субстанции процесса или другая переменная процесса, которую можно "извлечь" из измеренного давления. Передатчик давления сконфигурирован, чтобы передавать информацию, связанную с измеренным давлением, назад в центральную диспетчерскую. Передача обычно производится по двухпроводному контуру управления процессом, однако иногда могут использоваться и другие техники связи, включая технику беспроводной связи.One type of process variable transmitter is a pressure transmitter that measures the pressure of a process fluid substance and provides an output related to the measured pressure. This output may be pressure, flow rate, fluid level of the process substance, or other process variable that can be "extracted" from the measured pressure. The pressure transmitter is configured to transmit information related to the measured pressure back to the central control room. Transmission is typically done over a two-wire process control loop, but other communication techniques, including wireless communications, can sometimes be used.

Давление должно быть связано с передатчиком переменной процесса посредством определенного типа "сопряжения процесса". В некоторых приложениях измерения давления процесса передатчик давления расположен "вынесенно" относительно находящейся под давлением текучей субстанции процесса, и давление физически передается от текучей субстанции процесса к передатчику давления через жидкостную связь с использованием устройства, называемого "вынесенным уплотнением". Вынесенным уплотнением является вторичная система, которая заполнена по существу несжимаемой текучей субстанцией, которая передает давление от текучей субстанции процесса передатчику давления. Вынесенные уплотнения обычно используются в таких приложениях, в которых текучая субстанция процесса имеет высокую температуру, является коррозионной или имеет какие-либо иные экстремальные приложения или характеристики, которые могли бы повредить или разрушить передатчик давления, если бы этот передатчик давления был расположен слишком близко к текучей субстанции процесса.The pressure must be associated with the transmitter of the process variable through a certain type of "process coupling". In some process pressure measurement applications, the pressure transmitter is positioned “outwardly” relative to the pressurized process fluid substance, and pressure is physically transferred from the process fluid substance to the pressure transmitter through a fluid communication using a device called “remote seal”. An external seal is a secondary system that is filled with a substantially incompressible fluid substance that transmits pressure from the process fluid substance to a pressure transmitter. Remote seals are typically used in applications where the process fluid is hot, corrosive, or has any other extreme applications or characteristics that could damage or destroy the pressure transmitter if the pressure transmitter were too close to the fluid process substances.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Предложен узел вынесенного уплотнения для подводных приложений. Этот узел включает в себя верхний корпус, имеющий соединение текучей субстанции для подсоединения вынесенного уплотнения к устройству измерения давления текучей субстанции процесса. Нижний корпус подсоединен к верхнему корпусу и имеет поверхность раздела, которая сконфигурирована для крепления к резервуару давления. Кроме того, нижний корпус имеет вход текучей субстанции процесса. Между верхним и нижним корпусами расположена изоляционная диафрагма. По меньшей мере одно из верхнего корпуса, нижнего корпуса и изоляционной диафрагмы выполнено из материала, пригодного для погружения в морскую воду. В некоторых вариантах выполнения нижний корпус имеет заплечик, расположенный вокруг входа текучей субстанции процесса, и множество самоуплотняющихся уплотнений, сконфигурированных для подсоединения этого узла к корпусу расходомера Вентури. Кроме того, предложена подводная система измерения потока текучей субстанции процесса, которая включает в себя передатчик давления и по меньшей мере один подводный узел вынесенного уплотнения.A remote seal assembly for underwater applications is proposed. This assembly includes an upper housing having a fluid substance connection for connecting a remote seal to a process fluid pressure measuring device. The lower housing is connected to the upper housing and has a partition surface that is configured to be attached to the pressure reservoir. In addition, the lower body has an inlet of fluid process substance. An insulating diaphragm is located between the upper and lower cases. At least one of the upper housing, the lower housing and the insulating diaphragm is made of a material suitable for immersion in sea water. In some embodiments, the lower body has a shoulder located around the inlet of the process fluid and a plurality of self-sealing seals configured to connect this assembly to the body of the venturi. In addition, an underwater system for measuring the flow of a fluid substance of a process is proposed, which includes a pressure transmitter and at least one underwater assembly of a remote seal.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:The invention is illustrated in the drawings, where:

Фиг. 1 - схематичный вид подводной системы измерения текучей субстанции процесса в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения.FIG. 1 is a schematic view of an underwater system for measuring a fluid substance of a process in accordance with embodiments of the present invention.

Фиг. 2 - схематичный вид сечения, показывающий вынесенное уплотнение, прикрепленное к корпусу расходомера Вентури в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a remote seal attached to a body of a venturi in accordance with an embodiment of the present invention.

Фиг. 3 - увеличенный вид вынесенного уплотнения, прикрепленного к корпусу расходомера Вентури в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.FIG. 3 is an enlarged view of a remote seal attached to a venturi body in accordance with an embodiment of the present invention.

Фиг. 4 - схематичный вид в перспективе вынесенного уплотнения в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.FIG. 4 is a schematic perspective view of an external seal in accordance with an embodiment of the present invention.

Фиг. 5 - схематичный вид сечения вынесенного уплотнения в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.FIG. 5 is a schematic sectional view of an external seal in accordance with an embodiment of the present invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF ILLUSTRATIVE EMBODIMENTS

Одним из особенно сложных вариантов реализации измерения давления являются подводные приложения. В таких приложениях статическое давление, которому подвержено оборудование процесса, может быть очень высоким. Кроме того, для многих металлов соленая вода может быть коррозионной. Обеспечение системы вынесенного уплотнения, способной противостоять агрессивным условиям подводной работы при одновременном уменьшении или минимизации затрат, связанных с подводной адаптацией оборудования процесса, было бы благоприятно для приложений, связанных с управлением подводными процессами.One particularly difficult implementation of pressure measurement is underwater applications. In such applications, the static pressure to which the process equipment is exposed can be very high. In addition, salt water can be corrosive to many metals. Providing a remote seal system capable of withstanding aggressive underwater conditions while reducing or minimizing the costs associated with underwater adaptation of process equipment would be beneficial for applications related to underwater process control.

Фиг. 1 - схематичный вид подводной системы измерения текучей субстанции процесса в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения. Система 10 включает в себя патрубок 12 с током типа трубки Вентури, имеющий два отверстия 14 и 16, которые подсоединяются к трубе системы процесса. Корпус 12 расходомера Вентури имеет в себе область суженной горловины (см. фиг. 2). Давление, измеренное вдоль пути тока в области горловины корпуса 12 расходомера Вентури, может обеспечить индикацию тока текучей субстанции процесса. Для того чтобы измерить давление во множестве точек вдоль всего потока тока внутри корпуса 12 расходомера, используются два вынесенных уплотнения 18, 20. Каждое вынесенное уплотнение 18, 20 передает давление текучей субстанции процесса в каждой соответствующей точке вынесенного уплотнения или вдоль пути тока в устройство измерения давления, такое как дифференциальный передатчик 22 давления. Это давление "переходит" из вынесенных уплотнений 18, 20 в дифференциальный передатчик 22 давления соответственно через линии 24, 26. Дифференциальный передатчик 22 давления может быть известным дифференциальным передатчиком давления, который обеспечивает индикацию разности двух давлений, обеспеченных или иным образом переданных вынесенными уплотнениями 18, 20 в соответствии с известными способами. Как можно понять из фиг. 1, если, для того чтобы противостоять давлениям подводных приложений, необходимо, чтобы вынесенные уплотнения 18, 20 были определенного размера, их размер, вообще говоря, должен изменяться в соответствии с корпусом 12 расходомера Вентури, на который они установлены. Соответственно желательно минимизировать размер вынесенных уплотнений 18, 20 таким образом, чтобы получилась сборка меньшего размера. Кроме того, по мере роста размера вынесенных уплотнений требуется необходимость использования все большего и большего количества болтов, чтобы надежно прикреплять вынесенное уплотнение к корпусу расходомера Вентури. Как показано на фиг. 1, некоторые варианты выполнения настоящего изобретения позволяют крепить вынесенные уплотнения 18, 20 к корпусу 12 расходомера Вентури всего четырьмя болтами.FIG. 1 is a schematic view of an underwater system for measuring a fluid substance of a process in accordance with embodiments of the present invention. The system 10 includes a pipe 12 with a current such as a venturi, having two holes 14 and 16, which are connected to the pipe of the process system. The housing 12 of the Venturi flow meter has a narrow neck region (see Fig. 2). The pressure measured along the current path in the neck region of the housing 12 of the Venturi flowmeter can provide an indication of the current of the fluid substance of the process. In order to measure the pressure at a plurality of points along the entire current flow inside the meter body 12, two remote seals 18, 20 are used. Each remote seal 18, 20 transmits the pressure of the process fluid substance at each corresponding point of the remote seal or along the current path to the pressure measuring device such as a differential pressure transmitter 22. This pressure "passes" from the remote seals 18, 20 to the differential pressure transmitter 22, respectively, through lines 24, 26. The differential pressure transmitter 22 may be a known differential pressure transmitter that provides an indication of the difference between the two pressures provided or otherwise transmitted by the remote seals 18, 20 in accordance with known methods. As can be understood from FIG. 1, if, in order to withstand the pressures of underwater applications, it is necessary that the external seals 18, 20 be of a certain size, their size, generally speaking, must be changed in accordance with the housing 12 of the venturi on which they are mounted. Accordingly, it is desirable to minimize the size of the removed seals 18, 20 so that a smaller assembly is obtained. In addition, as the size of the remote seals increases, the need to use more and more bolts is required to securely attach the remote seal to the body of the Venturi. As shown in FIG. 1, some embodiments of the present invention make it possible to attach remote seals 18, 20 to the housing 12 of the Venturi flowmeter with just four bolts.

Фиг. 2 представляет собой схематичный вид сечения, показывающий вынесенное уплотнение 18, прикрепленное к корпусу 12 расходомера Вентури в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения. Корпус 12 расходомера Вентури имеет горловину 30, имеющую диаметр, который сужен относительно диаметров отверстий 14, 16. Дополнительно корпус 12 расходомера Вентури имеет множество отводов 32 давления, расположенных внутри горловины 30 вдоль пути тока текучей субстанции. Вынесенное уплотнение 18 прикреплено рядом с одним из отводов 32 текучей субстанции и имеет прогибаемую изолирующую диафрагму, которая контактирует с текучей субстанцией процесса, содержащейся в отводе 32. Прогибание изолирующей диафрагмы в ответ на давление текучей субстанции процесса в отводе 32 передает давление во вторичную систему, заполненную текучей субстанцией, которая передает это давление по линии 24 через дифференциальный датчик давления или иной подходящий датчик давления. Таким образом, давление в отводе 32, к которому прикреплено вынесенное уплотнение 18, может быть безопасно измерено, даже если температура и/или давление для передатчика 22 давления, который должен быть установлен на этот или ближайший отвод 32, могут быть слишком высокими.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a remote seal 18 attached to a housing 12 of a venturi in accordance with one embodiment of the present invention. The housing 12 of the venturi flow meter has a neck 30 having a diameter that is narrowed with respect to the diameters of the openings 14, 16. Additionally, the housing 12 of the venturi flow meter has a plurality of pressure taps 32 located inside the neck 30 along the flow path of the fluid substance. The remote seal 18 is attached next to one of the bends 32 of the fluid substance and has a deflectable insulating diaphragm that is in contact with the fluid substance of the process contained in the bushing 32. Bending of the insulating diaphragm in response to the pressure of the fluid substance of the process in the bend 32 transfers pressure to the secondary system filled a fluid substance that transmits this pressure through line 24 through a differential pressure sensor or other suitable pressure sensor. Thus, the pressure in the outlet 32 to which the remote seal 18 is attached can be safely measured even if the temperature and / or pressure for the pressure transmitter 22 to be installed on this or the nearest outlet 32 may be too high.

В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения вынесенные уплотнения 18, 20 построены таким образом, что могут противостоять линейному давлению более 15,000 фт/кв. дюйм (1,150 кг/см²) в подводных условиях при минимизации размеров уплотнений 18, 20 и площади крепления корпуса, используемого для измерения потока подводного расходомера Вентури. Как более подробно будет изложено далее, вынесенные уплотнения 18, 20 предпочтительно используют специальные механизмы крепления для того, чтобы минимизировать диаметр, к которому приложено линейное давление более 15,000 фт/кв. дюйм. Далее вынесенные уплотнения в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения предпочтительно полностью выполнены из сплава С276 и характеризуются сварной конструкцией, чтобы противостоять линейному давлению в 15,000 фт/кв. дюйм. Сплав С276 представляет собой пример материала, пригодного для погружения в соленую воду. Сплав С276 продается компанией Haynes International Inc. of Kokomo, шт. Индиана, под торговым наименованием Hastelloy С276. Сплав С276 имеет следующий химический состав (в весовых процентах): молибден 15,0-17,0; хром 14,5-16,5; железо 4,0-7,0; вольфрам 3,0-4,5; кобальт - максимально 2,5; марганец - максимально 1,0; ванадий - максимально 0,35; углерод - максимально 0,01; фосфор - максимально 0,04; сера - максимально 0,03; кремний - максимально 0,08, а остальное - никель. Сплав С276 обеспечивает прекрасное коррозионное сопротивление и очень высокую прочность.According to an embodiment of the present invention, the remote seals 18, 20 are constructed in such a way that they can withstand a linear pressure of more than 15,000 ft / sq. inch (1,150 kg / cm ² ) underwater while minimizing the size of the seals 18, 20 and the mounting area of the housing used to measure the flow of the underwater venturi. As will be described in more detail below, the external seals 18, 20 preferably use special fastening mechanisms in order to minimize the diameter to which a linear pressure of more than 15,000 ft / sq is applied. inch. Further, the rendered seals in accordance with an embodiment of the present invention are preferably made entirely of C276 alloy and are characterized by a welded structure to withstand a linear pressure of 15,000 ft / sq. inch. Alloy C276 is an example of a material suitable for immersion in salt water. C276 alloy is sold by Haynes International Inc. of Kokomo, pcs. Indiana, under the trade name Hastelloy C276. Alloy C276 has the following chemical composition (in weight percent): molybdenum 15.0-17.0; chrome 14.5-16.5; iron 4.0-7.0; tungsten 3.0-4.5; cobalt - maximum 2.5; Manganese - maximum 1.0; vanadium - maximum 0.35; carbon - maximum 0.01; phosphorus - maximum 0.04; sulfur - a maximum of 0.03; silicon is a maximum of 0.08 and the rest is nickel. C276 alloy provides excellent corrosion resistance and very high strength.

Фиг. 3 - увеличенный вид вынесенного уплотнения 18, прикрепленного к корпусу 12 расходомера Вентури в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Вынесенное уплотнение 18 состоит из верхнего корпуса 34 и нижнего корпуса 36, которые при изготовлении вынесенного уплотнения 18 сварены вместе. Сварка верхнего корпуса 34 и нижнего корпуса 36 предпочтительно выполнена электронным лучом. Дополнительно между верхним корпусом 34 и нижним корпусом 36 расположена прогибаемая диафрагма (показана на фиг. 5). Эта диафрагма предпочтительно приварена к верхнему корпусу 34 посредством дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа. Для того чтобы прочно прикрепить вынесенное уплотнение 18 к корпусу 12, предпочтительно используется множество с-образных колец. Первое кольцо расположено около заплечика 38, что показано позицией 40. Второе кольцо проложено между конечной поверхностью заплечика 38 и расположенной напротив поверхностью корпуса 12 расходомера, что показано позицией 42. С-образное кольцо часто является взаимозаменяемым с О-образным кольцом, но под давлением оно является самоуплотняющимся. Соответственно использование двух с-образных колец для плотного крепления вынесенного уплотнения 18 к корпусу 12 обеспечивает под давлением избыточное самоуплотнение.FIG. 3 is an enlarged view of a remote seal 18 attached to a housing 12 of a venturi in accordance with an embodiment of the present invention. The remote seal 18 consists of an upper housing 34 and a lower housing 36, which are welded together in the manufacture of the remote seal 18. Welding of the upper body 34 and the lower body 36 is preferably performed by an electron beam. Additionally, between the upper housing 34 and the lower housing 36 is a deflectable diaphragm (shown in Fig. 5). This diaphragm is preferably welded to the upper body 34 by arc welding with a tungsten electrode in an inert gas environment. In order to firmly attach the remote seal 18 to the housing 12, a plurality of c-rings are preferably used. The first ring is located near the shoulder 38, which is shown at 40. The second ring is laid between the end surface of the shoulder 38 and the opposite surface of the flowmeter body 12, which is shown at 42. The C-ring is often interchangeable with the O-ring, but under pressure it is self-sealing. Accordingly, the use of two c-rings to tightly attach the remote seal 18 to the housing 12 provides excessive self-sealing under pressure.

Как показано на фиг. 3, отвод 32 давления обычно имеет наклон по отношению к пути тока текучей субстанции. Этот наклон выполнен таким образом, что, когда корпус расходомера Вентури расположен вертикально, наклон занимает направление вниз. В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения нижний корпус 36 имеет ввод 38, который соединен с отводом 32 давления, где ввод давления также имеет наклон. Таким образом, если во вводе 38 давления нижнего корпуса 36 образуются какие-либо гидраты или другие нежелательные вещества, то они с помощью силы тяжести будут просто вымыты в и через корпус 12 расходомера Вентури. Этот наклонный конструктивный признак предпочтительно выполнен при обработке таким образом, чтобы он проходил из корпуса 12 расходомера Вентури в диафрагму 41 под таким углом, который обеспечивает, что все возможные гидраты в случае выключения потока или другого гидратообразующего сценария будут вымыты. Это важно, потому что при образовании гидратов полости и трубы могут стать заблокированными или же они могут создавать локализованные "наросты" давления, приводящие к потенциально катастрофическим повреждениям системы вынесенного уплотнения.As shown in FIG. 3, pressure tap 32 typically tilts with respect to the flow path of a fluid substance. This tilt is designed so that when the venturi body is vertical, the tilt takes a downward direction. According to an embodiment of the present invention, the lower case 36 has an inlet 38 that is connected to a pressure outlet 32, where the pressure inlet also has a slope. Thus, if any hydrates or other undesirable substances are formed in the pressure input 38 of the lower body 36, then they will simply be washed with gravity into and through the body 12 of the venturi. This inclined design feature is preferably made during processing so that it passes from the body 12 of the venturi into the diaphragm 41 at an angle that ensures that all possible hydrates in the event of a shutdown of the flow or other hydrate-forming scenario will be washed. This is important because during the formation of hydrates, the cavities and pipes can become blocked or they can create localized "build-ups" of pressure, leading to potentially catastrophic damage to the external seal system.

Фиг. 4 - схематичный вид в перспективе вынесенного уплотнения 100 в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Вынесенное уплотнение 100 включает в себя верхний корпус 102 и нижний корпус 104, которые сварены один с другим, предпочтительно используя электронно-лучевую сварку (пучком электронов) по поверхности раздела 106. Электронно-лучевая сварка представляет собой процесс сварки плавлением, в котором на подлежащие соединению материалы воздействует пучок высокоскоростных электронов. Как показано на фиг. 4, верхний корпус 102 включает в себя множество (предпочтительно 4) болтовых отверстий 108, которые облегчают крепление вынесенного уплотнения 100 к резервуару под давлением, такому как корпус 12 расходомера Вентури (показан на фиг. 1). Кроме того, верхний корпус 102 включает в себя отверстие 110 канала связи текучей субстанции, которое подсоединяет его к гидравлическим линиям, таким как показанные на фиг. 1 линии 24, 26. Соединительное отверстие 110 является стандартным сварным 13-миллиметровым соединением. Это 13-миллиметровое соединение в отверстии 110 верхнего корпуса 102 позволяет осуществлять стандартное соединение, используя известную гарнитуру, капиллярную и загрузочную трубку для заполнения маслом, и передатчик дифференциального давления.FIG. 4 is a schematic perspective view of a remote seal 100 in accordance with an embodiment of the present invention. The remote seal 100 includes an upper body 102 and a lower body 104, which are welded to one another, preferably using electron beam welding (electron beam) along the interface 106. Electron beam welding is a fusion welding process in which to be joined materials are exposed to a beam of high-speed electrons. As shown in FIG. 4, the upper housing 102 includes a plurality (preferably 4) of bolt holes 108 that facilitate mounting of the remote seal 100 to a pressure reservoir, such as the venturi body 12 (shown in FIG. 1). In addition, the upper housing 102 includes an opening 110 of a fluid communication channel that connects it to hydraulic lines, such as those shown in FIG. 1 of line 24, 26. Connection hole 110 is a standard welded 13 mm connection. This 13 mm connection in the hole 110 of the upper housing 102 allows a standard connection using a known headset, a capillary and loading tube for filling with oil, and a differential pressure transmitter.

Нижний корпус 104 предпочтительно включает в себя множество регулировочных элементов 112, 114, которые выступают из поверхности 116 нижнего корпуса 104 таким образом, что они получены в этом находящимся под давлением резервуаре, таком как корпус 12 расходомера Вентури. Таким образом в процессе установки вынесенного уплотнения процесса по месту может быть достигнута прецизионная регулировка нижнего корпуса 104 относительно резервуара под давлением. Важно обеспечить, чтобы с-образные кольца были сжаты посредством по существу чисто осевого перемещения, поскольку проворот уплотнения процесса во время сжатия мог бы повредить с-образные кольца. Регулировочные элементы 112, 114 предпочтительно выполнены в виде запрессованных шпилек, которые вставлены в поверхность 116 нижнего корпуса 104. Регулировочные элементы 112, 114 позволяют производить правильную установку в корпусе 12 расходомера Вентури. Хотя предпочтительной является запрессовка элементов 112, 114, они могут быть сформированы любым соответствующим образом в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения.The lower housing 104 preferably includes a plurality of adjusting elements 112, 114 that protrude from the surface 116 of the lower housing 104 so that they are received in this pressurized reservoir, such as the housing 12 of the venturi. Thus, during the installation of the remote process seal in place, precise adjustment of the lower housing 104 relative to the pressure vessel can be achieved. It is important to ensure that the c-rings are compressed by means of essentially pure axial movement, since turning the process seal during compression could damage the c-rings. The adjusting elements 112, 114 are preferably in the form of pressed studs that are inserted into the surface 116 of the lower housing 104. The adjusting elements 112, 114 allow proper installation in the housing 12 of the venturi. Although it is preferable to press in the elements 112, 114, they can be formed in any suitable manner in accordance with embodiments of the present invention.

Нижний корпус 104, кроме того, включает в себя выступающий буртик 140, который вставлен в соответствующее отверстие вблизи отвода давления корпуса расходомера Вентури. Буртик 140 имеет внешнюю окружность, вокруг которой расположено с-образное кольцо. В одном варианте выполнения первое с-образное кольцо, которое расположено вокруг буртика 140, имеет диаметр, который приблизительно равен 0,854 дюйма (21,7 мм). Дополнительно буртик 140 имеет также концевую поверхность 142, которая сжимает меньшее, второе, кольцо между концевой поверхностью 142 и расположенной напротив поверхностью корпуса 12 расходомера Вентури. В одном варианте выполнения диаметр второго с-образного кольца равен около 0,578 дюйма (14,7 мм).The lower housing 104 further includes a protruding collar 140 that is inserted into a corresponding hole in the vicinity of the pressure outlet of the venturi body. The bead 140 has an outer circumference around which a c-shaped ring is located. In one embodiment, the first c-ring, which is located around the shoulder 140, has a diameter that is approximately equal to 0.854 inches (21.7 mm). Additionally, the collar 140 also has an end surface 142, which compresses a smaller, second, ring between the end surface 142 and the opposite surface of the housing 12 of the venturi. In one embodiment, the diameter of the second c-ring is about 0.578 inches (14.7 mm).

Использование двух с-образных колец между нижним корпусом 104 и корпусом 12 расходомера Вентури обеспечивает прочное самоуплотняющееся уплотнение очень высокой целостности. Это позволяет использовать всего четыре болта для создания адекватного усилия стягивания, чтобы прикрепить вынесенное уплотнение 100 к корпусу расходомера Вентури или к другому подходящему резервуару под давлением. Для сравнения типичное вынесенное уплотнение, предназначенное для достижения 15,000 фт/кв. дюйм, обычно имеет диаметр приблизительно в 7 дюймов (178 мм), толщину в 2Ѕ дюйма (63,5 мм) и требует от 12 до 16 болтов для установки на резервуар под давлением. Вынесенные уплотнения в соответствии с вариантами выполнения настоящего изобретения могут быть небольшими, величиной до 5 дюймов (127 мм) автоматически в диаметре, толщиной 1,125 дюйма (28,6 мм) и могут быть привернуты к корпусу измерителя всего 4 болтами. Более того, посадочная площадь этого уплотнения на корпусе измерителя также значительно уменьшена, позволяя использовать корпус измерителя меньших размеров и более дешевый.The use of two c-rings between the lower housing 104 and the housing 12 of the Venturi flowmeter provides a strong, self-sealing seal of very high integrity. This allows a total of four bolts to be used to create an adequate pulling force to attach the remote seal 100 to the venturi body or to another suitable pressure tank. In comparison, a typical remote seal designed to achieve 15,000 ft / sq. an inch, typically has a diameter of approximately 7 inches (178 mm), a thickness of 2Ѕ inches (63.5 mm), and requires 12 to 16 bolts to be mounted on the reservoir under pressure. Remote seals in accordance with embodiments of the present invention can be small, up to 5 inches (127 mm) in diameter, 1.125 inches (28.6 mm) thick, and can be screwed to the meter body with just 4 bolts. Moreover, the seating area of this seal on the meter housing is also significantly reduced, allowing the use of a smaller meter housing and cheaper.

Фиг. 5 - схематичный вид вынесенного уплотнения 100 в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Фиг. 5 показывает многие из тех же компонентов, которые проиллюстрированы на фиг. 4, но посредством сечения показаны и многие внутренние элементы. Более конкретно заплечик 140 является частью входа 150 давления, который принимает текучую субстанцию процесса от резервуара давления. Текучая субстанция давления проходит через наклонный участок 152 и упирается в прогибаемую диафрагму 154. По мере прогиба диафрагмы текучая субстанция внутри канала 156 медленно движется и передает давление через отверстие 110 на соответствующее устройство измерения давления, такое как дифференциальный передатчик 22 давления (показан на фиг. 4). Прогибаемая диафрагма 154 предпочтительно приварена к верхнему корпусу 102. Эта сварка предпочтительно выполняется как сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа. Дополнительно после этого к верхнему корпусу 102 сваркой крепится нижний корпус 104. Сварка между верхним корпусом 102 и нижним корпусом 104 производится по линии соединения 158 и предпочтительно является электронно-лучевой сваркой. Предпочтительно также, чтобы прогибаемая диафрагма 154 была выполнена из того же самого материала, что и верхний корпус 102 и нижний корпус 104. Более предпочтительно, чтобы все элементы - верхний корпус 102, нижний корпус 104 и диафрагма 154 - были выполнены из сплава С276. Когда они выполнены таким образом, далее предпочтительно, чтобы диафрагма 154 имела толщину 0,003 дюйма (0,076 мм). Эта диафрагма соответствует требованиям противостояния давлению как во время рабочего процесса, так и в условиях повреждения. Кроме того, предпочтительно также, чтобы эта диафрагма 154 имела диаметр приблизительно в 1,9 дюйма (48,3 мм). При такой конфигурации диафрагма 154 сохраняет приемлемые характеристики во всех температурных диапазонах с соответствующей заполняющей текучей субстанцией, такой как силиконовое масло или другие подходящие заполняющие текучие субстанции. В то время как сплав С276 может быть более дорогостоящим, чем другие коррозионностойкие сплавы, уменьшение в физическом размере уплотнения процесса, используя различные признаки и варианты выполнения настоящего изобретения, наделяет все вынесенное уплотнение возможностью быть выполненным из сплава С276 эффективно по стоимости. Однако варианты выполнения настоящего изобретения могут быть реализованы и из других сплавов, если выполнены квалификационные этапы. Другие возможные материалы включают двухфазную нержавеющую сталь и сплав 625 или другие сплавы на основе никеля. Дополнительно, в то время как варианты выполнения настоящего изобретения обычно используют вынесенное уплотнение, которое прикреплено к корпусу расходомера Вентури болтами, варианты выполнения настоящего изобретения могут быть выполнены в таком виде, в котором вынесенное уплотнение непосредственно приварено к корпусу расходомера Вентури. В таких вариантах выполнения предпочтительной является его электронно-лучевая сварка с корпусом расходомера.FIG. 5 is a schematic view of a remote seal 100 in accordance with an embodiment of the present invention. FIG. 5 shows many of the same components that are illustrated in FIG. 4, but many internal elements are shown through a section. More specifically, the shoulder 140 is part of the pressure inlet 150, which receives the process fluid from the pressure reservoir. The fluid substance of pressure passes through the inclined section 152 and abuts against the deflectable diaphragm 154. As the diaphragm deflects, the fluid substance inside the channel 156 moves slowly and transfers pressure through the hole 110 to a corresponding pressure measuring device, such as a differential pressure transmitter 22 (shown in Fig. 4 ) The bendable diaphragm 154 is preferably welded to the upper body 102. This welding is preferably performed as welding with a tungsten electrode in an inert gas environment. Additionally, a lower body 104 is attached to the upper body 102 by welding. Welding between the upper body 102 and the lower body 104 is carried out along the connection line 158 and is preferably electron beam welding. It is also preferred that the deflectable diaphragm 154 is made of the same material as the upper housing 102 and the lower housing 104. More preferably, all the elements — the upper housing 102, the lower housing 104 and the diaphragm 154 — are made of C276 alloy. When made in this way, it is further preferred that the diaphragm 154 has a thickness of 0.003 inches (0.076 mm). This diaphragm meets the requirements of withstanding pressure both during the working process and in conditions of damage. In addition, it is also preferred that this diaphragm 154 has a diameter of approximately 1.9 inches (48.3 mm). With this configuration, the diaphragm 154 maintains acceptable performance over all temperature ranges with an appropriate filling fluid, such as silicone oil or other suitable filling fluid. While the C276 alloy may be more expensive than other corrosion-resistant alloys, a reduction in the physical size of the process seal, using various features and embodiments of the present invention, gives the entire remote seal the ability to be made of C276 alloy at a cost-effective rate. However, embodiments of the present invention can be implemented from other alloys, if the qualification steps are performed. Other possible materials include biphasic stainless steel and alloy 625 or other nickel-based alloys. Additionally, while embodiments of the present invention typically use a remote seal that is bolted to the venturi body, the embodiments of the present invention may be configured in such a way that the remote seal is directly welded to the venturi body. In such embodiments, electron beam welding with a flowmeter body is preferred.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылками на предпочтительные варианты выполнения, специалисты в данной области поймут, что в его форму и детали могут быть внесены изменения, не выходящие за рамки существа и объема изобретения.Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will understand that changes may be made to its form and details without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims

1. The node (18) remote seal for underwater applications, containing:
- an upper case (34) having a fluid substance connection (24) for connecting an external seal to a process substance pressure measuring device (22);
- a lower case (36) connected to the upper case and having an interface designed to be attached to the pressure reservoir (12), including a shoulder (38) and an end surface (142), while the lower case also has an inlet (150) the fluid substance of the process and includes a hydrate drainage element (152);
- an insulating diaphragm (41) located between the upper and lower bodies; and
in which at least one of the upper housing, the lower housing and the insulating diaphragm is made of a material suitable for immersion in sea water.

2. The remote seal assembly according to claim 1, wherein at least the upper and lower bodies are made of S-276 alloy.

3. The remote seal assembly according to claim 1, in which the upper (34) and lower (36) cases are interconnected by welding.

4. The remote seal assembly according to claim 3, wherein the welding is electron beam welding.

5. The remote seal assembly according to claim 1, in which the insulating diaphragm (41) is welded to the upper body (34).

6. The remote seal assembly according to claim 5, in which the insulating diaphragm (41) is welded to the upper body (34) by welding with a tungsten electrode in an inert gas environment.

7. The remote seal assembly of claim 1, wherein the entire assembly is made of S-276 alloy.

8. The remote seal assembly according to claim 1, in which the upper housing includes no more than four mounting holes for passing through the mounting bolts.

9. The remote seal assembly according to claim 1, further comprising at least one adjusting component (114) designed to interact with the fluid component of the fluid reservoir to prevent the lower housing from rotating relative to the fluid reservoir.

10. An underwater system for measuring the flow of a fluid substance of a process, comprising:
- a venturi flowmeter housing (12) having a narrowed neck region (30) and a plurality of pressure taps (32) located therein;
- one or more nodes (18) of the rendered seal in accordance with any one of paragraphs. 1-9, which are installed against the corresponding pressure outlet on the body of the venturi;
- a pressure transmitter connected to the channel of the fluid substance (24, 22) with each at least one node of the remote seal, and
in which each node (18) of the remote seal is fastened to the body (12) of the venturi using no more than four bolts.

11. The underwater system for measuring the flow of fluid substance of a process according to claim 10, wherein at least one remote seal assembly includes a plurality of remote seal assemblies (18).

12. The underwater system for measuring the flow of fluid substance of the process of claim 10, in which each node of the remote seal is made of alloy S-276.

13. The underwater system for measuring the flow of fluid substance of a process according to claim 10, in which each node (18) of the remote seal includes an input (150) of a fluid substance of the process, which is connected to the body (12) of the Venturi flow meter via a shoulder and a plurality of self-sealing seals.

14. The underwater system for measuring the flow of fluid substance of a process according to claim 10, in which each assembly (18) of the remote seal further comprises at least one adjustment component (114) coupled to the counterpart component of the Venturi flow meter (12).

15. The underwater system for measuring the flow of fluid process substance according to claim 10, in which each node (18) of the remote seal contains a drainage structural component (152).