具有填充管的壓力變送器制造技術(shù)

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)一種壓力變送器，具有壓力傳感器、隔離隔膜和填充管。壓力傳感器模塊主體中的內(nèi)部通道填充有隔離流體并且提供流體連接。隔離流體將來(lái)自第一隔離隔膜組件的壓力連接到壓力傳感器。填充管的第一夾緊部徑向變窄成大致實(shí)心的圓柱形橫截面以形成耐高壓循環(huán)的第一主密封件。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及包括與工業(yè)過(guò)程流體隔離的壓力傳感器的工業(yè)過(guò)程壓力變送器。更具體地，本技術(shù)涉及在這樣的變送器中的隔離系統(tǒng)的密封。
技術(shù)介紹
工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)和控制用來(lái)產(chǎn)生和傳輸流體等的工業(yè)過(guò)程。在這樣的系統(tǒng)中，測(cè)量諸如溫度、壓力、流量以及其他的“過(guò)程變量”通常是非常重要的。過(guò)程控制變送器用于測(cè)量這種過(guò)程變量和傳輸與測(cè)量的過(guò)程變量相關(guān)的信息返回到諸如中心控制室的中央位置。一種類(lèi)型的過(guò)程變量變送器是測(cè)量過(guò)程流體的壓力并且提供與測(cè)量的壓力相關(guān)的輸出的壓力變送器。此輸出可以是壓力、流量、過(guò)程流體的液位或其他過(guò)程變量。變送器被配置為傳輸與測(cè)得的壓力相關(guān)的信息返回到中心控制室等。傳輸通常在二線(xiàn)式過(guò)程控制回路上進(jìn)行，然而，可以使用包括那些使用無(wú)線(xiàn)技術(shù)的其他過(guò)程控制回路。過(guò)程流體的壓力通過(guò)一些種類(lèi)過(guò)程聯(lián)接器被連接到過(guò)程流體變送器。例如，過(guò)程流體變送器可以包括用在諸如天然氣、石油等工業(yè)過(guò)程中的部件。一些材料可能處于非常高的壓力下。這些高的壓力可以包括在諸如幾個(gè)月或幾年的長(zhǎng)時(shí)間期間內(nèi)重復(fù)的周期性的壓力脈沖，使管道和其他機(jī)械部件反復(fù)地周期地接觸過(guò)程流體。需要改善壓力變送器以在長(zhǎng)的時(shí)間期間內(nèi)承受在高壓過(guò)程流體上的反復(fù)周期性壓力脈沖。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種壓力變送器，包括:壓力傳感器模塊主體、壓力傳感器、連接到第一過(guò)程壓力的第一隔離隔膜組件、和第一填充管；在壓力傳感器模塊主體中的第一內(nèi)部通道，第一內(nèi)部通道將壓力傳感器、第一隔離隔膜組件和第一填充管彼此連接；在第一內(nèi)部通道中的第一隔離流體，第一隔離流體將源自第一隔離隔膜組件的壓力連接到壓力傳感器；和第一填充管的第一夾緊部，第一夾緊部徑向變窄成大致實(shí)心的圓柱形橫截面以形成第一主密封件。較佳地，上述壓力變送器進(jìn)一步包括:焊縫，該焊縫密封第一夾緊部的外端，以形成第一輔助密封件，第一輔助密封件是第一主密封件的冗余。較佳地，在上述壓力變送器中，隔離隔膜組件可以包括第一隔離隔膜，并且可以通過(guò)封閉第一夾緊部設(shè)置第一隔離流體的體積，使得第一隔離隔膜在封閉完成以后能夠偏轉(zhuǎn)通過(guò)壓力傳感器的滿(mǎn)刻度壓力測(cè)量范圍。較佳地，在上述壓力變送器中，壓力傳感器可以包括壓差傳感器，壓力傳感器模塊可以包括第二隔離隔膜組件、第二填充管和與第一內(nèi)部通道隔離的第二內(nèi)部通道，第二內(nèi)部通道可以將壓差傳感器、第二隔離隔膜和第二內(nèi)部通道彼此連接，并且第二填充管可以包括第二夾緊部，第二夾緊部徑向地變窄成大致實(shí)心的圓柱形橫截面以形成第二主密封件。根據(jù)本技術(shù)的另一個(gè)方面，提供了一種壓力變送器，包括:壓力傳感器模塊主體、壓差傳感器、能夠連接到第一過(guò)程壓力的第一隔離隔膜組件、和第一填充管；在壓力傳感器模塊主體中的第一內(nèi)部通道，第一內(nèi)部通道將壓差傳感器、第一隔離隔膜組件和第一填充管彼此連接；在第一內(nèi)部通道中的第一隔離流體，第一隔離流體將源自第一隔離隔膜組件的壓力連接到壓差傳感器；和第一填充管的第一夾緊部，第一夾緊部徑向地變窄成大致實(shí)心的圓柱形橫截面以形成第一主密封件。較佳地，上述壓力變送器進(jìn)一步包括:焊縫，該焊縫密封第一夾緊部的外端，以形成第一輔助密封件，第一輔助密封件是第一主密封件的冗余。較佳地，在上述壓力變送器中，隔離隔膜組件可以包括第一隔離隔膜，并且可以通過(guò)封閉第一夾緊部設(shè)置第一隔離流體的體積，使得第一隔離隔膜在封閉完成以后能夠偏轉(zhuǎn)通過(guò)壓力傳感器的滿(mǎn)刻度壓力測(cè)量范圍。附圖說(shuō)明圖1-2示出示例性過(guò)程壓力變送器。圖3示出用于連接壓力變送器到過(guò)程流體的過(guò)程連接器的示例。圖4示出壓力傳感器模塊，該模塊是過(guò)程壓力變送器的部件。圖5示出填充有隔離流體的壓力傳感器模塊。圖6示出填充管夾緊(crimp)以后圖5的壓力傳感器模塊。圖7A示出填充管的夾緊部的放大視圖。圖7B示出沿著圖7A中線(xiàn)7B-7B的、填充管的未被夾緊的部分的剖視圖。圖7C示出沿著線(xiàn)7C-7C的、填充管的夾緊部的剖視圖。具體實(shí)施方式如在
技術(shù)介紹
部分中討論，壓力變送器通過(guò)某種類(lèi)型的過(guò)程連接器連接到過(guò)程流體。在許多情況下，這種連接其隔離變送器的壓力傳感器與過(guò)程流體的物理接觸。例如，過(guò)程流體可以被配置為施加壓力到隔離隔膜，隔離隔膜傳送壓力到在填充管中載送的填充流體。填充流體然后施加壓力到壓力傳感器，用于檢測(cè)。在裝置的制造過(guò)程中，填充流體通過(guò)在填充管中的開(kāi)口被引入填充管。在典型的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)中，該開(kāi)口通過(guò)夾緊填充管的一部分被密封，并且在夾緊處密封填充管。然而，在一個(gè)方面，本技術(shù)認(rèn)識(shí)到，在產(chǎn)生夾緊的位置，填充管會(huì)遭受很大的壓力，并且在施加高壓時(shí)經(jīng)歷膨脹和收縮。這中活動(dòng)隨著時(shí)間的推移可能使填充管疲勞，導(dǎo)致故障。正如下面更詳細(xì)地討論的那樣，本技術(shù)提供了解決了這個(gè)問(wèn)題的用于填充管的新的夾緊配置以及實(shí)現(xiàn)其的方法。在結(jié)合附圖的以下討論的實(shí)施例中，公開(kāi)用于工業(yè)過(guò)程壓力變送器中的填充管的夾緊。填充管填充有隔離流體。夾緊位于填充管的夾緊部上，夾緊部皺縮成大致實(shí)心的圓柱形橫截面，以形成填充管的主密封件。主密封件密封填充管中的隔離流體。圓柱形橫截面的使用提供免受與非圓形夾緊相關(guān)的大的應(yīng)力集中的影響的、基本上對(duì)稱(chēng)的密封形狀。圓柱形橫截面在長(zhǎng)期的在一些工業(yè)設(shè)施中遇到的OPSI到15，000PSI的壓力范圍中的高壓循環(huán)期間尤其耐開(kāi)裂。當(dāng)在苛刻的工業(yè)應(yīng)用中使用時(shí)，工業(yè)過(guò)程壓力變送器的使用壽命被延長(zhǎng)。圖1-2示出示例性壓力變送器100的正視圖和側(cè)視圖(部分剖開(kāi))。壓力變送器100包括封閉電子電路(圖1-2中未顯示)的電子殼體101。壓力變送器100包括壓力傳感器模塊102，壓力傳感器模塊102容納隔離隔膜109、110、壓力傳感器140、填充管107、108和相關(guān)聯(lián)的傳感器電路(在圖4中示出)。正如在下面更詳細(xì)描述的，填充管107、108由具有大致實(shí)心的圓柱形橫截面的夾緊部111、113夾緊。夾緊部111、113具有對(duì)稱(chēng)的圓形橫截面，并且由于高壓而均勻地分布應(yīng)力，從而降低應(yīng)力集中，特別是在管107、108的夾緊部分和未夾緊部分之間的過(guò)渡區(qū)域中。夾緊部111、113提供用于在壓力傳感器模塊102中包含受控量的隔離流體(示于圖5、圖6、圖7B中)的主密封件。由夾緊部111、113提供的主密封件徑向地對(duì)稱(chēng)，并且對(duì)由連接到壓力傳感器模塊102的過(guò)程流體中反復(fù)的高過(guò)程壓力循環(huán)引起的破裂提供高水平的抵抗性。壓力傳感器模塊102包括通過(guò)螺栓105栓接到壓力法蘭104的壓力傳感器模塊主體92。螺栓105還穿過(guò)法蘭適配器管接頭118。法蘭適配器管接頭118具有能夠連接到螺紋過(guò)程管道(圖中未顯示)的螺紋入口。壓力法蘭104將一種或多種過(guò)程流體壓力106連接到用于壓力測(cè)量的變送器100。壓力法蘭104起過(guò)程聯(lián)接器的作用。在壓力變送器100中的電子電路被連接到過(guò)程回路103，過(guò)程回路103給壓力變送器100供電并且提供在過(guò)程控制系統(tǒng)中使用的雙向通信。在下面結(jié)合圖3更詳細(xì)描述壓力傳感器模塊102到壓力法蘭104和螺栓105的連接。圖3示例性性地圖示在圖1-2中顯示的壓力傳感器模塊102的壓力傳感器模塊主體92、壓力法蘭104、法蘭適配器管接頭118和螺栓105的分解視圖。圖3示出隔離隔膜109,110的焊接到壓力傳感器模塊主體92的外表面。壓力傳感器模塊主體92包括圍繞隔離隔膜109、1本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種壓力變送器，其特征在于包括：壓力傳感器模塊主體、壓力傳感器、連接到第一過(guò)程壓力的第一隔離隔膜組件、和第一填充管；在壓力傳感器模塊主體中的第一內(nèi)部通道，第一內(nèi)部通道將壓力傳感器、第一隔離隔膜組件和第一填充管彼此連接；在第一內(nèi)部通道中的第一隔離流體，第一隔離流體將源自第一隔離隔膜組件的壓力連接到壓力傳感器；和第一填充管的第一夾緊部，第一夾緊部徑向變窄成大致實(shí)心的圓柱形橫截面以形成第一主密封件。

【技術(shù)特征摘要】
2012.09.27 US 13/628,3841.一種壓力變送器，其特征在于包括: 壓力傳感器模塊主體、壓力傳感器、連接到第一過(guò)程壓力的第一隔離隔膜組件、和第一填充管； 在壓力傳感器模塊主體中的第一內(nèi)部通道，第一內(nèi)部通道將壓力傳感器、第一隔離隔膜組件和第一填充管彼此連接； 在第一內(nèi)部通道中的第一隔離流體，第一隔離流體將源自第一隔離隔膜組件的壓力連接到壓力傳感器；和 第一填充管的第一夾緊部，第一夾緊部徑向變窄成大致實(shí)心的圓柱形橫截面以形成第一主密封件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其特征在于，進(jìn)一步包括: 焊縫，該焊縫密封第一夾緊部的外端，以形成第一輔助密封件，第一輔助密封件是第一主密封件的冗余。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中，隔離隔膜組件包括第一隔離隔膜，并且通過(guò)封閉第一夾緊部設(shè)置第一隔離流體的體積，使得第一隔離隔膜在封閉完成以后能夠偏轉(zhuǎn)通過(guò)壓力傳感器的滿(mǎn)刻度壓力測(cè)量范圍。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中，壓力傳感器包括壓差傳感器，壓力傳感器模塊包括第二隔離隔膜組件、第二...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：大衛(wèi)·馬修·斯特瑞，肯尼思·古特森，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：羅斯蒙德公司，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：