專利名稱：法蘭連接結(jié)構(gòu)和生成法蘭連接結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1中的前序部分的一種法蘭連接結(jié)構(gòu)，特別是用于連接測(cè)量裝置的量管和一個(gè)工藝作業(yè)過(guò)程的一個(gè)作業(yè)管道，以及涉及按照權(quán)利要求27的前序部分生成一種法蘭連接結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
按照現(xiàn)有技術(shù)的一種類似的法蘭連接結(jié)構(gòu)包括一個(gè)位于儀器側(cè)的也就是固定在量管上的法蘭盤和一個(gè)位于管道側(cè)的也就是固定在作業(yè)管道上的法蘭盤。兩個(gè)法蘭盤通常借助于夾緊螺栓相互夾壓并且?jiàn)A緊，軸向力施加在量管上。因此，量管端部壓向作業(yè)管道端部并且兩個(gè)管道這樣夾緊，即通過(guò)一個(gè)位于量管端部和導(dǎo)管端部之間的密封面，量管與作業(yè)管道液密地連接在一起。每個(gè)法蘭盤具有一個(gè)內(nèi)圓周表面和一個(gè)外圓周表面；通過(guò)內(nèi)圓周表面，它們分別與其匹配的管道端部連接，例如使用螺旋連接，熔焊，釬焊等方式。
現(xiàn)在用在測(cè)量裝置上的量管通常由鋼或者由一種其它的金屬制成。但是，帶有量管的流量測(cè)量?jī)x表通常使用塑料或者陶瓷。還有量管，建議其至少在管道端部區(qū)域通過(guò)相互疊加的由不同材料的夾層構(gòu)成，例如由金屬芯和塑料外殼構(gòu)成。
類似的法蘭連接結(jié)構(gòu)例如用于連接一個(gè)流量測(cè)量?jī)x表到作業(yè)管道，流量應(yīng)該在作業(yè)管道中被測(cè)量。
此處，如今通常通過(guò)焊接把儀器側(cè)的法蘭盤固定到金屬量管上。對(duì)于那些量管不是由金屬制成的測(cè)量裝置，必須或者求助于過(guò)渡法蘭裝配，也即圓片裝配(Wafer-Montage)，其中量管沒(méi)有獨(dú)自的法蘭，而是安裝在兩個(gè)設(shè)置在作業(yè)管道端部的法蘭之間并且在兩個(gè)法蘭夾緊，或者用非常費(fèi)事的方式把一個(gè)法蘭安裝在非金屬管道上。
在此，把法蘭安裝到量管上必須在流量測(cè)量?jī)x表的制造過(guò)程開(kāi)始的時(shí)候已經(jīng)進(jìn)行。因?yàn)榱髁繙y(cè)量?jī)x表上總是將所有必須的子系統(tǒng)，如信號(hào)傳感器，磁場(chǎng)系統(tǒng)，殼體，電連接裝置和發(fā)送機(jī)裝到量管上。按照現(xiàn)有技術(shù)用于固定法蘭到量管的必須的高溫工藝(焊接，陶瓷-金屬-連接用到的釬焊等)對(duì)通常靈敏的而且非常精確調(diào)整后的子系統(tǒng)會(huì)造成傷害，因此該制造步驟位于制造過(guò)程的開(kāi)始。
在此，流量測(cè)量裝置的使用者期待儀器制造商就法蘭連接結(jié)構(gòu)的形式能為每個(gè)管道寬度提供變型裝置(法蘭直徑，螺紋孔的數(shù)量和直徑等)。對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)造成的后果是，他們必須存儲(chǔ)一定量不同型號(hào)預(yù)制的量管-法蘭-連接件，而這導(dǎo)致倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)用增加。
發(fā)是內(nèi)容因此本發(fā)明的任務(wù)是提供這樣一種法蘭連接結(jié)構(gòu)，該法蘭連接結(jié)構(gòu)可以容易的制造和操作并且可以克服現(xiàn)有技術(shù)中已有的法蘭連接結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。
就法蘭連接結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，本任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1中的特征來(lái)解決，就制造方法來(lái)說(shuō)，本任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求27中的特征來(lái)解決。
按照本發(fā)明，量管的管壁在量管端部區(qū)域上的一部分的外徑大于量管中間區(qū)域的直徑，下文中，直徑比較大的部分也稱為加寬區(qū)域，其具有一個(gè)向著量管端部升高的側(cè)壁，并且當(dāng)其處于已裝配狀態(tài)時(shí)，軸向力可以從儀器側(cè)面的法蘭盤經(jīng)過(guò)加寬區(qū)域傳遞到量管端部。
按照本發(fā)明的一種法蘭連接結(jié)構(gòu)，軸向拉力通常從儀器側(cè)面的法蘭盤傳遞至量管端部的力導(dǎo)入?yún)^(qū)域。因此，量管端部出于管道連接的目的壓向作業(yè)管道對(duì)面的端部。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，量管的管壁在加寬區(qū)域內(nèi)具有一個(gè)徑向朝外的凸部，該凸部的優(yōu)選形式可以作為一個(gè)具有向著量管端部連續(xù)升高的側(cè)壁的凸起。這意味著，量管內(nèi)徑在量管端部相對(duì)于量管中部沒(méi)有改變，但是量管外徑向著量管端部連續(xù)地升高，因此定義為量管外徑和量管內(nèi)徑之差的管壁厚度其整個(gè)厚度向著量管端部增大。在此，徑向的凸部通過(guò)分層堆放纖維復(fù)合材料形成，例如通過(guò)卷繞或者另外一種已知的層加工技術(shù)。該凸部借助于纖維復(fù)合材料的應(yīng)用通過(guò)使用纖維復(fù)合材料技術(shù)制造部件的已知工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明另一個(gè)非常有利的結(jié)構(gòu)中，量管也可以在量管端部的加寬區(qū)域這樣擴(kuò)寬，即通過(guò)擴(kuò)寬形成一個(gè)向著量管的端部持續(xù)增大的側(cè)壁。在這個(gè)實(shí)施方式中，定義為量管外徑和量管內(nèi)徑之差的管壁厚度一直到量管端部都不改變。與此相反，量管內(nèi)徑和量管外徑向著量管端部變大。
按照本發(fā)明的解決方案的優(yōu)點(diǎn)在于，只有安裝完畢之后，在法蘭盤和量管之間才產(chǎn)生一個(gè)固定的連接，其通過(guò)傳力連接和形狀配合連接形成。在此，法蘭盤的軸向力通過(guò)在量管上的徑向凸部傳遞，并且如上文所述，量管利用法蘭盤與聯(lián)合法蘭盤在作業(yè)管道的側(cè)面固定夾緊。在未裝配時(shí)，法蘭盤可以松動(dòng)地靠在凸部(Anformung)上，或者也可支承在量管端部任意位置上。任何情況下，法蘭盤不必在制造過(guò)程開(kāi)始時(shí)就與量管固定連接。
本發(fā)明一種特別有利的變型實(shí)施方式的特征在于，在法蘭盤和凸部之間設(shè)置一個(gè)用于力傳遞的插件，其至少部分地與徑向凸部的側(cè)壁連接。裝配完畢后，在法蘭盤和凸部之間或者在插件和凸部之間形成一個(gè)形狀配合連接和/或傳力連接。在另一個(gè)有利的實(shí)施方式中，插件設(shè)計(jì)成多件式。
在剛剛描述的變型實(shí)施方式中使用插件具有很大的好處，即一個(gè)普通的標(biāo)準(zhǔn)件可以用作法蘭盤。但是，首先法蘭盤和必要時(shí)插件可以在測(cè)量裝置的制造過(guò)程中作為最后一個(gè)步驟進(jìn)行裝配。例如，凸部在制造過(guò)程開(kāi)始時(shí)已經(jīng)裝配在量管端部。然后，以普通的方式把所有其它的子系統(tǒng)裝配到量管上，一直到測(cè)量裝置完成。這時(shí)法蘭環(huán)才被推入。法蘭環(huán)的內(nèi)徑當(dāng)然大于安裝有凸部的量管的最大外徑。插件例如可由兩個(gè)半殼構(gòu)成，這兩個(gè)半殼從側(cè)面裝配到量管端部上并且相互固定，也就生成了環(huán)形插件，該插件的內(nèi)徑大于量管外徑但是小于凸部的直徑。這時(shí)法蘭盤如上所述的那樣夾緊。
因此，由不同的法蘭盤形式帶來(lái)的變型多樣性只在制造過(guò)程結(jié)束時(shí)出現(xiàn)。在此，對(duì)量管的存儲(chǔ)可以限制在以不同公稱直徑量管的有限數(shù)量。只有當(dāng)測(cè)量裝置制造完成后，所需法蘭/管道結(jié)合通過(guò)插入各自所需的法蘭盤來(lái)完成。為了使法蘭盤的內(nèi)徑匹配于帶有凸部的量管外徑，必要時(shí)通過(guò)插件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
但是，帶有加寬區(qū)域的量管也可全部或者部分由纖維復(fù)合材料或者金屬制成。
另外一種方案是，量管也可以設(shè)計(jì)成金屬件并且加寬區(qū)域全部或者部分由纖維復(fù)合材料制成。
為了在法蘭盤和量管之間實(shí)現(xiàn)特別有利的力傳遞，法蘭盤或者插件內(nèi)圓周表面的縱向截面輪廓在加寬區(qū)域與量管的圓周輪廓優(yōu)選地進(jìn)行匹配。
在此，量管外圓周輪廓的縱向截面在加寬區(qū)域優(yōu)選地對(duì)應(yīng)一個(gè)n次多項(xiàng)式，其中n是一個(gè)在0到10之間的整數(shù)，最好在0到4之間并且優(yōu)選1或2或3。如果n＝1，那么就得到一個(gè)一次多項(xiàng)式或者一條直線。其縱向截面對(duì)應(yīng)一條直線的圓周輪廓是一個(gè)圓錐形圓周輪廓。如果n＝2，那么就得到一個(gè)二次多項(xiàng)式或者一條拋物線。在加寬區(qū)域的圓周輪廓具有一個(gè)拋物線形截面。如果n＝-1，那么就得到一條雙曲線。其縱向截面對(duì)應(yīng)一條雙曲線的圓周輪廓是一個(gè)雙曲面。
量管和作業(yè)管道之間的密封面或者使用附加密封環(huán)或者不使用附加密封環(huán)。在此，加寬區(qū)域可以這樣成型，即一個(gè)指向量管端部的第二側(cè)壁位于通過(guò)量管端部夾緊的平面里，因此與量管端部共同形成了一個(gè)放大的密封面。
為了提高安裝友好性，插件和/或法蘭盤在其安裝到安裝位置之前臨時(shí)通過(guò)合適的安裝工具，例如粘結(jié)點(diǎn)和/或機(jī)械性輔助固定工具和/或通過(guò)纏繞纖維復(fù)合材料來(lái)固定。
位于作業(yè)管道側(cè)上的聯(lián)合法蘭盤或者以傳統(tǒng)的方式焊接，或者同樣以按照本發(fā)明的方式實(shí)施。
本發(fā)明其它優(yōu)選的結(jié)構(gòu)形式和改進(jìn)以及其它優(yōu)點(diǎn)由其它從屬權(quán)利要求給出。
借助示出了三個(gè)本發(fā)明實(shí)施例的附圖，本發(fā)明和本發(fā)明其它優(yōu)選方案和改進(jìn)形式以及其它優(yōu)點(diǎn)更詳細(xì)的闡明和描述。
圖中示出圖1是按照本發(fā)明帶有圓錐形凸部的法蘭連接結(jié)構(gòu)的第一個(gè)實(shí)施方式，圖2是按照本發(fā)明帶有雙曲線凸部的法蘭連接結(jié)構(gòu)的第二個(gè)實(shí)施方式，圖3是按照本發(fā)明帶有復(fù)曲面凸部的法蘭連接結(jié)構(gòu)的第三個(gè)實(shí)施方式，圖4是按照本發(fā)明法蘭連接結(jié)構(gòu)的第四個(gè)實(shí)施方式，該實(shí)施方式具有一個(gè)在位于作業(yè)管道側(cè)上以傳統(tǒng)的方式焊接的聯(lián)合法蘭盤，和圖5是本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施方式，該實(shí)施方式在管道端部具有一個(gè)量管的圓錐形加寬部分。
具體實(shí)施例方式
圖1在其左側(cè)示出一部分流量測(cè)量?jī)x2的縱向截面，該測(cè)量?jī)x通過(guò)一個(gè)按照本發(fā)明的法蘭連接結(jié)構(gòu)1與一個(gè)作業(yè)管道4連接。流量裝置，管道和法蘭連接結(jié)構(gòu)是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，它們通過(guò)中心線10畫(huà)出，中心線同時(shí)也是對(duì)稱線。
流量測(cè)量?jī)x是磁感應(yīng)流量測(cè)量?jī)x，其包括一個(gè)量管8，在量管上邊安裝了其它子系統(tǒng)。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，圖1中沒(méi)有示出所有子系統(tǒng)，只是示出了帶有勵(lì)磁線圈91和鐵磁芯92的磁場(chǎng)系統(tǒng)90以及殼體94，其中勵(lì)磁線圈和鐵磁芯共同借助于通用連接件93裝配在量管壁上。量管6由金屬制成，如現(xiàn)有技術(shù)中通常使用特種鋼。其具有在整個(gè)量管長(zhǎng)度上近乎常量的內(nèi)徑Ri，以及外徑Ra。內(nèi)徑Ri和外徑Ra之間的差值決定了管壁厚度。
在量管6的端部8，在一個(gè)加寬區(qū)域E內(nèi)，量管6的管壁具有圓錐形的凸部12。其徑向指向外部并且具有一個(gè)鋸齒形縱向截面輪廓，該輪廓具有平緩升高的第一側(cè)壁13和一個(gè)陡峭下落的第二側(cè)壁15。凸部12的背對(duì)量管端部8的陷峭邊沿與量管端部8一同形成密封面14。按照現(xiàn)有技術(shù)中一個(gè)由纖維復(fù)合材料制造部件的已知方法，凸部12通過(guò)卷繞纖維復(fù)合材料到量管6的端部上并且隨后對(duì)側(cè)壁13，15的平整來(lái)制造，該方法在此沒(méi)必要描述。
通過(guò)凸部12，在加寬區(qū)域內(nèi)實(shí)際管壁厚度t2定義為實(shí)際量管外徑(中心線和凸部12的外表面之間的距離)和內(nèi)徑Ri之間的差值，該管壁厚度大于加寬區(qū)域E外的管壁厚度t1。t2從加寬區(qū)域E的儀器側(cè)的起始區(qū)域的t1值開(kāi)始向著量管端部連續(xù)增大，其中量管的外周圍輪廓的縱向截面在加寬區(qū)域12對(duì)應(yīng)一個(gè)多項(xiàng)式的一次項(xiàng)，也即對(duì)應(yīng)一條向著量管端部具有正斜率的直線。
作業(yè)管道4也是一個(gè)金屬管道，它的公稱直徑匹配于量管6的公稱直徑。在作業(yè)管道4的端部5上也使用一個(gè)圓錐形凸部12a，該凸部的縱向截面輪廓是鋸齒形的，包括一個(gè)第一平緩升高的側(cè)壁13a和一個(gè)向著管道端部的第二陡峭側(cè)壁15a，這兩個(gè)側(cè)壁同樣通過(guò)卷繞纖維復(fù)合材料和隨后的平整制成。
與量管6的凸部12的形狀配合接觸和傳力接觸中，環(huán)形插件16以其內(nèi)圓周表面18靠在第一側(cè)壁13上。插件16的內(nèi)圓周表面18的縱向截面輪廓與凸部12的第一側(cè)壁13的縱向截面輪廓相匹配。插件16的外圓周表面20具有一個(gè)階梯狀縱向截面輪廓。
插件16的外圓周表面20上以形狀配合連接和傳力連接方式靠在法蘭盤22的內(nèi)圓周表面24上。法蘭盤22的內(nèi)圓周表面的縱向截面輪廓與插件16的外圓周表面20的縱向截面輪廓相匹配。
插件16a和法蘭盤22a以相似的方式裝配在作業(yè)管道4的端部5上。在法蘭盤22，22a上以傳統(tǒng)的方式設(shè)置容納夾緊螺栓28的孔。圖1只是示出了一個(gè)通過(guò)中心線26畫(huà)出的孔。通常對(duì)應(yīng)于夾緊螺栓的數(shù)量布置至少兩個(gè)最多四個(gè)，六個(gè)或者八個(gè)孔。夾緊螺栓28通過(guò)一個(gè)鎖緊螺母29擰緊。
在兩個(gè)管道端部之間的密封面14上裝配一個(gè)密封環(huán)32，其簡(jiǎn)化了液密管道連接的制造過(guò)程。當(dāng)通過(guò)管道端部和凸部12，12a的陡峭側(cè)壁15，15a形成的密封面足夠平滑時(shí)，必要時(shí)也可以不采用密封環(huán)32并且同樣形成一個(gè)液密連接。
按照?qǐng)D1，法蘭連接結(jié)構(gòu)的功能和制造如下所述量管6上的凸部12已經(jīng)在制造過(guò)程開(kāi)始時(shí)裝配到量管端部8上。然后以通常的方式，所有其它的子系統(tǒng)安裝到量管上，一直到測(cè)量裝置完成。法蘭環(huán)22這時(shí)才推入。當(dāng)然，法蘭環(huán)22的內(nèi)徑大于裝有凸部12的量管的最大外徑。插件16例如由兩個(gè)半殼構(gòu)成，其從側(cè)面裝配到量管端部8上并且相互固定，也就生成了環(huán)形插件16，該插件的內(nèi)徑大于量管外徑但是小于凸部12的直徑。
作業(yè)管道端部上的凸部12a也可以在作業(yè)管道制造過(guò)程中已經(jīng)裝配好，或者它在裝配位置才卷繞。位于作業(yè)管道側(cè)的插件16a如位于量管側(cè)的插件16那樣用同樣的方式形成。兩個(gè)插件可以由金屬或者還由纖維復(fù)合材料制造而成。它們?cè)谘b配之后還是松動(dòng)地靠在兩個(gè)凸部12，12a的第一側(cè)壁13，13a上，但是它們也可以已經(jīng)以形狀配合連接和/或傳力連接方式裝配。
在裝插件16，16a之前，法蘭盤22，22a已經(jīng)推到在量管6的端部或者作業(yè)管道4的端部上。它們保持松動(dòng)并且可以容易的移動(dòng)。它們的結(jié)構(gòu)，特別是外徑，厚度以及孔的數(shù)量和直徑可以按照用戶需要進(jìn)行選擇和加工。
為了完成法蘭連接結(jié)構(gòu)，兩個(gè)法蘭盤安裝到它們的裝配位置，從而它們的內(nèi)圓周表面24，24a形狀配合地靠在插件16，16a的外圓周表面20，20a上。然后，夾緊螺栓28插入，兩個(gè)法蘭盤借助于夾緊螺栓相互擠壓并且利用鎖緊螺母29擰緊使軸向力方向相反地施加在量管6和作業(yè)管道4上。因此，量管端部壓向作業(yè)管道端部并且兩個(gè)端部夾緊，從而通過(guò)位于量管端部和管道端部之間的密封面14將量管6液密地同作業(yè)管道4連接起來(lái)。
圖2示出了另一個(gè)按照本發(fā)明的法蘭連接結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式。在此，同樣的，相似的或者相同作用的部件使用與圖1中相同的附圖標(biāo)記，用上標(biāo)的撇號(hào)補(bǔ)充。圖2只是示出了法蘭連接結(jié)構(gòu)的位于量管6’上的零件，位于作業(yè)管道的配對(duì)零件以類似的方式或者也通過(guò)一個(gè)焊接好的法蘭或者以圖1中示出的方式實(shí)施。按照?qǐng)D2的實(shí)施方式與圖1的實(shí)施方式其區(qū)別在于，凸部12’平緩升高的第一側(cè)壁13’的縱向截面輪廓是雙曲線形的。插件16’的內(nèi)圓周表面18’與這個(gè)雙曲線形式的縱向截面輪廓相匹配，從而兩個(gè)輪廓在夾緊時(shí)再次相互配合并且因此可以產(chǎn)生傳遞軸向力的形狀配合連接和傳力連接。雙曲線形的縱向截面輪廓具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即力分布可以優(yōu)化地進(jìn)行調(diào)節(jié)。
圖2和圖1另外一個(gè)區(qū)別在于，按照?qǐng)D2的實(shí)施方式中，量管6，連同量管端部的凸部13’在一個(gè)制造過(guò)程中完全由纖維復(fù)合材料構(gòu)成并且例如以卷繞技術(shù)進(jìn)行制造。
量管6’和凸部13’也可以是鑄造件，凸部13’在鑄造過(guò)程中直接一起鑄造出來(lái)。類似地，也可以選擇另外一種用于凸部13’縱向截面輪廓的曲線形式取代雙曲線形式。
圖3示出按照本發(fā)明的法蘭連接結(jié)構(gòu)的第三種實(shí)施方式。在此，同樣的，相似的或者相同作用的部件使用如圖1中相同的附圖標(biāo)記，用上標(biāo)的撇號(hào)補(bǔ)充。凸部設(shè)計(jì)成具有桌狀山形的縱向截面輪廓的凸起13”，其卷繞在由纖維復(fù)合材料制成的量管6”端部并且設(shè)置兩個(gè)側(cè)壁13”和15”，這兩個(gè)側(cè)壁具有雙曲線形的縱向截面輪廓。按照?qǐng)D3的法蘭連接結(jié)構(gòu)法蘭盤22”的內(nèi)圓周表面24”如此設(shè)計(jì)，即它的縱向截面輪廓與凸起12”升高的側(cè)壁13”的雙曲線縱向截面輪廓相匹配，從而兩者可以形成傳遞軸向力的形狀配合連接和傳力連接。
因此，圖3示出一種無(wú)插件的按照本發(fā)明的法蘭連接結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施方式中，法蘭盤必須在凸起12”應(yīng)用之前推到量管端部上。這一過(guò)程或者在制造過(guò)程中發(fā)生或者隨后剛好把量管安裝到作業(yè)管道里之前發(fā)生。
圖4示出一種按照本發(fā)明的實(shí)施方式，其在位于作業(yè)管道側(cè)具有以傳統(tǒng)的方式焊接在作業(yè)管104的聯(lián)合法蘭盤182，從而在作業(yè)管104和聯(lián)合法蘭盤182之間生成一條焊縫180。法蘭連接結(jié)構(gòu)的量管側(cè)零件如圖1中描述的那樣以同樣的方式裝配。此外，相同的或者同樣作用的零件或者部件在圖4中使用如在圖1中的附圖標(biāo)記，分別增加了100。
圖5示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，其在量管端部具有量管的圓錐形擴(kuò)寬部位。在此，同樣的，相似的或者相同作用的部件使用如圖1中相同的附圖標(biāo)記，這些附圖標(biāo)記分別增加了200。圖5只是示出了位于量管206上法蘭連接結(jié)構(gòu)的零件，位于作業(yè)管道的配對(duì)零件以類似的方式或者也照例通過(guò)一個(gè)焊接好的法蘭或者以圖1中示出的方式實(shí)施。
量管203在量管端部208上一個(gè)加寬區(qū)域E內(nèi)擴(kuò)寬，通過(guò)擴(kuò)寬形成一個(gè)向著量管206的量管端部208升高的側(cè)壁213。在此，加寬區(qū)域E的管壁厚度t2相對(duì)于加寬區(qū)域E外的管壁厚度t1沒(méi)有改變。相反，管道內(nèi)徑向著量管端部逐漸變大。在加寬區(qū)域E之外，量管206的內(nèi)徑是R1，向著加寬區(qū)域E的端部也即量管206端部，量管內(nèi)徑加寬至R2值，其中R2＞R1。
量管加寬區(qū)域E的外圓周輪廓的縱向截面對(duì)應(yīng)一個(gè)多項(xiàng)式的一次項(xiàng)，也即對(duì)應(yīng)一條向著量管端部具有正斜率的直線。按照?qǐng)D5的示例中，圓錐形擴(kuò)寬部位的圓錐角是α。
按照?qǐng)D5的示例中，量管206連同加寬區(qū)域E由一種金屬管道制成，例如使用鑄造技術(shù)。帶有圓錐形擴(kuò)寬部位的加寬區(qū)域E以慣例的方式焊接到量管206上。量管206連同加寬區(qū)域E內(nèi)的擴(kuò)寬部位全部以纖維連接技術(shù)，例如通過(guò)卷繞進(jìn)行制造。
按照?qǐng)D5的實(shí)施方式，以流動(dòng)的角度，也可以看作一個(gè)帶有一個(gè)入口區(qū)域(該區(qū)域?qū)?yīng)著加寬區(qū)域E)和一個(gè)扎緊的測(cè)量區(qū)(該測(cè)量區(qū)對(duì)應(yīng)著加寬區(qū)域E之外的量管區(qū)域)的量管。借助于圖5中按照本發(fā)明的法蘭連接結(jié)構(gòu)連接到量管上的作業(yè)管道的內(nèi)徑是R2。測(cè)量區(qū)的內(nèi)徑比作業(yè)管道小，因此上文中使用了術(shù)語(yǔ)“扎緊的測(cè)量區(qū)”。如果測(cè)量裝置是一個(gè)流量測(cè)量?jī)x并且量管206在按照?qǐng)D5的實(shí)施方式中是流量測(cè)量?jī)x的一根量管，因此，量管里流動(dòng)的介質(zhì)由于量管橫截面的減小在量管內(nèi)的流動(dòng)速度大于作業(yè)管道內(nèi)的流動(dòng)速度。如果測(cè)量裝置是一個(gè)磁感應(yīng)流量測(cè)量?jī)x，量管內(nèi)流速的升高對(duì)測(cè)量精度有積極的影響。因此，按照?qǐng)D5中的實(shí)施方式實(shí)施的按照本發(fā)明的一種法蘭連接結(jié)構(gòu)，其除了可以簡(jiǎn)單實(shí)施外，還可以獲得更高的測(cè)量精度。
由于流動(dòng)的原因，在圖5中本發(fā)明的一種實(shí)施方式中角度α采用16°是非常適宜的。其它增大或者減小的角度，例如10°，12°，14°，18°，20°，30°同樣是有利的。
前文所述的實(shí)施例沒(méi)有全部給出所有按照本發(fā)明的法蘭連接結(jié)構(gòu)的可能實(shí)施方式，所有本文中沒(méi)有詳細(xì)描述，但是通過(guò)對(duì)本文中所述的實(shí)施方式或者本文中不同實(shí)施方式的零件或者單個(gè)特征組合可以得出其它可設(shè)想到的實(shí)施方式，這些實(shí)施方式應(yīng)該包括在本申請(qǐng)中。
權(quán)利要求
1.法蘭連接結(jié)構(gòu)，特別是用于連接一個(gè)測(cè)量裝置的量管(6)和一個(gè)作業(yè)管道(4)，包括一個(gè)位于裝置側(cè)的法蘭盤(22)和一個(gè)位于導(dǎo)管側(cè)的法蘭盤(22a)，其中位于裝置側(cè)的法蘭盤(22)具有一個(gè)內(nèi)圓周表面(24)和一個(gè)外圓周表面，其特征在于，量管(6)的管壁在量管端部區(qū)域(8)具有這樣一個(gè)區(qū)域，其相對(duì)于量管中間區(qū)域具有更大的外徑(加寬區(qū)域)(12)并且具有向著量管(6)的量管端部(8)升高的側(cè)壁(13)，從而完成裝配之后位于裝置側(cè)的法蘭盤(22)通過(guò)加寬區(qū)域(12)可以傳遞軸向力到量管(6)的端部(8)。
2.按照權(quán)利要求1的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，量管(6)管壁在加寬區(qū)域具有一個(gè)徑向朝外的凸部(12)。
3.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，徑向凸部(12)設(shè)計(jì)成一個(gè)凸起，其具有一個(gè)向著量管(6)的端部(8)連續(xù)升高的側(cè)壁(13)。
4.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，徑向凸部(12)通過(guò)分層堆放纖維形成。
5.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，徑向凸部(12)通過(guò)卷繞纖維復(fù)合材料形成。
6.按照權(quán)利要求1的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，量管(6)在加寬區(qū)域(12)擴(kuò)寬，通過(guò)擴(kuò)寬形成一個(gè)向著量管(6)端部(8)連續(xù)升高的側(cè)壁(13)。
7.按照權(quán)利要求6的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，量管(6)在加寬區(qū)域(12)擴(kuò)寬，保持管壁厚度不變。
8.按照權(quán)利要求6或7的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，量管端部在加寬區(qū)域呈圓錐形擴(kuò)寬。
9.按照權(quán)利要求8的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，位于量管中間部分和加寬區(qū)域之間的過(guò)渡區(qū)域上的圓錐角度值在1°和45°之間，特別是在10°和30°之間，優(yōu)選地在12°和18°之間并且最好在15°和17°之間。
10.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，量管(6)連同加寬區(qū)域(12)全部或者部分由纖維復(fù)合材料制成。
11.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，量管(6)連同加寬區(qū)域(12)全部或者部分由金屬制成。
12.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，量管(6)是金屬件，加寬區(qū)域全部或者部分由纖維復(fù)合材料制成。
13.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，可以向著量管(6)的端部(8)把位于裝置側(cè)的法蘭盤(12)推到加寬區(qū)域(12)升高的側(cè)壁(13)上。
14.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，位于裝置側(cè)的法蘭盤(22)通過(guò)一個(gè)在該法蘭盤(22)和加寬區(qū)域(12)之間設(shè)置的插件(16)推到加寬區(qū)域(12)升高的側(cè)壁上。
15.按照權(quán)利要求14的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，插件(16)設(shè)計(jì)成多件式。
16.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，位于裝置側(cè)的法蘭盤(22)或者插件(16)的內(nèi)圓周表面(24)的縱向截面輪廓與加寬區(qū)域(12)內(nèi)量管(6)的圓周輪廓相匹配。
17.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，完成裝配之后，在位于裝置側(cè)的法蘭盤(22)和加寬區(qū)域(12)內(nèi)的量管(6)之間或者在插件(16)和加寬區(qū)域(12)內(nèi)的量管(6)之間存在一個(gè)形狀配合連接和/或傳力連接。
18.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，加寬區(qū)域(12)內(nèi)量管(6)的外圓周輪廓局部對(duì)應(yīng)一個(gè)n次多項(xiàng)式或者局部由n次多項(xiàng)式構(gòu)成，其中n是整數(shù)，特別是在0到10之間的整數(shù)，優(yōu)選地在0到4之間，最好是1或者2或者3。
19.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，加寬區(qū)域(12)內(nèi)量管(6)的外圓周輪廓局部對(duì)應(yīng)著一個(gè)n次多項(xiàng)式或者局部由n次多項(xiàng)式構(gòu)成，其中n是整數(shù)，特別是在0到-10之間的整數(shù)，優(yōu)選地在0到-4之間，最好是-1或者-2或者-3。
20.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，量管端部(8)是密封面。
21.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，在量管端部(8)上設(shè)置一個(gè)密封環(huán)(32)。
22.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，加寬區(qū)域(12)的一個(gè)位于量管端部側(cè)的第二側(cè)壁(15)與量管端部(8)形成一個(gè)密封面。
23.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，插件(16)和/或位于裝置側(cè)的法蘭盤(22)在其裝入安裝位置之前臨時(shí)通過(guò)合適的結(jié)構(gòu)措施來(lái)固定。
24.按照權(quán)利要求23的法蘭連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，插件(16)和/或位于裝置側(cè)的法蘭盤(22)在其裝入安裝位置之前臨時(shí)通過(guò)粘結(jié)點(diǎn)和/或機(jī)械性輔助固定工具和/或通過(guò)纏繞纖維復(fù)合材料來(lái)固定。
25.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，具有一個(gè)位于作業(yè)管道側(cè)的按照權(quán)利要求1至24中任意一項(xiàng)的聯(lián)合法蘭盤。
26.按照前述權(quán)利要求之一的法蘭連接結(jié)構(gòu)，具有一個(gè)位于作業(yè)管道側(cè)的以傳統(tǒng)方式形成的聯(lián)合法蘭盤。
27.生成一種法蘭連接結(jié)構(gòu)的方法，特別是連接一個(gè)用于流體的測(cè)量裝置的量管和一個(gè)管道，其中法蘭連接結(jié)構(gòu)包括一個(gè)位于裝置側(cè)的法蘭盤和一個(gè)管道側(cè)面的法蘭盤，位于裝置側(cè)的法蘭盤具有一個(gè)內(nèi)圓周表面和一個(gè)外圓周表面并且量管的管壁至少可以在量端部區(qū)域通過(guò)相互疊加不同的材料層構(gòu)成，其特征在于，量管的管壁上在至少一個(gè)量管端部區(qū)域上成型一個(gè)徑向指向外部的凸部，并且完成裝配之后，軸向力可以從法蘭盤通過(guò)該凸部傳遞至量管。
28.按照權(quán)利要求27的方法，其特征在于，徑向凸部是一個(gè)具有朝量管端部連續(xù)升高的、圓錐形的或者帶有雙曲線縱向截面輪廓的側(cè)壁的凸起。
29.按照權(quán)利要求27或28的方法，其特征在于，在制造測(cè)量裝置過(guò)程中，徑向凸部的成型作為最后制造步驟中的一個(gè)步驟進(jìn)行實(shí)施。
30.按照權(quán)利要求27至29中任意一項(xiàng)的方法，其特征在于，為了在法蘭盤和該凸部之間進(jìn)行力傳遞配置了一個(gè)插件，其至少部分地與徑向凸部的側(cè)壁連接。
31.按照權(quán)利要求27或30中任意一項(xiàng)的方法，其特征在于，徑向凸部通過(guò)分層堆放纖維復(fù)合材料形成。
32.按照權(quán)利要求27或31中任意一項(xiàng)的方法，其特征在于，徑向凸部通過(guò)卷繞纖維復(fù)合材料形成。
33.按照權(quán)利要求27或32中任意一項(xiàng)的方法，其特征在于，通過(guò)一個(gè)位于量管端部側(cè)的第二側(cè)壁，該凸部與量管端部形成一個(gè)密封面。
34.按照權(quán)利要求27或33中任意一項(xiàng)的方法，其特征在于，插件和/或法蘭盤在裝入其安裝位置之前臨時(shí)通過(guò)粘結(jié)點(diǎn)和/或機(jī)械性輔助固定工具和/或通過(guò)纏繞纖維復(fù)合材料來(lái)固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種法蘭連接結(jié)構(gòu)，特別是用于連接一個(gè)用于流體的測(cè)量裝置的量管(6)和一個(gè)作業(yè)管道(4)，包括一個(gè)位于裝置側(cè)的法蘭盤(22)的和一個(gè)位于導(dǎo)管側(cè)的法蘭盤(22a)，其中位于裝置側(cè)的法蘭盤(22)具有一個(gè)內(nèi)圓周表面(24)和一個(gè)外圓周表面，量管(6)的管壁至少可以在量管端部區(qū)域(8)上通過(guò)相互疊加不同的材料層構(gòu)成，并且其特征在于，量管(6)的管壁上在量管端部區(qū)域(8)上具有一個(gè)徑向指向外部的凸部(12)，并且完成裝配之后，軸向力可以從位于裝置側(cè)的法蘭盤(22)通過(guò)該凸部(12)傳遞至量管(6)。
文檔編號(hào)F16L23/026GK1621728SQ20041009179
公開(kāi)日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2004年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月26日
發(fā)明者D·海布雷赫茨, H·-W·施維德?tīng)査够? P·薩斯 申請(qǐng)人:Abb專利有限公司