特別用于高壓力裝置的磁感應(yīng)流量計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的一般范圍的磁感應(yīng)流量計(jì)，以及一種根據(jù)權(quán)利要求14的一般范圍的電極錨的裝配過程。
【背景技術(shù)】
[0002]磁感應(yīng)流量計(jì)在許多不同的應(yīng)用領(lǐng)域中使用。特別是在高壓力裝置的領(lǐng)域中發(fā)生伸入測量管的測量電極的錨定問題。
[0003]在過去，已經(jīng)描述了多種錨定概念，然而，由于各種原因不構(gòu)成任何令人滿意的解決方案。
[0004]DE 10 2007 004 827 Al在一個實(shí)施例中公開了一種軛(yoke)組件。然而，該結(jié)構(gòu)確實(shí)導(dǎo)致殼體的過大尺寸。US 7 938 020、US 2004 014 90 46和US 3 924 466每個公開了錨定測量電極的螺釘連接或螺釘插入物。然而該螺釘連接會導(dǎo)致氣密性的問題。US 4388 834公開了一種所謂的蘑菇頭電極，它到測量管的連接是基于它的蘑菇頭幾何形狀。US
4567 775公開了一種用于錨定測量電極的全灌漿版本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，因此本發(fā)明的目的在于提供一種具有帶有高壓力穩(wěn)定性和低結(jié)構(gòu)高度的電極錨的磁感應(yīng)流量計(jì)，以及一種用于構(gòu)造該電極錨的過程和為此目的設(shè)計(jì)的工具。
[0006]本發(fā)明通過提供權(quán)利要求1、14和15項(xiàng)的概括完成該目的。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，一種特別適合于高壓力裝置的磁感應(yīng)流量計(jì)具有測量管，測量管具有附接測量電極的多部分電極銷，其中電極銷由以下部件構(gòu)成:
[0008]a)聯(lián)接配件，其以本質(zhì)相同的方式與測量管連接，其中聯(lián)接配件具有凹槽或者與測量管一起形成凹槽。
[0009]b)聯(lián)接插入物，用于引導(dǎo)和/或固定經(jīng)由聯(lián)接與聯(lián)接配件連接的測量電極，其中聯(lián)接插入物具有通過部分旋轉(zhuǎn)接合在凹槽中并且因此實(shí)現(xiàn)聯(lián)接的錨定翼部。
[0010]聯(lián)接配件因此可以已經(jīng)具有凹槽或者與測量管相互作用形成凹槽。錨定翼部接合在該凹槽中。通過部分旋轉(zhuǎn)，例如以90°就像在卡口連接中一樣實(shí)現(xiàn)緊固和松開。
[0011]該電極銷適合于即使在高介質(zhì)壓力下，例如在超過5MPa(50bar)的介質(zhì)壓力下，將電極固定地附接在管上。
[0012]本發(fā)明的有利實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的主題。
[0013]如果聯(lián)接插入物具有平行于測量電極軸的凹部則是有利的，測量電極和/或連接到它的測量電極附件布置在凹部中。該凹部允許測量電極被引導(dǎo)在聯(lián)接插入物內(nèi)。
[0014]如果測量電極或與測量電極連接的測量電極附件以緊密配合方式固定抵靠聯(lián)接插入物則是有利的。緊密配合允許測量電極至少牢固地與測量電極固定在一側(cè)上，舉例而言，例如圖2所示，被按壓抵靠密封插入物的密封表面。
[0015]如果測量管的外徑在電極錨的區(qū)域中具有平坦表面則是有利的。這樣允許在測量管與聯(lián)接配件之間的大連接表面并且因此具有高的耐磨性。
[0016]錨定翼部和聯(lián)接配件有利地具有放置在彼此上方的表面，所謂的聯(lián)接表面，其具有關(guān)于測量管的外徑的平坦表面的傾斜角以給聯(lián)接配件和聯(lián)接插入物兩者的聯(lián)接設(shè)置旋轉(zhuǎn)方向。這樣直觀地指定在裝配期間的旋轉(zhuǎn)方向，如在相反旋轉(zhuǎn)方向中提供了端部擋板。
[0017]聯(lián)接配件有利地焊接到測量管并且優(yōu)選地利用圓周焊縫緊固。這允許了同種物質(zhì)的裝配。并且如果必要，聯(lián)接配件以及聯(lián)接插入物，就像測量管一樣由金屬制成，特別是鋼。
[0018]用于聯(lián)接的部分旋轉(zhuǎn)有利地以45-135°、優(yōu)選地60-120°、并且特別是80-100°的角度來完成。這同樣適用于松開聯(lián)接。
[0019]聯(lián)接有利地實(shí)施為形狀配合聯(lián)接。
[0020]聯(lián)接配件可以有利地設(shè)計(jì)為兩個L形限制支架，其僅需要非常少的空間，并且到達(dá)聯(lián)接插入物的錨定翼部的后面。
[0021]如果平行于測量電極軸行進(jìn)的聯(lián)接插入物中的凹部具有減震套筒以限制測量電極和/或測量電極附件在凹部內(nèi)的自由移動和/或以使得測量電極與聯(lián)接插入物電絕緣則是有利的。
[0022]測量電極可以在一些段中由壓密材料制成的插入物環(huán)繞，該插入物沿著鉆孔的整個長度布置在測量管中的鉆孔中并且優(yōu)選以伸出部的形式在端部具有密封表面，在其上放置測量電極附件。該布置提供附加改進(jìn)的壓密性。
[0023]如果密封表面在從徑向方向觀察時具有向外的材料曲率則是有利的。
[0024]測量管可以有利地在一些段中至少利用電絕緣材料層涂覆在內(nèi)側(cè)上，其中測量電極穿透該材料層并且材料層在測量電極的區(qū)域中在測量管軸方向中具有材料曲率。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，一種用于在磁感應(yīng)流量計(jì)的測量管上的測量電極的電極錨的裝配過程，包括以下步驟:
[0026]a)如果必要，將外徑上的平坦表面附接在磁感應(yīng)流量計(jì)的測量管上；
[0027]b)優(yōu)選地在與測量管一起形成凹槽時，將聯(lián)接配件固定在測量管的外徑上；
[0028]c)與測量管正交地將聯(lián)接插入物插入聯(lián)接配件；
[0029]d)旋轉(zhuǎn)移動聯(lián)接插入物，其中布置在聯(lián)接插入物上的錨定翼部接合在凹槽中或布置在聯(lián)接配件中的凹槽中，以及
[0030]其中，在旋轉(zhuǎn)移動期間，部分布置在聯(lián)接插入物中的測量電極附件，或測量電極以緊密配合方式按壓抵靠聯(lián)接插入物。
[0031]電極錨的裝配可以通過不詳細(xì)解釋的套筒扳手簡單地實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0032]在多個示例性實(shí)施例的基礎(chǔ)上，利用所包括的附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。它們示出了:
[0033]圖1在根據(jù)本發(fā)明的磁感應(yīng)流量計(jì)的測量管上的電極錨的示意圖；
[0034]圖2電極錨的截面圖；
[0035]圖3a-圖3c作為電極錨一部分的聯(lián)接插入物的各種視圖；
[0036]圖4a_圖4c作為電極錨一部分的聯(lián)接配件的各種視圖；
[0037]圖5第二變型的電極錨的截面圖；
[0038]圖6第三變型的電極錨的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]磁感應(yīng)流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和測量原理是基本上已知的。根據(jù)法拉第感應(yīng)法則，電壓在磁場內(nèi)移動的導(dǎo)體中被感應(yīng)。對于磁感應(yīng)測量原理，流量測量物質(zhì)對應(yīng)于移動的導(dǎo)體。具有恒定強(qiáng)度的磁場由在測量管的兩側(cè)上的兩個線圈產(chǎn)生。在測量管的內(nèi)壁上，存在與前者正交的兩個測量電極。當(dāng)測量物質(zhì)流過管時，它們對所產(chǎn)生的電壓進(jìn)行分流(tap)。感應(yīng)的電壓與流體流速并且因此與體積流速率成正比。由場線圈產(chǎn)生的磁場由具有交替極性的脈沖直流產(chǎn)生。這樣保證穩(wěn)定零點(diǎn)并且對測量補(bǔ)償?shù)挚箒碜远嘞辔镔|(zhì)、流體不均勻性或低導(dǎo)電率的影響。具有包括超過兩個場線圈的線圈裝置和不同幾何布置的磁感應(yīng)流量計(jì)是已知的。
[0040]磁感應(yīng)流量計(jì)的高壓力裝置引起對已知電極構(gòu)造的新挑戰(zhàn)。高壓力作用在直接伸入測量管的測量電極上。結(jié)果，測量電極必須以特別防磨損的方式被錨定。壓力密封性是在適合于高壓力的電極錨的開發(fā)中的另一個重要方面。其它方面是電極錨的緊湊結(jié)構(gòu)，由于在用于磁感應(yīng)流量計(jì)的許多裝置中僅存在有限的空間。因此，較大的殼體結(jié)構(gòu)和電極錨是不利的。特別焦點(diǎn)是在電極錨的安裝高度方面，即電極錨從測量管突出的距離。
[0041]圖1表示用于具有測量管4的磁感應(yīng)流量計(jì)的測量電極7的電極銷I。電極銷I包括附接到測量管4外徑的兩個相對限制支架形式的聯(lián)接配件2。聯(lián)接配件2以相同材料的形式，優(yōu)選地通過焊接，附接到測量管4。這樣意味著在測量管4上不會發(fā)生干涉，其會導(dǎo)致在高壓力裝置中的壓力不穩(wěn)定性以及與密閉性相關(guān)的問題。
[0042]示出為限制支架形式的聯(lián)接配件僅應(yīng)該理解為根據(jù)本發(fā)明的電極錨的優(yōu)選示例性實(shí)施例，因?yàn)樵摪姹臼翘貏e節(jié)省空間的。如果提供用于接納聯(lián)接插入物3的相應(yīng)開口，以及(在前者旋轉(zhuǎn)時)允許將聯(lián)接插入物3固定到支撐件2上或支撐件2中的錨定表面，則聯(lián)接配件2也可以執(zhí)行為限制板。
[0043]在圖4a_圖4c中詳細(xì)地示出聯(lián)接配件。它具有錨定段21，其在端部的一側(cè)上通過焊接連接附接到測量管4，并且從測量管4的外徑徑向突出。錨定段以90°彎曲(α)變成聯(lián)接段22。該聯(lián)接段22主要平行于測量管軸行進(jìn)。圖1允許觀察者看見聯(lián)接配件2的限制支架的兩個聯(lián)接段22互相相對和/或每個布置朝向彼此。在這個中，每個聯(lián)接段具有在前面的端表面28，其每個布置在與測量管軸正交的平面中。
[0044]錨定段21具有至少10*10mm、優(yōu)選地超過12*12mm的平均尺寸(寬度*長度)。錨定段21，包括彎曲，并且因此還有聯(lián)接配件，因此從測量管4優(yōu)選地突出25mm的最大距離，特別是20mm的最大距離。這樣允許磁感應(yīng)流量計(jì)的緊湊結(jié)構(gòu)。
[0045]聯(lián)接段22優(yōu)選地具有10*5mm的平均尺寸(寬度*高度)。聯(lián)接段的長度，包括彎曲，優(yōu)選地為12-30mm。
[0046]聯(lián)接段22具有聯(lián)接區(qū)域和/或聯(lián)接表面23，其與測量管4的外徑相對。該聯(lián)接表面23以這樣的方式傾斜，使得聯(lián)接區(qū)域23的第一側(cè)邊緣到測量管4的外徑的橫向距離X2大于聯(lián)接區(qū)域23的第二側(cè)邊緣到測量管4的外徑的橫向距離y2。聯(lián)接插入物3-特別是它的錨定翼部19-接合在聯(lián)接區(qū)域23與測量管4的外徑之間的凹槽中。該接合通過卡口狀旋轉(zhuǎn)移動實(shí)現(xiàn)。在聯(lián)接區(qū)域23中的傾斜要求某個旋轉(zhuǎn)方向，其中聯(lián)接插入物3必須轉(zhuǎn)動以接合在聯(lián)接配件2中。所述凹槽具有聯(lián)接配件2的總高度的優(yōu)選地30-70%的從測量管的外徑測量的高度，特別是聯(lián)接配件2的總高度的35-65%的高度。
[0047]聯(lián)接段22具有圓弧形狀末端凹部27，其模仿聯(lián)接插入物3的外部形狀的一部分。這樣防止聯(lián)接插入物3的任何滑動，并且保證當(dāng)聯(lián)接插入物3與聯(lián)接配件2連接時引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)移動。
[0048]如圖4a_圖4c所示聯(lián)接配件2的實(shí)施例已經(jīng)經(jīng)受磨損測試以證明與測量管4連接的穩(wěn)定性。聯(lián)接配件2經(jīng)受測量設(shè)備可用的最大載荷，即達(dá)200萬克(2噸)。在該測量范圍內(nèi)沒有檢測到磨損。
[0049]圖1還示出聯(lián)接插入物3，其與聯(lián)接配件2在前者的錨定位置中連接。聯(lián)接插入物3表示為圓柱形芯體20。在芯體20的下部段中，形成錨定翼部19，其從芯體的殼體表面優(yōu)選地徑向突出至少1_、特別優(yōu)選地至少2_。在這個中的一個銷定翼部表示聯(lián)接區(qū)域和/或聯(lián)接表面18，其具有關(guān)于平行于芯體20的圓形表面的傾斜角。該傾斜角優(yōu)選地為1-10°。它對應(yīng)于聯(lián)接配件2的聯(lián)接表面23的傾斜角。
[0050]聯(lián)接插入物3和聯(lián)接配件2每個由金屬，優(yōu)選地由不銹鋼制成。
[0051]聯(lián)接插入物3具有圓柱形凹部14，其是旋轉(zhuǎn)對稱的并且擴(kuò)展到測量管壁并且平行于銷形測量電極7的測量電極軸行進(jìn)。該凹部包含絕緣材料的減震套筒13，其將測量電極7和連接到它的測量電極附件8與