[发明专利]小管线尺寸的涡旋流量计

说明书

技术领域

本发明涉及流量计，更具体地，本发明涉及小管线尺寸的流量计，比如卫生型涡旋流量计。

背景技术

涡旋流量计通常串联地安装在过程流体流动管道内，以测量过程流体的流动速率。流体流动中的非流线形本体(bluff body)在非流线形本体的下游、在非流线形本体的交替两侧上产生漩涡或涡旋。这种涡旋轨迹称为卡门(Karman)涡街。非流线形本体通常已知为发生体(shedder)。

仪表是工厂校准的，从而建立频率与速度之间的关系，该关系已知为K因子。过程流动的速度可以由涡旋脱落(vortex shedding)的频率确定。该涡旋脱落的频率可以通过布置在发生体上的传感器记录，其中该传感器可以有效地检测与脱落相关联的压力变化。

涡旋流量计在多种过程中得到使用，范围从诸如油和化学品加工的工业应用场合到诸如食品和药品加工的卫生应用场合。不管具体的应用场合如何，这些流量计均以相似的方式进行操作，但是卫生应用场合呈现出通常在其他非卫生环境中没有发现的挑战。例如，意欲用于卫生应用场合的涡旋流量计必须能够被全面清洁，以满足可应用的原位清洁(CIP)需求。就此而言，重要的是确保流量计没有缝隙或囊室(pockets)，在所述缝隙或囊室内可以捕获或聚集食品颗粒等、并且由此妨碍或阻止过程运行之间的全面清洁。美国食品和药物管理局甚至已经公布诸如巴氏杀菌奶条例(PMO)3A卫生标准的标准以解决这些担忧。但是，这些标准已被证实相对较难满足。实际上，可以相信的是，到目前为止，本发明的受让人英维思(Invensys)系统公司是具有合乎这些标准的涡旋流量计的唯一的主制造商。

这些英维思涡旋流量计已经能够通过将传感器有效地嵌入发生体内而符合PMO 3A卫生标准。该设计将传感器充分靠近涡街放置，以使单个装置能够在操作期间检测在发生体的两侧上产生的压力变化。这种传感器的嵌入设置还消除对传感器的单独过程穿透(separateprocess penetration)的需求，由此消除可能因该过程而导致的缝隙或囊室。

尽管这种嵌入式布置已经显示出能够使涡旋流量计有效地满足这些卫生需求，但是缺点在于：发生体以及管道的对应的内径必须足够大以容纳传感器。这意味着将传感器置于发生体内对于小管线尺寸的管道(比如直径小于大约2英寸(5cm)的管道)可能是不合适的，这是因为发生体/一体式传感器将阻挡流量计管道的横截面面积的过大的百分数。就此而言，涡旋发生体典型地具有相对于流动管的直径的精确几何形状。发生体表面的宽度及发生体尾部的对应长度和其他尺寸都与仪表孔(内部直径)成比例。为感测涡旋压力脉冲，需要特别最小化尺寸(有效区域)的传感器膜片以产生来自传感器的信号。由于在常规的卫生型涡旋仪表中涡旋传感器与发生体尾部成一体，因此尺寸小于2英寸的尾部已被发现不足以大到容纳一体式传感器。该因素已被证实特别成问题，这是因为许多食品加工和其他卫生应用场合使用2英寸(5cm)或更小的管线尺寸。

由此，存在对于有效测量小管线尺寸管道中的涡旋脱落的卫生型涡旋流量计的需求。

发明内容

在本发明的一个方面，卫生型涡旋流量计包括管道，所述管道用于沿下游方向流过其中的过程流体流动，所述管道具有限定中央孔的一个或多个内壁。发生体设置在所述中央孔内，并且膜片与所述发生体相邻地嵌入到所述管道的内壁部分中。传感器设置成远离所述管道。容纳有填充流体的填充管被设计成用于将所述膜片经由所述填充流体可连通地联接至所述传感器。

在本发明的另一方面，前述方面的变型包括与所述发生体相邻地设置在所述管道的相对的内壁部分中的膜片和另外的膜片。容纳有填充流体的填充管被设计成用于将所述膜片中的每一个可连通地联接至所述传感器。膜片保持器被设计为将所述膜片维持在所述管道中它们的嵌入位置中。

在本发明的另一方面，一种生产卫生型涡旋流量计的方法，包括：将发生体设置在用于过程流体流动的管道的中央孔内；将第一膜片与所述发生体相邻地安装在所述管道的内壁中；将传感器设置在所述管道的外部，以及利用容纳有填充流体的第一填充管将所述第一膜片可连通地联接至所述传感器。

附图说明

参照附图阅读以下对本发明的各种方面的详细说明，本发明的以上和其他特征及优点将变得更加显而易见，其中：

图1是所述发明的实施例的示意性横向截面图，且虚线示出可选方面；

图2是所述发明的可选实施例的立体局部示意图；

图3A是沿图2的3-3截取的轴向截面图；

图3B是本发明的可选实施例的与图3A的视图相似的视图；