流量计对准装置 当在流体的处理系统中安装流量计时，为了保证平稳的流体流动，并避免由凸出的不对准部件所造成的流动扰动，将流量计的流体处理通道对准联接导管的通道是十分重要的。随着流量计精度的提高，保证精确对准的要求也变得越来越重要。本发明涉及一种用来使流量计对准管子端部，尤其是管子法兰凸面的装置。
在此处引用为参考的授予菲希尔控制国际股份有限公司的美国专利No.4,986,574中，本发明受让人的代表贝克曼介绍了使用一种包括板状环的对准工具，所述板状环具有朝外发散的多个弹簧夹。该弹簧夹从板状环的两侧向外分出，并与两个配合法兰盘的凸面部分接合，以便使它们保持处于自动定心对准的状态。
本发明一个方面的目的在于提供一种类似于美国专利No.4,986,574所述的机构的对准机构，但独立构件的数量较少，从而能改善对准，简化安装以及减少库存。
本发明另一个方面地目的在于提供一种用于流量计的对准机构，它允许横向装设或拆除流量计。
下面结合附图对本发明进行详细介绍，由此可以更好地了解本发明的其它目的。
在本发明的第一方面中，流量计适于安装在管子法兰盘的一个凸面上。该流量计包括：一个具有一端面的流量管，以及一个固定在所述端面上的对准环，将对准环的尺寸确定成至少接合管法兰盘的所述凸面的一部分。在本发明的第二方面中，对准环被截短成为一块弧板，或者替代地成为多个突起的区域，由此允许将流量管横向地装在管子法兰盘上或从管子法兰盘上拆下。在本发明的又一个方面中，对准环适于用作一个接地环或一块孔板。在一个较佳实施例中，对准环包括一块整体的具有第一和第二组翼片的平板，所述第一和第二组翼片在平板上形成并从该板上沿着相反的方向朝外弯折。
图1是装有本发明的对准装置的流量计的分解剖视图，该流量计放置在两个管子法兰盘之间；
图2是图1所示流量计沿2-2线剖切时的立面图；
图3是具有本发明另一实施例的流量计的端视图；
图4是图3所示流量计沿4-4线剖切时的局部剖视图，图中该流量计与一个相配合的管子法兰盘和一个密封垫片装在一起；
图5是与图4相类似的视图，但用一个弹簧夹装置来代替平坦的厚对准构件；
图6是一个也能用作接地板的对准装置的前视图；
图7是采用了图6所示对准装置的管子法兰盘流量计连接的分解剖视图；
图8是对准装置/孔板结合体的前视图；以及
图9是图8所示孔板沿9-9线剖切时的视图。
为了方便起见，在图中用相同的参考标号标示的物件是相同的零件或者具有相同或类似的功能。
在图1中，流量计12的流量管10安装在管子法兰盘14、16之间，以便测量通过的流体流量。根据本发明，流量计12包括固定在其两端上的对准环18、20，当使流量计和管子法兰盘装配在一起时，对准环至少分别地与管子法兰盘14、16的凸面22、24的一部分接合。对准环18、20最好包括具有翼片26的整体金属薄板，所述翼片26是从该板上冲压或者模压出来的，并将它们用作弹簧夹。翼片26的尺寸和形状要这样确定，使得当流量计与管子的法兰盘接触时，由法兰面30、32将翼片26的自由边缘28向内压向流量管孔的中心线34，直到这些边缘牢固地卡紧凸面22、24的周边(外直径)为止。在对准环18、20固定在流量管10上的同时，它们与流量管预对准。因此，例如当一个或多个翼片的自由边缘28开始接合凸面22时，它们会推动流量管10和管子法兰盘30靠近并趋于对准，直到当所有的自由边缘都与凸面22的外直径卡紧接合时，配合通道就呈基本上对准的状态。
如同已经知道的那样，所谓的“薄饼”型流量管10借助于穿过孔36的螺栓或螺柱(未示出)夹在管子法兰盘14、16之间，并用螺母在端部紧固。对准环18、20还能用于并固定在所谓的“法兰”式流量管上。在这两种情况下，均在管子法兰盘和流量管端部(无论有无法兰)之间放置一个环状垫片(在图1中没有示出)，以便增进管子法兰盘的凸面和流量管端部的凸面之间的密封。这种垫片可由翼片26保持在应有的位置上。
流量计12包括一个以方块形示出的电子组件38，它从一外部电源接收能量并提供一个指示流量的输出。流量计12可以是任何一种不同型式的流量计，包括例如涡流式、电磁式以及孔板/差压式流量计。如图所示，流量计12具有电磁变化，该变化由覆盖流量管孔的沾湿表面的薄(电绝缘)衬套40显示出来。为了简单起见，将流量管10画成一个厚的整体圆筒，当然它还可以具有任何适当的结构。
图2示出了沿着图1中的2-2线剖切而得到的流量管10。为了清楚起见，将对准环18画暗。环18最好由单独的一块高强度耐腐蚀金属，例如316不锈钢制成。金属厚度应大到足以使翼片具有足够的刚性，以致于使它们不会在对准期间在流量管的重量下产生翘曲、扭曲或其它变形。然而，金属厚度不应超过流量管凸面的高度42(见图1)。金属厚度最好在大约0.015至0.060英寸(0.38-1.5mm)的范围内。为了保证环18相对于流量管对准，使该环的内直径44的尺寸与流量管凸面46的外直径相配合。作为替代，可以将直径44设定得大一些或小一些，并且使环利用一个独立的定位器对准流量管。然后，最好用例如在位置48处的点焊、线焊或其它已知方式将环18永久地固定在流量管的端部上。将对准环永久性地固定在流量管上的结果是形成一个坚固的具有一个整体的精确对准机构的流量计。于是不再需要一个独立的对准构件，该构件在安装时很麻烦而且不便于储存。此外，该固定的对准环还可用作上述密封垫片的临时保持器。
也可以采用半永久性的连结方式，如螺钉、卡箍之类将对准环连接在流量管的端部上。这些方法允许在对准环受到损坏，或者要将流量计连结到一个非标准的管法兰盘上的情况下拆下和更换对准环。然而，半永久性连结方法在大多数工业应用中通常不是最好的，这是因为螺钉或其它连结装置可能会被锈蚀或损坏，并且可能会出现偏移。
图3示出了一个与图2所示相类似的流量管，但其具有一个用来代替每个对准环18、20的厚对准弧板50。图4是表示沿图3中的4-4线剖切的局部剖视图，图中还示出了相配合的管子法兰盘14以及一个密封垫片52。对准弧板50的厚度T符合下述的不等式：
(Tfm+Tg)＜T＜(Tfm+Tg+Tpf)，
此处，Tfm为流量计的凸面的厚度，Tg为垫片的厚度，而Tpf为管子法兰盘的凸面的厚度。对准弧板50具有多个与管子法兰盘的凸面的外缘54配合的区域50a、50b、50c。这些区域最好是一个整体零件的几个部分(如图所示)，由此可以简化结构和方便制造，但是它们也可是不同的单独地连结在流量管上的多个零件。如果需要的话也可取消(即填满)弧板50的凹进区域56。另外，弧板50还能延伸到虚线轮廓58处以便增加对准弧板和管子法兰盘的凸面之间的接触。但是，最好应使与管子法兰的凸面相配合的弧板50的任何部分都不延伸到低于线60-60的流量计端部的另一半上。这样，可以将对准弧板50用作一种零间隙对准装置，这是因为它允许流量计在很少或者基本上没有轴向分离的情况下降低以形成与管子法兰盘的配合接触，或者从这种配合接触状态中拆走。应该注意到，为了方便安装，可以借助于一个粘结剂敷层将垫片52固定在流量管的端部上。
图5以剖视图的形式示出了一个对准弧板的替代实施例。对准弧板62具有与图4所示弧板50相类似的弧形形状，以便允许如同上文所述的那样横向安装流量计。然而，在其它方面，它与对准环18、20相似，这是因为它也具有相对较薄的结构，并且沿其长度方向具有例如翼片64那样的弹簧夹来接合管子法兰盘的凸面边缘。在弧形实施例中使用多个弹簧夹的一个优点是，与图4的设计方案相比较，在流量管的端部和管子法兰盘之间分离的范围较大时，如果这种分离应超过垫片厚度，对准弧板62仍能将流量管保持在应有的位置上。正如对准环18、20一样，对准弧板50和62最好用耐腐蚀的金属，如各种品级的不锈钢制成，并且虽然也可半永久性地将它们固定在流量管的端部上，但最好还是将它们永久性地固定在流量管的端部上。
图6示出了一种对准环和电接地环的组合体66。已经知道，在电磁流量计中要使用多个电接地环以便在接地环位置固定流体的电位。根据本发明的一个方面，组合环66既可用作一对准环也可用作一接地环。比较有利地是，组合环66用一整块平板68制成，第一组对准翼片70和第二组对准翼片72两者均从该平板68上冲压出来。从图6所示出的各构件间的相互关系可以看出，翼片70沿着跃出画面的方向弯曲离开平板，而翼片72则沿进入画面的相反方向弯曲离开平板。相对于例如美国专利No.4,986,574中所介绍的对准装置而言，用一块单独的整体平板制造组合环66的方式可以简化制造过程并降低制造成本。使用一块单独的整体平板还能获得与平板68的周围环形部分74具有相同厚度的翼片70、72。因此，对于一个给定的所需翼片厚度而言，能获得一个较小的全环厚度。
图7是处于管子法兰盘14和有法兰的电磁流量计流量管76的一端之间的组合环66的分解剖视图。一根短电缆78在导电环66和流量计的金属外壳之间提供电流接触，并且也接地(如果需要的话)。为此，环66具有一个触片80，在该触片上还设有一个孔82以便形成电接头。安装工人还可以把触片80用作一个用以在安装过程中操纵该组合环的手柄。
为了对准，当使用螺栓将法兰盘连结在一起时，翼片70接合管子法兰盘凸面22的外直径，而翼片72接合流量计凸面82的外直径。应该指出，翼片70能支承一个第一垫片84，而翼片72能支承一个第二垫片86。如果需要的话，面对的流量管翼片72可以以与翼片70相同的方向弯折，而组合环66能用螺钉之类对准流量管的端部并连结在其上。在这种情况下，最好在流量管端部的一个较低面88上形成连结，并且在环66和面88之间的拉线钉的厚度等于凸面82的厚度加上垫片86的厚度，以便保持这个经过改进的环66平坦和不翘曲。
本发明还能应用于如图8所示的孔板。正如已经知道的那样，对通过一块孔板的不同流体压力进行的测量可被用作一个流量的指示器。在图8中，孔板90包括一整块平板92，该板上具有一个精确钻出的孔94，还有一第一组从页面向外弯折的冲压翼片96以及一第二组从页面向内弯折的冲压翼片98。孔94小于夹住它的管子法兰盘的内直径(用虚线圆100标出该内直径)。孔94相对于翼片96,98的内(自由)边缘位于中心。由于孔板需要一个相对较厚的整板，通常为1/8或1/4英寸(3.2或6.4mm)，翼片96、98与上文所介绍的翼片26、64、70和72相比具有非常大的刚度。其结果是，可以将翼片96、98加工成在以较小的压力或不用力压迫翼片时，使它们的内边缘与相对的管子法兰盘的凸面的肩部配合。由此该孔板/对准环的组合体不仅有助于对准管子的导管，而且还有助于相对于这些导管对准加工精确的孔。可以用凸脊，销子之类代替翼片96、98。图9示出了沿着图8中的9-9线剖切的孔板90的一部分。
虽然已经结合着几个最佳实施例介绍了本发明，但是本领域中的普通技术人员均可以认识到，在不背离本发明的精神和范围的前提下可以在形式上和细节上对本发明进行变化。