(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプフランジを持つ流量計を整列させるための装置であって、
該装置は、
流体を通すために、その中に中央孔をもつ一枚の平板からなり、
該平板は、また、その中にあり該平板から外方向に曲げられた第１の組のタブと、その中にあり前記第１の組のタブの反対方向に、該平板から外方向に曲げられた第２のタブとを持ち、
該平板は第１および第２の組のタブの近傍の外側に環状部分を有し、該環状部分の厚さは少なくとも前記第１の組のタブの厚さに実質的に等しいことを特徴とする整列装置。
【請求項２】
前記第１と第２の組のタブは、前記中央孔の周りに交互に配列されていることを特徴とする請求項１の整列装置。
【請求項３】
前記平板は、さらに前記環状部分から延びる取っ手を含むことを特徴とする請求項１の整列装置。
【請求項４】
前記平板は金属材料から構成されていることを特徴とする請求項１の整列装置。
【請求項５】
さらに、該平板に取り付けられた接地ケーブルを含むことを特徴とする請求項４の整列装置。
【請求項６】
流量計を隆起面をもつパイプのフランジに結合するための整列装置であって、金属材料で構成され、実質的に平坦部分と流体を通すためにその中に中央孔をもち、前記平坦部分から互いに異なる方向に出っ張る第１および第２の組のタブをもつ一枚の平板と、
該一枚の平板を前記流量計に固定するための手段を具備し、
前記第１および第２の組のタブは前記隆起面の外径に噛み合うようなサイズにされ、該平板は第１および第２の組のタブの近傍の外側に環状部分を有し、該環状部分の厚さは、少なくとも前記第１の組のタブの厚さに実質的に等しいことを特徴とする整列装置。
【請求項７】
前記固定するための手段が、溶接、ネジ止め、およびクリップのいずれかからなることを特徴とする請求項６の整列装置。
【請求項８】
前記第１および第２の組のタブがスプリングフインガ（spring fingers）からなることを特徴とする請求項６の整列装置。
【請求項９】
前記一枚の平板がリングからなることを特徴とする請求項６の整列装置。
【請求項１０】
前記平板がさらに前記環状部分から延びる取っ手を含むことを特徴とする請求項６の整列装置。
【請求項１１】
前記第１および第２の組のタブが前記中央孔の周りに交互に配列されていることを特徴とする請求項１または６の整列装置。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
流体処理システム中に流量計を装着する時、流体の流れが滑らかに流れることを保証し、不整列部品の突出により流体の擾乱を回避するためには、流体計の流体処理通路を、これに隣接する導管の通路と整列させることが重要である。流量計の正確さは改良されているので、導管の正確な整列を保証する必要性がますます重要になってきている。本発明は、流量計をパイプの端部、特に隆起した面をもつパイプのフランジと整列させるための装置に関する。
ここに参考文献として上げた、フィッシャ  コントロールス  インタナショナル株式会社に譲渡された米国特許第4986574号には、ベックマンは外側方向に広がるスプリングフィンガ（spring fingers）を有する板状のリングから構成される整列部品を使用することを開示している。このスプリングフィンガは板状のリングの両側から外側方向に広がり、二つの対をなすフランジの隆起した面と噛み合い、それらが中心軸で整列するようにしている。
本発明の一つの目的は、整列を改善し、取付作業を簡単化し、在庫品を減らすために、米国特許第4986574号のものに類似してはいるが、低減された個数の部品からなる整列機構を提供することである。
本発明の他の目的は、流量計の横方向からの装着および取外しを可能にする流量計のための整列機構を提供することである。
本発明の他の目的は、本発明の詳細な説明および図面から明らかになるであろう。
発明の要約
本発明の第１の特徴は、流量計が隆起した面をもつパイプフランジに結合しやすい形状にされていることである。該流量計は、端面をもつフローチューブ（flowtube）と、該端面に取付けられる整列リングを含んでいる。該整列リングは、少なくとも、前記パイプフランジの隆起面の一部と噛合うサイズに作られている。本発明の第２の特徴は、該整列リングが、パイプフランジに対してフローチューブを横方向から接着または取り外しできるように、アーク状あるいは複数の突出領域を有する形状に構成されている。本発明のさらに他の特徴は、整列リングが電気的接地リングまたはオリフィス板として使用するのに適した形状にされていることである。好ましい実施例では、整列リングはその中に形成され、かつ互いに反対方向に板から離れる方向に曲げられた第１組および第２組のタブを持つ一枚の平板から構成されている。
【図面の簡単な説明】
図１は、二つのパイプフランジの間に置かれた、本発明の整列装置を具備する流量計の分割された断面図を示す。
図２は、２−２線によって切られた図１の流量計の正面図である。
図３は、本発明の他の実施例の流量計の後面図である。
図４は、突き合わされるパイプフランジおよび密封ガスケットと共に、４−４線で切られた図３の流量計の一部の断面図を示す。
図５は、スプリングフィンガ装置が平らな厚い整列部品と置き換えられた、図４と同様の図を示す。
図６は、電気接地板として使用できる整列装置の平面図である。
図７は、図６の整列装置を用いたパイプフランジと流量計との接続部分の分割された断面図を示す。
図８は、整列装置とオリフィス板との組合わせの平面図である。
図９は、９−９線に沿った図８のプレートの断面図を示す。
便宜のために、同じ参照符号をもつ部品は同一または同等の機能を有している。
好ましい実施例の詳細な説明
図１において、流量計12のフローチューブ10は、それを通って流れる流体の量を測定するために、パイプフランジ14と16の間に装着されている。本発明によれば、流量計12はその両端に取付けられた装着リング18と20を含んでいる。該装着リングは、該流量計とパイプフランジが合体される時、それぞれ、パイプフランジ14、16の隆起面22、24の少なくとも一部と噛合う。好ましくは、整列リング18、20は、スプリングフィンガの働きをするパンチで孔を開けられたまたは型に合わせて切込まれた（スタンプされた）タブ26を持つ一個の金属シートから構成されている。タブ26は、流量計がパイプフランジと接触させられる時、タブ26の自由端がフローチューブの内側の中心軸34の方へフランジ面30、32によって内方へ圧縮されるサイズおよび形状に作られている。この圧縮により、該自由端は隆起面22と24の周囲（外径）を強固に把握する。整列リング18、20がフローチューブ10に取付けられる時に、該整列リング18、20は該フローチューブ10と予備的に整列させられる。このように、例えば、１以上のタブの自由端28が隆起面22と噛合い始める時、それらはフローチューブ10とパイプフランジ30が整列に近付くように押し、全ての自由端が隆起面22の外径と噛合った状態になった時、一対の通路が完全に整列される。
知られているように、いわゆる“ウエファ”型フローチューブと呼ばれるフローチューブ10は、孔36を通るボルトまたはスタッド（図示されていない）によりパイプフランジ14、16間でサンドイッチされ、その端部をナットで強く締め付けられる。整列リング18、20は、また、いわゆる“フランジ”型フローチューブに対して使用され、あるいは取付けられる。両方の場合において、環状のガスケット（図１には示されていない）は、パイプフランジの隆起面とフローチューブの端部の隆起面との間のシールを向上させるために、パイプフランジとフローチューブの端部（フランジされていようといまいと）との間に置かれている。そのようなガスケットはタブ26によって決まった位置に保持されることができる。
流量計12はブロックで示されている電子モジュール38を含んでいる。該電子モジュール38は外部の電源から電力を受け、流量を示す出力を提供する。流量計12は、例えば渦巻き型、電磁型、およびオリフィックス板／差圧型等を含む種々のタイプの流量計の一つでありうる。示されているように、流量計12は、フローチューブの内側の濡れる面をカバーする薄い（電気的に絶縁された）ライナー40で示される電磁型の多種のもので構成されている。簡単のため、フローチューブ10の肉厚の固い円筒として示されているが、勿論他の適当な構成であっても良い。
図２は、図１の２−２線に沿って切られたフローチューブ10の正面図を示している。説明を明瞭にするために、整列リング18には影が付けられている。リング18は、好ましくは、例えば316ステンレスのような、一個の高強度の腐食抵抗金属から構成されている。金属の厚さは、タブがフローチューブ10の重みに耐えて整列している間に、ちじれたり、捩れたり、あるいは他の変形を起こしたりしないような、十分の強さになる厚みにするべきである。しかしながら、該金属の厚さはフローチューブの隆起面の高さ42を越えてはならない（図１を見よ）。該金属の厚さは、約0.015から0.060インチ（0.38〜1.5mm）までが好ましい。リング18の内径44は、フローチューブに関してリングの整列を保証するために、フローチューブの隆起面46の外径と合うサイズにされている。前記内径44はもっと大きくあるいは小さくしてもよく、この場合には該リングは別の取付け具を用いてフローチューブと整列されることができる。その後、リング18は好ましくは位置48におけるスポット溶接、シーム（seam）溶接、あるいは他の溶接によって、フローチューブの端部に永久に取付けられる。整列リングをフローチューブに永久に固定することによって、完全にかつ正確な整列機構をもつ長年の使用に耐えられる堅固な流量計が得られる。組み立て中にうんざりさせ、在庫品の保管に不便な分割された整列部品の必要性は、低減される。さらに、取付けられる整列リングは上記の密封ガスケットのための一時的なホルダとしての働きをしている。
ねじ、クリップあるいはこれらと同等のものを用いた、フローチューブの端部に整列リングを半永久的に取付ける方法もまた使用することができる。このような方法であれば、もし整列リングが破壊されたり、流量計が非標準のパイプフランジに結合されるはめになった場合に、該整列リングを除去して交換することができるようになる。しかしながら、半永久的な取付け方法は、ねじや他の取付け装置の腐食または破壊の可能性および非整列の可能性のために、大部分の工業的使用には一般的に言って好まれない。
図３には、図２のフローチューブに類似の図が示されている。しかし整列リング18、20の各々は厚い整列アーク50で代用されている。図４はパイプフランジ14と密封ガスケット52の噛合いと共に、４−４線に沿った断面図を示している。整列アーク50は次の不等式を満足する厚さＴを有している。
（Tfm＋Tg）＜Ｔ＜（Tfm＋Tg＋Tpf）
ここに、Tfmは流量計の隆起面の厚さ、Tgはガスケットの厚さ、およびTpfはパイプフランジの隆起面の厚さである。整列アーク50はパイプフランジ隆起面の外側の端面54と噛合う多数の領域50a、50b、50cを有している。そのような領域は、好ましくは、製造の簡素化および簡易化のために、（図示されていないが）一個の部品の一部で構成されている。しかし、それらは、フローチューブに取付けられ、明確に分割された一つ一つの部分である。もし望まれるなら、アーク50の下辺の切られた領域56は作らずに、該領域56を埋めて完全な形にしてもよい。また、アーク50は、整列アークとパイプフランジ隆起面との間の接触を増すために、破線の外郭58まで延ばしても良い。しかしながら、好ましくは、パイプフランジ隆起面と噛合っているアーク50の部分は線60−60の下である流量計の端部の半分まで延ばされるべきではない。整列アーク50は、前記流量計が小さな軸ずれであるいは実質的に軸ずれなしに前記パイプフランジと整合接触するように下方に下ろされたり、あるいは取り外されたりするのを許すから、該整列アーク50は０クリアランス整列装置としての働きをする。装置を容易にするために、ガスケット52は粘着性のバッキングによってフローチューブの端部に保持されるようにしても良い。
整列アークの他の実施例が図５に示されている。整列アーク62は図４に示されているアーク50のそれと似たアーク状の形をしており、前のパラグラフに記述したように、流量計の横方向の装着を可能にする。しかしながら、他の点では、該整列アーク62は比較的薄い構成であり、パイプフランジ隆起面の端部と噛合うようにその長さの方向に沿うタブ64のようなスプリングフィンガを有しているから、それは整列リング18と20に似ている。アーク状の実施例においてスプリングフィンガを使用する利点は、もしフローチューブの端部とパイプフランジとの間の離間がガスケットの厚さを越えなければならず、該フローチューブの端部とパイプフランジとの間の離間の範囲が図４の設計より広くなった場合に、整列アーク62が所定の位置にフローチューブを保持するという能力を持っていることである。整列リング18、20、整列アーク50および62は、好ましくはステンレスの最上級品のような腐食抵抗金属から作られる。そして、それらは、またフローチューブの端部に半永久的に固定することができるけれども、好ましくは、フローチューブの端部に永久的に固定するのがよい。
整列リングと電気的接地リング66を組合わせたものが図６に示されている。流体の電位を固定的にするために、電気的接地リングを電磁流量計に用いることが知られている。本発明の一つの特徴によれば、組合わせリング66が整列リングおよび接地リングの両方に兼用されている。好ましくは、該組合わせリング66は、整列タブの第１のセット70と第２のセット72の両方がパンチされている一枚の平板68から構成されている。図６の斜視図から、タブ70はページ（page）の外側へプレートから離れるように曲げられ、一方タブ72は反対側へ、すなわちページの内側へプレートから離れるように曲げられている。一枚の平板から組合わせリングを作ることは、製造工程を簡素化し、米国特許第4986574号に開示されているような整列装置に関して製造コストを低減する。一枚の平板を使用することは、また平板68の周囲の環状部分74のそれぞれと同じ厚さをもつタブ70と72の作成を許可する。このため、より薄いリングの厚さで必要とされるタブの厚さを得ることができるようになる。
図７はパイプフランジ14とフランジの付けられた電磁流量計のフローチューブ76の一端との間に置かれた組合わせリング66の分解断面図である。短いケーブル78は導電性リング66と金属の流量計室との間のガルバニック接触（galvanic contact）を提供し、またもし必要とされるなら、アースへのガルバニック接触を提供する。この目的のために、リング66はその中に孔82を有する接触タブ80を有し、それへの電気接触を容易にする。取付け技術者はまた装着の間組合わせリングを手際良く扱うための取っ手として接触タブ80を使用することができる。
整列のために、フランジが一緒にボルトで止められる時、タブ70はパイプフランジの隆起面22の外径に噛合い、タブ72は流量計の隆起面82の外径に噛合う。タブ70は第１のガスケット84を支えることができ、タブ72は第２のガスケット86を支えることができる。もし望まれるなら、フローチューブに面するタブ72はタブ70と同じ方向に曲げられ、組合わせリング66はフローチューブと整列され、それからねじあるいは同様のものでフローチューブに固定されることができる。そのような場合に、好ましくは、そのように変形されたリング66を平坦に保ちかつ反らせないようにするために、リング66と面88との間に、隆起面82の厚さにガスケット86の厚さを加えた厚さに等しい厚さの離隔絶縁体が、フローチューブの端部の低い面88に固定される。
この発明はまた図８に示されているようなオリフィス板に適用されることができる。既知のように、オリフィス板にかかる流体の差圧の測定は、流量の測定器として使用することができる。図８において、オリフィス板90はその中に正確に孔をあけられたオリフィス94と、ページ（page）の面から外側へ曲げられた第１の組の孔あきタブ96と、該ページの内側に曲げられた第２の組の孔あきタブ98をもつ一枚の平板92から構成されている。オリフィス94は、それがサンドイッチされているパイプフランジの内径（破線100で表示）より小さい。オリフィス94は、タブ96と98の内側（自由）端部に関して、中央に設けられている。オリフィス板は比較的厚い一枚の板、典型的には1/8または1/4インチ（3.2または6.4mm）の厚さの板を必要とするので、タブ96と98は以前に論じられたタブ26、64、70および72よりもっと堅固である。その結果、タブ96、98は、それらの内側の端部が反対のパイプフランジの隆起面の肩部と、タブの小さなあるいは０の圧縮で噛合うようなサイズにされている。オリフィス板と整列リングの組合わせは、パイプの導管だけでなく、そのような導管に関して高精度にオリフィスを整列させる手助けをする。リッジ（ridges）、ピンおよび同等のものはタブ96、98の代わりに使用できる。図９は、線９−９に沿った板92の部分の断面を示している。
本発明は好ましい実施例によって説明されたが、当業者業者が本発明の精神に逸脱しない範囲で、変更できることは本発明の範囲に入ることは認識されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図９】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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