(57)【要約】  プロセス制御システムは、トランスミッタ回路を有するトランスミッタ、センサ、リモート検出装置、リンク装置及びゆるみ巻取り装置を含む。センサは、プロセス流体のプロセス変数を検出する。リモート検出装置は、プロセス流体と連絡する。リンク装置は、トランスミッタとプロセス流体との間を連絡する。ゆるみ巻取り装置は、トランスミッタとリモート検出装置との間のリンク装置の相対長さを選択的に調整する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス流体と接面するための圧力ダイヤフラムを含むプロセスフランジと、
前記圧力ダイヤフラムから充填流体を介して前記圧力トランスミッタまで前記プロセス流体の圧力を伝えるための毛管と、
前記リモートシール組立体と前記圧力トランスミッタとの間の前記毛管の相対的な長さを選択的に調整するためのゆるみ巻取り装置と、を含む、
圧力トランスミッタとプロセス流体とを連結するためのリモートシール組立体。
【請求項２】
前記ゆるみ巻取り装置は、前記毛管を双方向に巻き取るために構成されたスプールを含む、請求項１に記載のリモートシール組立体。
【請求項３】
前記スプールは陰陽形状である、請求項２に記載のリモートシール組立体。
【請求項４】
前記スプールは前記毛管を連続的に受け入れるためのチャンネルを含む、請求項２に記載のリモートシール組立体。
【請求項５】
前記チャンネルは前記毛管の急な曲がりを防ぐ、請求項４に記載のリモートシール組立体。
【請求項６】
前記ゆるみ巻取り装置は前記システムと取り外し可能に連結される、請求項１に記載のリモートシール組立体。
【請求項７】
前記ゆるみ巻取り装置は取付け部分を含む、請求項１に記載のリモートシール組立体。
【請求項８】
前記ゆるみ巻取り装置は前記毛管の双方向の巻取りを案内し且つ前記毛管の巻き戻りを防止するためのガイドを含む、請求項１に記載のリモートシール組立体。
【請求項９】
前記ガイドは前記毛管の滑らかな巻取りを容易にするための回転可能なガイドポストを含む、請求項８に記載のリモートシール組立体。
【請求項１０】
前記ゆるみ巻取り装置は前記毛管の巻き戻りを防止するためのロックを含む、請求項１に記載のリモートシール組立体。
【請求項１１】
毛管を連続的に受け入れるための、前記回転可能なスプールの内部を貫いて連続的に延びる弓形チャンネルを含む回転可能なスプールと、
前記毛管の相対的な長さを調整するために前記毛管を前記スプールに巻き取るためのクランク機構とを含む、
リモートシール組立体と圧力トランスミッタとの間の毛管の長さを調整するためのゆるみ巻取り装置。
【請求項１２】
前記弓形チャンネルはS字形状ルートでスプールを貫いて延びる、請求項１１に記載のゆるみ巻取り装置。
【請求項１３】
前記回転可能なスプールは前記ゆるみ巻取り装置に対して前記スプールの回転を防止するためのロックを含む、請求項１１に記載のゆるみ巻取り装置。
【請求項１４】
前記回転可能なスプールは対向する涙形状本体で構成され、該本体間に前記弓形チャンネルが配置される、請求項１１に記載のゆるみ巻取り装置。
【請求項１５】
前記スプールは前記毛管を双方向に巻き取るために構成される、請求項１１に記載のゆるみ巻取り装置。
【請求項１６】
前記スプールは陰陽形状である、請求項１１に記載のゆるみ巻取り装置。
【請求項１７】
前記チャンネルは前記毛管の急な曲がりを防ぐように構成される、請求項１１に記載のゆるみ巻取り装置。
【請求項１８】
前記毛管の未巻取り部分を前記スプールに双方向に巻取るのを案内し且つ前記スプールから前記毛管の巻取りされた部分の巻き戻りを防止するための、前記装置の外周に位置決めされたガイドを更に含む、請求項１１に記載のゆるみ巻取り装置。
【請求項１９】
前記ガイドは前記毛管の滑らかな巻取りを容易にするための回転可能なガイドポストを含む、請求項１８に記載のゆるみ巻取り装置。
【請求項２０】
トランスミッタ回路を含むトランスミッタと、
プロセス流体のプロセス変数を検出するためのセンサと、
前記プロセス流体と連絡するためのリモート検出装置と、
前記トランスミッタと前記リモート検出装置との間の連絡のためのリンク装置と、
前記リモート検出装置と前記トランスミッタとの間のリンク装置に接続されたゆるみ巻取り装置とを含む、
プロセス制御システム。
【請求項２１】
前記ゆるみ巻取り装置は前記リンク装置の中断なく前記リンク装置長さを調整する、請求項２０に記載のプロセス制御システム。
【請求項２２】
前記リンク装置は毛管からなる、請求項２０に記載のプロセス制御システム。
【請求項２３】
前記センサは測温抵抗体（ＲＴＤ）からなる、請求項２０に記載のプロセス制御システム。
【請求項２４】
前記センサは圧力センサからなる、請求項２０に記載のプロセス制御システム。
【請求項２５】
前記ゆるみ巻取り装置は前記リンク装置を双方向に巻取るためのスプールを含む、請求項２０に記載のプロセス制御システム。
【請求項２６】
前記スプールは陰陽形状である、請求項２５に記載のプロセス制御システム。
【請求項２７】
前記ゆるみ巻取り装置は前記毛管の急な曲がりを防ぐように構成される、請求項２０に記載のプロセス制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、産業用プロセス制御システムに使用されるプロセス器械に関する。特に、本発明はリモート検出装置用のゆるみ巻取装置を有するトランスミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
或るタイプのプロセス制御システムでは、圧力トランスミッタはプロセス流体の圧力を遠隔モニターするために使用される。圧力トランスミッタは、圧力センサの電気出力を調整し且つ電気出力を、圧力の大きさを表すようにモニターすることができる遠隔地に電気出力を伝達する電気回路を含む。リモートシール、即ちリモートダイヤフラム組立体は、圧力トランスミッタを危険な測定環境から遠ざけるためにしばしば使用され、又圧力トランスミッタを不便な場所に位置するプロセス流体とリンクするために使用される。例えば、リモートシールは、例えば、化学プラント又は石油精製所での腐食性のプロセス流体又は高温のプロセス流体についてしばしば使用される。典型的に、これらの状況では、ダイヤフラム組立体及び毛管を有する機械的リモートシールは、圧力トランスミッタを流圧充填流体を介してプロセス流体と関係づけるために使用され、圧力トランスミッタが安全な距離離れて設置される。可撓性ダイヤフラムは、プロセス流体を毛管内に使用される充填流体から隔離する。ダイヤフラムが撓むと、非圧縮性充填流体は、圧力変化を毛管を介して圧力トランスミッタに設置されたダイヤフラムに伝える。圧力トランスミッタダイヤフラムの撓みは、他の充填流体を通して圧力センサに伝達され、圧力センサは、プロセス流体の圧力と関係する信号を出す。
【０００３】
毛管は、圧力トランスミッタをプロセス流体と連結するために数十メートル延ばすことができる。毛管の長さをカスタマイズすることと関連した費用及び問題のために、リモートシール組立体は、典型的に、毛管の標準長さで入手される。しかしながら、しばしば、リモートシールは、ある適用について毛管の過剰長さに付属する。また、２つのリモートシールが背圧を等しくするために等しい長さの毛管で使用されるバランス形態での圧力差測定のために、毛管の１つは、典型的に、適用にとって必要以上に長い。工場で正確な量の充填流体で予め充填されるセンサ及びリモートシールの敏感な性質により、現場で毛管の長さを調整することは実際的でない。かくして、これらの防護性能及び圧力伝達性能を確保するために、毛管の過剰長さに対処することが現場環境で必要になる。しかしながら、毛管は乱雑にされ又は片付けられることがしばしばあり、その結果毛管が容易に折り目をつけられ、切断され又は他に傷つけられる、またそれらの圧力伝達性能に影響を及ぼす。そのようなときに、リモートシール組立体の過剰な毛管長さと関連した問題を除去する必要がある。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、リモート検出装置用のゆるみ巻取装置を有するプロセス制御システムに関する。プロセス制御システムは、トランスミッタ回路を有するトランスミッタ、センサ、リモート検出装置、リンク装置及びゆるみ巻取装置を含む。センサは、プロセス流体のプロセス変数を検出する。リモート検出装置は、プロセス流体と連絡する。リンク装置は、トランスミッタとプロセス流体との間を連絡する。ゆるみ巻取装置は、トランスミッタとリモート検出装置との間のリンク装置の相対長さを選択的に調整する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】リモート検出装置及びゆるみ巻取装置を有するプロセス制御システムを示す。
【図２】毛管がリモートシールと圧力トランスミッタとを接続するプロセス制御システムの１実施形態を示す。
【図３】毛管のためのゆるみ巻取装置の１実施形態の前斜視図を示す。
【図４】スプールを通して取られた図３のゆるみ巻取装置の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図１はプロセス制御システム１０を示し、プロセス制御システム１０は制御室１２、制御ループ１３、プロセストランスミッタ１４、可撓性リンク装置１５、ゆるみ巻取装置１６、リモート検出装置１８、容器２０及びプロセス流体２１を含む。容器２０は、パイプライン又は貯蔵タンクのような、プロセス流体を収容するのに使用されるどんな容器でもよい。したがって、プロセス流体２１は、石油化学製品、酸又は他のどんな流体であってもよい。プロセストランスミッタ１４は、プロセス流体２１の温度又は圧力のようなプロセス変数を検出するために使用され、且つその変数の大きさを制御ループ１３を通じて制御室１２に伝達する。プロセス制御ループ１３は、例えば、4mAないし20mA制御ループ、ワイヤデジタルコミュニケーションネットワーク、ワイヤレスネットワーク又は他の適当なコミュニケーションシステムであることがある。かくして、プロセストランスミッタ１４は、工場現場又はパイプラインのような制御室１２から離れた距離にあってもよいし、さもなければ、遠隔的に位置していてもよい。
【０００７】
リモート検出装置１８は、可撓性リンク装置１５を介してトランスミッタ１４の範囲を延長する。リモート検出装置は、例えば温度トランスミッタ用のRTDプローブ又は圧力トランスミッタ用のリモートシール組立体であってもよいが、また、プロセストランスミッタからケーブル又は配管を通って延長できるどんな装置でもよい。可撓性リンク装置１５は、線、ケーブル又は管のような、いかなる機械的な連絡手段又は電気的な連絡手段であってもよい。さまざまな実施形態では、リンク装置１５は、可撓性外装で覆われたステンレススチール流圧管又は電線を含む。かくして、プロセストランスミッタ１４は安全且つ安心位置に取付けることができ、リモート検出装置１８はより危険な又はより不便な設置位置に延ばす事ができる。
【０００８】
ゆるみ巻取り装置１６は、プロセス制御システム１０の作動を妨げることなくトランスミッタ１４と装置１８との間の可撓性リンク装置１５の相対的長さを調整するための手段を提供する。装置１６は、トランスミッタ１４と装置１８との間の距離に及ぶのに必要とされる長さより長い可撓性リンク装置１５の長さを巻取るためのスプール又はリールを備える。ゆるみ巻取り装置１６は、典型的には手動で操作されるが、他の実施形態では、例えば電気モータを用いて自動化することがある。かくして、ゆるみ巻取り装置は、プロセス制御システム１０のさまざまな実施形態において明らかである他のメリットの中で、可撓性リンク装置１５をきちんと且つ整然と維持し且つ不適当な貯蔵又は取り扱いからダメージが可撓性リンク装置１５に加えられるのを防止する。
【０００９】
図２は、プロセストランスミッタ１４が圧力トランスミッタからなり、可撓性リンク装置１５が毛管からなり、そしてリモート検出装置１８がリモートシールからなるプロセス制御システム１０の１実施形態を示す。圧力トランスミッタ１４は、トランスミッタ回路２２、センサ２４、センサダイヤフラム２６、通路２８及びプロセスダイヤフラム３０で構成される。リモートシール１８は、毛管１５、フランジ３２、リモートダイヤフラム３４及び充填流体３８を含む。巻取装置１６は、トランスミッタ１４とリモートシール１８との間の毛管１５に配置される。プロセス制御システム１０は、プロセス流体２１の圧力P1を、トランスミッタ１４で遠隔的に測定するために使用され、得られた情報は、制御ループ１３を通って制御室１２でモニターすることができる。リモートシール１８は、圧力トランスミッタ１４を危険な環境から遠ざけるために、又は圧力トランスミッタ１４を例えば容器２０のような、不便な場所に位置したプロセス流体とリンクさせるために使用される。ゆるみ巻取装置１６は、毛管１５を中断することなくトランスミッタ１４とリモートシール１８との間の毛管１５の相対的な長さを調整し、それによって、圧力トランスミッタ１４の連続的な作動を可能にする。プロセストランスミッタ１４は、１つのリモートシール１８を有する絶対圧力ゲージとして示す。他の実施形態では、プロセストランスミッタ１４は、圧力差を検出することができるように第２リモートシールを備える。そのような形態では、追加の毛管は、関連したゆるみ巻取装置を有する調整形態かバランス形態のいずれかで使用されてもよい。
【００１０】
プロセストランスミッタ１４のセンサ２４は、通路２８及び毛管１５に存在する油圧充填流体を介してプロセス流体２１と機械的に接続される。リモートダイヤフラム３４はプロセス流体２１を毛管１５から分離し、プロセスダイヤフラム３０は通路２８を毛管１５から分離し、センサダイヤフラム２６は通路２８をセンサ２４から分離する。毛管１５は第１充填流体で満たされ、通路２８は第２充填流体で満たされる。センサ２４は第１充填流体及び第２充填流体を介してプロセス流体２１の圧力P1の変化を検出する。圧力P1はリモートダイヤフラム３４に力を及ぼし、力は、毛管１５の圧力が圧力P1に等しいように、リモートダイヤフラム３４から毛管１５の第１充填流体によって、通路２８のプロセスダイヤフラム３０に伝達される。P1と関連した力は、通路２８の圧力が圧力P1に等しいようにプロセスダイヤフラム３０から第２充填流体によって圧力ダイヤフラム２６まで伝達され且つかくしてセンサ２４に付与される。
【００１１】
典型的に、センサ２４は、充填流体を介して与えられるような圧力P1の変化に応答して電気信号を生じさせるトランスデューサである。センサ２４はトランスミッタ回路２２と電子連絡し、トランスミッタ回路２２がセンサ２４の出力を処理してそれを制御ループ１３を通じて制御室１２に伝達する。変形例として、回路２２は、センサ２４の出力をトランスミッタ１４内に収容されたローカルLCDスクリーンに表示することができる。他の実施形態では、トランスミッタ回路２２はワイヤレスネットワークを通して連絡し、又は制御室１２と接続されない。さらに他の実施形態では、回路２２の出力は、プロセストランスミッタ１４と有線又はワイヤレスによってリンクされるハンドヘルド装置によって読み取り可能である。かくして、圧力P1は、容器２０から毛管１５を通してトランスミッタ１４に伝達され、次いで、制御ループ１３を通して制御室１２に電子的に伝達される。
【００１２】
プロセス制御システム１０の精度を維持するために、毛管１５の完全性は入念に維持されなければならない。毛管１５は、可撓性スチール被覆で包囲された柔軟なステンレススチール管からなる。内管はリモートダイヤフラム３４とプロセスダイヤフラム３０との間のシールリンクを提供し、内管は損傷を受けやすい。外側スチールケーシングは、或る程度の可撓性を維持しながら、内管を保護するのに役立つ。センサ２４によって生じた電気出力の大きさは、第１充填流体及び第２充填流体を介してセンサ２４に与えられるようなプロセス流体２１の圧力に基づく。センサ２４に伝達される力の大きさは、毛管１５内に存在する第１充填流体（及び通路２８に存在する第２充填流体）の質及び量、及び妨害なしにリモートダイヤフラム３４とプロセスダイヤフラム３０との間に圧力を伝える第１充填流体の能力に依存する。圧力トランスミッタ１４は、典型的には工場で、毛管１５の第１充填流体の正確な一定量を有することを較正される。充填流体が毛管１５から漏洩する場合には、圧力トランスミッタ１４の正確さを減じ、不正確な出力をセンサ２４によって生じさせる。
【００１３】
毛管１５の完全性は、野外では偶発的な損傷によって又は極端な状況では過度の摩滅によって危うくなることがある。しかしながら、また、毛管１５は、制御システム１０の保管及び取付けの際の誤った取り扱い又は不注意により損傷を受ける。しばしば、毛管１５は、折り目がつけられ、切られ又はさもなければ傷をつけるような仕方で乱雑にされ又は片付けられる。センサ２４の正確さに明らかに影響を及ぼす漏洩を引き起こすことに加えて、毛管１５の折り目又は他のするどい曲がりは、圧力P1をプロセスダイヤフラム３０に伝える第１充填流体の能力を妨げる。
【００１４】
これらの問題は工場から標準長さで入手される毛管１５によっていっそう大きくされ、しばしば或る適用には毛管１５の量が過剰になる。制御システム１０の正確な工場較正及び工場シール毛管組立体の複雑さのために、過剰長さを保管し又はしまっておく必要が無く、それによって損傷に無用の機会を回避するように、取付け後毛管１５の長さを短くすることは実際的ではない。したがって、毛管１５は、ゆるみ巻取り装置１６を備える。ゆるみ巻取り装置は、その作動又は較正を妨げることなく毛管１５を輸送し且つ取付けるための及び毛管１５の過剰量を保管するためのきちんと且つ整然としたやり方を提供する。
【００１５】
図３は、本発明のゆるみ巻取り装置１６の１実施形態の前斜視図を示す。装置１６は第１プレート４０及び第２プレート４２を備え、これらの間で毛管１５がスプール４４（透視画法で示す）に巻かれる。第１プレート４０は、第１ガイド４６及び第２ガイド４８、持ち運び用ハンドル５０、ペデスタル５２及び係止ピン５３を含む。第２プレート４２は、スプール４４及びクランクハンドル５４を含む。装置１６を輸送する又は取付ける手っ取り早いやり方を提供する持ち運び用ハンドル５０と装置１６を保管するための簡単な手段を提供するペデスタル５２は、使用の容易さ及び便利さのために含まれる任意の特徴である。取付け穴、フック又はブラケットのような他の特徴を、装置１６の使用、取り扱い及び保管を容易にするために第１プレート４０又は第２プレート４２上に含ませてもよい。例えば、ペデスタル５２又は第１プレート４０は、装置１６が壁又は取付け柱に取付けられるような取付け穴を含んでもよい。第１プレート４０及び第２プレート４２は、それが作動する特定の環境に適した特性を有するどんな材料で構成されてもよい。そのような特性は、ハーシュコンディションへの回復力、構造の安定性、熱抵抗、又は油抵抗を含む。そのような材料は、アルミニウム、プラスチック又は木材を含む。
【００１６】
第２プレート４２は、例えば、ねじ緊締具５６で第１プレート４０に回転可能に取付けられ、且つ、ハンドル５４で手動で回転させることができる。毛管１５はスプール４４を途切れずに貫通し、且つステンレススチール被覆５７及び可撓性スチール管５８からなる。毛管１５の第１端１５Aはガイド４６を通り且つ第２端１５Bはガイド４８を通る。ガイド４６及びガイド４８は、第１プレート４０の両端部から伸びるフランジ上に配置される。ガイド４６及びガイド４８は、例えば、第１プレート４０と第２プレート４２との間の距離に及び且つ毛管１５の円周方向巻きが装置１６の周囲を越えて広がることを防止する一対のねじ緊締具６０を備える。
【００１７】
スプール４４がハンドル５４及び第２プレート４２によって回転される（図３において装置１６の実施形態及び向きで右回り）ときに、毛管１５は第１端１５Aと第２端１５Bの両方からスプール４４の周りに同時に巻かれる。スプール４４の幅は、毛管１５の単一同心巻きを可能にするため毛管１５の幅よりもわずかに大きいのがよい。他の実施形態では、例えば、同じ直径のプレート４０及びプレート４２とで毛管１５のより長い長さを受け入れるために、スプール４４の幅は、毛管１５の並行巻きを可能にするためにより広い。スチール被覆５７は、それらが撓み且つガイド４６とガイド４８を通って引かれるときスチール管５８を保護する。ガイド４６及びガイド４８は毛管１５が巻き戻されるのを防止し且つ毛管１５を双方向の形態に巻かれた状態に維持する。毛管１５をトランスミッタ１４とリモートシール１８との間で容易に延ばしたり縮めたりすることができるように、ガイド４６及びガイド４８は、第１端１５A及び第２端１５Bをスプール４４の両端から外方に延び続ける。スプール４４の形状により、毛管１５は、制御システム１０の作動を妨げることなく整然とした仕方で巻かれ且つ延ばされる。ロッキングピン５３は、例えばハンドル５４で、いずれかの端１５A又は１５Bを引っ張って又は或る他の力で毛管１５をまき戻す巻きが解けることができないように、第１プレート４０に関して第２プレート４２の移動を防止する。ロッキングピン５３を、第２プレート４２の穴に、そして第１プレート４０の穴に挿入してスプール４４の巻き戻りを防止する。１実施形態では、第１プレート４０は、第２プレート４２を複数の位置で係止することができるように複数の穴を含む。ロッキングピン５３は、コッターピン、ねじ緊締具、Uリンクピン又はばね付勢戻り止めのようないかなる適当な固定手段であってもよい。
【００１８】
図４は、第２プレート４２のスプール４４を遠して取られたゆるみ巻取り装置１６の正面図を示す。スプール４４、ガイド４６及びガイド４８は断面図で示し、ハンドル５４は仮想線で示す。ハンドル５４をクランク回転させるときに（図４において装置１６の向き及び実施形態では反時計回りに）、スプール４４の形状により、毛管１５は滑ることなしに巻取られる。また、第１端１５A及び第２端１５Bがスプール４４からガイド４６及びガイド４８を通して外方に引かれるとき、スプール４４は毛管１５の制御された巻き戻しを可能にする。毛管１５の巻き取り及び巻き戻しを助けるために、ガイド４６及びガイド４８のねじ緊締具６０は毛管の移動を容易にし且つ毛管１５の損傷を防止する回転可能なブッシュ６２を含む。
【００１９】
スプール４４は、毛管１５をスプール４４の中に配置させる「陰陽」タイプ形状を備える。スプール４４は、中心チャンネルを形成する２つの対向する涙状突出部で構成される。毛管１５を、毛管１５の形状又は流れを中断させ、妨げ又は変えることなくチャンネル６４の中に置くことができる。次いで、毛管１５の第１端１５A及び第２端１５Bは、一端を各々ガイド４６及びガイド４８を通して延ばすことができるようにスプール４４の周りに同じ方向に巻かれる。陰陽形状は、毛管１５の双方向の巻き戻しを容易にする。陰陽形状は毛管１５を掴んで毛管１５の巻取り中スプール４４の周りの毛管１５の滑りを防止するが、またキンクを防止するために毛管１５の急な曲げを防止する。さらに、このタイプの形態により、装置１６を簡単に外せる緊締具５６によってシステム１０又はその部品のいかなるものをも取り外すことなくシステム１０へ取付けたり取り外したりする。チャンネル６４が概ねスプール４４の中心を通って走るので、緊締具５６はそれが涙状突出部の１つに位置決めされるように中心から片寄せられる。他の実施形態では、チャンネル６４はスプール４４の中心を通って走る必要は無く、且つ緊締具５６はスプール４４の中心を貫いて延びてもよい。チャンネル６４は、毛管１５が連続して位置することができ、且つ巻取り中毛管１５の掴みを容易にするどんな形状で構成させてもよい。かくして、スプール４４は、本発明の異なる実施形態においてどんな適当な形状で構成されてもよい。
【００２０】
本発明を好ましい実施形態に関して記述したが、当業者は、変更が本発明の精神及び範囲から逸脱することなく形態及び細部に変更をしてもよいことを認識するであろう。
【図１】
2009538434.tif 000003
【図２】
2009538434.tif 000004
【図３】
2009538434.tif 000005
【図４】
2009538434.tif 000006
【国際調査報告】
2009538434.tif 000007