(57)【要約】磁気流量計流管アセンブリ（１００）は、第１フランジ（１２２）を有する第１端部と第２フランジを有する第２端部とを有する導管を備える。フッ素重合体ライナ（４２）は、第１フランジ（１２２）、導管（１６）、及び第２フランジ（２４）内部に配置され且つこれらを貫通して延在する。第１ライニング保護部（１２４）は、第１フランジ（１２２）に取り付けられ、そして第２ライニング保護部（１２４）は、第２フランジに取り付けられる。第１ばね入りシール部（１４０）は、第１ライニング保護部（１２４）とフッ素重合体ライナ（４２）との間に配置される。第２ばね入りシール部（１４０）は、第２ライニング保護部とフッ素重合体ライナ（４２）との間に配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気流量計流管アセンブリであって、
第１フランジを有する第１端部と第２フランジを有する第２端部とを有する導管、
第１フランジ、導管、及び第２フランジ内部に配設され且つこれらを貫通して延伸するフッ素重合体ライナ、
第１フランジに取り付けられた第１ライニング保護部、
第２フランジに取り付けられた第２ライニング保護部、
第１ライニング保護部とフッ素重合体ライナとの間に配置された第１ばね入りシール部、及び
第２ライニング保護部とフッ素重合体ライナとの間に配置された第２ばね入りシール部、
を備える、
上記磁気流量計流管アセンブリ。
【請求項２】
第１ばね入りシール部は、第１ライニング保護部の溝内に配置される、請求項１に記載の磁気流量計流管アセンブリ。
【請求項３】
第２ばね入りシール部は、第２ライニング保護部の溝内に配置される、請求項２に記載の磁気流量計流管アセンブリ。
【請求項４】
第１及び第２ライニング保護部の少なくとも１つは、標準的結合部を用いてパイプフランジに結合するように構成された外表面を備える、請求項１に記載の磁気流量計流管アセンブリ。
【請求項５】
標準的結合部は、平面座（ＲＦ）結合部である、請求項４に記載の磁気流量計流管アセンブリ。
【請求項６】
標準的結合部は、リングジョイント座（ＲＴＪ）結合部である、請求項４に記載の磁気流量計流管アセンブリ。
【請求項７】
第１及び第２のばね入りシール部の少なくとも１つが、端部によって互いに連結された一対の側壁を備え、端部に近接する一対の側壁の間にばねが配置される、請求項１に記載の磁気流量計流管アセンブリ。
【請求項８】
一対の側壁及び端部は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で形成される、請求項７に記載の磁気流量計流管アセンブリ。
【請求項９】
一対の側壁及び端部は、フッ素重合体ライナと同一材料で形成されている、請求項７に記載の磁気流量計流管アセンブリ。
【請求項１０】
ばねは、３１６Ｌステンレス鋼から形成される、請求項７に記載の磁気流量計流管アセンブリ。
【請求項１１】
ばねは、第１及び第２ライニング保護部のうちの少なくとも1つと同じ材料で形成される、請求項７に記載の磁気流量計流管アセンブリ。
【請求項１２】
各側壁は、外方向に拡張する部材を備える、請求項７に記載の磁気流量計流管アセンブリ。
【請求項１３】
第１ライニング保護部は、第１フランジに取り外し可能に結合される、請求項１に記載の磁気流量計流管アセンブリ。
【請求項１４】
第２ライニング保護部は、第２フランジに取り外し可能に結合される、請求項１３に記載の磁気流量計流管アセンブリ。
【請求項１５】
フッ素重合体ライナは、第１ライニング保護部と第１フランジとの間に配置された第１フレアー部分を含む、請求項１に記載の磁気流量計流管アセンブリ。
【請求項１６】
フッ素重合体ライナは、第２ライニング保護部と第２フランジとの間に配置された第２フレアー部分を含む、請求項１５に記載の磁気流量計流管アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
磁気流量計（又はマグメータ）は、電磁効果であるファラデー誘導によって流量を計測する。磁気流量計は、流管アセンブリの断面を横切って磁場を生成するところの１以上のコイルにエネルギーを与える。磁場は、流管アセンブリを通過する導電性プロセス流体を横切って起電力（ＥＭＦ）を誘導する。導電性流体を横切って展開された結果の電位は、流れているプロセス流体中に延在する１対の電極を用いて計測される。代わりに、いくつかの磁気流量計は、電極とプロセス流体との間の容量性結合を採用し、直接接触なしにＥＭＦが計測されうる。とにかく、流れの速度は、一般に誘起されたＥＭＦに比例し、そして体積流は、流速及び流管の断面積に比例する。
【０００２】
磁気流量計は、様々な流体流計測環境において有用である。特に、水性流体、イオン溶液、及び別の伝導性流体の流れは、磁気流量計を用いて全て計測されうる。こうして、磁気流量計は、水処理施設、飲料及び衛生的な食品製品、化学処理、高純度薬品製造、及び有害で腐食性の流体処理施設において見出されうる。磁気流量計は、炭化水素燃料産業において採用されることが多く、そこでは時々、摩耗性及び腐食性スラリーを用いる水圧破砕技術を採用する。
【０００３】
磁気流量計は、磁気流量計が採用される用途に適合するように、様々なライニング及び／又は電極物質の多様性を伴って具体化されうる。ライニング材料の例は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ＰＦＥ、ポリウレタン、ネオプレーン、ライナテックスゴム、及びその他の材料を含む。電極は、３１６Ｌステンレス鋼、ニッケルアロイ２７６、タンタル、白金／イリジウム混合、チタン、及び他の適切な材料を含む何らかの適切な材料から構成されうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フッ素重合体ライニング材料、例えばＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、及びＰＦＥは、化学的な攻撃及び／又は高温動作に対する優れた抵抗力の故にしばしば選択される。少なくともいくつかの用途において、フッ素重合体ベースのライナは、増大する応用での需要を受けている。例えば石油及びガス産業において、より高い圧力及び／又は温度に曝されているフッ素重合体ライナもある。そのような条件が、フッ素重合体ライナをもつロバストな磁気流量計デバイスの設計及び製造において挑戦を生み出す。これは、少なくとも幾つかのフッ素重合体、例えばＰＴＦＥが、温度及び圧力の下でライニング材料が膨張及び収縮するところの「低温流れ（低温時の荷重等によるクリープ：塑性変形）」を経験するからである。そのような膨張／収縮は、プロセス流体の漏れの原因になりうる。フッ素重合体ライナ及びプロセス流体の漏れに対する改良されたシール部を有する磁気流量計を備えることにより、そのようなフッ素重合体ライナを、高い圧力及び温度の用途のために使用することが可能になる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
磁気流量計流管アセンブリは、第１フランジを有する第１端部と第２フランジを有する第２端部とを有する導管を備える。フッ素重合体ライナは、第１フランジ、導管、及び第２フランジ内部に配置され且つこれらを貫通して延在する。第１ライニング保護部は、第１フランジに取り付けられ、そして第２ライニング保護部は、第２フランジに取り付けられる。第１ばね入りシール部は、第１ライニング保護部とフッ素重合体ライナとの間に配置される。第２ばね入りシール部は、第２ライニング保護部とフッ素重合体ライナとの間に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施態様が特に有用である磁気流量計の概略図である。
【図２】流管アセンブリ内に配設されたフッ素重合体ライナを示す概略の断面図である。
【図３】本発明の実施態様によるライニング保護部とばね入りシール部とを有する磁気流量計の流管アセンブリの一部分の概略図である。
【図４】本発明の実施態様による、ライニング保護部、及びフッ素重合体ライナを押すばね入りシール部の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、本発明の実施態様が特に有用である磁気流量計の概略図である。磁気流量計１０は、送信器電子回路１４に結合された流管アセンブリ１２を備える。流管アセンブリ１２は、各フランジ２２及び２４に結合された端部１８及び２０を有する導管１６のセクションを備える。フランジ２２、２４の各々は、プロセス流体が導管１６を通過するように適切なパイプフランジへ取付けるための取付け用穴を備える。
【０００８】
流管アセンブリ１２はまた、一般に、導管を横切って電磁場を生成するために送信器電子回路１４によって駆動された１以上の電磁コイルを含むコイル／電極部分２６を備える。導管１６内に配設された電極は、プロセス流体に接触し、そして誘起された磁場に応答してプロセス流体を横切って生成される起電力（ＥＭＦ）を感知するために用いられる。流管アセンブリ１２のコイル及び電極は、一般に、ハウジング２８内の端子ブロックへ結合され、それから、端子ブロックは、送信器電子回路１４に動作可能に結合される。送信器電子回路１４は、一般に、計測されたＥＭＦに基づいてプロセス流体流の指示を与えるように構成された制御器又はマイクロプロセッサを備える。送信器電子回路１４はまた、一般に、そのようなプロセス流体流の情報を１以上の遠隔デバイスへ伝達するために、双方向性の矢印３０により指示されるように通信回線を備える。そのような通信は、有線プロセス通信の形態又は無線プロセス通信の形態でありうる。
【０００９】
図２は、流管アセンブリ内部に配設されたフッ素重合体ライナを示す概略の断面図である。フランジ２２、２４のそれぞれは、シール面３２、３４をそれぞれ備え、シールリングと係合するように構成され、それにより向き合うパイプフランジへ流体的に結合される。いくつかの場合において、シール部は、リングタイプシール部でありえ、それは、高圧金属‐金属接続を生成するために溝３６、３８に受け取られる。ＲＴＪシールリングの利用は堅牢な密封を提供する一方、それはまた、ライナ４２の外径４０とシールリングの内径との間の隙間を形成する。この隙間は、加圧されたプロセス流体が、フッ素重合体ライナ４２とフランジ２２、２４との間の接合境界面４４と係合し、そうでなければ接触することを可能にする。一般に、ライナ４２は、導管１６の内径にフィットする干渉物であり、従ってライナ４２と導管１６との間に接着はない。いくつかの低温流れ状態の下で、ライナ４２は、膨張または収縮し、そしてフランジ面に漏れ経路を生成しうる。プロセス流体が接合境界面４４を突破すると、プロセス流体は、導管１６の内径に沿って移動でき、電極４６に著しく迅速に到達する。プロセス流体が電極に到達すると、そのような電極の電気的絶縁が破られ、電極はもはやプロセス流体から送信器電子回路１４へ誘起電圧を運ぶことができなくなる。
【００１０】
図３は、本発明の１実施態様によるライニング保護部とばね入りシール部とを有する磁気流量計流管アセンブリの一部分の概略図である。流管アセンブリ１００は、図２に示された流管アセンブリといくつかの類似点を有しており、類似の構成要素には類似の番号が付されている。フッ素重合体ライナ４２は、導管を貫通してフランジ１２２内に延在している。図３には、ただ１つのフランジが示されているが、流れ導管の反対側の端部も同様に構成されていることが理解されよう。フッ素重合体ライナ４２は、フランジ１２２の凹部１０４内に位置するフレアー部分１０２を有する。フッ素重合体ライナ４２を保護するために、ライニング保護部１２４が用いられる。ライニング保護部１２４は、１実施形態においては、フランジ１２２の直径と一致するように寸法を取られ且つ適切な強度の金属または別の材料から構成され、フランジ１２２が対応するパイプフランジにボルト止めされているとき、圧縮力はフレアー部分１０２を圧壊したり損傷を与えたりしない。より具体的には、ライニング保護部１２４は、ライナ４２及びばね入りシール部１４０に加えられる締め付け荷重を注意深く制御するように寸法を取られている（これについては後に詳述される）。１実施態様では、ライニング保護部１２４は、面取りされた凹部１２６、１２８に係合し、フランジ１２２内の対応する開口部にねじ込まれる複数のねじ式締め具により、フランジ１２２に取り外し可能に結合される。そのように結合されると、ライニング保護部は、パイプフランジ取付けボルトがライニング保護部１２４及びフランジ１２２を通過できるように、フランジ１２２の取り付け穴と位置合わせされている複数の貫通孔を有する。
【００１１】
図３に示された実施態様において、ライニング保護部１２４は、連結のためのパイプフランジと係合するように構成された外向き表面１３０を有している。例えば、図３は、ライニング保護部１２４の残りの部分から隆起された比較的平坦な表面１３０を示す。この構成は、公知の平面座（ＲＦ：レイズドフェイス：Raised Face）結合に適している。別の適切な結合構成は、リングジョイント座（ＲＴＪ：Ring-Type Joint）を用いる。理解できるように、ライニング保護部１２４がその内側表面上のフレアー部分１０２を保護するので、その外表面１３０は、標準またはその他の結合技術に従ってパイプフランジを係合するために、何らかの適切な方法で構成されうる。さらにこの配置によって、このようなシステムのオペレータは、彼らがＲＦアプリケーションのための適切と思うガスケットの種類の任意のタイプを使用することが可能になる。
【００１２】
ライニング保護部１２４は、その内面にばね入りシール部１４０を受け入れ保持するように構成された溝１４２を有する。ばね入りシール部１４０は、ライニング保護部１２４とフッ素重合体ライナ４２の両方に接触するように配設される。さらに、ばね入りシール部１４０は、その壁をライニング保護部１２４およびフッ素重合体ライナ４２に対して外向きに付勢することによって、何らかの漏れに応答するよう構成され、それによりその密封能力を高める。
【００１３】
図４は、本発明の１実施態様によるライニング保護部およびフッ素重合体ライナに対するばね入りシール部の概略図である。図４は、図３に示された領域１５０の拡大図を示す。ばね入りシール部１４０は、ライニング保護部１２４およびフレアー部分１０２にそれぞれ係合された、一対の側壁１５２、１５４を有し、ライニング保護部１２４の溝１４２内に位置する。溝１４２は、ばね入りシール部を適切に着座させるのに役立つ点で重要である。図示された実施態様において、側壁１５２、１５４の各々は、外方向に拡張する部材１５６、１５８をそれぞれ備え、それらはそれぞれの表面１６０、１６２に対して変形して耐える。さらに、ばね入りシール部１４０は、側壁１５２、１５４を一緒に結合する端部部分１６４を備える、側壁１５２、１５４及び端部１６４内に置かれて、ばね１６６は、プロセス流体圧力が存在しないときに支持を提供する。１実施態様では、ばね１６６は、３１６Ｌステンレス鋼で形成されたコイルである。しかし、バネ１６６は、側壁１５２及び１５４を押し離すことができる何らかの適切な形状を取ることができる。したがって、別の実施態様では、ばね１６６は、「Ｕ」字又は「Ｖ」字形状であってもよい。１実施形態において、側壁１５２、１５４および端部１６４は、フッ素重合体、例えばポリテトラフルオロエチレンで形成される。さらに、側壁１５２、１５４および端部１６４の材料は、フッ素重合体ライナ４２の材料と同であるように選択されてもよい。
【００１４】
プロセス流体が接合境界面１７０を通過して漏れると、プロセス流体は、ばね入りシール部１４０の内部を加圧し、そして参照符号「Ｐ」で示された方向に作用する。従って、プロセス流体圧力は、側壁１５４を表面１６２に対してより強く当接させ、同時に、側壁１５２を表面１６０に対してより強く当接させる。これにより、シールの有効性が高められ、漏れたプロセス流体が接合境界面１７２に到達しないことが保証される。いくつかの実施態様において、ばね入りシール部１４０の材料は、流管アセンブリ内に既に存在する材料に適合するように選択される。例えば、ライナ４２がＰＴＦＥで構成される場合、側壁１５２、１５４および端部１６４もまたＰＴＦＥから構成されてもよい。さらに、フランジ１２４または電極４６がステンレス鋼から構成されている場合、ばね１６６をステンレス鋼から構成することもできる。このようにして第３の濡れ材料は、これらの材料タイプが既に濡れているので、プロセスに導入されない。ばね１６６は、側壁１５２、１５４および端部１６４によって生成されたＵ字形状によってプロセス流体を漏出させるために開放され、したがってこのようなプロセス流体を取り込み、ジョイントで膨張を引き起こす。膨張は、低温流れの状態中でさえも、接合境界面１７２への経路を閉鎖し電極を保護する。
【００１５】
ばね入りシール部をライニング保護部に挿入することによってシール部の正確な配置を保証することができ、設置中のライナのシフトに起因する複雑化を回避することができる。
【００１６】
本発明は、好ましい実施態様を参照して説明されてきたが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細において変更を加えうることを認識するであろう。例えば、ライナ４２と導管１６との間に結合がない場合、本発明の実施態様を一般的に説明してきたが、張り出されたＰＴＦＥを鋼に化学的に接着することによって追加のシーリングが有効にされてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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