САМОВЫРАВНИВАЮЩАЯСЯ ПЛАСТИНЧАТАЯ РАСПОРКА
SELF LEVELING LAMELLAR SPACER

Область техники
Настоящее изобретение относится к пластинчатым распоркам и, в частности, к самовыравнивающейся пластинчатой распорке.
Уровень техники
Вибрационные расходомеры, такие как, например, денситометры и датчики Кориолиса, используются для измерения параметров текущих веществ. Например, вибрационный расходомер может измерять плотность, массовый расход, объемный расход, общий массовый расход, температуру или получать любую другую информацию относительно текучей среды. Вибрационные расходомеры включают в себя один или более проточных трубопроводов, которые могут иметь разнообразные формы, например это могут быть прямые, U-образные трубопроводы или трубопроводы неправильных конфигураций. Один или более проточных трубопроводов имеют набор собственных колебательных мод, включающих в себя, например, простые изгибные, крутильные, радиальные и связанные моды. В одном или более проточных трубопроводах возбуждаются колебания по меньшей мере одним приводом на резонансной частоте на одной из этих мод с целью определения параметров текущего вещества.
На Фиг.1 показан вид частичного разреза примерного вибрационного расходомера 100. Например, вибрационный расходомер 100 может быть расходомером или датчиком Кориолиса. Вибрационный расходомер 100 включает в себя четыре пластинчатые распорки 102, корпус 104, два проточных трубопровода 106, и два манифольда 108. В варианте реализации вибрационного расходомера 100, каждый из двух проточных трубопроводов 106 включает в себя четыре изгиба для формирования U-образной конфигурации. Манифольды 108 связывают проточные трубопроводы 106 с корпусом 104 у впускного и выпускного отверстий вибрационного расходомера 100. Пластинчатые распорки 102 связывают проточные трубопроводы 106 друг с другом.
Вибрационный расходомер 100 дополнительно включает в себя одно или более электронных устройств, которые передают синусоидальный приводной сигнал на привод (не показано), который обычно представляет собой комбинацию магнит/катушка, с магнитом, обычно прикрепляемым к одному из проточных трубопроводов 106, и с индукционной катушкой, обычно прикрепляемой к поддерживающей структуре или ко второму из проточных трубопроводов 106. Приводной сигнал возбуждает привод и заставляет колебаться проточные трубопроводы 106 на резонансной частоте на одной из собственных мод проточных трубопроводов 106. Например, приводной сигнал может быть периодическим электрическим током, пропускаемым через катушку.
Вибрационный расходомер 100 может включать в себя по меньшей мере один тензометрический датчик (не показан), который регистрирует перемещение проточных трубопроводов и создает синусоидальный тензометрический сигнал, отображающий перемещение. Тензометрический сигнал передается на одно или более электронных устройств, которые, в соответствии с известными принципами, определяют параметры текущего вещества или регулируют приводной сигнал, если это необходимо.
Вибрационный расходомер может включать в себя пластинчатые распорки 102, которые соединяют между собой два проточных трубопровода 106. Вибрационные расходомеры обычно включают в себя одну или более пластинчатых распорок у впуска или выпуска измерителя. В варианте реализации вибрационного расходомера 100, четыре пластинчатые распорки 102 установлены симметрично на проточных трубопроводах 106. Две пластинчатые распорки 102 установлены между манифольдом 108 и первым изгибом у впуска и выпуска вибрационного расходомера 100. Пластинчатая распорка 102 позволяет осуществить разделение между собственной частотой проточных трубопроводов 106 или частотой, на которой проточные трубопроводы обычно возбуждаются для определения параметров текущего вещества, и колебательными модами, характерными для других компонентов измерителя. Соответственно, варьируя число и положение пластинчатых распорок 102, до некоторой степени можно управлять частотой, на которой возбуждаются различные колебательные моды в вибрационном расходомере 100. Кроме того, также может оказаться желательным использовать пластинчатые распорки 102 для уменьшения напряжения на проточных трубопроводах 106, когда они колеблются, в частности, для уменьшения напряжения в области соединения между манифольдом, или фланцем, находящимися во впуске или выпуске, и проточными трубопроводами 106.
На Фиг.2 показан вид сверху пластинчатой распорки 102. Как можно видеть из Фиг.2, каждая пластинчатая распорка 102 включает в себя два отверстия 202 для приема двух проточных трубопроводов 106, которые можно пропустить через каждое из отверстий 202. Пластинчатая распорка 102 позволяет соединить два трубопровода 106 в единственную колеблющуюся структуру. Однако для эффективности такого применения пластинчатой распорки важно, чтобы пластинчатая распорка сохраняла надлежащую ориентацию.
Вибрационные расходомеры обычно собираются с пластинчатыми распорками одного из трех видов. Первый тип пластинчатой распорки - это пластинчатая распорка 102, состоящая из одной детали, показанная на Фиг.1 и 2. Пластинчатая распорка 102 может использоваться с такими конфигурациями проточного трубопровода, которые позволяют пластинчатым распоркам скользить по проточным трубопроводам до посадочного места. В примере вибрационного расходомера 100, можно видеть, что проточные трубопроводы 106 являются по существу круглыми и однородными по сечению. Проточные трубопроводы 106 также имеют форму с одинаковыми соответственными изгибами, так, что они устанавливаются по существу эквидистантно относительно друг друга вдоль их соответствующих длин. Конструкция пластинчатой распорки 102 обеспечивает простое ее изготовление. Очень хорошая ориентация пластинчатой распорки 102 также обеспечивает надежную установку проточных трубопроводов 106. Однако сборка вибрационного расходомера с пластинчатыми распорками 102 может оказаться затруднительной.
Второй тип пластинчатой распорки, обычно используемой в вибрационных расходомерах, - это пластинчатая распорка 300 с двумя деталями, показанная на Фиг.3. Пластинчатая распорка 300 включает в себя две секции 302 и 304 пластинчатой распорки с соединением 306 между секциями пластинчатой распорки. Каждая из секций 302 и 304 пластинчатой распорки включает в себя соответствующее отверстие 202 для соответствующего проточного трубопровода 106. Для сборки пластинчатой распорки 300, проточный трубопровод 106 пропускается через каждую из секций 302 и 304 пластинчатой распорки. Секции 302 и 304 пластинчатой распорки затем соединяются в месте 306 соединения. Пластинчатая распорка 300 может обеспечить более простую сборку, но это может привести к новым затруднениям в отношении ориентации.
Третий тип пластинчатой распорки, обычно используемой в датчиках Кориолиса, - это пластинчатая распорка 400 с тремя деталями, показанная на Фиг.4. Пластинчатая распорка 400 включает в себя три секции 402, 404, 406 и два соединения 408 и 410. Пластинчатая распорка 400 может быть собрана вставкой проточного трубопровода 106 в каждую из секций 402 и 406. Секция 404 затем может быть связана между секциями 402 и 406 с помощью соединений 408 и 410. Конструкция пластинчатой распорки 400 с тремя деталями может обеспечить дополнительную простоту сборки, но она включает в себя дополнительные соединения, которые могут привести к дополнительным проблемам с ориентацией.
Таким образом, то, что оказывается необходимым, - это пластинчатая распорка, которая будет простой в изготовлении, простой для сборки и поддерживать надлежащую ориентацию.
Сущность изобретения
В соответствии с вариантом реализации изобретения создана пластинчатая распорка. Пластинчатая распорка содержит первую пластину пластинчатой распорки, включающую в себя первое отверстие и первый вырез. Пластинчатая распорка дополнительно содержит вторую пластину пластинчатой распорки, имеющую второе отверстие и второй вырез. Первое отверстие и второй вырез выполнены с возможностью соединения с первым проточным трубопроводом. Второе отверстие и первый вырез выполнены с возможностью соединения со вторым проточным трубопроводом.
В соответствии с вариантом реализации изобретения создан узел проточных трубопроводов. Узел проточных трубопроводов содержит по меньшей мере один проточный трубопровод и пластинчатую распорку. Пластинчатая распорка дополнительно содержит первую пластину пластинчатой распорки, включающую в себя первое отверстие и первый вырез. Пластинчатая распорка дополнительно содержит вторую пластину пластинчатой распорки, имеющую второе отверстие и второй вырез. Первое отверстие и второй вырез выполнены с возможностью соединения с первым проточным трубопроводом. Второе отверстие и первый вырез выполнены с возможностью соединения со вторым проточным трубопроводом.
В соответствии с вариантом реализации изобретения создан способ сборки вибрационного расходомера. Вибрационный расходомер включает в себя первый проточный трубопровод, второй проточный трубопровод и пластинчатую распорку. Пластинчатая распорка включает в себя первую пластину пластинчатой распорки и вторую пластину пластинчатой распорки. Первая пластина пластинчатой распорки включает в себя первое отверстие и первый вырез. Вторая пластина пластинчатой распорки включает в себя второе отверстие и второй вырез. Способ включает этап скольжения первого отверстия первой пластины пластинчатой распорки по первому проточному трубопроводу. Способ дополнительно включает этап скольжения второго отверстия второй пластины пластинчатой распорки по второму проточному трубопроводу. Способ дополнительно включает этап посадки первого выреза на второй трубопровод. Способ дополнительно включает этап посадки второго выреза на первый трубопровод.
Объекты изобретения
В одном варианте реализации пластинчатой распорки, первая пластина пластинчатой распорки и вторая пластина пластинчатой распорки идентичны.
В одном варианте реализации пластинчатой распорки, первая пластина пластинчатой распорки и вторая пластина пластинчатой распорки имеют по существу прямоугольную форму.
В одном варианте реализации пластинчатой распорки, первое отверстие и второе отверстие являются по существу круглыми.
В одном варианте реализации пластинчатой распорки, первый вырез и второй вырез сформированы как сегмент окружности.
В одном варианте реализации пластинчатой распорки, первый вырез и второй вырез имеют такие размеры, чтобы уменьшить затекание во время пайки твердым припоем и обеспечить ориентацию пластинчатой распорки.
В одном варианте реализации узла проточных трубопроводов, первая пластина пластинчатой распорки и вторая пластина пластинчатой распорки идентичны.
В одном варианте реализации узла проточных трубопроводов, первая пластина пластинчатой распорки и вторая пластина пластинчатой распорки имеют по существу прямоугольную форму.
В одном варианте реализации узла проточных трубопроводов, первое отверстие и второе отверстие являются по существу круглыми.
В одном варианте реализации узла проточных трубопроводов, первый вырез и второй вырез сформированы как сегмент окружности.
В одном варианте реализации узла проточных трубопроводов, первый вырез и второй вырез имеют такие размеры, чтобы уменьшить затекание во время пайки твердым припоем и обеспечить ориентацию пластинчатой распорки.
В одном варианте реализации способа, размещение первого выреза на втором проточном трубопроводе и размещение второго выреза на первом проточном трубопроводе включает в себя перемещение первого проточного трубопровода и второго проточного трубопровода вместе, пока первый вырез не сядет на первый проточный трубопровод и второй вырез не сядет на второй трубопровод.
В одном варианте реализации способа, способ содержит этап пайки твердым припоем первого проточного трубопровода к первому отверстию и второму вырезу.
В одном варианте реализации способа, способ содержит этап помещения наполнителя в первое отверстие напротив второго выреза.
В одном варианте реализации способа, первый вырез и второй вырез имеют такие размеры, чтобы уменьшить затекание во время пайки твердым припоем и обеспечить ориентацию пластинчатой распорки.
В одном варианте реализации способа, способ содержит этап пайки твердым припоем первой пластины пластинчатой распорки ко второй пластине пластинчатой распорки.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид разреза вибрационного расходомера 100, включающего в себя пластинчатую распорку, используя конструкцию техники предшествующего уровня;
Фиг.2 - вид сверху пластинчатой распорки 102, состоящей из одного детали, используемой в существующих конструкциях;
Фиг.3 - 3D-вид пластинчатой распорки 300, состоящей из двух деталей, используемой в существующих конструкциях;
Фиг.4 - 3D-вид пластинчатой распорки 400, состоящей из трех деталей, используемой в существующих конструкциях;
Фиг.5 - покомпонентное изображение пластинчатой распорки 500 в соответствии с вариантом реализации изобретения;
Фиг.6 - вид профиля пластинчатой распорки 500 в соответствии с вариантом реализации изобретения; и
Фиг.7 - 3D-вид пластинчатой распорки 700 в соответствии с вариантом реализации изобретения.
Подробное описание изобретения
Фиг.5-7 и нижеследующее описание демонстрируют конкретные примеры для пояснения специалистам в данной области техники того, как реализовать и использовать наилучший вариант изобретения. С целью пояснения принципов изобретения, некоторые стандартные объекты были упрощены или исключены. Специалисты в данной области техники увидят возможные вариации этих примеров, которые находятся в пределах объема притязаний изобретения. Специалисты в данной области техники увидят, что описанные ниже признаки могут быть различным образом скомбинированы, образуя множественные вариации изобретения. Таким образом, изобретение не ограничивается описанными ниже конкретными примерами, но только пунктами формулы и их эквивалентами.
На Фиг.5 приведено покомпонентное изображение пластинчатой распорки 500, и Фиг.6 изображает вид профиля пластинчатой распорки 500 в соответствии с вариантом реализации Изобретения. Пластинчатая распорка 500 включает в себя пластины 501 и 502 пластинчатой распорки, отверстия 503 и 504 и вырезы 505 и 506. Пластинчатая распорка 500 является по существу плоской и прямоугольной со скругленными углами. Пластины 501 и 502 пластинчатой распорки также по существу являются плоскими. В вариантах реализации, пластины 501 и 502 пластинчатой распорки могут быть изготовлены из металла, подходящего для пайки твердым припоем. В других вариантах реализации, пластины 501 и 502 пластинчатой распорки могут быть изготовлены из любого материала, подходящего для изоляции колебательных мод, уменьшения напряжений или для обеспечения надежности сборки вибрационного расходомера, как хорошо известно специалистам в данной области техники.
Пластина 501 пластинчатой распорки включает в себя отверстие 503, и пластина 502 пластинчатой распорки включает в себя отверстие 504. Отверстия 503 и 504, каждое, сформированы так, чтобы удерживать соответствующий проточный трубопровод (не показано). В вариантах реализации, отверстия 503 и 504 могут быть сформированы так, чтобы по существу соответствовать сечению проточного трубопровода, вставляемого в них. В варианте реализации с Фиг.5 и 6, отверстия 503 и 504 являются по существу круглыми, чтобы соответствовать круглым проточным трубопроводам. Однако это никак не ограничивается. В вариантах реализации отверстия 503 и 504 могут быть овальными, прямоугольными или иметь любую другую форму сечения. В отверстия 503 и 504 пластин 501 и 502 пластинчатой распорки, в каждое, вставляются соответствующие проточные трубопроводы во время сборки вибрационного расходомера.
Пластина 501 пластинчатой распорки дополнительно включает в себя вырез 505, и пластина 502 пластинчатой распорки дополнительно включает в себя вырез 506. Вырезы 505 и 506 позволяют выровнять пластины 501 и 502 пластинчатой распорки, обеспечивая структурированное расположение, врезание или признак нахождения местоположения по периметру пластины пластинчатой распорки, которая может быть использована для посадки соответствующей пластины пластинчатой распорки на проточный трубопровод, противоположно проточному трубопроводу, соответствующая пластина пластинчатой распорки которого связана через ее отверстие. Например, пластина 501 пластинчатой распорки смыкается с первым проточным трубопроводом через отверстие 503 и сажается напротив второго проточного трубопровода посредством выреза 505. Пластина 502 пластинчатой распорки смыкается со вторым проточным трубопроводом через отверстие 504 и сажается напротив первого проточного трубопровода посредством выреза 506.
Вырезы 505 и 506 могут иметь любую форму или форму, которая позволяет пластине 501 или 502 пластинчатой распорки надежно самовыравниваться относительно противостоящего проточного трубопровода. Форма вырезов 505 и 506 может, кроме того, предотвратить смещение пластин 501 и 502 пластинчатой распорки, когда пластинчатая распорка 500 уже собрана на вибрационном расходомере. В варианте реализации на Фиг.5 и 6, вырезы 505 и 506 представляют собой идентичные вырезы полуокружностей на по существу прямоугольном периметре пластин 501 и 502 пластинчатой распорки. Полукруглые вырезы 505 и 506 могут обеспечить закрепление пластин 501 и 502 пластинчатой распорки относительно проточных трубопроводов с круглыми сечениями, таких как проточные трубопроводы 106. Однако вырезы 505 и 506, показанные в примере пластинчатой распорки 500, не предполагают какого-либо ограничения. Вырезанный сегмент с некруговой формой также предполагается в данном изобретении. Кроме того, пластинчатая распорка с неидентичными вырезами также предполагается в данном изобретении.
Как только каждая пластина 501 и 502 пластинчатой распорки скользит на соответствующий проточный трубопровод, пластины пластинчатой распорки 501 и 502 могут быть повернуты так, чтобы каждый из вырезов 505 и 506 противостоял проточному трубопроводу. Проточные трубопроводы затем могут быть перемещены вместе так, чтобы вырезы 505 и 506 на них сели или вошли в контакт с противостоящим проточным трубопроводом, одновременно сажая на место каждую соответствующую пластину 501 и 502 пластинчатой распорки. Как только вырезы 505 и 506 посажены на противостоящие проточные трубопроводы, они могут быть удержаны от вращения или другого перемещения, тем самым обеспечивая устойчивую ориентацию для пластинчатой распорки 500.
На Фиг.6 показана полностью собранная пластинчатая распорка 500. Как можно видеть, отверстие 503 и вырез 506 взаимно ориентированы, образуя первый перекрывающийся сегмент. Отверстие 504 и вырез 505 также взаимно ориентированы, образуя вторую перекрывающуюся секцию.
Как только пластинчатая распорка 500 собрана, как показано на Фиг.6, пластины 501 и 502 пластинчатой распорки могут быть соединены вместе, чтобы обеспечить более устойчивую пластинчатую распорку. Пластины 501 и 502 пластинчатой распорки могут быть спаяны при сборке твердым припоем в области, где они перекрываются между отверстиями 503 и 504. Обычно, способ соединения между собой двух пластин 501 и 502 пластинчатой распорки будет зависеть от конкретного материала, используемого для пластинчатой распорки 500. В вариантах реализации, пластины 501 и 502 пластинчатой распорки могут быть соединены посредством введения материала наполнителя, например пастообразного припоя, между пластинами пластинчатой распорки, и спаивая пластины пластинчатой распорки между собой. В других вариантах реализации, пластины 501 и 502 пластинчатой распорки могут быть соединены, используя любой другой способ соединения, обычно известный специалистам в данной области техники, включая, но без ограничения, пайку, сварку, соединение связующим веществом, склеивание или винтовое соединение пластин между собой.
В вариантах реализации, пластины 501 и 502 пластинчатой распорки могут быть дополнительно соединены с проточными трубопроводами, чтобы обеспечить более устойчивую сборку расходомера. Пластины 501 и 502 пластинчатой распорки могут быть соединены связующим веществом, пайкой, склеиванием, сваркой или с использованием любого другого известного способа прикрепления двух элементов друг к другу. Конкретный способ соединения будет обычно зависеть от материала, используемого для проточных трубопроводов 106 и пластин 501 и 502 пластинчатой распорки.
В вариантах реализации, соединение между пластинами 501 и 502 пластинчатой распорки и проточным трубопроводом может быть выполнено пайкой твердым припоем. В идеальном случае, при пайке твердым припоем, наполнитель однородно окружает периметр каждого проточного трубопровода для надежного присоединения каждого проточного трубопровода к каждой пластине 501 и 502 пластинчатой распорки. Однако пайка твердым припоем соединений между пластинами 501 и 502 пластинчатой распорки и проточным трубопроводом может быть проблематичной из-за возможного затекания наполнителя от соединений между пластинами 501 и 502 пластинчатой распорки и трубопроводом в соединение между пластинами 501 и 502 пластинчатой распорки. В частности, наполнитель может затекать далеко через перекрывающиеся сегменты или области затекания возникают между отверстием 503 и вырезом 506 и отверстием 504 и вырезом 505.
В вариантах реализации, области затекания для пластинчатой распорки могут быть уменьшены для снижения возможности затекания между пластинами 501 и 502 пластинчатой распорки и проточным трубопроводом во время пайки твердым припоем. Например, пластинчатая распорка 700 включает в себя пластины 701 и 702 пластинчатой распорки, трехмерный вид которых предоставлен на Фиг.7. Пластина 701 пластинчатой распорки включает в себя отверстие 703 и вырез 705. Пластина 702 пластинчатой распорки включает в себя отверстие 704 и вырез 706. Пластинчатая распорка 700 является по существу прямоугольной и плоской. Из Фиг.7 можно видеть, что пластины 701 и 702 пластинчатой распорки являются по существу плоскими и включают в себя периметр в форме бутылки. Вырезы 705 и 706 содержат вершину бутылочной формы для каждой соответствующей пластины пластинчатой распорки. Вогнутая коническая кромка соединяет вырезы 705 и 706 с по существу прямоугольным нижним участком бутылочной формы пластин 701 и 702 пластинчатой распорки. Вогнутость конической кромки и острый угол, к которому сводится сужение дальше от вырезов 705 и 706, уменьшает площадь поверхности в области перекрытия пластинчатых распорок 701 и 702 непосредственно вблизи выреза. Уменьшение площади поверхности, где пластинчатые распорки 701 и 702 перекрываются, может дополнительно уменьшить затекание наполнителя в сторону от соединений трубопровода во время пайки твердым припоем. В других вариантах реализации, конусность может быть прямой, выпуклой или иметь любую другую форму.
Можно видеть, что вырез 705 ориентируется по отверстию 704, образуя первый перекрывающийся сегмент, и вырез 706 ориентируется по отверстию 703, образуя второй перекрывающийся сегмент пластинчатой распорки 700. Перекрывающиеся сегменты пластинчатой распорки 700 пропорционально меньше, чем соответствующие перекрывающиеся сегменты пластинчатой распорки 500. Уменьшение перекрывающихся сегментов пластинчатой распорки 700 может дополнительно уменьшить затекание наполнителя в сторону от соединений трубопровод/отверстие/вырез для пластинчатой распорки 700 в пространство между пластинами 701 и 702 пластинчатой распорки во время процедуры пайки твердым припоем. В вариантах реализации, вырезы 705 и 706 могут иметь такие размеры, чтобы они покрывали сегмент отверстий 703 и 704, которые являются достаточно малыми, чтобы уменьшить затекание, но достаточно велики, чтобы поддерживать устойчивую ориентацию пластинчатой распорки 700.
Пластинчатые распорки 500 и 700 показаны как имеющие по существу прямоугольную форму, причем пластинчатая распорка 500 дополнительно включает в себя скругленные углы. Однако изобретение не ограничивается этими вариантами реализации. Другие формы пластины пластинчатой распорки также предполагаются, включая в себя, но без ограничения, круглые, овальные, ромбовидные или неправильной формы. Аналогично, хотя примерные варианты реализации пластин 501, 502, 701 и 702 пластинчатой распорки представлены как по существу плоские, неплоские варианты реализации пластины пластинчатой распорки также предусматриваются этим изобретением. Хотя пары пластин 501 и 502 и 701 и 702 пластинчатой распорки представлены как идентичные в примерах пластинчатых распорок 500 и 700, в вариантах реализации пластинчатая распорка может быть составлена из несходных пластин пластинчатой распорки.
Подробные описания вышеупомянутых вариантов реализации не являются исчерпывающими описаниями всех вариантов реализации, предполагаемых авторами как находящиеся в пределах объема притязаний изобретения. Действительно, специалисты в данной области техники увидят, что определенные элементы вышеописанных вариантов реализации могут быть по-разному объединены или исключены, образуя дополнительные варианты реализации, и такие дополнительные варианты реализации находятся в пределах объема притязаний и принципов изобретения. Специалистам в данной области техники также будет очевидно, что вышеописанные варианты реализации могут быть объединены полностью или частично, образуя дополнительные варианты реализации в пределах объема притязаний и принципов изобретения.
Таким образом, хотя конкретные варианты реализации и примеры для Изобретения описаны здесь в иллюстративных целях, различные эквивалентные модификации возможны в пределах объема притязаний Изобретения, как увидят специалисты в данной области техники. Представленные здесь принципы могут быть применены к другим пластинчатым распоркам и не только к описанным выше вариантам реализации и показанным на сопровождающих чертежах. Соответственно, объем притязаний изобретения должен быть определен из нижеследующей формулы.