УЛЬТРАЗВУКОВОЙ РАСХОДОМЕР С БЛОКОМ ЗАГЛУШКИ ПОСАДОЧНОГО ГНЕЗДА Российский патент 2014 года по МПК G01F1/66 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Примеры реализации, раскрытые в настоящей заявке, относятся к ультразвуковым расходомерам и, в частности, к блоку заглушки посадочного гнезда для присоединения к блокам преобразователей в ультразвуковом расходомере.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] После извлечения углеводородов из земли поток текучей среды (в жидкой или газовой фазе) транспортируется с одного места к другому посредством трубопроводов. Желательно иметь возможность точно определять количество протекающей текучей среды, в частности, точность особенно необходима при переходе текучей среды к другому владельцу или при передаче на ответственное хранение. Однако точность измерения желательна и в других ситуациях, при которых могут быть использованы ультразвуковые расходомеры.

[0004] Ультразвуковой расходомер содержит по меньшей мере два блока преобразователей, каждый из которых закреплен в посадочном гнезде корпуса или патрубка расходомера. Для удержания перемещаемой текучей среды в расходомере над внешним концом каждого посадочного гнезда преобразователя в патрубке закреплен концевой соединитель. Таким образом, патрубок и концевые соединители создают границу давления, удерживающую текучую среду, проходящую через расходомер.

[0005] Для измерения расхода текучей среды через расходомер каждый из первого и второго блоков преобразователя размещен в посадочном гнезде патрубка, так что каждый блок преобразователя обращен к другому блоку преобразователя. Каждый блок преобразователя содержит пьезоэлемент. При приложении переменного тока к пьезоэлементу первого блока преобразователя пьезоэлемент реагирует путем излучения ультразвуковой волны в текучую среду, перемещаемую через расходомер. При падении этой волны на пьезоэлемент второго блока преобразователя второй блок преобразователя реагирует путем создания электрического сигнала. Через некоторое время происходит приложение переменного тока к пьезоэлементу второго блока преобразователя, пьезоэлемент реагирует путем излучения ультразвуковой волны через текучую среду в расходомере. При падении этой волны на пьезоэлемент первого блока преобразователя первый блок преобразователя реагирует путем создания электрического сигнала. Таким образом, блоки преобразователей выдают и принимают сигналы в обе стороны через поток текучей среды.

[0006] Каждый из блоков преобразователя присоединен к кабелю, проходящему через концевой соединитель к месту, выполненному внешним по отношению к патрубку, например электронный блок обычно прикреплен к внешней части патрубка. Сигналы, создаваемые пьезоэлементами, передаются по кабелю на плату приема данных, расположенную в электронном блоке, в котором сигнал может быть обработан и затем использован для определения расхода текучей среды через расходомер.

[0007] При отсутствии использования пьезоэлементы в блоках преобразователей могут формировать электрический заряд. Электрический заряд представляет опасность для персонала, выполняющего техническое обслуживание расходомера. Для уменьшения опасности для технического персонала каждый пьезоэлемент обычно присоединяют к трансформатору, который в дополнение к описанным далее функциям обеспечивает возможность разряда электрического заряда, созданного пьезоэлементом.

[0008] Кроме того, трансформатор обеспечивает согласование импеданса между пьезоэлементом и устройством сбора данных, принимающим в итоге сигнал, сформированный пьезоэлементом. Таким образом, пьезоэлемент и трансформатор используются совместно. Поэтому трансформатор обычно расположен в блоке преобразователя. В большинстве обычных конструкций в случае наличия необходимости в замене пьезоэлемента или трансформатора из посадочного гнезда в патрубке удаляют весь блок преобразователя, что часто приводит к нежелательному прерыванию потока текучей среды в патрубке вследствие удаления, при необходимости, концевого соединителя для доступа к блоку преобразователя.

[0009] Кроме того, в большинстве известных блоков преобразователей трансформатор в блоке преобразователя и/или электрические соединения между трансформатором и пьезоэлементом подвержены воздействию факторов, аналогичных факторам, воздействующим на пьезоэлемент. Такое воздействие нежелательно, если трансформатор или электрические соединения не приспособлены для воздействия на них факторов, аналогичных факторам, воздействующим на пьезоэлемент. Например, текучая среда, проходящая через расходомер, может представлять собой коррозионную текучую среду. В то время как пьезоэлемент может быть приспособлен для воздействия на него коррозионных факторов, трансформатор может быть не приспособлен для этого. В таких случаях коррозийная текучая среда может повредить трансформатор и соответствующую электропроводку.

[0010] Приспособления, улучшающие качество ультразвуковых сигналов, передаваемых в текучую среду, могут улучшить измерительную точность. Кроме того, истирание, износ и ухудшение свойств компонентов (например, обусловленные коррозийной активностью измеряемой текучей среды) в отношении компонентов расходомера может существенно уменьшить срок службы устройства. Таким образом, было бы целесообразно использовать любое устройство, способы или системы, увеличивающие прочность и/или срок службы расходомера и его компонентов. В итоге ультразвуковые расходомеры могут быть установлены в агрессивных средах. Таким образом, было бы целесообразно использовать любое приспособление для уменьшения времени технического обслуживания и, если возможно, улучшения технических характеристик.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] Ультразвуковой расходомер для измерения потока текучей среды в трубопроводе. В некоторых примерах реализации ультразвуковой расходомер содержит патрубок, блок преобразователя и блок заглушки посадочного гнезда. Патрубок имеет сквозное отверстие и посадочное гнездо преобразователя, проходящее между сквозным отверстием и внешней поверхностью патрубка. Блок преобразователя расположен в посадочном гнезде преобразователя и содержит трансформатор, пьезоэлемент и электрическое соединение между ними. Блок заглушки посадочного гнезда присоединен к блоку преобразователя и принимает кабель, присоединенный к блоку преобразователя. Блок заглушки посадочного гнезда подпружинен со смещением блока заглушки посадочного гнезда по направлению к блоку преобразователя для противодействия электрическому отсоединению кабеля от блока преобразователя. В других примерах реализации блок заглушки посадочного гнезда содержит по меньшей мере две защелки, выполненные с возможностью разъемного взаимодействия с патрубком, вследствие чего ограничено перемещение блока заглушки посадочного гнезда относительно патрубка.

[0012] В других примерах реализации блок преобразователя образует первый барьер для текучей среды через посадочное гнездо преобразователя, разделяющий его на первую часть, расположенную ближе к сквозному отверстию, и вторую части, удаленную от сквозного отверстия, причем первая часть сообщается посредством текучей среды со сквозным отверстием, первый барьер для текучей среды ограничивает сообщение посредством текучей среды между сквозным отверстием и второй частью. Блок заглушки посадочного гнезда формирует второй барьер для текучей среды, который ограничивает проникновение текучей среды снаружи патрубка в посадочное гнездо преобразователя.

[0013] Таким образом, примеры реализации, описанные в настоящей заявке, содержат сочетание особенностей и преимуществ, предназначенных для решения различных недостатков, связанных с конкретными устройствами, системами и способами, известными из уровня техники. После прочтения представленного далее подробного описания, приведенного согласно прилагаемым чертежам, для специалиста в данной области техники будут полностью очевидны различные особенности, описанные выше, и другие особенности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0014] Далее будет приведено подробное описание пояснительных примеров реализации настоящего изобретения согласно прилагаемым чертежам, на которых:

[0015] на фиг.1А показан вид сверху в разрезе ультразвукового расходомера, в одном из примеров его реализации;

[0016] на фиг.1 В показан вид с торца расходомера по фиг.1A;

[0017] на фиг.1С схематически показан вид сверху расходомера по фиг.1A;

[0018] на фиг.2 показан вид в перспективе ультразвукового расходомера согласно принципам, описанным в настоящей заявке, в одном из примеров его реализации;

[0019] на фиг.3 показан увеличенный вид в частичном разрезе блока газового ультразвукового преобразователя с присоединенным к нему блоком заглушки посадочного гнезда, размещенного в одном из посадочных гнезд преобразователя ультразвукового расходомера по фиг.4, в одном из примеров его реализации;

[0020] на фиг.4 показан увеличенный вид в частичном разрезе модуля газового ультразвукового преобразователя по фиг.3;

[0021] на фиг.5 и 6 показан увеличенный вид в разрезе пьезоэлектрического модуля по фиг.2;

[0022] на фиг.7 показан увеличенный вид в разрезе трансформаторного модуля по фиг.4;

[0023] на фиг.8 показан вид в разрезе блока заглушки посадочного гнезда и трансформаторный модуль по фиг.3;

[0024] на фиг.9 показан вид в перспективе блока заглушки посадочного гнезда и трансформатора;

[0025] на фиг.10A и 10В показаны виды в разрезе соединения блока заглушки посадочного гнезда с трансформаторным модулем по фиг.3;

[0026] на фиг.11 показан вид в разрезе блока заглушки посадочного гнезда по фиг.8 с трубчатым элементом заводского исполнения;

[0027] на фиг.12 показан вид в частичном разрезе блока газового ультразвукового преобразователя для использования с блоком заглушки посадочного гнезда по фиг.3 и ультразвуковым преобразователем по фиг.2 в еще одном примере его реализации;

[0028] на фиг.13 показан увеличенный вид в частичном разрезе блока газового ультразвукового преобразователя по фиг.12;

[0029] на фиг.14 показан увеличенный вид в частичном разрезе пьезоэлектрического и/или трансформаторного модуля и держатель гнездового разъема по фиг.13;

[0030] на фиг.15 показан увеличенный вид в частичном разрезе модуля разъема по фиг.13;

[0031] на фиг.16 показан вид в частичном разрезе блока газового ультразвукового преобразователя с присоединенным к нему уплотненным блоком заглушки посадочного гнезда для использования с ультразвуковым расходомером по фиг.2 в еще одном примере его реализации;

[0032] на фиг.17 показан увеличенный вид в частичном разрезе блока газового ультразвукового преобразователя по фиг.16;

[0033] на фиг.18 показан увеличенный вид в разрезе пьезоэлектрического модуля по фиг.17;

[0034] на фиг.19 показан вид с торца пьезоэлектрического модуля по фиг.17;

[0035] на фиг.20 показан увеличенный вид в частичном разрезе блока заглушки посадочного гнезда по фиг.16.

[0036] на фиг.21 показан еще один увеличенный вид в частичном разрезе блока заглушки посадочного гнезда по фиг.16, причем данный разрез показан со смещением от разреза по фиг.20 на 90 градусов относительно оси блока заглушки посадочного гнезда;

[0037] на фиг.22А и 22B показаны увеличенные виды в разрезе соответственно защитной крышки и одной из защелок защитной крышки по фиг.20;

[0038] на фиг.23 показан вид в перспективе блока заглушки посадочного гнезда по фиг.16, отображающий внутреннюю сторону защитной крышки и байонетных пазов на трубчатом элементе;

[0039] на фиг.24 показан вид в перспективе блока заглушки посадочного гнезда по фиг.16, отображающий внешнюю сторону защитной крышки;

[0040] на фиг.25 показан увеличенный вид в частичном разрезе соединения блока заглушки посадочного гнезда с трансформаторным модулем по фиг.3;

[0041] на фиг.26 показан еще один вид в частичном разрезе блока газового ультразвукового преобразователя и уплотненного блока заглушки посадочного гнезда, размещенного в посадочном гнезде преобразователя ультразвукового расходомера по фиг.16, причем данный разрез показан со смещением от разреза по фиг.16 на 90 градусов относительно оси блока заглушки посадочного гнезда;

[0042] на фиг.27 показан вид в разрезе трубчатого элемента для блока заглушки посадочного гнезда в другом примере его реализации, в котором трубчатый элемент имеет сегментированные стопорные кольца.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0043] Далее приведено описание различных примеров реализации настоящего изобретения. Несмотря на то, что по меньшей мере один из этих примеров реализации в настоящее время может представлять собой предпочтительный пример реализации, раскрытые примеры реализации не следует рассматривать в качестве ограничения объема настоящего изобретения, включающего формулу изобретения. Кроме того, специалисту в уровне техники ясно, что приведенное далее описание имеет широкое применение, а описание любого из примеров реализации приведено только для пояснения такого примера реализации и не предназначено для ограничения объема настоящего изобретения, определяемого формулой изобретения.

[0044] В настоящем описании и формуле изобретения использованы конкретные термины для обращения к конкретным элементам или компонентам. Специалисту в области техники будет понятно, что разные люди могут использовать различные названия для обращения к аналогичному элементу или компоненту. Данная заявка не предназначена для проведения различий между компонентами или элементами, которые имеют различное название, а не функцию. В масштабировании фигур на чертежах нет необходимости. Конкретные элементы и компоненты в настоящей заявке могут быть могут быть показаны в увеличенном масштабе или в некотором схематическом виде, а некоторые части обычных элементов могут быть не показаны для обеспечения ясности и краткости.

[0045] В приведенном далее описании и формуле изобретения термины "включающий" и "содержащий" использованы в неограничительной форме, поэтому их следует интерпретировать как "включающий, но не ограниченный…". Кроме того, термин "соединяют" или "соединяет" предназначен для описания непрямого или прямого соединения. Таким образом, если первое устройство соединено со вторым устройством или присоединено к нему, то такое соединение может быть выполнено путем прямого соединения или непрямого соединения посредством других устройств, компонентов и соединений. Кроме того, использованные в данной заявке термины "осевой" и "в осевом направлении" в общем смысле означают вдоль или параллельно центральной оси (например, центральной оси корпуса или посадочного гнезда), а термины "радиальный" и "радиально" в общем смысле означают перпендикулярно относительно центральной оси. Например, осевое расстояние относится к расстоянию, измеренному вдоль или параллельно центральной оси, а радиальное расстояние соответствует расстоянию, измеренному перпендикулярно центральной оси.

[0046] На фиг.1А и 1B показан ультразвуковой расходомер 10 в одном из примеров его реализации для пояснения его различных компонентов и их взаимосвязей. Патрубок 11 подходит для размещения между секциями трубопровода. Патрубок 11 имеет установленный размер и задает центральный проход, через который течет текучая среда (например, газ и/или жидкость). Показанная пара преобразователей 12 и 13 и соответствующие им корпуса 14 и 15 расположены по длине патрубка 11. Преобразователи 12 и 13 представляют собой акустические приемопередатчики. В частности, преобразователи 12, 13 представляют собой ультразвуковые приемопередатчики, что означает, что они создают и принимают акустическую энергию с частотами, превышающими 20 кГц.

[0047] Акустическая энергия может быть создана и принята пьезоэлементом в каждом преобразователе 12, 13. Для создания акустического сигнала электрически возбуждают посредством синусоидального сигнала пьезоэлемент, который реагирует путем вибрации. Вибрация пьезоэлемента создает акустический сигнал, который затем перемещается через текучую среду к соответствующему преобразователю 12, 13 из пары преобразователей. Аналогично после приема акустической энергии (то есть акустического сигнала и других шумовых сигналов) принимающий пьезоэлемент вибрирует и создает синусоидальный электрический сигнал, регистрируемый, оцифровываемый и анализируемый посредством электронных устройств, связанных с расходомером.

[0048] Отрезок 17, иногда называемый "хордой", проходит между показанными преобразователями 12, 13 под углом 6 к центральной оси 20 патрубка 11. Длина "хорды" 17 соответствует расстоянию между торцом преобразователя 12 и торцом преобразователя 13. Точки 18, 19 определяют положения, в которых акустические сигналы, создаваемые преобразователями 12, 13, входят в текучую среду, протекающую через патрубок 11, и выходят из нее (то есть вход в отверстие патрубка). Положение преобразователей 12, 13 может быть определено углом θ, первой длиной L, измеренной между преобразователями 12, 13, второй длиной X, соответствующей осевому расстоянию между точками 18, 19, и третьей длиной d, соответствующей внутреннему диаметру трубы. В большинстве случаев расстояния d, X и L точно установлены в процессе изготовления расходомера. Кроме того, преобразователи 12, 13 в целом расположены на конкретном расстоянии соответственно от точек 18, 19 вне зависимости от размера расходомера (то есть размера патрубка). Текучая среда, проходящая через патрубок 11, такая как природный газ, течет в направлении 22, и ее скорость описывается профилем 23 скоростей. Показанные на чертеже векторы скорости 24-29 иллюстрируют тот факт, что скорость прохождения газа через патрубок 11 увеличивается при приближении к центральной оси 20.

[0049] Первоначально преобразователь 12, расположенный ниже по потоку, создает акустический сигнал, который распространяется через текучую среду в патрубке 11, затем падает на преобразователь 13, расположенный выше по потоку, и регистрируется им. Через короткий промежуток времени (например, в пределах нескольких миллисекунд), преобразователь 13, расположенный выше по потоку, создает ответный акустический сигнал, который распространяется в обратном направлении через текучую среду в патрубке 11, падает на преобразователь 12, расположенный ниже по потоку, и регистрируется им. Таким образом, преобразователи 12 и 13 выполняют функцию "питчера и кетчера" в отношении сигналов 30, проходящих по хорде 17. В процессе работы данная последовательность может происходить тысячи раз в минуту.

[0050] Время передачи акустического сигнала 30 между преобразователями 12, 13 зависит отчасти от направления перемещения акустического сигнала 30 вверх по потоку или вниз по потоку относительно направления потока текучей среды. Время перемещения акустического сигнала вниз по потоку (то есть в направлении потока текучей среды) меньше времени его перемещения вверх по потоку (то есть в направлении, противоположном потоку текучей среды). Время перемещения вверх и вниз по потоку может быть использовано для расчета средней скорости следования сигнала по отрезку или хорде 17 и скорости звука в измеряемой текучей среде.

[0051] Ультразвуковые расходомеры могут иметь по меньшей мере одну хорду акустического сигнала. На фиг.1B показан вид в вертикальном разрезе одного из концов ультразвукового расходомера 10. Согласно фиг.1B ультразвуковой расходомер имеет четыре хорды A, В, С, D на различных уровнях патрубка 11. Каждый из хордовых путей A-D проходит между двумя преобразователями, каждый из которых функционирует попеременно в качестве передатчика и приемника. На фиг.1B не показаны четыре пары преобразователей, соответствующие хордам A-D. Кроме того, показан управляющий электронный блок 40. Электронный блок 40 принимает и обрабатывает данные для четырех хорд A-D.

[0052] Расположение четырех пар преобразователей можно легко понять согласно фиг.1С. В патрубке 11 сформированы четыре пары посадочных гнезд преобразователей. Преобразователь размещен в каждом посадочном гнезде. Между каждыми двумя преобразователями проходит одна хорда. Например, первые два посадочных гнезда 14, 15 преобразователей содержат преобразователи 12, 13 (фиг.1А). Преобразователи 12, 13 размещены в соответствующих посадочных гнездах 14, 15 под неперпендикулярным углом θ к центральной линии 20 патрубка 11. Хорда 17 проходит между преобразователями 12, 13. Другие два посадочных гнезда 34, 35 преобразователей (показаны только частично) и соответствующих преобразователей размещены таким образом, что хорда, проходящая между преобразователями в посадочных гнездах 34, 35, расположена по существу Х-образно относительно хорды 17 между преобразователями 12, 13.

[0053] Аналогично, посадочные гнезда 38, 39 преобразователей расположены параллельно посадочным гнездам 34, 35, однако на разном "уровне" (то есть имеют различное радиальное положение в патрубке 11). На фиг.1С в неявном виде показаны четыре пары преобразователей и посадочных гнезд преобразователей. Согласно 1B и 1С пары преобразователей расположены таким образом, что хорды A, B верхних двух пар преобразователей расположены Х-образно, а хорды C, D двух нижних пар преобразователей также расположены Х-образно. Скорость потока текучей среды может быть определена по каждой хорде A-D для получения скоростей потока по хордам, а при последующем комбинировании скоростей потока по хордам может быть определена средняя скорость потока через патрубок 11. На основании значения средней скорости потока может быть определено количество текучей среды, протекающей через патрубок 11 и, таким образом, через трубопровод.

[0054] На фиг.2 и 3 соответственно показаны вид в перспективе в частичном разрезе ультразвукового расходомера 100 для измерения расхода текучей среды в трубопроводе. Ультразвуковой расходомер 100 содержит корпус или патрубок 105, блоки 200 ультразвуковых преобразователей расхода газа, электропровод или кабель 125, проходящий от каждого из блоков 200 к электронному блоку 195, соединенному с верхней частью патрубка 105, и съемную крышку 120 кабеля.

[0055] Патрубок 105 представляет собой корпус для ультразвукового расходомера 100 и выполнен с возможностью размещения между секциями трубопровода. Патрубок 105 имеет центральную ось 110 и первый или впускной конец 105а, второй или выпускной конец 105b, проход для потока текучей среды или сквозное отверстие 130, проходящее между концами 105а, 105b, и посадочные гнезда 165 преобразователей, проходящие от внешней поверхности патрубка 105 к сквозному отверстию 130. В данном примере реализации каждый из концов 105а, b имеет фланец, соединяющий патрубок 105 в осевом направлении встык между отдельными секциями труб в трубопроводе. Горизонтальная основная плоскость 111 проходит через центральную ось 110 и в целом делит патрубок 105 на соответственно верхнюю и нижнюю половины 105c, d.

[0056] Согласно фиг.2 патрубок 105 также содержит лотки для кабелей преобразователя, проходящие в целом вертикально вдоль его внешней периферии. Каждый из лотков 135 расположен таким образом, что он пересекает радиально внешние (относительно оси 110) концы 165b двух посадочных гнезд 165, расположенных по вертикали на расстоянии друг от друга. Каждый из кабелей 125 проходит от одного из блоков 200, установленного в посадочном гнезде 165 вдоль одного из лотков 135, до электронного блока 195. Поскольку каждый лоток 135 пересекают два посадочных гнезда 165, то через него проходят вертикально два кабеля 125.

[0057] Каждый из лотков 135 дополнительно содержит заглубленную переднюю поверхность 140, боковые стенки 145, 150 и боковые канавки 155, 160. Поверхность 140 и боковые стенки 145, 150 определяют ограниченный ими паз 175 для размещения кабелей 125. Боковые канавки 155, 160 проходят соответственно вдоль поверхности противолежащих боковых стенок 145, 150, которые также обращены к пазу 175. При использовании кабелей 125, размещенных в пазу 175 лотка 135 преобразователя, боковые кромки крышки 120 вводят в боковые канавки 155, 160 и вдвигают в них путем перемещения с обеспечением, таким образом, закрытия кабелей 125 и их защиты от окружающей среды с внешней стороны патрубка 105. Примеры подходящих кабельных покрытий раскрыты в патентной заявке США "Крышка кабеля для ультразвукового расходомера" №11/763,783, поданной 15 июня 2007 года и полностью включенной в настоящую заявку посредством ссылки.

[0058] В некоторых примерах реализации патрубок 105 представляет собой корпус, в котором посадочное гнездо 165 получено путем механической обработки. Пазы 175 также сформированы путем механической обработки до необходимых размеров. Ширина поверхности 140 превышает диаметр посадочных гнезд 165. Глубина паза 175 выполнена достаточной для обеспечения выполнения боковых канавок 155, 160 в стенках 145, 150 лотка 135 и непосредственно самого паза 175 и для размещения кабелей 125. В некоторых примерах реализации боковые канавки 155, 160 представляют собой трехсторонние канавки с прямыми углами. В других примерах реализации боковые канавки 155, 160 могут представлять собой V-образные канавки только с двумя стенками, в которых первая стенка расположена параллельно поверхности 140 лотка 135, а вторая стенка расположена под углом, не превышающим 90 градусов от первой стенки. Кроме того, в примерах реализации, в которых боковые канавки 155, 160 представляют собой V-образные канавки, угол расположения стенок 145, 150 относительно поверхности 140 может быть как меньше, так и больше 90 градусов.

[0059] Согласно фиг.3 один из блоков 200 размещен в каждом из посадочных гнезд 165. Каждое посадочное гнездо 165 имеет центральную ось 166 и проходит через патрубок 105 от радиально внешнего (относительно центральной оси 110 по фиг.2) или первого конца 165а в сквозном отверстии 130 до радиально внешнего (относительно центральной оси 110) или второго конца 165b на внешней поверхности патрубка 105. В данном примере реализации каждое посадочное гнездо 165 в целом выполнено горизонтальным. Другими словами, центральная ось 166 каждого посадочного гнезда 165 расположена в плоскости, в целом параллельной основной плоскости 111 (фиг.2). Несмотря на то, что проекция центральной оси 166 каждого посадочного гнезда 165 может не пересекать центральную ось 110 патрубка 105, и для упрощения радиальные положения различных элементов и компонентов могут быть описаны относительно оси 110, обычно следует понимать, что понятие "радиально внутренний" (относительно центральной оси 110) имеет отношение к положениям, в целом являющимся ближними по отношению к оси 110 и отверстию 130, а понятие "радиально внешний" (относительно центральной оси 110) имеет отношение к положениям, в целом являющимся дальними по отношению к оси 110 и отверстию 130.

[0060] Внутренняя поверхность каждого посадочного гнезда 165 имеет кольцевой уступ 167 между концами 165а, b и внутреннюю резьбу 169, расположенную в осевом направлении (относительно центральной оси 166) между уступом 167 и первым концом 165а. Согласно приведенному далее подробному описанию уступ 167 способствует размещению блока 200 в посадочном гнезде 165, а резьба 169 взаимодействует с сопрягаемой резьбой в блоке 200 с обеспечением, таким образом, завинчивания блока 200 в посадочное гнездо 165 в патрубке 105.

[0061] Согласно фиг.2 и 3 в процессе работы устройства текучая среда течет через трубопровод и сквозное отверстие 130 патрубка 105. Блоки 200 передают акустические сигналы в прямом и обратном направлении через поток текучей среды в сквозном отверстии 130. В частности, блоки 200 расположены таким образом, что акустический сигнал при перемещении от одного блока 200 преобразователя к другим пересекает поток текучей среды, протекающий через расходомер 100 под острым углом относительно центральной оси 110. Электронный блок 195 соединен с верхней частью патрубка 105 для обеспечения подачи энергии к блокам 200 и принимает сигналы от них посредством кабелей 125, проходящих между ними. После приема сигналов от блоков 200 электронный блок 195 обрабатывает эти сигналы для определения расхода текучей среды, проходящей через отверстие 130 расходомера 100.

[0062] Согласно фиг.3 блок 200 с прикрепленным к нему блоком 300 заглушки посадочного гнезда коаксиально размещен в посадочном гнезде 165 и проходит от сквозного отверстия 130 к пазу 175 лотка 135. Таким образом, блок 200 имеет центральную или продольную ось 205, в целом совпадающую с центральной осью 166 посадочного гнезда 165 при присоединении блока 200 к патрубку 105 в посадочном гнезде 165. При радиальном перемещении (относительно оси 110 по фиг.2 наружу из сквозного отверстия 130 патрубка 105) блок 200 содержит пьезоэлектрический модуль 210, держатель 230 преобразователя, трансформаторный модуль 250 и клеммную колодку 258. Блок 300 расположен наружу в радиальном направлении от блока 200. Пьезоэлектрический модуль 210, держатель 230, трансформаторный модуль 250 и блок 300 соединены встык в осевом направлении и коаксиально ориентированы относительно осей 166, 205. Таким образом, каждый из пьезоэлектрического модуля 210, держателя 230, трансформаторного модуля 250 и блока 300 имеет центральную ось, в целом совпадающую с осями 205, 166. Для обеспечения краткости осевые положения различных элементов и компонентов блока 200 и блока 300 заданы в настоящем описании относительно осей 166, 205, однако следует понимать, что каждый отдельный компонент при установке в блок 200 или блок 300 имеет центральную ось, в целом совпадающую с осью 205 и осью 166 при установке в посадочное гнездо 165.

[0063] Согласно фиг.3-6 пьезоэлектрический модуль 210 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно центральной оси 110 по фиг.2), или первый, конец 210а, являющийся ближним по отношению к отверстию 130, внешний в радиальном направлении (относительно центральной оси 110), или второй, конец 210b, удаленный от отверстия 130, и содержит корпус 211, пьезоэлемент 212, согласующий слой 214 и электрический соединитель 216. На фиг.5 показан пьезоэлектрический модуль 210 с согласующим слоем 214 (например после размещения согласующего слоя 214), а на фиг.6 пьезоэлектрический модуль 210 показан без согласующего слоя 214 (например, перед введением согласующего слоя 214).

[0064] Корпус 211 проходит в осевом направлении (относительно оси 205) между концами 120a, b и, таким образом, может быть также описан в качестве корпуса, имеющего первый и второй концы 211а, b, в целом совпадающие с концами 210а, b. Первые концы 210а, 211а соответственно пьезоэлектрического модуля 210 и корпуса 211 проходят в осевом направлении (относительно осей 166, 205) относительно отверстия 130 и открыты для воздействия текучей среды, протекающей в сквозном отверстии 130. Кроме того, первый конец 211а корпуса 211 содержит глухое отверстие 213, проходящее в осевом направлении (относительно оси 205) от первого конца 211а.

[0065] Пьезоэлемент 212 размещен коаксиально в глухом отверстии 213, являющемся ближним по отношению к первому концу 211а и отверстию 130. Пьезоэлемент 212 представляет собой пьезоэлектрический материал, создающий электрический потенциал в ответ на приложенное механическое усилие и создающий механическое усилие и/или напряжение в ответ на приложенное электрическое поле. В частности, пьезоэлемент 212 создает электрический потенциал и соответствующий ток в ответ на акустический сигнал и создает акустический сигнал в ответ на приложенный электрический потенциал и соответствующий ток. Обычно пьезоэлемент 212 может содержать любой подходящий пьезоэлектрический материал, такой как, без ограничения, пьезоэлектрический кристалл или керамика. В данном примере реализации пьезоэлемент 212 представляет собой пьезоэлектрический кристалл.

[0066] Согласующий слой 214 заполняет оставшуюся часть глухого отверстия 213, полностью окружая или охватывая пьезоэлемент 212. Согласующий слой (например, согласующий слой 214) может содержать любой подходящий материал(ы), включая, без ограничения, пластик, металл, стекло, керамику, эпоксидную смолу, эпоксидную смолу с порошкообразным наполнителем, резину или резину с порошкообразным наполнителем. В данном примере реализации согласующий слой 214 содержит эпоксидную смолу, введенную в глухое отверстие 213 в жидкой форме и расположенную вокруг пьезоэлемента 212 и над ним с обеспечением возможности его упрочнения и отверждения. Независимо от материала согласующего слоя (например, согласующего слоя 214) согласующий слой обеспечивает акустическую связь между пьезоэлементом (например, пьезоэлементом 212) и текучей средой, протекающей через расходомер (например, текучей средой, протекающей в отверстии 130 расходомера 100). Согласно конкретным примерам реализации, раскрытым в настоящей заявке, акустический согласующий слой имеет акустический импеданс промежуточный между импедансом пьезоэлемента и импедансом текучей среды в расходомере. При акустическом импедансе согласующего слоя, промежуточном между его значением для пьезоэлемента и для текучей среды в расходомере, происходит улучшение качества ультразвукового сигнала (например, увеличение амплитуды и ускорение нарастания импульса).

[0067] Согласно фиг.3-6 согласующий слой 214 и, таким образом, пьезоэлемент 212 присоединены к корпусу 211 в глухом отверстии 213. Обычно согласующий слой 214 может быть присоединен к корпусу 211 посредством каких-либо подходящих средств, включая, без ограничения, связывание, контактное взаимодействие или упругую установку, взаимодействие сопрягаемых резьб, акустическую связующую масляную краску, смазку или эпоксидную смолу. В данном примере реализации согласующий слой 214 присоединен непосредственно к внутренней цилиндрической поверхности глухого отверстия 213 корпуса 211 посредством адгезионного соединения из эпоксидной смолы.

[0068] Согласно фиг.5 и 6 электрический соединитель 216 расположен на втором конце 210b пьезоэлектрического модуля 210 и присоединен ко второму концу 211b корпуса 211. В частности, второй конец 211b корпуса 211 содержит глухое отверстие 215, проходящее в осевом направлении (относительно оси 205 по фиг.3) от второго конца 211b. Электрический соединитель 216 установлен с помощью поверхностного монтажа на монтажной плате 217, расположенной в глухом отверстии 215, и проходящий от нее в осевом направлении (относительно оси 205). В данном примере реализации электрический соединитель 216 представляет собой гнездовой коаксиальный разъем или приемник. Обычно "коаксиальные" соединители (например, штыревые коаксиальные соединители, гнездовые коаксиальные соединители, коаксиальные разъемы, коаксиальные приемники и т.п.) представляют собой соединители, выполненные с возможностью использования с коаксиальными кабелями и соединениями. Коаксиальные кабели и соединения содержат внутренний электрический проводник, окруженный трубчатым изолирующим слоем, обычно выполненным из гибкого материала, с высокой диэлектрической проницаемостью, причем все они окружены электрически проводящем слоем (обычно из тонкой плетеной сетки для обеспечения гибкости или тонкой металлической фольги) и покрыты снаружи тонким изолирующим слоем. Таким образом, коаксиальные кабели и соединения содержат внутренний в радиальном направлении проводник и внешний в радиальном направлении проводник, расположенный коаксиально с внутренним проводником и удаленный в радиальном направлении от него посредством трубчатого изолирующего слоя.

[0069] Два вывода или провода (не показаны) электрически присоединяют пьезоэлемент 212 к монтажной плате 217 и электрическому соединителю 216. Монтажная плата 217 в пьезоэлектрическом модуле 210 предпочтительно содержит резистор между двумя пьезоэлектрическими выводами для обеспечения безопасного разряда электрических зарядов в пьезоэлементе 212 при отсоединении пьезоэлектрического модуля 210 от трансформаторного модуля 250. В данном примере реализации монтажная плата 217 содержит один мегаомный резистор (не показан) между двумя пьезоэлектрическими выводами для обеспечения безопасного разряда электрических зарядов в пьезоэлементе 212 при отсоединении пьезоэлектрического модуля 210 от трансформаторного модуля 250.

[0070] Монтажная плата 217 и электрический соединитель 216 жестко закреплены на месте относительно корпуса 211 посредством наполнителя 218, заполняющего оставшуюся часть глухого отверстия 215 и располагающегося вокруг гнездовой части разъема 216 по его периферии. На фиг.5 показан пьезоэлектрический модуль 210 с наполнителем 218 (например, после введения наполнителя 218 в глухое отверстие 215), и на фиг.6 показан пьезоэлектрический модуль 210 без наполнителя 218 (например, до введения наполнителя 218 в глухое отверстие 215). Обычно наполнитель (например, наполнитель 218) может содержать любой подходящий материал, такой как пластик или эпоксидная смола. Наполнитель 218 предпочтительно формирует адгезионное соединение с монтажной платой 217, электрическим соединителем 216, любыми резисторами и проволочными выводами в глухом отверстии 215 и корпусом 211 для жесткого удержания на месте каждого из этих компонентов. В данном примере реализации наполнитель 218 представляет собой жесткую эпоксидную смолу аналогично согласующему слою 214.

[0071] Согласно фиг.3-6 внешняя в радиальном направлении поверхность корпуса 211 (относительно оси 205) содержит внешнюю резьбу 221 во втором конце 211b, кольцевой выступ 222 между концами 211a, b и кольцевую выемку или канавку 223, расположенную в осевом направлении (относительно оси 205) вплотную к выступу 222 между резьбой 221 и выступом 222. Согласно фиг.3 и 4 кольцевая канавка 223 и расположенное в ней кольцевое уплотнение 225 образуют уплотнительный блок 227, расположенный в радиальном направлении (относительно оси 205) между корпусом 211 и держателем 230. Уплотнительный блок 227 формирует кольцевое уплотнение между корпусом 211 и держателем 230 и ограничивает и/или предотвращает осевой поток текучей среды (например, относительно оси 205) между держателем 230 и корпусом 211. Например, уплотнительный блок 227 ограничивает и/или предотвращает протекание текучей среды в отверстии 130 между корпусом 211 и держателем 230. В данном примере реализации кольцевое уплотнение 225 представляет собой эластомерное кольцевое уплотнение, сжатое в радиальном направлении между корпусом 211 и держателем 230 после сборки.

[0072] Согласно фиг.3 и 4 держатель 230 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно оси 110), или первый, конец 230а, являющийся ближним по отношению к отверстию 130, и внешний в радиальном направлении (относительно оси 110), или второй, конец 230b, удаленный от отверстия 130. Конец 230а содержит глухое отверстие 231 с внутренней резьбой 232. Глухое отверстие 231 проходит в осевом направлении (относительно оси 205) от конца 230а. Второй конец 210b пьезоэлектрического модуля 210 завинчен в глухое отверстие 231 путем сопряжения резьб 221, 232. Взаимодействия сопрягаемых резьб 221, 232 предпочтительно достаточно для противодействия потенциальным силам, возникающим от захваченной текучей среды по давлением, которая со временем может проникать через уплотнительный блок 227. Такое жесткое взаимодействие резьб 221, 232 может быть важно при удалении держателя 230 и пьезоэлектрического модуля 210 из посадочного гнезда 165 или при уменьшении давления в отверстии 130. Любой газ, задержанный между держателем 230 и пьезоэлектрическим модулем 210, может быть выпущен вокруг уплотнительного блока 227 при вывинчивании пьезоэлектрического модуля 210 из держателя 230.

[0073] Электрическое соединение 235 коаксиально размещено в сквозном отверстии 236, проходящем в аксиальном направлении (относительно оси 205) через держатель 230 между глухим отверстием 231 и другим глухим отверстием 233, проходящим в осевом направлении (относительно оси 205) от конца 230b. Соединение 235 имеет концы 235a, b, присоединенные соответственно к пьезоэлектрическому модулю 210 и трансформаторному модулю 250. Соединение 235 электрически соединяет пьезоэлектрический модуль 210 и трансформаторный модуль 250 и обеспечивает возможность передачи данных, относящихся к текучей среде, протекающей в отверстии 130, от пьезоэлектрического модуля 210 к трансформаторному модулю 250. В данном примере реализации соединение 235 выполнено коаксиальным или представляет собой коаксиальное соединение, содержащее коаксиальные соединители на каждом конце 235а, b. Согласно приведенному далее подробному описанию в данном примере реализации каждый коаксиальный соединитель на концах 235а, b представляет собой штыревой коаксиальный соединитель, сопрягаемый и взаимодействующий с соответствующими гнездовыми коаксиальными соединителями в пьезоэлектрическом модуле 210 и трансформаторном модуле 250.

[0074] Согласно фиг.3 и 4 кольцевое уплотнение 242 сформированное между электрическим соединением 235 и держателем 230, ограничивает и/или предотвращает осевой поток текучей среды (относительно оси 205) между соединением 235 и держателем 230. Кольцевое уплотнение 242, сформированное между соединением 235 и держателем 230, предпочтительно выполнено достаточными для выдерживания ожидаемых давлений текучей среды в отверстии 130, обычно превышающих давление, составляющее примерно от 1 фунта на квадратный дюйм до 10000 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, в том случае, если текучая среда под давлением в отверстии 130, со временем проникает или проходит через уплотнительный блок 227, то кольцевое уплотнение 242 обеспечивает еще один барьер, ограничивающий и/или предотвращающий достижение текучей средой, протекающей в отверстии 130, трансформаторного модуля 250, блока 300, кабелей 125 и окружающей среды снаружи расходомера 100. В данном примере реализации уплотнение 242 представляет собой стеклянное уплотнение, расположенное между соединением 235 и держателем 230.

[0075] Внешняя в радиальном направлении (относительно оси 205) поверхность держателя 230 содержит кольцевой уступ 237, являющийся ближним по отношению ко второму концу 230b, внешнюю резьбу 238, расположенную между уступом 237 и первым концом 230а, и по меньшей мере одну выемку или канавку 239, расположенную в осевом направлении (относительно оси 205) между внешней резьбой 238 и первым концом 230а. Кольцевое уплотнение 241 размещено в каждом пазе 239. Канавки 239 и размещенные в них уплотнения 241 образуют уплотнительные блоки 240, расположенные в радиальном направлении (относительно оси 205) между держателем 230 и патрубком 105. Уплотнительные блоки 240 ограничивают и/или предотвращают осевой поток текучей среды (относительно оси 205) между держателем 230 и патрубком 105. Таким образом, уплотнительные блоки 240 ограничивают и/или предотвращают протекание текучей среды в отверстии 130 между держателем 230 и патрубком 105. В данном примере реализации каждое кольцевое уплотнение 241 представляет собой эластомерное кольцевое уплотнение, которое оказывается сжато в радиальном направлении между патрубком 105 и держателем 230 после выполнения сборки.

[0076] Согласно приведенному выше описанию уплотнительный блок 227 ограничивает и/или предотвращает поток текучей среды (например, текучей среды, протекающей в отверстии 130) между держателем 230 и корпусом 211, а кольцевое уплотнение 242 ограничивает и/или предотвращает осевой поток текучей среды (относительно оси 205) между соединением 235 и держателем 230, а уплотнительные блоки 240 ограничивают и/или предотвращают поток текучей среды между держателем 230 и патрубком 105. Таким образом, уплотнительный блок 227, уплотнительные блоки 240 и уплотнение 242 формируют барьер для текучей среды или уплотнение, уплотняющее посадочное гнездо 165 для ограничения и/или предотвращения выхода из отверстия 130 протекающих в нем потенциально опасных, загрязняющих или агрессивных текучих сред через посадочное гнездо 165. Ограничение и/или предотвращение потока текучей среды из отверстия 130 через посадочное гнездо 165 может быть исключительно важно в ситуациях, в которых текучая среда в отверстии 130 содержит токсичные и/или ядовитые вещества (например, текучая среда представляет собой углеводородный поток, содержащий сероводород). Кроме того, уплотнительный блок 227, уплотнительные блоки 240 и уплотнение 242 поддерживают разность давлений между внешним патрубком 105, подверженным воздействиям внешней среды, и текучей средой под давлением, протекающей в отверстии 130. Таким образом, несмотря на то, что пьезоэлектрический модуль 210 открыт для воздействия текучей среды в отверстии 130 и его соответствующего давления, трансформаторный модуль 250, включая клеммную колодку 258, блок 300 и кабели 125 изолированы от текучей среды и давления в отверстии 130. Таким образом, трансформаторный модуль 250, блок 300 и кабели 125 подвержены только воздействию атмосферных давлений с внешней стороны патрубка 105.

[0077] Держатель 230 завинчен в патрубок 105 путем сопряжения резьб 169, 238, а кольцевой уступ 237 держателя 230 взаимодействует с кольцевым уступом 167 посадочного гнезда 165. При выполнении сборки держатель 230 завинчен и продвинут в осевом направлении в посадочное гнездо 165 (относительно оси 166) до взаимодействия уступов 167, 237, предотвращая таким образом дальнейшее осевое продвижение держателя 210 (и блока 200) в посадочное гнездо 165. Таким образом, уступ 167 в посадочном гнезде 165 задает осевое положение (относительно оси 166) держателя 230 (и блока 200) в этом посадочном гнезде 165.

[0078] Согласно фиг.3, 4 и 7 трансформаторный модуль 250 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно оси 110 по фиг.2), или первый, конец 250а, внешний в радиальном направлении (относительно оси 110), или второй, конец 250b и содержит корпус 251, трансформатор 252, электрический соединитель 253, две монтажные платы 255, 259 и клеммную колодку 258. Корпус 251 проходит в осевом направлении (относительно оси 205 по фиг.3) между концами 250a, b и, таким образом, также может быть описан в качестве корпуса, имеющего первый и второй концы 251a, b, совпадающие с концами 250a, b. Корпус 251 имеет сквозное отверстие 254, проходящее в осевом направлении (относительно оси 205) между концами 251а, b и двумя расположенными по его периферии (относительно оси 205) на расстоянии друг от друга выемками 257, являющимися ближними по отношению к концу 251b.

[0079] Согласно фиг.7 электрический соединитель 253 расположен на первом конце 250а трансформаторного блока 250 и присоединен к первому концу 251а корпуса 251. В частности, электрический соединитель 253 установлен с помощью поверхностного монтажа на монтажной плате 255, расположенной в сквозном отверстии 254, и проходит от нее в осевом направлении (относительно оси 205). В данном примере реализации электрический соединитель 253 представляет собой гнездовой коаксиальный соединитель. Первая пара выводов или проводов (не показаны) электрически присоединяют трансформатор 252 к монтажной плате 255 и электрическому соединителю 253, а вторая пара выводов или проводов (не показаны) электрически присоединяют трансформатор 252 к монтажной плате 259. Обычно трансформатор 252 согласовывает импеданс пьезоэлемента 212 и электронных устройств.

[0080] Клеммная колодка 258 является ближней по отношению ко второму концу 250b трансформаторного модуля 250 и присоединена к корпусу 251, являющемуся ближним по отношению ко второму концу 25lb. В частности, клеммная колодка 258 прикреплена к монтажной плате 259, расположенной в сквозном отверстии 254, и проходит от нее в осевом направлении (относительно оси 205). Клеммная колодка 258 содержит по меньшей мере один винтовой зажим 261, обеспечивающий возможность электрического соединения кабелей 125 с блоком 200 для обеспечения передачи сигналов от блока 200 к электронному блоку 195 (фиг.2) и обеспечения подачи энергии от электронного блока 195 на блок 200.

[0081] В данном примере реализации клеммная колодка 258 имеет три винтовых зажима 261 (на фиг.7 показаны только один винтовой зажим и половина другого винтового зажима). Два вывода или провода (не показаны) электрически присоединяют два винтовых зажима 261 клеммной колодки 258 к монтажной плате 259 и трансформатору 252. Третий вывод или провод (также не показан) электрически присоединяет третий винтовой зажим 261 клеммной колодки 258 к корпусу 251. Согласно приведенному далее описанию два винтовых зажима 261, присоединенных к трансформатору 252, также электрически присоединены к двум проводникам в кабеле 125. Таким образом, эти два винтовых зажима 261 электрически присоединяют блок 200 к электронному блоку 195. Третий винтовой зажим 261 представляет собой точку присоединения заземления для кабельного экрана в кабеле 125. Выемка 257 обеспечивает возможность доступа к винтам 262 винтовых зажимов 261 и согласно приведенному далее описанию возможность присоединения блока 300 преобразователя к трансформаторному модулю 250.

[0082] Монтажные платы 255, 259, трансформатор 252 и гнездовая часть разъема 253 жестко закреплены на месте относительно корпуса 251 в сквозном отверстии 254 посредством наполнителя 256, заполняющего оставшуюся часть сквозного отверстия 254. На фиг.7 показан трансформаторный модуль 250 с наполнителем 256 (например, после введения наполнителя 256 в сквозное отверстие 254). Обычно наполнитель (например, наполнитель 256) может содержать любой подходящий материал, такой как, без ограничения, пластик или эпоксидная смола. Наполнитель 256 предпочтительно формирует адгезионное соединение между монтажными платами 255, 259, трансформатором 252, гнездовой частью разъема 253, проволочными выводами и корпусом 251, достаточное для жесткого удержания на месте этих компонентов. В данном примере реализации наполнитель 256 представляет собой жесткую эпоксидную смолу аналогично согласующему слою 214.

[0083] Согласно фиг.3 и 4 и приведенному ранее описанию электрическое соединение 235 расположено в сквозном отверстии 236 держателя 230 и проходит между пьезоэлектрическим модулем 210 и трансформаторным модулем 250. Концы 235a, b коаксиального соединения 235 взаимодействуют с соответствующими электрическими соединениями 216, 253 и сопрягаются с ними с обеспечением, таким образом, электрического соединения пьезоэлектрического модуля 210 и трансформаторного модуля 250. В частности, второй конец 210b пьезоэлектрического модуля 210 завинчен в глухое отверстие 231 держателя 230 путем сопряжения резьб 221, 232 до надлежащего размещения штыревой части коаксиального соединителя 235а в сопрягаемой гнездовой части коаксиального соединителя 216. Трансформаторный модуль 250 вставлен в глухое отверстие 233 держателя 230 до надлежащего размешения и фиксации штыревой части коаксиального соединителя 23 5b в сопрягаемой гнездовой части коаксиального соединителя 253. После такого размещения трансформаторный модуль 250 имеет возможность поворота (вокруг оси 205) относительно держателя 230 и пьезоэлектрического модуля 210. Таким образом, пьезоэлектрический модуль 210 и трансформаторный модуль 250 отделены в осевом направлении (относительно оси 205) друг от друга посредством электрического соединения 235.

[0084] Согласно фиг.3 блок 300 обеспечивает возможность присоединения кабеля 125 к клеммной колодке 258 таким образом, что в его соединении присутствует небольшое, а предпочтительно пренебрежимо малое, напряжение. Кроме того, блок 300 обеспечивает возможность легкого закрытия кабеля 125, например, посредством крышки 120. Блок 300 содержит трубчатый элемент 302, защитную крышку 304 и расположенную между ними пружину 306.

[0085] Согласно фиг.8 и 9 трубчатый элемент 302 имеет цилиндрический корпус 308 с внутренним в радиальном направлении (относительно оси 110 по фиг.2) или первым концом 308а, являющимся ближним по отношению к отверстию 130 (фиг.3), внешний в радиальном направлении (относительно оси 110), или второй, конец 308b, являющийся дальним по отношению к отверстию 130 (фиг.3), и расстояние 308f, между концами 308a, b. Трубчатый элемент 302 дополнительно содержит стопорные кольца 310, разнесенные друг от друга в осевом направлении (относительно оси 205 по фиг.3). Согласно приведенному далее описанию стопорные кольца 310 обеспечивают возможность подпружинивания защитной крышки 304 к трубчатому элементу 302. Каждое стопорное кольцо 310 проходит по периферии корпуса 308 вдоль его внутренней поверхности 308с и внутрь в радиальном направлении от этой поверхности. Кроме того, каждое стопорное кольцо 310 расположено по существу на одинаковом расстоянии 310а между двумя смежными стопорными кольцами 310, между концом 308b и смежным стопорным кольцом 310 или концом 308а и смежным стопорным кольцом 310. В данном примере реализации стопорные кольца 310 расположены на расстоянии 0,5 дюймов друг от друга.

[0086] Трубчатый элемент 302 дополнительно содержит по меньшей мере одну пару 314 пазов 312, сформированных в корпусе 308. Согласно приведенному далее описанию пазы 312 обеспечивают возможность разъемного присоединения защитной крышки 304 к трубчатому элементу 302. Каждый паз 312 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно оси 110), или первый, конец 312а, являющийся ближним по отношению к отверстию 130, внешний в радиальном направлении (относительно оси 110), или второй, конец 312b, являющийся дальним по отношению к отверстию 130, и длину 312c. Длина 312 с каждого паза 312 больше, чем расстояние 310а между смежными стопорными кольцами 310. Пазы 312 каждой пары 314 выравнены в осевом направлении (относительно оси 205), что означает, что их концы 312а по существу равноудалены от конца 308а корпуса 308, а их концы 312b по существу равноудалены от конца 308b корпуса 308. Кроме того, пазы 312 в каждой паре 314 расположены на периферии на расстоянии друг от друга. Кроме того, смежные пары 314 пазов 312 расположены в осевом направлении на расстоянии друг от друга, соответствующем расстоянию 310а, и смещены по периферии. В данном примере реализации пазы 312 в каждой паре 314 расположены по периферии на угловом расстоянии друг от друга, составляющем 180 градусов, а смежные пары 314 пазов 312 смещены по периферии на 90 градусов.

[0087] На конце 308а корпуса 308 трубчатый элемент 302 дополнительно содержит две защелки 316. защелки 316 обеспечивают возможность разъемного присоединения блока 300 к трансформаторному модулю 250. В данном примере реализации трубчатый элемент 302 сформован таким образом, что защелки 316 составляют единое целое с корпусом 308. Защелки 316 расположены по периферии (относительно оси 205) относительно друг друга таким образом, что расстояние по периферии между ними по существу соответствует расстоянию по периферии между выемками 257 (фиг.7), выполненными в корпусе 251 трансформаторного модуля 250. Согласно приведенному далее описанию это обеспечивает возможность взаимодействия защелки 316 с корпусом 251 в выемках 257 для присоединения или фиксации блока 300 к трансформаторному модулю 250.

[0088] Согласно фиг.10А и 10B каждая защелка 316 имеет основную часть 316а, проходящую под прямым углом от внешней поверхности 308d корпуса 308, и проходящую от нее поворотную часть 316b. Кроме того, каждая защелка 316 выполнена гибкой, так что часть 316b выполнена с возможностью поворота вокруг основной части 316а, присоединенной к корпусу 308. Поворотная часть 316b имеет хвостовую часть 316c с внешней в радиальном направлении (относительно оси 205) поверхностью 316e и палец 316d с внутренней в радиальном направлении поверхностью 316f. Поворотная часть 316b имеет канавку 316g, сформированную в пальце 316d вдоль внутренней поверхности 316f.

[0089] Для присоединения трубчатого элемента 302 к трансформаторному модулю 250, к внешней поверхности 316е каждой защелки 316 приложено сжимающее усилие, обеспечивающее поворот частей 316b вокруг их оснований 316а, так что пальцы 316d располагаются в целом наружу в радиальном направлении (относительно оси 205). При расположении пальцев 316d наружу в радиальном направлении конец 250b трансформаторного модуля 250 вставляют в трубчатый элемент 302 до упора в стопорное кольцо 310, являющееся ближним по отношению к концу 308а корпуса 308 с выемками 257 трансформаторного модуля 250, выравненными по периферии (относительно оси 205) с защелками 316. Затем снимают сжимающую нагрузку с каждой защелки 316 с обеспечением возможности возврата поворотных частей 316b в их исходные положения, что означает, что пальцы 316d располагаются внутрь в радиальном направлении. При повороте пальцев 316d внутрь в радиальном направлении каждая канавка 316g пальцев 316d принимает внешнюю в радиальном направлении (относительно оси 205) кромку корпуса 251, ограничивающего выемку 257, так что трубчатый элемент 302 оказывается присоединен или зафиксирован к трансформаторному модулю 250 согласно фиг.10А.

[0090] Для разъединения или открепления этих компонент 250, 302, снова прикладывают сжимающую нагрузку к внешней поверхности 316e каждой защелки 316 с обеспечением поворота частей 316b таким образом, что выступы 316d располагаются наружу в радиальном направлении и освобождают кромки корпуса 251, ограничивающего выемки 257. После освобождения выступами 316d корпуса 251 трансформаторный модуль 250 может быть удален из трубчатого элемента 302 для выхода из взаимодействия с блоком 300.

[0091] Согласно фиг.8 и 9 защитная крышка 304 содержит круглый корпус 318, два трубчатых рычага 320, две корпусные защелки 324, пружинный центратор 326, стопорный уступ 328 и кабельные скобы 322. Круглый корпус 318 имеет отверстие или проходящий через него проход 318а. В данном примере реализации проход 318а, являющийся ближним по отношению к центру круглого корпуса 318. Как показано на чертеже, проход 318а выполнен с возможностью размещения в нем кабеля 125. Круглый корпус 318 дополнительно имеет внешнюю в радиальном направлении (относительно оси 110) поверхность 318b, удаленную от трубчатого элемента 302, и внутреннюю в радиальном направлении (относительно оси 110) поверхность 318с, являющуюся ближней по отношению к трубчатому элементу 302.

[0092] Согласно чертежам скобы 322 обеспечивают возможность прикрепления кабеля 125 к защитной крышке 304. Каждая скоба 322 прикреплена к внешней поверхности 318b круглого корпуса 318 или составляет с ней единое целое. В данном примере реализации кабельная скоба 322 имеет проходящую в осевом направлении (относительно оси 205) основную часть 322а, присоединенную к внешней поверхности 318b круглого корпуса 318, и проходящую от нее поворотную часть 322b. Каждая скоба 322 выполнена гибкой, так что часть 322b выполнена с возможностью поворота вокруг основания 322а. Поворотная часть 322b имеет канавку 322с, проходящую вдоль ее поверхности, являющейся ближней по отношению к круглому корпусу 318.

[0093] Для закрепления кабеля 125 между скобой 322 и защитной крышкой 304 прикладывают растягивающую нагрузку к поворотной части 322b скобы 322. В ответ часть 322b совершает поворот вокруг ее основания 322а. Затем размещают кабель 125 в канавке 322с между скобой 322 и внешней поверхностью 318b круглого корпуса 318 и снимают растягивающую нагрузку с части 322b. При снятии растягивающей нагрузки, происходит возврат части 322b в ее исходное положение с обеспечением прикрепления кабеля 125 в канавке 322с к круглому корпусу 318.

[0094] Для последующего освобождения кабеля 125 от скобы 322 снова прилагают растягивающую нагрузку к части 322b таким образом, что часть 322b совершает поворот по направлению от круглого корпуса 318 с обеспечением возможности удаления кабеля 125 из канавки 322с. При снятии растягивающей нагрузки часть 322b возвращается в свое исходное положение, однако без кабеля 125, размещенного в канавке 322с между скобой 322 и круглым корпусом 318.

[0095] Стопорный уступ 328 ограничивает чрезмерное продвижение блока 300 в посадочное гнездо 165 (фиг.3) патрубка 105. Стопорный уступ 328 проходит наружу в радиальном направлении (относительно оси 205) от внешней поверхности 318b круглого корпуса 318 и в данном примере реализации проходит вокруг всей периферии защитной крышки 304. При вставке блока 300 в посадочное гнездо 165 согласно фиг.3 стопорный уступ 328 упирается в поверхность 140 лотка 135 и предотвращает дальнейшее осевое продвижение или вставку блока 300 в посадочное гнездо 165.

[0096] Согласно фиг.8 и 9 трубчатые рычаги 320 обеспечивают возможность разъемного присоединения защитной крышки 304 к трубчатому элементу 302. Трубчатые рычаги 320 проходят в осевом направлении (относительно оси 205) от внутренней поверхности 318с круглого корпуса 318 и расположены по периферии на расстоянии друг от друга. Их периферийный интервал аналогичен интервалу между пазами 312 каждой пары 314 пазов 312 в трубчатом элементе 302. Каждый трубчатый рычаг 320 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно центральной оси 110 по фиг.2), или первый, конец 320а, являющийся ближним по отношению к отверстию 130, и внешний в радиальном направлении (относительно оси 110), или второй, конец 320b, присоединенный к внутренней поверхности 318с круглого корпуса 318 или составляющий с ней единое целое. Кроме того, каждый трубчатый рычаг 320 выполнен гибким, так что первый конец 320а имеет возможность поворота в радиальном направлении (относительно оси 205) вокруг второго конца 320b, присоединенного к круглому корпусу 318. На первом конце 320а каждый трубчатый рычаг 320 дополнительно содержит штырь 330, проходящий (относительно оси 205) внутрь в радиальном направлении и выполненный с возможностью его вставки в паз 312 в трубчатом элементе 302.

[0097] Для разъемного присоединения защитной крышки 304 к трубчатому элементу 302 прикладывают растягивающую нагрузку к каждому трубчатому рычагу 320 с обеспечением поворота в радиальном направлении наружу первых концов 320а трубчатых рычагов 320 вокруг вторых концов 320b. При повороте трубчатых рычагов 320 в радиальном направлении наружу второй конец 308b трубчатого элемента 302 оказывается вставлен между трубчатыми рычагами 320 защитной крышки 304. После размещения трубчатого элемента 302 между трубчатыми рычагами 320 снимают растягивающую нагрузку, приложенную к трубчатым рычагам 320, с обеспечением возможности поворота первых концов 320а трубчатых рычагов 320 по направлению внутрь и возможности взаимодействия штырей 330 с трубчатым элементом 302. Затем, при необходимости, поворачивают трубчатый элемент 302 относительно защитной крышки 304 для вставки штырей 330 трубчатых рычагов 320 в пазы 312, являющиеся ближними по отношению ко второму концу 308b трубчатого элемента 302. При взаимодействии штырей 330 с пазами 312 защитная крышка 304 оказывается разъемно присоединена к трубчатому элементу 302.

[0098] Для освобождения защитной крышки 304 от трубчатого элемента 302 снова прикладывают растягивающую нагрузку к трубчатым рычагам 320, что приводит к повороту в радиальном направлении наружу первых концов 320а трубчатых рычагов 320. Поскольку первые концы 320а совершают поворот в радиальном направлении наружу, штыри 330 выходят из взаимодействия с пазами 312. При выходе штырей 330 из взаимодействия с пазами 312 трубчатый элемент 302 может быть удален из области между трубчатыми рычагами 320 защитной крышки 304 для выхода из взаимодействия с защитной крышкой 304.

[0100] Корпусные защелки 324 обеспечивают возможность разъемного присоединения блока 300 к патрубку 105. Согласно фиг.3 патрубок 105 имеет сформированную в нем канавку 338. Канавка 338 ограничивает посадочное гнездо 165 преобразователя и проходит в осевом направлении (относительно оси 205) от впускного отверстия 165b посадочного гнезда 165 на поверхности 140 лотка 135. Канавка 338 имеет первую часть 338а, проходящую от внешнего в радиальном направлении (относительно оси 110 по фиг.2) конца 165b посадочного гнезда 165, и присоединенную к нему вторую часть 338b. Первая часть 338а имеет проходящую в осевом направлении (относительно оси 205) поверхность 338с, а вторая часть 338b имеет проходящую в осевом направлении поверхность 338d. Внутренняя поверхность 338 с задана диаметром (относительно оси 205), который меньше диаметра, задающего внутреннюю поверхность 338d. Таким образом, уступ 338е сформирован в патрубке 105 на переходе между первой и второй частями 338а, b канавки 338.

[0101] Согласно фиг.3 и 9, корпусные защелки 324 расположены в радиальном направлении наружу (относительно оси 205) относительно трубчатых рычагов 320 и проходят в осевом направлении от периферии круглого корпуса 318.

Корпусные защелки 324 расположены по периферии на расстоянии друг от друга. В данном примере реализации защелки 324 расположены по окружности (относительно оси 205) на угловом расстоянии 180 градусов друг от друга. Каждая корпусная защелка 324 имеет проходящую в осевом направлении (относительно оси 205) часть или платформу 324а с первым концом 324b, присоединенным к круглому корпусу 318, и вторым концом 324с. Кроме того, каждая корпусная защелка 324 выполнена гибкой, так что платформа 324а выполнена с возможностью поворота в радиальном направлении (относительно оси 205) вокруг первого конца 324b относительно круглого корпуса 318. На втором конце 324с защелка 324 имеет по существу проходящий в радиальном направлении (относительно оси 205) фиксатор 324d. Фиксатор 324d имеет внешнюю в радиальном направлении хвостовую часть 324е и внутренний в радиальном направлении палец 324f. Уступ 324g (согласно фиг.3) сформирован в защелке 324 на переходе между платформой 324а и фиксатором 324d радиальном направлении внутрь хвостовой части 324е. Фиксатор 324d имеет канавку 324h, сформированную в проходящей радиальном направлении (относительно оси 205) поверхности пальца 324f, обращенного к круглому корпусу 318.

[0102] Для разъемного присоединения блока 300 к патрубку 105 блок 300 вставляют в посадочное гнездо 165 до расположения фиксаторов 324d непосредственно около поверхности 140 лотка 135. Затем к каждой защелке 324 прикладывают сжимающую нагрузку, направленную внутрь в радиальном направлении (относительно оси 205), с обеспечением поворота в радиальном направлени платформ 324а внутрь относительно круглого корпуса 318. После поворота защелок 324 внутрь в радиальном направлении блок 300 оказывается вставлен в посадочное гнездо 165, а защелки 324 по меньшей мере частично размещены в канавке 338 патрубка 105. При по меньшей мере частичном размещении защелок 324 в канавке 338 происходит снятие сжимающей нагрузки на каждую защелку 324 с обеспечением возможности поворота наружу в радиальном направлении платформ 324а с приведением хвостовых частей 324е фиксаторов 324d во взаимодействие с первой частью 338а канавки 338. Поскольку блок 300 затем вставляют в посадочное гнездо 165, хвостовые части 324е перемещаются вдоль первой части 338а канавки 338. При достижении фиксаторами 324d второй части 338b канавки 338 платформы 324а поворачиваются в радиальном направлении наружу с обеспечением возможности расположения хвостовых частей 324е в радиальном направлении наружу во второй части 338b канавки 338 согласно фиг.3.

[0103] Посредством фиксаторов 324d, размещенных во второй части 338b канавки 338, блок 300 оказывается разъемно присоединен к патрубку 105. Перемещение блока 300 относительно патрубка 105 в осевом направлении наружу (относительно оси 205 и от отверстия 130) ограничено взаимодействием уступов 324g защелок 324 и уступа 338е патрубка 105.

[0104] Для отсоединения блока 300 от патрубка 105 вставляют отвертку для винтов с плоской головкой через отверстие 332, проходящее через круглый корпус 318 в радиальном направлении внутрь (относительно оси 205) каждой защелки 324 для взаимодействия с канавкой 324h в фиксаторе 324d. После взаимодействия прикладывают нагрузку к защелке 324, вызывая поворот хвостовой части 324е в радиальном направлении внутрь для выхода из взаимодействия со второй частью 338b канавки 338. При отсутствии взаимодействия хвостовой части 324е со второй частью 338b и ее повороте в радиальном направлении внутрь на расстояние, достаточное для освобождения уступа 338е патрубка 105, блок 300 оказывается отсоединен или расфиксирован от патрубка 105 и может быть убран из посадочного гнезда 165 патрубка 105.

[0105] Согласно фиг.3 и 8 пружинный центратор 326 обеспечивает возможность центрирования пружины 306 в трубчатом элементе 302. Пружинный центратор 326 размещен между трубчатыми рычагами 320 и проходит в осевом направлении (относительно оси 205) от внутренней поверхности 318с круглого корпуса 318. Пружинный центратор 326 представляет собой трубчатый элемент с внутренним в радиальном направлении (относительно центральной оси 110 по фиг.2) или первым концом 326а, являющимся ближним по отношению к отверстию 130, и внешним в радиальном направлении (относительно центральной оси 110) или вторым концом 326а, присоединенным к внутренней поверхности 318с круглого корпуса 318 или составляющим с ней единое целое.

[0106] Согласно фиг.8 пружина 306 обеспечивает возможность подпружинивания блока 300. Пружина 306 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно центральной оси 110 по фиг.2), или первый, конец 306а, являющийся ближним по отношению к отверстию 130, и внешний в радиальном направлении (относительно центральной оси 110), или второй, конец 306b, удаленный от отверстия 130. Пружина 306 сжата между защитной крышкой 304 и трубчатым элементом 302 с первым концом 306а, упирающимся в стопорное кольцо 310, являющееся ближним по отношению к концу 308b трубчатого элемента 302, и вторым концом 306b, вставленным над пружинным центратором 326 и упирающимся во внутреннюю поверхность 318с защитной крышки 304. Таким образом, пружинный центратор 326 обеспечивает возможность сохранения центрированного положения конца 306b пружины 306 в трубчатом элементе 302.

[0107] Защитная крышка 304, установленная согласно чертежу, имеет возможность перемещения в осевом направлении (относительно оси 205) относительно трубчатого элемента 302. Данное относительное перемещение ограничено взаимодействием штырей 330 трубчатых рычагов 320 защитной крышки 304 с концами 312а, b пазов 312, в которые вставлены штыри 330 трубчатых рычагов 320. При отсутствии сжимающей нагрузки на покрывающую защитную крышку 304 пружина 306 расширяется к защитной крышке 304 и трубчатому элементу 302, приводя к перемещению защитной крышки 304 в осевом направлении от трубчатого элемента 302 до взаимодействия штырей 330 со вторыми концами 312b пазов 312. Взаимодействие штырей 330 со вторыми концами 312b предотвращает выход защитной крышки 304 из взаимодействия с трубчатым элементом 302 под нагрузкой от пружины 306. При приложении сжимающей нагрузки к защитной крышке 304 она совершает перемещение в осевом направлении к трубчатому элементу 302, сжимая пружину 306 к трубчатому элементу 302. Относительное перемещение защитной крышки 304 в данном направлении ограничено взаимодействием штырей 330 с первыми концами 312а пазов 312. Таким образом, происходит подпружинивание защитной крышки 304 и трубчатого элемента 302 и, таким образом, блока 300.

[0108] Кроме того, при выполнении установки согласно чертежу второй конец 306b пружины 306 противодействует защитной крышке 304, а первый конец 306а противодействует стопорному кольцу 310, являющемуся ближним по отношению к концу 308b трубчатого элемента 302. Нагрузка, приложенная пружиной 306 к этому стопорному кольцу 310, приводит к тому, что трубчатый элемент 302 и разъемно присоединенный к нему трансформаторный модуль 250 продожают упираться в держатель 230. Это обеспечивает возможность сохранения соединения электрического соединителя 253 трансформаторного модуля 250 с электрическим соединением 235 держателя 230 и, таким образом, пьезоэлектрического модуля 210.

[0109] Порядок сборки различных компонентов блока 200 и блока 300 может быть различным. Однако блок 200 преобразователя предпочтительно и блок 300 предпочтительно собирают до вставки в посадочное гнездо 165 и, кроме того, первый сборочный узел, содержащий трансформаторный модуль 250 и блок 300, предпочтительно собирают до присоединения трансформаторного модуля 250 к держателю 230. Кроме того, пьезоэлектрический модуль 210 может быть присоединен к держателю 230 до присоединения первого сборочного узла (содержащего трансформаторный модуль 250 и блок 300) к держателю 230 им после него. Однако уплотненное электрическое соединение 235 размещают (относительно оси 205) в сквозном отверстии 236 держателя 230 до присоединения пьезоэлектрического модуля 210 и сборочного узла (содержащего трансформаторный модуль 250 и блок 300) к держателю 230.

[0110] Далее согласно фиг.3 4 и 7-10, будет описан примерный способ сборки блока 200 газового преобразователя и блока 300 заглушки посадочное гнезда. Первый сборочный узел, содержащий трансформаторный модуль 250 и блок 300, может быть собран путем соединения трансформаторного модуля 250 и блока 300 в любом конкретном порядке. В качестве примера, эти компоненты могут быть собраны в порядке, описанном далее.

[0111] Во-первых, вставляют пружину 306 через конец 308b трубчатого элемента 302 до упора в стопорное кольцо 310, являющееся ближним по отношению к концу 308b. Затем разъемно присоединяют защитную крышку 304 к трубчатому элементу 302 с пружиной 306, сжатой между ними. Прилагают растягивающую нагрузку к каждому трубчатому рычагу 320 с обеспечением поворота первых концов 320а трубчатых рычагов 320 в радиальном направлении наружу вокруг вторых концов 320b. При повороте трубчатых рычагов 320 в радиальном направлении наружу второй конец 308b трубчатого элемента 302 входит между трубчатыми рычагами 320 защитной крышки 304 со сжатием пружины 306 между защитной крышкой 304 и трубчатым элементом 302 и позиционирует второй конец 306b пружины 306, размещенный в трубчатом элементе 302, над пружинным центратором 326. После размещения трубчатого элемента 302 между трубчатыми рычагами 320 с пружиной 306, расположенной вокруг пружинного центратора 326, происходит удаление растягивающей нагрузки, приложенной к трубчатым рычагам 320, с обеспечением возможности поворота первых концов 320а трубчатых рычагов 320 в радиальном направлении внутрь и возможности взаимодействия штырей 330 с трубчатым элементом 302. При необходимости, трубчатый элемент 302 поворачивают относительно защитной крышки 304 для выравнивания штырей 330 трубчатых рычагов 320 в пазах 312, являющихся ближними по отношению ко второму концу 308b трубчатого элемента 302. При взаимодействии штырей 330 с пазами 312 защитная крышка 304 оказывается разъемно присоединена к трубчатому элементу 302 с пружиной 306, сжатой между ними.

[0112] Затем вставляют кабель 125 через проход 318а защитной крышки 304 в трубчатый элемент 302. Конец 340 кабеля 125, соединяемый с клеммной колодкой 258, согласно фиг.8, затем протягивают через трубчатый элемент 302 и формируют узел в кабеле 125 на внутренней стороне (ближней по отношению к отверстию 130) защитной крышки 304. Узел 342 сформирован в кабеле 125 в положении вдоль кабеля 125 таким образом, что при присоединении конца 340 к клеммной колодке 258 конец 340 и узел 342 расположены относительно друг друга на расстоянии, достаточном для предотвращения приложения напряжения вдоль кабеля 125 к данному соединению. Узел 342 в кабеле 125 при противодействии внутренней поверхности 318 с защитной крышки 304 обеспечивает сопротивление растягивающим нагрузкам, которые могут быть приложены к кабелю 125 с внешней стороны патрубка 105.

[0113] Затем присоединяют конец 340 кабеля 125 к клеммной колодке 258. С конца 340 кабеля 125 снимают внешнюю оболочку для открытия экрана и двух изолированных проводников. Экран скручивают с формированием провода, который затем вставляют в заземляющий винтовой зажим 261 клеммной колодки 258 и затягивают соответствующий винт 262, электрически присоединяя экран к корпусу 251 трансформаторного модуля 250. Каждый из изолированных проводников вставляют в один из других винтовых зажимов 261 и затягивают соответствующие винты 262, электрически присоединяя электронный блок 195 к трансформаторному модулю 250.

[0114] Затем разъемно соединяют трубчатый элемент 302 с защитной крышкой 304 и присоединенной к нему пружиной 306 к трансформаторному модулю 250. Прилагают сжимающую нагрузку к внешней поверхности 316е каждой корпусной защелки 316, выполняя поворот частей 316b вокруг оснований 316а таким образом, чтобы выступы 316d располагались в целом наружу в радиальном направлении (относительно оси 205). При размещении выступов 316d защелок 316 наружу в радиальном направлении конец 250b трансформаторного модуля 250 входит в трубчатый элемент 302 до упора в стопорное кольцо 310, являющееся ближним по отношению к концу 308а корпуса 308 с выемками 257 трансформаторного модуля 250, выравненными по периферии (относительно оси 205) с защелками 316. Затем снимают сжимающую нагрузку на каждую защелку 316, возвращая тем самым поворотные части 316b в их исходные положения, в которых выступы 316d расположены в радиальном направлении внутрь, а канавки 316g выступов 316d принимают кромку корпуса 251, ограничивающего выемку 257, таким образом, что трубчатый элемент 302 оказывается присоединен или зафиксирован к трансформаторному модулю 250.

[0115] В заключение кабель 125 прикрепляют к защитной крышке 304 посредством кабельной скобы 322. Прикладывают растягивающую нагрузку к части 322b кабельной скобы 322. В ответ часть 322b совершает поворот вокруг основания 322а скобы 322. Затем вставляют кабель 125 в канавку 322c между скобой 322 и внешней поверхностью 318b защитной крышки 304 и снимают растягивающую нагрузку с части 322b. При снятии растягивающей нагрузки часть 322b возвращается в свое исходное положение, прикрепляя кабель 125 в канавке 322c к защитной крышке 304.

[0116] После сборки первый сборочный узел, содержащий блок 300 и трансформаторный модуль 250, присоединяют к держателю 230 путем вставки в осевом направлении (относительно оси 205) первого конца 250а трансформаторного блока 250 в глухое отверстие 233 держателя 230, упирая трансформаторный модуль 250 в держатель 230. До присоединения первого сборочного узла к держателю 230 или после него пьезоэлектрический модуль 210 также присоединяют к держателю 230 путем вставки в осевом направлении (относительно оси 205) второго конца 210b пьезоэлектрического модуля 210 в глухое отверстие 231 держателя 230 и завинчивания второго конца 210b в глухое отверстие 231 путем сопряжения резьб 221, 232 до надлежащего размещения второго конца 210b в глухом отверстии 231. Согласно приведенному выше описанию уплотненное электрическое соединение 235 размещают в глухом отверстии 236 держателя 230 до установки первого сборочного узла и пьезоэлектрического модуля 210 в соответствующие глухие отверстия 233, 231. Трансформаторный модуль 250 и пьезоэлектрический модуль 210 предпочтительно фиксируют в соответствующих глухих отверстиях 233, 231, так что штыревые части коаксиальных соединителей 235а, b уплотненного электрического соединения 235 надлежащим образом взаимодействуют с соответствующими сопрягаемыми гнездовыми частями разъемов 216, 253 соответственно пьезоэлектрического модуля 210 и трансформаторного модуля 250.

[0117] Согласно фиг.11 трубчатый элемент 302 предпочтительно изготовлен с длиной 308e, так что блок 300 может быть присоединен к блоку 200 в посадочных гнездах преобразователей различной длины. Таким образом, длину 308e трубчатого элемента 302 выбирают таким образом, чтобы имелась возможность размещения блока 300 в посадочном гнезде преобразователя с наибольшей ожидаемой длиной. Для того чтобы приспособить сравнительно короткие посадочные гнезда преобразователей, трубчатый элемент 302 укорачивают от его промышленной длины 308e до его монтажной длины или длины 308f в сборе до выполнения сборки с оставшейся частью компонентов блока 300 согласно приведенному выше описанию.

[0118] На фиг.11 трубчатый элемент 302 имеет длину 308f в сборе, соответствующую ее промышленной длине 308e. Другими словами, трубчатый элемент 302 не укорачивают от его промышленной длины 308e до выполнения сборки с оставшейся частью компонентов блока 300 и трансформаторного модуля 250. Таким образом, блок 300 может быть приспособлен для установки в посадочное гнездо преобразователя с максимально ожидаемой длиной.

[0119] При необходимости выполнения блоке 300 более коротким для размещения в более коротком посадочном гнезде преобразователя трубчатый элемент 302 может быть обрезан в любом из положений 980 для получения подходящей длины 308f. Согласно приведенному ранее описанию трубчатый элемент 302 имеет стопорные кольца 310 и пару 314 пазов 312 по длине 308е трубчатого элемента 302. Смежные стопорные кольца 310 и смежные пары 314 пазов 312 расположены в осевом направлении (относительно оси 205) на расстоянии 310а друг от друга. Положения 980 для обрезания имеют аналогичное осевое положение относительно друг друга (относительно оси 205). Это обеспечивает возможность уменьшения длины трубчатого элемента 302 путем обрезания в любом из положений 980 с обеспечением возможности сборки трубчатого элемента 302 с защитной крышкой 304 и пружиной 306 аналогично вышеописанному способу.

[0120] Таким образом, например, при наличии необходимости в уменьшении длины трубчатого элемента 302 путем обрезания трубчатого элемента 302 во втором положении 980 для обрезания в радиальном направлении внутрь (относительно оси 110 по фиг.2) второго конца 308b трубчатого элемента 302, то защитная крышка 304 может быть затем присоединена к укороченному трубчатому элементу 302 путем взаимодействия с парой 314 пазов 312 в радиальном направлении внутрь второго положения 980 для обрезания аналогично вышеописанному способу для пружины 306, сжатой между защитной крышкой 304 и стопорным кольцом 310 в радиальном направлении внутрь второго положения 980 для обрезания. Уменьшение длины трубчатого элемента 302 во втором положении 980 для обрезания и дальнейшая сборка трубчатого элемента 302 с защитной крышкой 304 и пружиной 306 формирует, в общем, блок 300 заглушки посадочного гнезда по фиг.8.

[0121] На фиг.12 показан один из примеров реализации блока 800 газового ультразвукового преобразователя с присоединенным к нему блоком 300, коаксиально расположенным в посадочном гнезде 765 патрубка 705, по существу соответствующим соответственно посадочному гнезду 165 и патрубку 105, описанным ранее. Блок 800 преобразователя имеет центральную или продольную ось 805, которая в целом соответствует центральной оси 766 посадочного гнезда 765 при присоединении блока 800 преобразователя к патрубку 705 в посадочном гнезде 765.

[0122] В блок 800 имеет по меньшей мере две особенности, отличающие его от блока 200. В частности, блок 800 содержит трансформатор 818, который изолирован посредством уплотнения от текучих сред, протекающих в сквозном отверстии 730 патрубка 705, и давлений в сквозном отверстии 730. Трансформатор 818, аналогично пьезоэлементу блока 800, открыт для воздействия текучих сред, протекающих в сквозном отверстии 730, и соответствующим им давлениям. Кроме того, блок 300 присоединен к блоку 800 преобразователя модуля 850 разъема, содержащего клеммную колодку 258, вместо трансформаторного модуля 250.

[0123] Согласно фиг.12 при перемещении в радиальном направлении наружу от сквозного отверстия 730 патрубка 705 блок 800 содержит пьезоэлектрический и трансформаторный модуль 810, держатель 840 гнездовой части разъема, держатель 830 преобразователя и модуль 850 разъема, включая клеммную колодку 258. Блок 300, описанный выше, расположен в радиальном направлении наружу от блока 800. Пьезоэлектрический и трансформаторный модуль 810, держатель 840 гнездовой части разъема, держатель 830 преобразователя, модуль 850 разъема и блок 300 соединены встык в осевом направлении и коаксиально ориентированы относительно осей 766, 805. Таким образом, каждый из пьезоэлектрического и/или трансформаторного модуля 810, держателя 840 гнездовой части разъема, держателя 830 преобразователя, модуля 850 и блока 300 имеет центральную ось, в целом совпадающую с осями 766, 805. Для обеспечения краткости, осевые положения различных элементов и компонентов блока 800 заданы в настоящем описании относительно осей 766, 805, однако следует понимать, что каждый отдельный компонент имеет центральную ось, в целом совпадающую с осью 805 при сборке в блок 800 или блок 300 и в целом совпадающую с осью 766 при установке в посадочное гнездо 765.

[0124] Согласно фиг.13 и 14 пьезоэлектрический и/или трансформаторный модуль 810 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно центральной оси 110 по фиг.2), или первый, конец 810а, являющийся ближним по отношению к отверстию 730, внешний в радиальном направлении (относительно центральной оси 110), или второй, конец 810b, удаленный от отверстия 730, и содержит корпус 811, пьезоэлемент 812, трансформатор 818 и согласующий слой 814. Корпус 811 проходит в осевом направлении относительно центральной оси 805 между концами 810а, b и, таким образом, также может быть описан в качестве корпуса, имеющего первый и второй концы 811a, b, в целом совпадающие с концами 810a, b. Первые концы 810а, 811а соответственно пьезоэлектрического и/или трансформаторного модуля 810 и корпуса 811 проходят в осевом направлении (относительно оси 805) к отверстию 730 и открыты для воздействия текучей среды, протекающей в сквозном отверстии 730. Корпус 811 дополнительно имеет глухое отверстие 813 на первом конце 811а, проходящее в осевом направлении (относительно оси 805), и внешнюю резьбу 819, являющуюся ближней по отношению ко второму концу 811b.

[0125] Трансформатор 818 и пьезоэлемент 812 коаксиально размещены в глухом отверстии 813, являющемся ближним по отношению соответственно ко второму концу 811b и первому концу 811а корпуса 811, и электрически соединены посредством двух проводов (не показаны), проходящих между ними. Пьезоэлемент 812 представляет собой пьезоэлектрический материал, создающий электрический потенциал в ответ на приложенное механическое напряжение и создает механическое напряжение и/или натяжение в ответ на приложенное электрическое поле. В частности, пьезоэлемент 812 создает электрический потенциал и соответствующий ток в ответ на акустический сигнал и создает акустический сигнал в ответ на приложенный электрический потенциал и соответствующий ток. Обычно пьезоэлемент 812 может содержать любой подходящий пьезоэлектрический материал, такой как, без ограничения, пьезоэлектрический кристалл или керамика. В данном примере реализации пьезоэлемент 812 представляет собой пьезоэлектрический кристалл. Обычно трансформатор 818 согласовывает импеданс пьезоэлемента 812 с электронными устройствами.

[0126] Согласующий слой 814 заполняет оставшуюся часть глухого отверстия 813 и полностью окружает или охватывает трансформатор 818 и пьезоэлемент 812. Согласующий слой (например, согласующий слой 814) может содержать любой подходящий материал, такой как, без ограничения, пластик, металл, стекло, керамика, эпоксидная смола, эпоксидную смола с порошкообразным наполнителем, резина или резина с порошкообразным наполнителем. В данном примере реализации согласующий слой 814 содержит эпоксидную смолу, введенную в жидкой форме в глухое отверстие 813 и вокруг пьезоэлемента 212 и трансформатора 818 и над ними с обеспечением возможности его упрочнения и отверждения. Независимо от материала согласующий слой (например, согласующий слой 814) обеспечивает акустическое соединение между пьезоэлементом (например, пьезоэлементом 812) и текучей средой, протекающей через расходомер (например, текучей средой, протекающей в отверстии 730). Согласно конкретным примерам реализации, раскрытым в настоящей заявке, акустический согласующий слой имеет акустический импеданс, промежуточный между акустическим импедансом пьезоэлемента и акустическим импедансом текучей среды в расходомере. При акустическом импедансе согласующего слоя, промежуточном между его значением для пьезоэлемента и для текучей среды в расходомере, происходит улучшение качества ультразвукового сигнала (например, увеличение амплитуды и ускорение нарастания импульса).

[0127] Согласующий слой 814 и, таким образом, трансформатор 818 и пьезоэлемент 812 присоединен к корпусу 811 в глухом отверстии 813. Обычно согласующий слой 814 может быть присоединен к корпусу 811 посредством любых подходящих средств, включая, без ограничения, связывание, контактное взаимодействие или упругую установку, взаимодействие сопрягаемых резьб, акустическую связующую масляную краску, смазку или эпоксидную смолу. В данном примере реализации согласующий слой 814 присоединен непосредственно к внутренней цилиндрической поверхности глухого отверстия 813 корпуса 811 путем адгезионного соединения с использованием эпоксидной смолы.

[0128] Согласно фиг.13 и 14 держатель 840 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно центральной оси 110 по фиг.2), или первый, конец 840а, являющийся ближним по отношению к отверстию 730, внешний в радиальном направлении (относительно центральной оси 110), или второй, конец 840b, являющийся дальним по отношению к отверстию 730, и содержит корпус 841. Корпус 841 проходит в осевом направлении (относительно центральной оси 805) между концами 841а, b и, таким образом, также может быть описан в качестве корпуса, имеющего первый и второй концы 841a, b, в целом совпадающие с концами 840a, b.

[0129] Корпус 841 дополнительно содержит внутреннюю резьбу 844, являющуюся ближней по отношению к первому концу 841а, глухое отверстие 843, являющееся ближним по отношению ко второму концу 841b, внешнюю поверхность 858 со сформированной в ней внешней канавкой или выемкой 839, часть 861 малого диаметра, в которой сформирована выемка 839, и часть 862 большого диаметра. Внутреннюю резьбу 844 совмещают с внешней резьбой 819 пьезоэлектрического и/или трансформаторного модуля 810 для обеспечения возможности присоединения держателя 840 и пьезоэлектрического и/или трансформаторного модуля 810. Кольцевой элемент 846 размещен в канавке 839 для облегчения центрирования держателя 840 в держателе 830. В данном примере реализации кольцевой элемент 846 представляет собой упругое кольцевое уплотнение, сжатое в радиальном направлении между держателем 840 и держателем 830 преобразователя после выполнения сборки.

[0130] Держатель 845 приемника размещен в глухом отверстии 843 корпуса 841 и прикреплен к нему. Два контактных разъема или приемника 816 в свою очередь закреплены в держателе 845 приемника и электрически присоединены к трансформатору 818 посредством двух выводов или проводов (не показаны). В данном примере реализации каждый контактный разъем 816 представляет собой гнездовую часть разъема.

[0131] Согласно фиг.12, 13 и 15 модуль 850 разъема имеет внутренний в радиальном направлении (относительно оси 110 по фиг.2), или первый, конец 850а, внешний в радиальном направлении (относительно оси 110), или второй, конец 850b, и содержит корпус 851. Корпус 851 проходит в осевом направлении (относительно оси 805 по фиг.12) между концами 850а, b и, таким образом, также может быть описан в качестве корпуса, имеющего первый и второй концы 851a, b, совпадающие с концами 850a, b. Кроме того, корпус 851 имеет сквозное отверстие 854, проходящее в осевом направлении (относительно оси 805) между концами 851а, b.

[0132] Клеммная колодка 258, описанная выше, является ближней по отношению ко второму концу 850b модуля 850 и присоединена к корпусу 851, являющемуся ближним по отношению ко второму концу 851b. В частности, клеммная колодка 258 прикреплена к монтажной плате 859, расположенной в сквозном отверстии 854, и проходит от нее в осевом направлении (относительно оси 205).

[0133] Два контактных разъема или приемника 856 размещены в сквозном отверстии 854 и электрически присоединены к монтажной плате 859. Два вывода или провода (не показаны) электрически присоединяют контактные разъемы 856 к монтажной плате 859 и клеммной колодке 258. В данном примере реализации каждый контактный разъем 856 представляет собой гнездовую часть разъема. Контактные разъемы 856 и монтажная плата 859 жестко закреплены на месте в сквозном отверстии 854 относительно корпуса 851 посредством наполнителя 855, заполняющего оставшуюся часть сквозного отверстия 855. Обычно наполнитель (например, наполнитель 855) может содержать любой подходящий материал, такой как пластик или эпоксидная смола. Наполнитель 855 предпочтительно создает адгезионную связь между контактными разъемами 856 и монтажной платой 859 и корпусом 841, достаточную для жесткого закрепления этих компонентов на месте. В данном примере реализации наполнитель 855 представляет собой твердую эпоксидную смолу.

[0134] Корпус 851 дополнительно содержит две выемки 857, расположенные по периферии (относительно оси 805) на расстоянии друг от друга и являющиеся ближними по отношению ко второму концу 851b. Выемки 857 обеспечивают возможность доступа к винтам 262 винтовых зажимов 261 клеммной колодки 258 и возможность присоединения блока 300 к разъемному модулю 850 аналогично вышеописанному способу присоединения блока 300 к трансформаторному модулю 250 блока 200.

[0135] Согласно фиг.12 и 13 держатель 830 преобразователя имеет внутренний в радиальном направлении (относительно оси 110), или первый, конец 830а, являющийся ближним по отношению к отверстию 730, и внешний в радиальном направлении (относительно оси 110), или второй, конец 830b, являющийся дальним по отношению к отверстию 730. Первый конец 830а имеет два глухих отверстия 831, 832. Глухое отверстие 832 проходит в осевом направлении (относительно оси 805) от первого конца 830а, а глухое отверстие 831 проходит в осевом направлении от глухого отверстия 832. При установке держателя 840 в держатель 830 согласно чертежу в глухом отверстии 831 держателя 830 размещают часть 861 малого диаметра держателя 840, а в глухом отверстии 832 размещают часть 862 большого диаметра. Держатель 840 удерживается в держателе 830 посредством набора винтов 863, присоединенных между ними.

[0136] Два сквозных отверстия 836 проходят в осевом направлении (относительно оси 805) через держатель 830 между глухим отверстием 831 и другим глухим отверстием 833, проходящим в осевом направлении от второго конца 830b. Электрическое соединение 835 коаксиально размещено в каждом сквозном отверстии 836. Каждое электрическое соединение 835 имеет концы 835a, b, присоединенные соответственно к пьезоэлектрическому и/или трансформаторному модулю 810 и разъемному модулю 850. Соединения 835 электрически соединяют пьезоэлектрический и/или трансформаторный модуль 810 и модуль 850 разъема и обеспечивают возможность передачи данных, касающихся текучей среды, протекающей в отверстии 730, от пьезоэлектрического и/или трансформаторного модуля 810 к разъемному модулю 850. В данном примере реализации каждый из концов 835а, b соединений 835 представляет собой штыревой соединитель, сопрягаемый и взаимодействующий с соответствующими гнездовыми частями контактных разъемов 816, 856 соответственно в пьезоэлектрическом и/или трансформаторном модуле 810 и разъемном модуле 850.

[0137] Между каждым соединением 835 и держателем 830 сформировано кольцевое уплотнение 842, обеспечивающее ограничение и/или предотвращение осевого потока текучей среды (относительно оси 805) между соединениями 835 и держателем 830. Уплотнение 842, сформированное между электрическими соединениями 835 и держателем 830, предпочтительно выполнено достаточным для выдерживания ожидаемых давлений текучей среды в отверстии 730, которые обычно превышают атмосферное давление. В данном примере реализации каждое уплотнение 842 представляет собой стеклянное уплотнение.

[0138] Внешняя в радиальном направлении (относительно оси 805) поверхность держателя 830 имеет кольцевой уступ 837, являющийся ближним по отношению ко второму концу 830b, внешнюю резьбу 838, расположенную между уступом 837 и первым концом 830а, и по меньшей мере одну выемку или канавку 839, расположенную в осевом направлении (относительно оси 805) между внешней резьбой 838 и первым концом 830а. Кольцевой уплотняющий элемент 841 размещен в каждой канавке 839. Канавки 839 и расположенные в них уплотнения 841 образуют уплотняющие блоки 849, расположенные в радиальном направлении (относительно оси 805) между держателем 830 и патрубком 705. Уплотняющие блоки 849 ограничивают и/или предотвращают осевой поток текучей среды (относительно оси 805) между держателем 830 и патрубком 705. Таким образом, уплотняющие блоки 849 ограничивают и/или предотвращают протекание текучей среды в отверстии 730 между держателем 830 и патрубком 705. В данном примере реализации каждый кольцевой уплотняющий элемент 841 представляет собой эластомерное кольцевое уплотнение, сжатое в радиальном направлении между патрубком 705 и держателем 830 после выполнения сборки.

[0139] Согласно приведенному описанию кольцевые уплотнения 842 ограничивают и/или предотвращают осевой поток текучей среды (относительно оси 805) между электрическими соединениями 835 и держателем 830, а уплотняющие блоки 849 ограничивают и/или предотвращают поток текучей среды между держателем 830 и патрубком 705. Таким образом, уплотняющие блоки 849 и уплотнения 842 формируют барьер для текучей среды или уплотнение, уплотняющее посадочное гнездо 765 для ограничения и/или предотвращения выхода потенциально вредных, загрязняющих или коррозийных текучих сред из отверстия 730, в котором они протекают, через порт 765. Ограничение и/или предотвращение выхода потока текучей среды из отверстия 730 через посадочное гнездо 765 может быть особо важно в случаях, в которых текучая среда в отверстии 730 содержит токсичные и/или ядовитые вещества (например, текучая среда представляет собой углеводородный пар, содержащий сероводород). Кроме того, уплотняющие блоки 849 и уплотнения 842 поддерживают разность давлений между окружающей средой с внешней стороны патрубка 705 и текучей средой под давлением в отверстии 730. Таким образом, несмотря на то, что пьезоэлектрический и/или трансформаторный модуль 810 подвержены воздействию текучей среды в отверстии 730 и соответствующего ей давления, модуль 850 разъема, блок 300 и кабели 125 изолированы от текучей среды и давления в отверстии 730. Таким образом, модуль 850 разъема, блок 300 и кабели 125 подвержены воздействию только атмосферных давлений с внешней стороны патрубка 705.

[0140] При выполнении сборки завинчивают держатель 830 в посадочное гнездо 765, перемещая его в осевом направлении (относительно оси 766) до взаимодействия уступов 167, 837 с обеспечением, таким образом, предотвращения дальнейшего осевого продвижения держателя 830 (и блока 800 преобразователя) в посадочное гнездо 765. Таким образом, уступ 167 в посадочного гнезда 765 задает осевое положение держателя 830 (и блока 800) в посадочном гнезде 765. Кроме того, вставляют первый конец 850а модуля 850 с кабелем 125 и присоединенным к нему блоком 300 в глухое отверстие 833 держателя 830 до упора модуля 850 в держатель 830 концов 835b штыревых соединителей 835, размещаемых в гнездовых частях разъемов 856.

[0141] В некоторых случаях может быть необходимо ограничить или исключить воздействие на блок преобразователя и/или поверхности патрубка, ограничивающие посадочное гнездо, в котором установлен блок преобразователя текучей среды, такой как дождь, талая вода или атмосферный конденсат. В таких случаях, уплотненный блок заглушки посадочного гнезда может быть установлен в посадочное гнездо преобразователя и присоединен к блоку преобразователя, включая блок 200, блок 800 или блок преобразователя в другом варианте реализации. Аналогично блоку 300, уплотненный блок заглушки посадочного гнезда обеспечивает возможность присоединения кабеля 125 к клеммной колодке 258, так что в данном соединении присутствует пренебрежимо малое натяжение и обеспечивает возможность закрытия кабеля 125, например, крышкой 120. Кроме того, уплотненный блок заглушки посадочного гнезда формирует уплотнение через конец 465b посадочного гнезда 465 для предотвращения и/или ограничения проникновения влаги в посадочное гнездо 465.

[0142] Согласно фиг.16 блок 500 газового ультразвукового преобразователя и присоединенный к нему уплотненный блок 900 заглушки посадочного гнезда коаксиально размещены в посадочном гнезде 465 патрубка 405, которые по существу соответствуют соответственно посадочным гнездам 165, 765 и патрубкам 105, 705, описанным ранее. Блок 500 и уплотненный блок 900 имеет центральную или продольную ось 505, которая в целом совпадает с центральной осью 466 посадочного гнезда 465 при присоединении блока 500 к патрубку 405 в посадочном гнезде 465.

[0143] Блок 500 аналогичен блоку 200, описанному ранее. В частности, блок 500 преобразователя содержит трансформаторный модуль 550, который изолирован путем герметизации от текучих сред, протекающих в сквозном отверстии 430 патрубка 405 и давлений в сквозном отверстии 430. Однако в данном примере реализации держатель трансформатора и пьезоэлектрический модуль по существу совмещены в одну цельную конструкцию и, кроме того, для электрического соединения трансформатора и пьезоэлемента использовано соединение со штыревыми выводами (по сравнению с коаксиальным соединением).

[0144] Кроме того, блок 900 аналогичен блоку 300, описанному ранее. В частности, блок 900 имеет трубчатый элемент 902, присоединенный к трансформаторному модулю 550 и защитной крышке 904, подпружиненной к трубчатому элементу 902. Однако в отличие от защитной крышки 304 защитная крышка 904 уплотнена для предотвращения и/или ограничения прохода через нее текучей среды и взаимодействует посредством уплотнения с патрубком 405 для предотвращения и/или ограничения потока текучей среды между защитной крышкой 904 и патрубком 405. Кроме того, соединения между трубчатым элементом 902 и трансформаторным модулем 405 представляют собой два байонетных соединения, а не пару защелок 316.

[0145] При перемещении в радиальном направлении наружу от сквозного отверстия 430 патрубка 405 блок 500 содержит пьезоэлектрический модуль 510 и трансформаторный модуль 550. Блок 900 расположен в радиальном направлении снаружи относительно блока 500. Пьезоэлектрический модуль 510, трансформаторный модуль 550 и блок 900 соединены встык в осевом направлении и коаксиально ориентированы относительно осей 466, 505. Таким образом, каждый из пьезоэлектрического модуля 510, трансформаторного модуля 550 и блока 900 имеет центральную ось, в целом совпадающую с осями 466, 505. Для обеспечения упрощения оси 466, 505 использованы в настоящем описании для задания осевых положений различных элементов и компонентов блока 500 и блока 900, и следует понимать, что каждый отдельный компонент имеет центральную ось, в целом совпадающую с осью 505 при сборке в блок 500 и блок 900 и в целом совпадающую с осью 466 при установке в посадочное гнездо 465.

[0146] Согласно фиг.16-19 пьезоэлектрический модуль 510 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно оси 110), или первый, конец 510а, внешний в радиальном направлении (относительно оси 110), или второй, конец 510b, и содержит корпус 511, пьезоэлемент 512 и согласующий слой 514. Корпус 511 проходит в осевом направлении (относительно оси 505) между концами 510а, b и, таким образом, может быть описан в качестве корпуса с первым и вторым концами 511a, b, совпадающими с концами 510a, b. Первые концы 510а, 511а соответственно пьезоэлектрического модуля 510 и корпуса 511 проходят в осевом направлении (относительно оси 505) до сквозного отверстия 430 и открыты для воздействия текучей среды, протекающей в сквозном отверстии 430. Кроме того, первый конец 511a корпуса 511 содержит глухое отверстие 513, проходящее в осевом направлении (относительно оси 505) от конца 511a, а второй конец 511b корпуса 511 содержит глухое отверстие 517, проходящее в осевом направлении (относительно оси 505) от конца 511b. Два сквозных отверстия 536 проходят в осевом направлении (относительно оси 505) через корпус 511 между глухими отверстиями 513, 517.

[0147] Пьезоэлемент 512 размещен в глухом отверстии 513, являющемся ближним по отношению первому концу 511а и отверстию 430. Пьезоэлемент 512 представляет собой пьезоэлектрический материал, создающий электрический потенциал в ответ на прикладываемое механическое напряжение и создающий механическое напряжение и/или натяжение в ответ на прикладываемое электрическое поле. Обычно пьезоэлемент 512 может содержать подходящий пьезоэлектрический материал, такой как пьезоэлектрический кристалл или керамика. Однако в данном примере реализации пьезоэлемент 512 представляет собой пьезоэлектрический кристалл.

[0148] Кроме того, два разъема или приемника 516 расположены в глухом отверстии 513 наружу в радиальном направлении (относительно оси 110 по фиг.2) и выравнены с одним из сквозных отверстий 536. В данном примере реализации каждый разъем 516 представляет собой гнездовую часть разъема. Два вывода или провода (не показаны) электрически присоединяют пьезоэлемент 512 к гнездовым разъемам 516.

[0149] Пьезоэлемент 512 и гнездовые разъемы 516 жестко закреплены на месте относительно корпуса 511 посредством согласующего слоя 514, который в целом заполняет оставшуюся часть глухого отверстия 513 и окружает пьезоэлемент 512 и гнездовые разъемы 516. Согласующий слой 514, пьезоэлемент 512 и гнездовые разъемы 516 присоединены к корпусу 511 в глухом отверстии 513. В данном примере реализации согласующий слой 514 присоединен непосредственно к внутренней цилиндрической поверхности глухого отверстия 513 корпуса 511. Согласующий слой (например, согласующий слой 514) может содержать любой подходящий материал, такой как пластик, металл, стекло, керамика, эпоксидная смола, эпоксидная смола с порошкообразным наполнителем, резина или резина с порошкообразным наполнителем. В данном примере реализации согласующий слой 514 содержит эпоксидную смолу, введенную в глухое отверстие 513 и расположенную над пьезоэлементом 512, гнездовых разъемов 516 и двух выводов или проводов (не показаны), проходящих между ними, или вокруг этих компонентов. Вне зависимости от материала согласующего слоя (например, согласующего слоя 514) согласующий слой обеспечивает акустическое соединение между пьезоэлементом (например, пьезоэлементом 512) и текучей средой, протекающей через расходомер. Согласно конкретным примерам реализации, раскрытым в настоящей заявке, акустический согласующий слой имеет акустический импеданс, промежуточный между акустическим импедансом пьезоэлемента и акустическим импедансом текучей среды в расходомере. При акустическом импедансе согласующего слоя, промежуточном между его значением для пьезоэлемента и для текучей среды в расходомере, происходит улучшение качества ультразвукового сигнала (например, увеличение амплитуды и ускорение нарастания импульса).

[0150] Электрическое соединение 535 коаксиально размещено в каждом сквозном отверстии 536. Каждое электрическое соединение 535 имеет концы 535a, b, присоединенные соответственно к пьезоэлектрическому модулю 510 и трансформаторному модулю 550. Соединения 535 электрически соединяют пьезоэлектрический модуль 510 и трансформаторный модуль 550 и обеспечивают возможность передачи данных, связанных с текучей средой, протекающей в отверстии 430, от пьезоэлектрического модуля 510 к трансформаторному модулю 550. В данном примере реализации каждый из концов 535а, b соединений 535 представляет собой штыревой соединитель, сопрягаемый и взаимодействующий с соответствующим гнездовым разъемом 516 в пьезоэлектрическом модуле 510 и двумя гнездовыми разъемами в трансформаторном модуле 550.

[0151] Между каждым соединением 535 и корпусом 511 выполнено кольцевое уплотнение 542, обеспечивающее ограничение и/или предотвращение осевого потока текучей среды (относительно оси 505) между соединениями 535 и корпусом 511. Уплотнений 542, сформированных между коаксиальными соединениями 535 и корпусом 511, предпочтительно достаточно для выдерживания ожидаемого давления текучей среды в отверстии 430, которое обычно выше давления внешней среды. В данном примере реализации каждое уплотнение 542 представляет собой стеклянное уплотнение.

[0152] Согласно фиг.16 и 17 внешняя в радиальном направлении поверхность корпуса 511 (относительно оси 505) содержит кольцевой уступ 537, являющийся ближним по отношению ко второму концу 510b, внешнюю резьбу 538, расположенную между уступом 537 и внутренним концом 510а, и кольцевую выемку или канавку 539, расположенную в осевом направлении (относительно оси 505) между внешней резьбой 538 и внутренним концом 510а. Кольцевое уплотнение 541 расположено в канавке 539. Канавка 539 и расположенное в ней уплотнение 541 формируют уплотнительный блок 540, расположенный в радиальном направлении (относительно оси 505) между пьезоэлектрическим модулем 510 и патрубком 405. Уплотнительный блок 540 формирует кольцевое уплотнение между пьезоэлектрическим модулем 510 и патрубком 405 с обеспечением таким образом ограничения и/или предотвращения потока текучей среды (например, текучей среды, протекающей в отверстии 430) между пьезоэлектрическим модулем 510 и патрубком 405. В данном примере реализации кольцевое уплотнение 541 представляет собой эластомерное кольцевое уплотнение, которое сжато в радиальном направлении между патрубком 405 и пьезоэлектрическим модулем 510 после сборки.

[0153] Согласно приведенному ранее описанию уплотнительный блок 540 ограничивает и/или предотвращает поток текучей среды (например, текучей среды, протекающей в отверстии 430) между пьезоэлектрическим модулем 510 и патрубком 405, а кольцевые уплотнения 542 ограничивают и/или предотвращают осевой поток текучей среды (относительно оси 505) между каждым соединением 535 и корпусом 511. Уплотнительный блок 540 и уплотнения 542 формируют барьер для текучей среды или уплотнение, уплотняющее посадочное гнездо 465, для ограничения и/или предотвращения выхода потенциально опасных, загрязняющих или коррозийных текучих сред из отверстия 430 через посадочное гнездо 465. Кроме того, уплотнительный блок 540 и кольцевые уплотнения 542 поддерживают разность давлений между внешней средой снаружи патрубка 405 и текучей средой под давлением, протекающей в отверстии 430. Таким образом, несмотря на то, что пьезоэлектрический модуль 510 подвержен воздействию текучей среды и давлений в отверстии 430, трансформаторный модуль 550, блок 900 и кабели 125 изолированы от текучей среды и давления в отверстии 430.

[0154] Пьезоэлектрический модуль 510 завинчен в патрубок 405 путем сопряжения резьб 169, 538, а кольцевой уступ 537 корпуса 511 взаимодействует с кольцевым уступом 167 посадочного гнезда 465. При выполнении сборки пьезоэлектрический модуль 510 завинчивают, перемещая его в осевом направлении в посадочное гнездо 465 до взаимодействия уступов 167, 537 предотвращающего дальнейшее осевое продвижения пьезоэлектрического модуля 510 (и блока 500 преобразователя) в посадочное гнездо 465. Таким образом, уступ 167 в посадочном гнезде 465 задает осевое положение пьезоэлектрического модуля 510 (и блока 500 преобразователя) в этом посадочном гнезде.

[0155] Согласно фиг.16 и 17 трансформаторный модуль 550 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно оси 110 по фиг.2), или первый, конец 550а, внешний в радиальном направлении (относительно оси 110), или второй, конец 550b и содержит корпус 551, монтажную плату 555, описанную ранее присоединенную к нему зажимную колодку 258, трансформатор 552 и пару гнездовых разъемов или приемников 553. Корпус 551 проходит в осевом направлении (относительно оси 505 по фиг.16) между концами 550а, b и, таким образом, также может быть описан в качестве корпуса, имеющего первый и второй концы 551a, b, совпадающие с концами 550a, b. Корпус 551 имеет сквозное отверстие 554, проходящее в осевом направлении (относительно оси 505) между концами 551a, b, и два разнесенных друг от друга по периферии и проходящих наружу в радиальном направлении (относительно оси 505) штыря 557, являющихся ближними по отношению к концу 55lb, что согласно приведенному далее описанию обеспечивает возможность присоединения блока 900 к трансформаторному модулю 550.

[0156] Согласно фиг.17, гнездовые разъемы или приемники 553, монтажная плата 555 и трансформатор 552 размещены в сквозном отверстии 554. В данном примере реализации каждый гнездовой разъем 553 представляет собой гнездовую часть разъема. Клеммная колодка 258, являющаяся ближней по отношению ко второму концу 550b трансформаторного модуля 550, присоединена к корпусу 551, являющемуся ближним по отношению ко второму концу 551b. В частности, клеммная колодка 258 прикреплена к монтажной плате 555 и проходит от нее в осевом направлении (относительно оси 505). Монтажная плата 555 и трансформатор 552 электрически соединены посредством пары проволочных выводов (не показаны). Трансформатор 252 и гнездовые разъемы 553 электрически соединены посредством еще одной пары проволочных выводов (также не показаны), клеммная колодка 258 электрически присоединена к монтажной плате 555 аналогично соединению клеммной колодки 258 блока 200 с монтажной платой 259, описанному ранее.

[0157] Монтажная плата 555, трансформатор 552 и гнездовые разъемы 553 жестко закреплены на месте относительно корпуса 551 в сквозном отверстии 554 посредством наполнителя 556, заполняющего оставшуюся часть сквозного отверстия 554. На фиг.17 показан трансформаторный модуль 550 с наполнителем 556 (например, после введения наполнителя 556 в сквозное отверстие 554). Обычно наполнитель (например, наполнитель 556) может содержать любой подходящий материал, такой как пластик, эпоксидная смола или керамика. Наполнитель 556 создает адгезионную связь между монтажной платой 555, трансформатором 552, гнездовыми разъемами 553 и проволочными выводами для жесткого закрепления этих компонентов на месте. В данном примере реализации наполнитель 556 представляет собой жесткую эпоксидную смолу.

[0158] Согласно фиг.16 и 17 электрические соединения 535 размещены в сквозных отверстиях 536 корпуса 511 и проходят между пьезоэлектрическим модулем 510 и трансформаторным модулем 550. Концы 535а, b каждого электрического соединения 535 взаимодействуют и сопрягаются с соответствующими гнездовыми разъемами 516, 553 с обеспечением таким образом электрического соединения пьезоэлектрического модуля 510 и трансформаторного модуля 550. В частности, первый конец 550а трансформаторного модуля 550 с присоединенными к нему кабелем 125 и блоком 900 вставлен в глухое отверстие 517 пьезоэлектрического модуля 510 до упирания трансформаторного модуля 550 в пьезоэлектрический модуль 510 концами 535b штыревых соединителей 535, размещаемых в гнездовых разъемах 553. Таким образом, пьезоэлектрический модуль 510 и трансформаторный модуль 550 отделены в осевом направлении друг от друга (относительно оси 505) посредством электрических соединений 535.

[0159] Согласно фиг.16 блок 900, аналогично блоку 300, обеспечивает возможность присоединения кабеля 125 к клеммной колодке 258, так что в данном соединении присутствует небольшое напряжение, а предпочтительно пренебрежимо малое напряжение, и обеспечивает возможность легкого закрывания кабеля 125, например, крышкой 120. Кроме того, блок 900 предотвращает и/или ограничивает проникновение текучей среды, такой как дождевая вода, талая вода или атмосферный конденсат, через конец 465b посадочного гнезда 465 преобразователя. Таким образом, блок 900 формирует уплотнение через конец 465b посадочного гнезда 465 преобразователя. Блок 900 имеет трубчатый элемент 902, уплотненную защитную крышку 904 и расположенную между ними пружину 906.

[0160] Согласно фиг.20, 21, 23 и 24 трубчатый элемент 902 имеет цилиндрический корпус 908 с внутренним в радиальном направлении (относительно оси 110 по фиг.2) или первым концом 908а, являющимся ближним по отношению к отверстию 430 (фиг.16), и внешним в радиальном направлении (относительно оси 110), или вторым, концом 808b, являющимся дальним по отношению к отверстию 430. Трубчатый элемент 902 дополнительно содержит расположенные в осевом направлении на расстоянии друг от друга (относительно оси 505 по фиг.15) стопорные кольца 910. Согласно приведенному далее описанию стопорные кольца 910 обеспечивают возможность подпружинивания защитной крышки 904 к трубчатому элементу 902. Каждое стопорное кольцо 910 проходит по периферии вдоль внутренней поверхности 908 с корпуса 908 и в радиальном направлении внутрь от нее. Кроме того, каждое стопорное кольцо 910 расположено на равном расстоянии 910а между двумя смежными стопорными кольцами 910, между концом 908b и смежным стопорным кольцом 910 или между концом 908а и смежным стопорным кольцом 910. В данном примере реализации стопорные кольца 910 расположены на расстоянии 0.5 дюймов друг от друга.

[0161] Трубчатый элемент 902 дополнительно содержит по меньшей мере одну пару 914 пазов 912, сформированных в корпусе 908. Согласно приведенному далее описанию пазы 912 обеспечивают возможность разъемного присоединения защитной крышки 904 к трубчатому элементу 902. Каждый паз 912 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно оси 110), или первый, конец 912а, являющийся ближним по отношению к отверстию 430, внешний в радиальном направлении (относительно оси 110), или второй, конец 912b, являющийся ближним по отношению к отверстию 430, и длину 912с. Длина 912 с каждого паза 912 больше, чем расстояние 910а между смежными стопорными кольцами 910. Пазы 912 каждой пары 914 выравнены в осевом направлении (относительно оси 505), что означает, что их концы 912а равноудалены от конца 908а корпуса 908, а их концы 912b равноудалены от конца 908b корпуса 908. Кроме того, пазы 912 в каждой паре 914 разнесены друг от друга по периферии. Кроме того, смежные пары 914 пазов 912 смещены по периферии. В данном примере реализации пазы 912 в каждой паре 914 расположены по периферии на угловом расстоянии 180 градусов друг от друга, а смежные пары 914 пазов 912 смещены друг от друга по периферии на 90 градусов.

[0162] На конце 908а корпуса 908 трубчатый элемент 902 дополнительно содержит два стопорных байонетных паза 916. Стопорные пазы 916 обеспечивают возможность разъемного присоединения блока 900 к трансформаторному модулю 550. В данном примере реализации трубчатый элемент 902 сформован таким образом, что пазы 916 составляют единое целое с корпусом 908. Однако в других примерах реализации пазы 916 могут быть выполнены в корпусе 980, например, путем механической обработки. Пазы 916 расположены по периферии (относительно оси 505) на расстоянии друг от друга, соответствующем расстоянию между штырями 557 (фиг.16, 17) корпуса 551 трансформаторного модуля 550. Согласно приведенному далее описанию это обеспечивает возможность вставки шипов 557 в пазы 916 для разъемного присоединения или прикрепления блока 900 к трансформаторному модулю 550. Таким образом, каждый паз 916 и зафиксированный в нем штырь 557 образует байонетный соединитель или соединение 917.

[0163] Согласно фиг.20 каждый стопорный паз 916 трубчатого элемента 902 имеет первую проходящую в осевом направлении (относительно оси 505) часть 916а и вторую проходящую по периферии (относительно оси 505) часть 916b. Часть 916а проходит в осевом направлении от конца 908а корпуса 908. Часть 916b соединена с частью 916а и проходит по от нее по периферии. Корпус 908 дополнительно содержит гибкий рычаг 919, расположенный рядом с каждым пазом 916. Рычаг 919 проходит между первым концом 919а, присоединенным к корпусу 908, и вторым концом 919b, присоединенным к первому концу 919а. Рычаг 919 дополнительно содержит фланцевую часть 919c, проходящую наружу в радиальном направлении (относительно оси 110 по фиг.2), и выступ 919d (фиг.23), проходящий наружу в радиальном направлении (относительно оси 505) во втором конце 919b. Рычаг 919 выполнен гибким с возможностью поворота внутрь в радиальном направлении (относительно оси 110 по фиг.2) вокруг его первого конца 919а, присоединенного к корпусу 908 при приложении к нему нагрузки, и с возможностью поворота наружу в радиальном направлении (относительно оси 110) для возврата в свое исходное положение, когда нагрузка снята.

[0164] Для разъемного присоединения трубчатого элемента 902 к трансформаторному модулю 550 трансформаторный модуль 550 и трубчатый элемент 902 располагают встык и смещают в осевом направлении (относительно оси 505) относительно друг друга для вставки штырей 557 трансформаторного модуля 550 в первые части 916а пазов 916 в трубчатом элементе 902. После вставки штырей 557 в части 916а пазов 916 трансформаторный модуль 550 и трубчатый элемент 902 поворачивают (вокруг оси 505) относительно друг друга для размещения штырей 557 во вторых частях 916b пазов 916 и вдоль них. Поскольку штыри 557 расположены во вторых частях 916b, они входят во фланцевые части 919с рычагов 919. К каждому выступу 919d рычагов 919 прикладывают нагрузку, вызывая поворот внутрь в радиальном направлении рычагов 919 (относительно оси 110). После поворота рычагов 919 внутрь в радиальном направлении трансформаторный модуль 550 и трубчатый элемент 902 дополнительно поворачивают относительно друг друга для размещения штырей 557 во вторых частях 916b пазов 916 на расстоянии от фланцевых частей 919с рычагов 919. После расположения штырей 557 на расстоянии от фланцевых частей 919с снимают нагрузку, приложенную к каждому выступу 919d рычагов 919, обеспечивая возможность поворота рычагов 919 наружу в радиальном направлении и возможность их возврата в свое исходное, когда нагрузка снята. Трубчатый элемент 902 разъемно присоединен к трансформаторному модулю 550 или зафиксирован в нем согласно фиг.25.

[0165] Для обеспечения отсоединения или открепления трубчатый элемент 902 и трансформаторный модуль 550 снова поворачивают относительно друг друга для размещения штырей 557 вдоль вторых частей 916b пазов 916 по направлению к фланцевым частям 919с рычагов 919. Прикладывают нагрузку к каждому выступу 919d рычагов 919с обеспечением поворота в радиальном направлении рычагов 919 по направлению внутрь (относительно оси 110). Трансформаторный модуль 550 и трубчатый элемент 902 дополнительно повернуты относительно друг друга для размещения штырей 557 во вторых частях 916b пазов 916 на расстоянии от фланцевых частей 919с рычагов 919. После расположения штырей 557 на расстоянии от фланцевых частей 916c происходит снятие нагрузки с каждого выступа 919d с обеспечением возможности поворота в радиальном направлении рычагов 919 по направлению наружу и обратно в их исходные положения. Непрерывный относительный поворот трубчатого элемента 902 и трансформаторного модуля 550 перемещает штыри 557 от вторых частей 916b пазов 916 в первые части 916а. При расположении штырей 557 в первых частях 916а трубчатый элемент 902 размещен в осевом направлении (относительно оси 505) от трансформатора 550 или наоборот для удаления штырей 557 из первых частей 916а пазов 916. Трубчатый элемент 902 отсоединен или откреплен от трансформаторного модуля 550.

[0166] Согласно фиг.20-24 защитная крышка 904 содержит круглый корпус 918 с трубчатой частью 946, проходящей от нее в осевом направлении, изолирующую проходную втулку 940, вентиляционный паз 944, два трубчатых рычага 920, два блока защелок 924, пружинный центратор 926, стопорный уступ 928, блоки кабельных зажимов 922. Круглый корпус 918 имеет внутреннюю в радиальном направлении (относительно оси 110) поверхность 918а, являющуюся ближней по отношению к трубчатому элементу 902, и внешнюю в радиальном направлении (относительно оси 110) поверхность 918b, являющуюся дальней по отношению к трубчатому элементу 902. Круглый корпус 918 дополнительно содержит отверстие или проходящий через него проход 918c. В данном примере реализации проход 918с является ближним по отношению к центру круглого корпуса 918.

[0167] Проходная изолирующая втулка 940 вставлена через проход 918с круглого корпуса 918 согласно чертежу. В данном примере реализации проходная изолирующая втулка 940 представляет собой гибкий резиновый элемент, посаженный со сжатием в проходе 918с для обеспечения барьера или уплотнения для предотвращения и/или ограничения проникновения влаги через проход 918с в посадочное гнездо 465 преобразователя (фиг.16). Проходная изолирующая втулка 940 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно оси 110), или первый, конец 940а, являющийся ближним по отношению к круглому корпусу 918, внешний в радиальном направлении (относительно оси 110), или второй, конец 940b, являющийся дальним по отношению к круглому корпусу 918, и проходящий между ними проход 941. Согласно фиг.16 проход 941 выполнен с возможностью размещения в нем кабеля 125. При вставке кабеля 125 через проход 941 проходной изолирующей втулки 940 втулка 940 взаимодействует уплотняюще с кабелем 125 таким образом, что происходит ограничение и/или предотвращение проникновения влаги через проход 941. Согласно фиг.20-22В проходная изолирующая втулка 940 дополнительно содержит проходящий в радиальном направлении (относительно оси 505 по фиг.16) уступ 942, расположенный между внутренним и внешним концами 940a, b. Уступ 942 взаимодействует посредством уплотнения с внешней поверхностью 918b круглого корпуса 918 для предотвращения и/или ограничения проникновения влаги между ними.

[0168] Согласно приведенному ранее описанию уплотняющий блок 540 (фиг.16), размещенный между блоком 500 и патрубком 405, и уплотнения 542 (фиг.17) блока 500 ограничивают и/или предотвращают выход текучей среды через посадочное гнездо 465 из отверстия 430, в котором он протекает. Со временем уплотняющий блок 540 и/или уплотнения 542 могут выпускать небольшое количество текучей среды из отверстия 430. Поскольку блок 900 заглушки посадочного гнезда формирует уплотнение для предотвращения и/или ограничения проникновения влаги через конец 465b посадочного гнезда 465 преобразователя, то со временем может произойти накопление текучей среды в посадочном гнезде 465 преобразователя между защитной крышкой 904 и блоком 500. Сопутствующий рост давления может отражать проблемы безопасности при технической поддержке или обслуживании расходомера 100.

[0169] Для уменьшения роста давления текучей среды круглый корпус 918 дополнительно содержит вентиляционный канал 944. Вентиляционный канал 944 проходит в осевом направлении (относительно оси 505 по фиг.16) между внутренней поверхностью 918а круглого корпуса 918 и внешней поверхностью 918b наружу прохода 918c в радиальном направлении (относительно оси 505). Вентиляционный канал 944 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно оси 110) конец или впускное отверстие 944а, расположенное ближе к отверстию 430 (фиг.16), и внешний в радиальном направлении (относительно оси 110) конец или выпускное отверстие 944b, удаленное от отверстия 430. Выпускное отверстие 944b покрыто с уплотнением посредством уступа 942 изолирующей втулки 940. Таким образом, происходит ограничение и/или предотвращение проникновения влаги через вентиляционный канал 944. При достижении давления текучей среды достаточного уровня в посадочном гнезде 465 преобразователя между защитной крышкой 904 и блоком 500 преобразователя газовое давление в вентиляционном канале 944 и воздействующее на изолирующую втулку 940, являющуюся ближней по отношению к выпускному отверстию 944b, приводит к изгибу изолирующей втулки 940 от выпускного отверстия 944b и обеспечивает возможность отвода некоторого количества газа из посадочного гнезда 465 преобразователя через посадочное гнездо 944. При достаточном снижении давления газа в посадочном гнезде 465 преобразователя происходит возврат изолирующей втулки 940 в ее исходное положение с уплотняющим взаимодействием с внешней поверхностью 918b круглого корпуса 918 над выпускным отверстием 944b.

[0170] Согласно фиг.20-24 стопорный уступ 928 ограничивает чрезмерную вставку блока 900 в посадочное гнездо 465 преобразователя (фиг.16) патрубка 405. Стопорный уступ 928 проходит наружу в радиальном направлении (относительно оси 505) от внешней поверхности 918b круглого корпуса 918 и в данном примере реализации проходит вокруг всей периферии защитной крышки 904. При вставке блока 900 в посадочное гнездо 465 преобразователя согласно фиг.16 стопорный уступ 928 упирается в лицевую поверхность 140 лотка 135 и предотвращает дальнейшее осевое продвижение или вставку блока 900 в посадочное гнездо 465.

[0171] Трубчатая часть 946 защитной крышки 904 обеспечивает возможность уплотняющего взаимодействия между защитной крышкой 904 и патрубком 505 при установке блока 900 в посадочное гнездо 465 преобразователя, согласно фиг.16. Согласно фиг.20, 22A, 22B и 23 трубчатая часть 946 проходит в осевом направлении (относительно оси 505) от круглого корпуса 918, являющегося ближним по отношению к стопорному уступу 928. Трубчатая часть 946 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно оси 110), или первый, конец 946а, внешний в радиальном направлении (относительно оси 110), или второй, конец 946b, присоединенный к круглому корпусу 918, являющемуся ближним по отношению к уступу 928, или составляющий с ним единое целое, и внешнюю в радиальном направлении (относительно оси 505) поверхность 946с. Внешняя поверхность 946с задана диаметром, который немного меньше, чем диаметр посадочного гнезда 465.

[0172] Согласно фиг.16 патрубок 505 имеет сформированную в нем канавку 938. Канавка 938 ограничивает посадочное гнездо 465 преобразователя и проходит в осевом направлении (относительно оси 505) от конца 465b посадочного гнезда 465 в лицевой поверхности 140 лотка 135. Канавка 938 имеет первую часть 938а, проходящую от конца 465b, и соединенную с ней вторую часть 938b. Первая часть 938а имеет проходящую в осевом направлении (относительно оси 505) поверхность 938c, а вторая часть 938b имеет проходящую в осевом направлении поверхность 938d. Внутренняя поверхность 938с задана диаметром (относительно оси 505), который меньше диаметра, задающего внутреннюю поверхность 938d. Таким образом, уступ 938e сформирован в патрубке 505 на переходе между первой и второй частями 938a, b. Кольцевая (относительно оси 505) канавка 938f сформирована во внутренней поверхности 938c. Кольцевой уплотняющий элемент 939 размещен в канавке 938f. Канавка 938f и размещенный в ней уплотняющий элемент 939 образуют уплотняющий блок 947, расположенный в радиальном направлении (относительно оси 505) между трубчатой частью 946 защитной крышкой 904 и патрубком 505. Уплотняющий блок 947 ограничивает и/или предотвращает проникновение влаги между защитной крышкой 904 и патрубком 505 в посадочное гнездо 465 преобразователя. В данном примере реализации кольцевой уплотняющий элемент 939 представляет собой эластомерное кольцевое уплотнение, сжатое в радиальном направлении между патрубком 505 и защитной крышкой 904 после выполнения сборки.

[0173] Согласно фиг.23 и 24 блоки 922 зажимов обеспечивают возможность прикрепления кабеля 125 к защитной крышке 904. В данном примере реализации блок 900 может содержать до четырех блоков 922 зажимов (показан только один блок), расположенных по периферии вокруг изолирующей втулки 940. Каждый уплотняющий блок 922 присоединен к защитной крышке 904 посредством донного отверстия 918d, сформированного во внешней поверхности 918b круглого корпуса 918. В некоторых примерах реализации каждое донное отверстие 918d имеет резьбу или размер для приема самореза. Каждый уплотняющий блок 922 имеет винт 922c и кабельный зажим 922а. Каждый кабельный зажим 922а имеет отверстие 922е, выполненное с возможностью приема винта 922 с, и приемник 922d, выполненный с возможностью приема кабеля 125, согласно фиг.24. Винт 922с проходит через отверстие 922e кабельного зажима 922а и присоединен в донном отверстии 918d.

[0174] Согласно фиг.16 и 20 трубчатые рычаги 920 обеспечивают возможность разъемного присоединения защитной крышки 904 к трубчатому элементу 902. Трубчатые рычаги 920 проходят в осевом направлении (относительно оси 505) от внутренней поверхности 918а круглого корпуса 918 и расположены по периферии на расстоянии друг от друга. Их периферийный интервал аналогичен интервалу между пазами 912 каждой пары 914 пазов 912 в трубчатом элементе 902. Каждый трубчатый рычаг 920 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно центральной оси 110 по фиг.2), или первый, конец 920а, являющийся ближним по отношению к отверстию 430, и внешний в радиальном направлении (относительно оси 110), или второй, конец 920b, присоединенный к внутренней поверхности 918а круглого корпуса 918 или составляющий с ней единое целое. Кроме того, каждый трубчатый рычаг 920 выполнен гибким, так что первый конец 920а выполнен с возможностью поворота в радиальном направлении (относительно оси 505) вокруг второго конца 920b, присоединенного к круглому корпусу 918. В первом конце 920а каждый трубчатый рычаг 920 дополнительно содержит штырь 930, проходящий внутрь в радиальном направлении (относительно оси 505) и выполненный с возможностью его вставки в паз 912 в трубчатом элементе 902.

[0175] Для разъемного присоединения защитной крышки 904 к трубчатому элементу 902, прикладывают растягивающую нагрузку к каждому трубчатому рычагу 920 с обеспечением поворота первых концов 920а трубчатых рычагов 920 наружу в радиальном направлении вокруг вторых концов 920b. При повороте трубчатых рычагов 920 наружу в радиальном направлении второй конец 908b трубчатого элемента 902 оказывается вставлен между трубчатыми рычагами 920 защитной крышки 904. После размещения трубчатого элемента 902 между трубчатыми рычагами 920 снимают растягивающую нагрузку, приложенную к трубчатым рычагам 920, с обеспечением возможности поворота первых концов 920а трубчатых рычагов 920 внутрь в радиальном направлении и взаимодействия штырей 930 с трубчатым элементом 902. При необходимости, трубчатый элемент 902 затем поворачивают относительно защитной крышки 904 для взаимодействия со штырями 930 трубчатых рычагов 920 в пазах 912, являющихся ближними по отношению ко второму концу 908b трубчатого элемента 902. При взаимодействии штырей 930 с пазами 912 защитная крышка 904 разъемно присоединена к трубчатому элементу 902.

[0176] До освобождения защитной крышки 904 от трубчатого элемента 902 снова прикладывают растягивающую нагрузку к трубчатым рычагам 920 с обеспечением поворота первых концов 920а трубчатых рычагов 920 наружу в радиальном направлении. Поскольку первые концы 920а совершают поворот наружу в радиальном направлении, то происходит выход штырей 930 из взаимодействия с пазами 912. При выходе штырей 930 из взаимодействия с пазами 912 трубчатый элемент 902 может быть удален из положения между трубчатыми рычагами 920 защитной крышки 904 для выхода из взаимодействия с защитной крышкой 904.

[0177] Согласно фиг.21-24 и 26 блоки 924 защелок обеспечивают возможность разъемного присоединения блока 500 преобразователя к патрубку 505. Блоки 924 защелок размещены в радиальном направлении наружу (относительно оси 505) трубчатых рычагов 920 и проходят в осевом направлении через периферию круглого корпуса 918. Кроме того, блоки 924 защелок расположены по периферии на расстоянии друг от друга (относительно оси 505). В данном примере реализации согласно фиг.24 блоки 924 защелок расположены по периферии на угловом расстоянии 180 градусов друг от друга.

[0178] Каждый блок 924 защелок имеет управляющее средство 950 для управления защелкой, защелку 951 и прокладку 952. Каждое управляющее средство 950 для управления защелкой имеет проходящий в осевом направлении (относительно оси 505) корпус 950а, вставленный через отверстие 918е в круглом корпусе 918. Корпус 950а имеет первый конец 950b и второй конец 950с. Управляющие средства 950 для управления защелкой дополнительно содержат головку 950d, присоединенную к первому концу 950b корпуса 950а или составляющую с ним единое целое. Защелка 951 присоединена ко второму концу 950с корпуса 950а посредством по меньшей мере одного штыря 951h, проходящего между ними. Головка 950d имеет внешний размер, превышающий внутренний диаметр отверстия 918е. Таким образом, головка 950d ограничивает продвижение управляющего средства 950 для управления защелкой через круглый корпус 918 в посадочном гнезде 465 преобразователя патрубка 505. Головка 950d дополнительно содержит сформированный в ней паз 950е (фиг.24). Паз 950е обеспечивает возможность поворота управляющего средства 950 для управления защелкой и присоединенной к нему защелки 951 относительно круглого корпуса 918.

[0179] Защелка 951, присоединенная ко второму концу 950с корпуса 950а, содержит трубчатый корпус 951а и фланцевую часть 951b, проходящую от него в целом в радиальном направлении относительно продольной оси 951 с трубчатого корпуса 951а. Фланцевая часть 951b проходит по периферии (относительно оси 951c) вокруг трубчатого корпуса 951а по менее чем всей периферии корпуса 951а. В данном примере реализации фланцевая часть 951b проходит по периферии на 180 градусов вокруг трубчатого корпуса 951а.

[0180] Согласно фиг.22В фланцевая часть 951b имеет поверхность 951d с углом наклона 951е, представляющим собой угол между вектором 951f, проходящим перпендикулярно от поверхности 951d, и продольной осью 951c. В некоторых примерах реализации происходит изменение угла наклона 951е вдоль длины фланцевой части 951b, которая согласно приведенному выше описанию проходит по периферии вокруг трубчатого корпуса 951а. Согласно фиг.22А фланцевая часть 951b дополнительно содержит выступ 951g, проходящий в целом в осевом направлении (относительно оси 951с) от части поверхности 951d.

[0181] Прокладка 952 размещена между головкой 950d управляющего средства 950 для управления защелкой и внешней поверхностью 918b круглого корпуса. Прокладка 952 предотвращает и/или ограничивает проникновение влаги между управляющим средством 950 для управления защелкой и отверстием 918е круглого корпуса 918 в посадочном гнезде 465 преобразователя.

[0182] Для разъемного присоединения блока 900 заглушки посадочное гнездо к патрубку 505, блок 900 заглушки посадочного гнезда вставлен в посадочное гнездо 465 преобразователя до положения защелки 951, являющегося ближним по отношению к лицевой поверхности 140 лотка 135. Для управления защелкой винтоверт вставляют в каждый паз 950e управляющих средств 950 и поворачивают для расположения фланцевых частей 951b защелок 951 внутрь в радиальном направлении (относительно оси 505), что проиллюстрировано защелкой 951 в верхней половине по фиг.21 и в нижней половине по фиг.26. После расположения фланцевых частей 951b внутрь в радиальном направлении блок 900 вставляют далее в посадочное гнездо 465 до упора головок 950d управляющих средств 950 для управления защелкой в лицевую поверхность 140 лотка 135. При упоре головок 950d в лицевую поверхность 140 происходит выравнивание защелок 951 в осевом направлении (относительно оси 505) со второй частью 938b канавки 938 в патрубке 505 согласно фиг.26.

[0183] Управляющие средства 950 для управления защелкой снова поворачивают с использованием винтоверта, однако в этот раз для расположения фланцевых частей 951b защелок 951 наружу в радиальном направлении (относительно оси 505) таким образом, что фланцевые части 951b размещаются во вторых частях 938b канавки 938, что проиллюстрировано защелкой 951 в нижней половине по фиг.21 и в верхней половине по фиг.26. Поскольку происходит поворот управляющих средств 950 для управления защелкой и, таким образом, защелок 951, то фланцевые части 951b защелок 951 взаимодействуют с уступом 938c канавки 938 через поверхности 951d. Вследствие угла наклона 951е поверхностей 951d взаимодействие между фланцевыми частями 951b и уступом 938c приводит к осевому продвижению (относительно оси 505) защелок 924 и, таким образом, защитной крышки 904 далее в посадочное гнездо 465 патрубка 505 с обеспечением упора стопорного уступа 928 в лицевую поверхность 140 лотка 135 (фиг.2). Кроме того, угол наклона 951е защелок 951 обеспечивает увеличенное сопротивление повороту блоков 924 защелок относительно патрубка 505 и таким образом предотвращает произвольное отсоединение блоков 924 защелок.

[0184] Согласно приведенному ранее описанию каждая фланцевая часть 951b проходит по периферии вокруг соответствующего трубчатого корпуса 951а менее чем по всей его периферии. При взаимодействии с уступом 938 с патрубка 505 согласно приведенному выше описанию непрерывный поворот защелок 951 относительно патрубка 505 приведет к выходу фланцевых частей 951b из взаимодействия с канавкой 938 до его предотвращения, поскольку каждая фланцевая часть 951b не полностью описывает его трубчатый корпус 951а и соединенные с ним управляющие средства 950 для управления защелкой. Непрерывный поворот защелки 951 и соединенных с ней управляющих средств 950 для управления защелкой, однако, ограничен выступом 951g, взаимодействующим с трубчатой частью 946 защитной крышки 304 для предотвращения дальнейшего поворота защелки 951 и управляющих средств 950 для управления защелкой вне точки, в которой произошел выход защелки 951 из взаимодействия с канавкой 938.

[0185] При размещении фланцевых частей 951b защелок 951 во второй части 938b канавки 938 блок 900 разъемно присоединен к патрубку 505. Перемещение блока 900 относительно патрубка 505 в осевом направлении наружу (относительно оси 505 и от отверстия 430) ограничено взаимодействием фланцевых частей 951b защелок 951 и уступом 938е патрубка 505.

[0186] Для отсоединения блока 900 от патрубка 505 управляющие средства 950 для управления защелкой повернуты с использованием винтоверта для расположения фланцевых частей 951b защелок 951 внутрь в радиальном направлении (относительно оси 505) таким образом, что фланцевые части 951b не проходят во второй части 938b канавки 938. При обеспечении такого расположения блок 900 оказывается отсоединен или откреплен от патрубка 505 и может быть выдвинут из посадочного гнезда 465 патрубка 505.

[0187] Согласно фиг.16, 20, и 21 пружинный центратор 926 обеспечивает возможность центрирования пружины 906 в трубчатом элементе 902. Пружинный центратор 926 размещен между трубчатыми рычагами 920 и проходит в осевом направлении (относительно оси 505) от внутренней поверхности 918а круглого корпуса 918. Пружинный центратор 926 представляет собой трубчатый элемент с внутренним в радиальном направлении (относительно центральной оси 110 по фиг.2), или первым, концом 926а, являющимся ближним по отношению к отверстию 430, и внешним в радиальном направлении (относительно центральной оси 110), или вторым, концом 926b, присоединенным к внутренней поверхности 918а круглого корпуса 918 или составляющим с ней единое целое.

[0188] Согласно фиг.16, 20 и 21 пружина 906 обеспечивает возможность подпружинивания блока 900. Пружина 906 имеет внутренний в радиальном направлении (относительно центральной оси 110 по фиг.2), или первый, конец 906а, являющийся ближним по отношению к отверстию 430, и внешний в радиальном направлении (относительно центральной оси 110), или второй, конец 906b, являющийся дальним по отношению к отверстию 430. Пружина 906 размещена в трубчатом элементе 902 с концом 906а, упирающимся в стопорное кольцо 910, являющееся ближним по отношению к концу 908b трубчатого элемента 902. Кроме того, пружина 906 сжата между защитной крышкой 904 и стопорным кольцом 910 с концом 906b, вставленным над пружинным центратором 926 и упирающимся во внутреннюю поверхность 918а защитной крышки 904. Таким образом, пружинный центратор 926 обеспечивает возможность сохранения центрированного положения конца 906b пружины 906 в трубчатом элементе 902.

[0189] При выполнении установки согласно чертежу защитная крышка 904 выполнена с возможностью перемещения в осевом направлении (относительно оси 505) относительно трубчатого элемента 902. Данное относительное перемещение ограничено взаимодействием штырей 930 трубчатых рычагов 920 защитной крышки 904 с концами 912а, b пазов 912, в которые вставлены штыри 930 трубчатых рычагов 920. При отсутствии сжимающей нагрузки на защитную крышку 904 происходит расширение пружины 906 к защитной крышке 904 и трубчатому элементу 902 с обеспечением перемещения защитной крышки 904 в осевом направлении от трубчатого элемента 902 до взаимодействия штырей 930 со вторыми концами 912b пазов 912 согласно фиг.20. Взаимодействие штырей 930 со вторыми концами 912b предотвращает выход защитной крышки 904 из взаимодействия с трубчатым элементом 902 под нагрузкой от пружины 906. При приложении сжимающей нагрузки к защитной крышке 904 она совершает перемещение в осевом направлении к трубчатому элементу 902 с обеспечением прижатия пружины 906 к трубчатому элементу 902. Относительное перемещение защитной крышки 904 в данном направлении ограничено взаимодействием штырей 930 с первыми концами 912а пазов 912. Аналогично происходит подпружинивание защитной крышки 904 трубчатого элемента 902 и, таким образом, блока 900.

[0190] Кроме того, при выполнении установки согласно чертежу конец 906b пружины 906 противодействует защитной крышке 904. Вследствие взаимодействия штырей 930 трубчатых рычагов 920 с пазами 912, расположенными ближе к концу 908b трубчатого элемента 902, предотвращен выход защитной крышки 904 из взаимодействия с трубчатым элементом 902 под действием нагрузки от пружины 906. Одновременно конец 906а пружины 906 противодействует стопорному кольцу 910, являющемуся ближним по отношению к концу 908b трубчатого элемента 902. Нагрузка, приложенная пружиной 906 к стопорному кольцу 910, приводит к сохранению упора трубчатого элемента 902 и разъемно присоединенного к нему трансформаторного модуля 550 в корпус 511 пьезоэлектрического модуля 510. Это обеспечивает возможность сохранения соединения гнездовых разъемов 553 трансформаторного модуля 550 с электрическими соединениями 535 пьезоэлектрического модуля 510.

[0191] Согласно фиг.16, 17 и 20-26 может быть обеспечен различный порядок сборки различных компонентов блока 500 и блока 900. Однако блок 500 и блок 900 предпочтительно собраны до вставки в посадочное гнездо 465, и, кроме того, первый сборочный узел, содержащий трансформаторный модуль 550 и блок 900, предпочтительно собран до присоединения трансформаторного модуля 550 к пьезоэлектрическому модулю 510.

[0192] Примерный способ сборки блока 500 и блока 900 будет описан далее согласно фиг.16, 17 и 20-26. Первый сборочный узел, содержащий трансформаторный модуль 550 и блок 900, может быть собран путем соединения трансформаторного модуля 550, трубчатого элемента 902, защитной крышки 904 и пружины 906 в любом конкретном порядке. Например, эти компоненты могут быть собраны в описанном далее порядке.

[0193] Во-первых, вставляют пружину 906 через конец 908b трубчатого элемента 902 до упора в стопорное кольцо 910, являющееся ближним по отношению к концу 908b. Затем разъемно присоединяют защитную крышку 904 к трубчатому элементу 902 с пружиной 906, сжатой между ними. Прикладывают растягивающую нагрузку к каждому трубчатому рычагу 920 с обеспечением поворота первых концов 920а трубчатых рычагов 920 наружу в радиальном направлении вокруг вторых концов 920b. При повороте трубчатых рычагов 920 наружу в радиальном направлении второй конец 908b трубчатого элемента 902 входит между трубчатыми рычагами 920 защитной крышки 904 с обеспечением сжатия пружины 906 между защитной крышкой 904 и трубчатым элементом 902 и позиционирования второго конца 906b пружины 906, размещенного в трубчатом элементе 902, над пружинным центратором 926. После расположения трубчатого элемента 902 между трубчатыми рычагами 920 и пружиной 906 вокруг пружинного центратора 926 происходит снятие растягивающей нагрузки, приложенной к трубчатым рычагам 920, с обеспечением возможности поворота первых концов 920а трубчатых рычагов 920 внутрь в радиальном направлении и возможности взаимодействия штырей 930 с трубчатым элементом 902. При необходимости, трубчатый элемент 902 затем поворачивают относительно защитной крышки 904 для выравнивания штырей 930 трубчатых рычагов 920 в пазах 912, являющихся ближними по отношению ко второму концу 908b трубчатого элемента 902. При взаимодействии штырей 930 в пазах 912 защитная крышка 904 оказывается разъемно присоединена к трубчатому элементу 902 с пружиной 906, сжатой между ними.

[0194] Затем кабель 125 вставляют через проход 941 изолирующей втулки 940, которую вставляют через проход 918с защитной крышки 904 таким образом, что кабель 125 проходит в трубчатый элемент 902. Конец 960 кабеля 125, который необходимо присоединить к клеммной колодке 258 согласно фиг.16, затем продвигают через трубчатый элемент 902, а в кабеле 125 на внутренней части (являющейся ближней по отношению к отверстию 430) защитной крышки 904 формируют узел 942. Узел 942 сформирован в кабеле 125 в положении вдоль кабеля 125 таким образом, что при присоединении конца 960 к клеммной колодке 258 согласно чертежу между концом 960 и узлом 942 присутствует длина, достаточная для предотвращения приложения напряжения вдоль кабеля 125 к данному соединению. Узел 942 в кабеле 125 при противодействии внутренней поверхности 918а защитной крышки 904 обеспечивает сопротивление растягивающим нагрузкам, которые могут быть приложены к кабелю 125 с внешней стороны патрубка 505.

[0195] Конец 960 кабеля 125 затем присоединяют к клеммной колодке 258. С конца 960 кабеля 125 снимают его внешнюю оболочку для открытия экрана и двух изолированных проводников. Экран скручивают для формирования провода, который затем вставляют в заземляющий винтовой зажим 261 клеммной колодки 258 и затягивают соответствующий винт 262 для электрического присоединения экрана к корпусу 251 трансформаторного модуля 250. Каждый из изолированных проводников вставляют в один из других винтовых зажимов 261 и затягивают соответствующие винты 262 для электрического присоединения электронного блока 195 к трансформаторному модулю 250.

[0196] Затем трубчатый элемент 902 с защитной крышкой 904 и присоединенной к нему пружиной 906 разъемно присоединяют к трансформаторному модулю 550. Трансформаторный модуль 550 и трубчатый элемент 902 расположены встык и размещены в осевом направлении (относительно оси 505) относительно друг друга для вставки штырей 557 трансформаторного модуля 550 в первые части 916а пазов 916 в трубчатом элементе 902. Затем посредством штырей 557, вставленных в части 916а пазов 916, трансформаторный модуль 550 и трубчатый элемент 902 поворачивают (вокруг оси 505) относительно друг друга для размещения штырей 557 во вторых частях 916b пазов 916 и вдоль их. Поскольку штыри 557 расположены во вторых частях 916b, то они граничат с фланцевыми частями 919с рычагов 919. Прикладывают нагрузку к каждому выступу 919d рычагов 919 для обеспечения поворота рычагов 919 внутрь в радиальном направлении (относительно оси 110). После поворота рычагов 919 внутрь в радиальном направлении трансформаторный модуль 550 и трубчатый элемент 902 дополнительно поворачивают относительно друг друга для размещения штырей 557 во вторых частях 916b пазов 916 на расстоянии от фланцевых частей 919с рычагов 919. После расположения штырей 557 на расстоянии от фланцевых частей 919c снимают нагрузку, приложенную к каждому выступу 919d рычагов 919, с обеспечением возможности поворота рычагов 919 наружу в радиальном направлении и возможности их возврата в исходные положения, когда нагрузка снята. Трубчатый элемент 902 разъемно соединен с трансформаторным модулем 550 и зафиксирован относительно него.

[0197] В итоге прикрепляют кабель 125 к защитной крышке 904 посредством блока 922 зажимов, который согласно приведенному ранее описанию имеет винт 922c и кабельный зажим 922а. Кабель 125 вставляют через приемник 922d кабельного зажима 922а. Затем вставляют винт 922c через отверстие 922е кабельного зажима 922 и присоединяют к донному отверстию 918d защитной крышки 904.

[0198] До присоединения первого блока к пьезоэлектрическому модулю 510 пьезоэлектрический модуль 510 завинчивают в патрубок 505 путем сопряжения резьб 169, 538 с размещением кольцевого уступа 537 корпуса 511 в положении взаимодействия с кольцевым уступом 167 посадочного гнезда 465. После присоединения пьезоэлектрического модуля 510 в посадочном гнезде 465 преобразователя к патрубку 505 первый сборочный узел, содержащий блок 900 и трансформаторный модуль 550, присоединяют к пьезоэлектрическому модулю 510 путем вставки (относительно оси 505) в осевом направлении первого конца 550а трансформаторного модуля 550 в глухое отверстие 517 пьезоэлектрического модуля 510 до упора трансформаторного модуля 550 в пьезоэлектрический модуль 510. Трансформаторный модуль 550 предпочтительно размещают в глухом отверстии 517 таким образом, что концы 535а, b уплотненных электрических соединений 535 надлежащим образом взаимодействуют с совместимыми гнездовыми разъемами 553 трансформаторного модуля 550.

[0199] В описанном выше примере реализации блок 900 имеет трубчатый элемент 902 со стопорными кольцами 910, каждое из которых проходит непрерывно вдоль всей периферии внутренней поверхности 908с согласно фиг.21. В других примерах реализации каждое стопорное кольцо 910 может быть укорочено с обеспечением прохождения менее чем по всей периферии внутренней поверхности 908с. В других примерах реализации, показанных на фиг.27, трубчатый элемент 902 может содержать сегментные стопорные кольца 910, что означает, что каждое стопорное кольцо 910 имеет по меньшей мере два сегмента 910b, равномерно расположенных на расстоянии друг от друга по периферии относительно оси 505, причем каждый из указанный по меньшей мере двух сегментов 910b проходит по периферии вдоль внутренней поверхности 908с на расстояние 910c, которое меньше, чем вся периферия внутренней поверхности 908c. Сегменты 910b каждого стопорного кольца 910 могут быть выравнены по периферии с сегментами 910b смежных стопорных колец 910 согласно фиг.27 или могут быть смещены по периферии относительно сегментов 910b смежных стопорных колец 910.

[0200] Кроме того, трубчатый элемент 902 блока заглушки посадочного гнезда, показанный на фиг.16-26 и описанный согласно этим чертежам, имеет два байонетных паза 916, выполненных с возможностью приема штырей 557 трансформаторного модуля 550 с обеспечением возможности соединения этих компонентов 550, 902. В других примерах реализации трубчатый элемент 902 и трансформаторный модуль 550 вместо этого могут быть соединены посредством винтов с плоской головкой, вставленных по меньшей мере через два отверстия 933 с фаской, сформированных в трубчатом элементе 902 на конце 908а согласно фиг.27 и ввинченных в аналогичное количество сформированных отверстий, являющихся ближними по отношению к концу 550b трансформаторного модуля 550 с аналогичным периферийным интервалом.

[0201] В настоящей заявке описаны предпочтительные примеры реализации блока заглушки посадочного гнезда. Каждый блок 300, 900 заглушки посадочного гнезда обеспечивает возможность присоединения кабеля 125 к блоку преобразователя, так что происходит создание или сохранение пренебрежимо малого напряжения в данном соединении. Кроме того, каждый блок 300, 900 обеспечивает возможность закрывания кабеля, например, крышкой 120. Кроме того, блок 900 предотвращает и/или ограничивает проникновение текучей среды, такой как дождевая вода, талый снег или атмосферный конденсат, к патрубку, в котором он установлен. Каждый блок 300, 900 присоединен к блоку преобразователя различным способом. В частности, блок 300 присоединен к блоку преобразователя посредством двух защелок 316, а блок 900 присоединен к блоку преобразователя посредством байонетных соединений 917. Специалисту в области техники должно быть очевидно, что блок 300, 900 может быть модифицирован для присоединения к блоку преобразователя с использованием обоих типов соединения, защелок 316 или байонетных соединений 917 или соединения другого типа, такого как винты с плоской головкой, вставленные через блок заглушки посадочного гнезда для завинчивания в блок преобразователя, согласно описанию для фиг.27. Кроме того, следует понимать, что блок 300, 900 может быть присоединен к блоку преобразователя в одном из трех примеров реализации, описанных в настоящей заявке.

[0202] Несмотря на то, что в настоящей заявке показаны и описаны предпочтительные примеры реализации, специалист в уровне техники может выполнить их модификации в рамках объема настоящего изобретения. Примеры реализации, описанные в настоящей заявке, представляют собой только пояснительные и неограничивающие примеры реализации. В рамках объема настоящего изобретения возможны многие варианты и модификации систем, устройств и процессов, описанных в настоящей заявке. Например, возможны различные относительные размеры различных частей, материалы, из которых выполнены эти части, и другие параметры. Таким образом, объем защиты не ограничен примерами реализации, описанными в настоящей заявке, однако ограничен прилагаемой формулой изобретения, которая включает все эквиваленты объекта.

Ультразвуковой расходомер для измерения потока текучей среды в трубопроводе. В некоторых примерах реализации ультразвуковой расходомер содержит патрубок, блок преобразователя и блок заглушки посадочного гнезда. Патрубок имеет сквозное отверстие и посадочное гнездо преобразователя, проходящее между сквозным отверстием и внешней поверхностью патрубка. Блок преобразователя расположен в посадочном гнезде преобразователя и содержит трансформатор, пьезоэлемент и расположенное между ними электрическое соединение. Блок заглушки посадочного гнезда присоединен к блоку преобразователя. Блок заглушки посадочного гнезда принимает кабель, присоединенный к блоку преобразователя, и подпружинен для перемещения блока заглушки посадочного гнезда по направлению к блоку преобразователя для противодействия электрическому отсоединению кабеля от блока преобразователя. Технический результат - улучшение качества ультразвуковых сигналов, а следовательно, повышение измерительной точности. 3 н. и 30 з.п. ф-лы, 27 ил.

1. Ультразвуковой расходомер для измерения потока текучей среды в трубопроводе, содержащий:
патрубок, имеющий сквозное отверстие и посадочное гнездо преобразователя, проходящее между сквозным отверстием и внешней поверхностью патрубка,
блок преобразователя, размещенный в посадочном гнезде преобразователя и содержащий трансформатор, пьезоэлемент и электрическое соединение между ними, и
блок заглушки посадочного гнезда, который присоединен к блоку преобразователя и в котором размещен кабель, присоединенный к блоку преобразователя и подпружиненный для смещения блока заглушки посадочного гнезда по направлению к блоку преобразователя для противодействия электрическому отсоединению кабеля от блока преобразователя.

2. Расходомер по п.1, в котором блок преобразователя образует барьер для текучей среды в поперечном направлении посадочного гнезда преобразователя, разделяющий это посадочное гнездо преобразователя на первую часть, являющуюся ближней по отношению к сквозному отверстию, и вторую часть, являющуюся дальней по отношению к сквозному отверстию,
причем первая часть сообщается посредством текучей среды со сквозным отверстием, барьер для текучей среды ограничивает сообщение посредством текучей среды между сквозным отверстием и второй частью, а блок преобразователя содержит трансформатор, подсоединенный между пьезоэлементом и кабелем и расположенный во второй части посадочного гнезда преобразователя, и пьезоэлемент, расположенный в первой части посадочного гнезда преобразователя.

3. Расходомер по п.1, в котором блок преобразователя образует барьер для текучей среды в поперечном направлении посадочного гнезда преобразователя, разделяющий это посадочное гнездо преобразователя на первую часть, являющуюся ближней по отношению к сквозному отверстию, и вторую часть, являющуюся дальней по отношению к сквозному отверстию,
причем первая часть сообщается посредством текучей среды со сквозным отверстием, барьер для текучей среды ограничивает сообщение посредством текучей среды между сквозным отверстием и второй частью, а блок преобразователя содержит трансформатор, подсоединенный между пьезоэлементом и кабелем, при этом трансформатор и пьезоэлемент расположены в первой части посадочного гнезда преобразователя.

4. Расходомер по п.1, в котором блок заглушки посадочного гнезда имеет центральную ось и содержит:
трубчатый элемент, разъемно соединенный с блоком преобразователя,
защитную крышку, разъемно соединенную с трубчатым элементом, и
пружину, сжатую между ними.

5. Расходомер по п.4, в котором блок заглушки посадочного гнезда дополнительно содержит два рычага, каждый из которых имеет первый конец, присоединенный к защитной крышке, и второй конец с проходящим от него штырем, и выполнен с возможностью поворота в радиальном направлении вокруг первого конца для вставки штыря в проходящий в осевом направлении паз, сформированный в трубчатом элементе, вследствие чего защитная крышка разъемно присоединена к трубчатому элементу.

6. Расходомер по п.5, в котором при вставленных в пазы штырях защитная крышка выполнена с возможностью перемещения в осевом направлении относительно трубчатого элемента, причем их относительное перемещение ограничено взаимодействием штырей с концами пазов.

7. Расходомер по п.6, в котором защитная крышка выполнена с возможностью перемещения в осевом направлении относительно трубчатого элемента под нагрузкой от указанной пружины.

8. Расходомер по п.4, в котором трубчатый элемент имеет внутреннюю поверхность и проходящее от него стопорное кольцо, а пружина сжата между защитной крышкой и стопорным кольцом.

9. Расходомер по п.4, в котором защитная крышка имеет трубчатый пружинный центратор, проходящий от нее в осевом направлении, в котором размещен конец пружины.

10. Расходомер по п.4, в котором блок заглушки посадочного гнезда дополнительно содержит по меньшей мере одну кабельную скобу, проходящую от защитной крышки, причем каждая кабельная скоба выполнена с возможностью прикрепления кабеля к защитной крышке.

11. Ультразвуковой расходомер для измерения потока текучей среды в трубопроводе, содержащий:
патрубок, имеющий сквозное отверстие и посадочное гнездо преобразователя, проходящее между сквозным отверстием и внешней поверхностью патрубка,
блок преобразователя, расположенный в посадочном гнезде преобразователя и содержащий трансформатор, пьезоэлемент и электрическое соединение между ними, и
блок заглушки посадочного гнезда, который присоединен к блоку преобразователя и в котором размещен кабель, присоединенный к блоку преобразователя и имеющий по меньшей мере две защелки, выполненные с возможностью разъемного взаимодействия с патрубком, вследствие чего ограничено перемещение блока заглушки посадочного гнезда относительно патрубка.

12. Расходомер по п.11, в котором блок преобразователя образует барьер для текучей среды в поперечном направлении посадочного гнезда преобразователя, разделяющий посадочное гнездо преобразователя на первую часть, являющуюся ближней по отношению к сквозному отверстию, и вторую часть, являющуюся дальней по отношению к сквозному отверстию, причем первая часть посадочного гнезда преобразователя сообщается посредством текучей среды со сквозным отверстием, барьер для текучей среды ограничивает сообщение между сквозным отверстием и второй частью, а блок преобразователя содержит трансформатор, присоединенный между пьезоэлементом и кабелем и расположенный во второй части посадочного гнезда преобразователя, и пьезоэлемент, расположенный в первой части посадочного гнезда преобразователя.

13. Расходомер по п.11, в котором блок преобразователя образует барьер для текучей среды в поперечном направлении посадочного гнезда преобразователя, разделяющий посадочное гнездо преобразователя на первую часть, являющуюся ближней по отношению к сквозному отверстию, и вторую часть, являющуюся дальней по отношению к сквозному отверстию, причем первая часть сообщается посредством текучей среды со сквозным отверстием, барьер для текучей среды ограничивает сообщение посредством текучей среды сквозного отверстия и второй части посадочного гнезда преобразователя, а блок преобразователя содержит трансформатор, присоединенный между пьезоэлементом и кабелем, при этом трансформатор и пьезоэлемент расположены в первой части посадочного гнезда преобразователя.

14. Расходомер по п.11, в котором блок заглушки посадочного гнезда имеет центральную ось и содержит:
трубчатый элемент, разъемно присоединенный к трансформаторному модулю, и
защитную крышку, разъемно присоединенную к трубчатому элементу, причем две защелки присоединены к этой защитной крышке.

15. Расходомер по п.11, в котором патрубок имеет канавку, а каждая из защелок выполнена с возможностью разъемного взаимодействия с канавкой, вследствие чего ограничено перемещение блока заглушки посадочного гнезда относительно патрубка.

16. Расходомер по п.15, в котором каждая защелка имеет первый конец, присоединенный к защитной крышке, и второй конец с проходящим от него фиксатором, и выполнена с возможностью поворота в радиальном направлении вокруг первого конца для вставки фиксатора в канавку, вследствие чего ограничено перемещение блока заглушки посадочного гнезда относительно патрубка.

17. Расходомер по п.15, в котором блок заглушки посадочного гнезда дополнительно содержит два управляющих средства для управления защелкой, каждое из которых проходит через защитную крышку и имеет одну присоединенную к нему защелку и выполнено с возможностью поворота относительно защитной крышки для вставки защелки в канавку, вследствие чего ограничено перемещение блока заглушки посадочного гнезда относительно патрубка.

18. Расходомер по п.17, в котором каждая защелка имеет трубчатый корпус, расположенный вокруг одного из управляющих средств для управления защелкой и проходящей от него фланцевой частью, выполненной с возможностью ее вставки в канавку путем поворота указанного одного из управляющих средств относительно защитной крышки.

19. Расходомер по п.14, в котором защитная крышка имеет проходящий от нее по существу в радиальном направлении кольцевой уступ, ограничивающий вставку блока заглушки посадочного гнезда в посадочное гнездо преобразователя.

20. Расходомер по п.14, в котором блок заглушки посадочного гнезда дополнительно содержит два соединения, разъемно присоединяющие трубчатый элемент к блоку преобразователя.

21. Расходомер по п.20, в котором каждое соединение содержит защелку, проходящую от трубчатого элемента, и выемку, сформированную в корпусе блока преобразователя, причем защелка выполнена с возможностью поворота для разъемного взаимодействия с корпусом, в положении, являющемся ближним по отношению к выемке.

22. Расходомер по п.20, в котором каждое соединение представляет собой байонетное соединение, содержащее штырь, проходящий от корпуса блока преобразователя, и паз, сформированный в трубчатом элементе, причем паз выполнен с возможностью приема штыря, вследствие чего трубчатый элемент разъемно присоединен к трансформаторному модулю.

23. Ультразвуковой расходомер для измерения потока текучей среды в трубопроводе, содержащий:
патрубок, имеющий сквозное отверстие и посадочное гнездо преобразователя, проходящее между сквозным отверстием и внешней поверхностью патрубка,
блок преобразователя, размещенный в посадочном гнезде преобразователя, причем блок преобразователя образует первый барьер для текучей среды в поперечном направлении посадочного гнезда преобразователя, который разделяет посадочное гнездо на первую часть, являющуюся ближней по отношению к сквозному отверстию, и вторую часть, являющуюся дальней по отношению к сквозному отверстию, причем первая часть сообщается посредством текучей среды со сквозным отверстием, а первый барьер для текучей среды ограничивает сообщение сквозного отверстия посредством текучей среды со второй частью посадочного гнезда преобразователя, и
блок заглушки посадочного гнезда, который присоединен к блоку преобразователя и в котором размещен кабель, присоединенный к блоку преобразователя, и формирующий второй барьер для текучей среды, ограничивающий проникновение текучей среды с внешней стороны патрубка в посадочное гнездо преобразователя.

24. Расходомер по п.23, в котором блок преобразователя содержит трансформатор, электрически присоединенный между пьезоэлементом и кабелем, причем трансформатор расположен во второй части посадочного гнезда преобразователя, а пьезоэлемент расположен в первой части посадочного гнезда преобразователя.

25. Расходомер по п.23, в котором блок преобразователя содержит трансформатор, электрически присоединенный между пьезоэлементом и кабелем, причем трансформатор и пьезоэлемент расположены в первой части посадочного гнезда преобразователя.

26. Расходомер по п.23, в котором блок заглушки посадочного гнезда представляет собой уплотнение, предотвращающее проникновение текучей среды с внешней стороны патрубка в посадочное гнездо преобразователя.

27. Расходомер по п.23, в котором блок заглушки посадочного гнезда содержит защитную крышку, находящуюся в уплотняющем взаимодействии с патрубком.

28. Расходомер по п.27, в котором защитная крышка содержит:
круглый корпус со сформированным в нем проходом и
проходную изолирующую втулку, вставленную через проход и пропускающую через себя кабель.

29. Расходомер по п.28, в котором проходная изолирующая втулка представляет собой эластомерный элемент, посаженный со сжатием в проходе.

30. Расходомер по п.27, в котором блок заглушки посадочного гнезда дополнительно содержит трубчатый элемент, разъемно присоединенный к защитной крышке, причем трубчатый элемент имеет проходящий в осевом направлении вентиляционный канал с впускным отверстием, сообщающимся посредством текучей среды с посадочным гнездом преобразователя, и выпускным отверстием, плотно закрытым проходной изолирующей втулкой.

31. Расходомер по п.30, в котором проходная изолирующая втулка выполнена с возможностью деформации под давлением текучей среды в посадочном гнезде преобразователя для открытия выпускного отверстия, вследствие чего по меньшей мере часть текучей среды выпущена из посадочного гнезда преобразователя через вентиляционный канал.

32. Расходомер по п.27, дополнительно содержащий по меньшей мере один блок кабельных зажимов, каждый из которых выполнен с возможностью прикрепления кабеля к защитной крышке и содержит:
кабельный зажим, содержащий приемник, выполненный с возможностью приема кабеля,
прокладку, расположенную между кабельным зажимом и защитной крышкой, и
винт, вставленный через кабельный зажим и прокладку и присоединенный к защитной крышке.

33. Расходомер по п.27, в котором блок заглушки посадочного гнезда дополнительно содержит два блока защелок, каждый из которых выполнен с возможностью разъемного присоединения блока заглушки посадочного гнезда к патрубку и содержит:
управляющие средства для управления защелкой, проходящие через защитную крышку,
уплотняющий элемент, расположенный между указанными управляющими средствами и защитной крышкой, и
защелку, соединенную с указанным управляющим средством,
причем указанные управляющие средства выполнены с возможностью поворота относительно защитной крышки для вставки защелки в канавку в патрубке, вследствие чего ограничено перемещение блока заглушки посадочного гнезда относительно патрубка.