КАБЕЛЬНЫЙ БЛОК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ И РАСХОДОМЕР, ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ ТАКОЙ КАБЕЛЬНЫЙ БЛОК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Российский патент 2017 года по МПК G01F1/66 G01F15/18 H01R13/56 H01R13/62 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Не применимо

ЗАЯВЛЕНИЕ В ОТНОШЕНИИ ФИНАНСИРУЕМЫХ НА ФЕДЕРАЛЬНОМ УРОВНЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ИЛИ РАЗРАБОТОК

[0002] Не применимо

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0003] Настоящее изобретение в целом относится к блокам преобразователей с кабельными блоками, используемыми для инструментального контроля процессов текучей среды. В частности, настоящее изобретение относится к преобразователю и кабельным блокам, используемым в расходомерах, предназначенных для измерения расхода жидкости и газа.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0004] Углеводороды в жидкой и газовой фазах транспортируют от одного места к другому месту посредством трубопроводов. Необходимо точно знать количество текучей среды, протекающей в трубопроводе, в частности при переходе текучей среды к другому ответственному лицу, который называют «передачей другому владельцу». Однако точность измерений необходима и в других ситуациях, в которых не происходит передачи текучей среды другому владельцу и в которых обычно используют ультразвуковые расходомеры.

[0005] Ультразвуковой расходомер обычно содержит два или более преобразователей, которые применяют пьезоэлектрический эффект и каждый из которых закреплен внутри заданного посадочного гнезда в основной части расходомера. Основная часть расходомера также может называться патрубком. Конструкция, используемая для соединения преобразователей в гнезде, также уплотняет текучую среду в расходомере. Таким образом, патрубок и соединенные преобразователи или блоки преобразователей создают герметичный корпус и границу раздела давления, содержащую текучую среду, протекающую через расходомер.

[0006] Для измерения потока текучей среды, протекающей через расходомер, размещают пару преобразователей таким образом, что пьезоэлектрические элементы указанных преобразователей расположены возле внутренней поверхности патрубка и таким образом, что каждый преобразователь из указанной пары преобразователей обращен к другому преобразователю из указанной пары преобразователей, который расположен на противолежащей стороне отверстия патрубка для проведения текучей среды. Преобразователи передают электрические сигналы друг от друга через поток текучей среды и принимают указанные сигналы.

[0007] Каждый преобразователь соединен с кабелем, который проходит через концевой соединитель преобразователя к внешней части патрубка и к удаленному месту, обычно к охватывающему корпусу для электронных средств, установленному на патрубок или возле него. Электрические сигналы, создаваемые пьезоэлектрическим элементом конкретного преобразователя, проводятся кабелем к приемной монтажной плате, которая установлена в охватывающем корпусе для электронных средств и в которой указанные сигналы могут быть обработаны и в дальнейшем использованы для определения расхода текучей среды, протекающей через расходомер.

[0008] В обычных конструкциях расходомера кабели преобразователя проходят до охватывающего корпуса для электронных средств вдоль внешней поверхности основной части расходомера. Незащищенные кабели и преобразователи могут быть подвержены повреждению во время их транспортировки и установки, а также после установки от падающих обломков и животных. Следовательно, в попытке предотвратить повреждения и разрушения обычно используют надежные и, таким образом, относительно недорогие кабели.

[0009] Для кабелей преобразователя могут быть использованы защитные покрытия или кожухи. Однако, наряду с защитой кабелей преобразователя и соответствующих концевых соединителей от повреждения, покрытия ограничивают пространство, доступное кабельным блокам. Обычные кабельные блоки, которые могут быть использованы в расходомерах, обеспечивающих такую защиту, могут иметь слишком большие размеры или их может быть слишком сложно установить и обслуживать. Таким образом, существует потребность в кабельном блоке, который предназначен для установки в расходомере и в котором преобразователь и кабельный соединитель снабжены покрытием или иным образом используются в относительно небольшом пространстве, а также потребность в кабельном блоке, имеющем конструктивные особенности, которые упрощают сборку блоков преобразователей или расходомеров или которые уменьшают затраты на изготовление, сборку или транспортировку этих блоков.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010] В одном из вариантов реализации эти и другие проблемы уровня техники решены посредством кабельного блока преобразователя, предназначенного для соединения преобразователя с расходомером. Кабельный блок содержит тело гнездовой детали, имеющее переднюю часть с передним концом, заднюю часть с задним концом, противоположным переднему концу, и средство для удержания кабеля, расположенное ближе к заднему концу. Кроме того, кабельный блок содержит кабель, имеющий первый конец, второй конец, проводник сигналов и гибкий фиксирующий элемент. Часть гибкого фиксирующего элемента размещена в средстве для удержания кабеля и проходит по меньшей мере частично вокруг тела гнездовой детали для ограничения перемещения первого конца кабеля относительно тела гнездовой детали.

[0011] Еще в одном варианте реализации оконечный блок для соединения с преобразователем имеет в целом цилиндрическое тело гнездовой детали, имеющее передний конец, задний конец, противоположный переднему концу, и канал для взаимодействия со стопором, расположенный между задним концом и передним концом. Кроме того, оконечный блок содержит кабель, имеющий первый конец, второй конец, проводник сигналов и гибкий фиксирующий элемент. Кроме того, оконечный блок содержит в целом трубчатый держатель, предназначенный для соединения преобразователя с основной частью расходомера и имеющий центральный проход, внешнюю поверхность и отверстие, пересекающее центральный проход. Кроме того, оконечный блок содержит стопорный элемент. Центральный проход держателя принимает по меньшей мере часть тела гнездовой детали, включая канал для взаимодействия со стопором, выровненный с отверстием держателя, при этом стопорный элемент по меньшей мере частично размещен в отверстии держателя и канале для взаимодействия со стопором.

[0012] Еще в одном варианте реализации расходомер содержит основную часть расходомера, имеющую посадочное гнездо для преобразователя и блок преобразователя, размещенный в указанном гнезде. Блок преобразователя содержит корпус преобразователя, преобразователь, размещенный в корпусе, держатель, соединяющий преобразователь в корпусе преобразователя, и кабельный блок, соединяющий держатель и преобразователь. Кабельный блок содержит тело гнездовой детали, средство для удержания кабеля на теле гнездовой детали и кабель с гибким фиксирующим элементом. Часть гибкого фиксирующего элемента размещена в средстве для удержания кабеля и проходит по меньшей мере частично вокруг тела гнездовой детали для ограничения перемещения кабеля относительно тела гнездовой детали.

[0013] Таким образом, варианты реализации, описанные в настоящей заявке, имеют комбинацию признаков и характеристик, предназначенных для преодоления различных недостатков конкретных устройств, систем и способов из уровня техники. Различные признаки и характеристики, описанные выше, а также другие признаки и характеристики будут очевидны специалистам в данной области техники после прочтения приведенного далее описания, а также со ссылкой на прилагаемые чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0014] Для подробного описания раскрытых вариантов реализации будет приведена ссылка на прилагаемые чертежи.

[0015] На фиг. 1 показан перспективный вид сверху варианта реализации расходомера, содержащего блоки преобразователей с кабельными блоками в соответствии с принципами, описанными в настоящей заявке.

[0016] На фиг. 2 показан вид в разрезе расходомера по фиг. 1, иллюстрирующий блок преобразователя с кабельным блоком в соответствии с принципами, описанными в настоящей заявке.

[0017] На фиг. 3 показан перспективный вид блока преобразователя с кабельным блоком, показанного на фиг. 2, в соответствии с принципами, описанными в настоящей заявке.

[0018] На фиг. 4 показан разобранный вид блока преобразователя с кабельным блоком, показанного на фиг. 3, в соответствии с принципами, описанными в настоящей заявке.

[0019] На фиг. 5 показан перспективный вид кабельного узла по фиг. 3, иллюстрирующий крышку в виде затемнения или контура для открытия гибкого фиксирующего элемента для ослабления натяжения в соответствии с принципами, описанными в настоящей заявке.

[0020] На фиг. 6 показан перспективный вид в разрезе кабельного узла по фиг. 5, иллюстрирующий электрические проводники сигналов и гибкий фиксирующий элемент, проходящий от кабеля в гнездовую деталь, в соответствии с принципами, описанными в настоящей заявке.

[0021] На фиг. 7 показана часть провода кабеля кабельного узла по фиг. 5, иллюстрирующего петлю, образованную из гибкого фиксирующего элемента, в соответствии с принципами, описанными в настоящей заявке.

[0022] На фиг. 8 показан вид сбоку в разрезе держателя блока преобразователя, показанного на фиг. 3, в соответствии с принципами, описанными в настоящей заявке.

[0023] На фиг. 9 показан вид с торца в разрезе блока преобразователя по фиг. 3, иллюстрирующий оконечный блок преобразователя в соответствии с принципами, описанными в настоящей заявке.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И ТЕРМИНОЛОГИЯ

[0024] Приведенное далее описание представляет собой пример конкретных вариантов реализации настоящего изобретения. Специалисту в данной области техники будет понятно, что приведенное далее описание имеет широкое применение, а описание любого варианта реализации следует толковать как пример этого варианта реализации, и оно не предлагает какой-либо способ ограничения объема настоящего изобретения, включая формулу изобретения, указанным вариантом реализации.

[0025] Чертежи не обязательно показаны в масштабе. Конкретные признаки и компоненты, описанные в настоящей заявке, могут быть показаны в увеличенном масштабе или в некотором схематическом виде, а некоторые подробные сведения об обычных элементах могут и не быть показаны в интересах ясности и краткости. Для улучшения ясности и краткости чертежа один или более компонентов или аспектов компонента на некоторых из чертежей могут быть опущены или могут и не иметь ссылочных номеров, идентифицирующих конструктивные особенности или компоненты, идентифицированные в каком-либо другом месте описания заявки. Кроме того, в настоящей заявке, включая чертежи, аналогичные или идентичные ссылочные номера могут быть использованы для идентификации общих или схожих элементов.

[0026] Термины «включающий» и «содержащий» используют в настоящей заявке, включая формулу изобретения, неограничивающим образом, и, таким образом, их значение следует интерпретировать как «включающий, но без ограничения». Кроме того, термин «соединяется» или «соединен» означает непрямое или прямое соединение. Таким образом, если первый компонент соединяется или соединен со вторым компонентом, то соединение между указанными компонентами может быть реализовано посредством прямого соединения этих двух компонентов или непрямого соединения, реализуемого через другие промежуточные компоненты, устройства и/или соединения. Кроме того, если соединение передает электрическую энергию или сигналы, в частности аналоговые или цифровые сигналы, соединение может включать провода или режим беспроводной электромагнитной передачи, например радиочастоту, микроволну, оптический режим или другой режим. То есть, соединение может содержать магнитное соединение или любой другой режим передачи, известный в области техники, или соединение может включать любое сочетание этих режимов. Фраза «основан на» означает «по меньшей мере частично основан на». Таким образом, если X основано на Y, то X может быть основано на Y и любом количестве других факторов.

[0027] Кроме того, как использовано в настоящей заявке, включая формулу изобретения, термины «осевой» и «в осевом направлении» в целом означают вдоль заданной оси или параллельно ей, а термины «радиальный» и «в радиальном направлении» в целом означают перпендикулярно оси. Например, осевым расстоянием называется расстояние, измеренное вдоль заданной оси или параллельно ей, а радиальное расстояние означает расстояние, измеренное перпендикулярно оси.

[0028] Кроме того, любая ссылка на относительное направление или относительное положение в описании и формуле изобретения будет приведена с целью обеспечения ясности, при этом примеры включают термины «верхний», «нижний», «вверху», «вверх», «левый», «влево», «вниз», «нижний», «по часовой стрелке» и т.п. Например, относительное направление или относительное положение объекта или конструктивной особенности относится к ориентации, показанной на чертеже или приведенной в описании. Если на объект смотреть при его нахождении в другой ориентации, то может быть необходимо описать направление или положение с использованием альтернативного термина.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0029] Согласно фиг. 1, ультразвуковой расходомер 100 представляет собой пример варианта реализации расходомера для измерения расхода текучей среды в соответствии с принципами, раскрытыми в настоящей заявке. В данном варианте реализации ультразвуковой расходомер 100 содержит основную часть расходомера или патрубок 110, подходящие для размещения между выровненными частями трубопровода, корпус 134 для электронных средств, множество блоков 145 преобразователей, которые соединены с основной частью расходомера и каждый из которых содержит кабельный блок 205, проходящий к нижнему корпусу 134 для электронных средств. Кабельный блок 205 также называют комплектом проводов. Расходомер 100 дополнительно содержит две защитные ленты 136 или кожухи, защищающие блоки 145 преобразователей. Для простоты на фиг. 1 показана только одна защитная лента 136.

[0030] Основная часть 110 расходомера содержит два фланца 128, которые выполнены с возможностью соединения с соответствующими фланцами на секциях трубопровода (не показаны). На чертеже показана основная часть 110, содержащая центральную трубчатую часть 112, имеющую в целом цилиндрическую внешнюю поверхность 120, проходящую между фланцами 128. Основная часть 110 дополнительно содержит центральный проточный проход 115, через который протекает текучая среда, расход которой может быть измерен. Обычно, основная часть 110 выкована, а затем обработана для получения своей окончательной формы, однако она может быть образована посредством любой подходящей технологии изготовления.

[0031] Согласно фиг. 1 и фиг. 2, карманы 124, образованные во внешней поверхности основной части 110 содержат резьбовые гнезда 126, каждое из которых принимает блок 145 преобразователя. Каждое гнездо проходит между центральным проточным проходом 115 и карманом 124, выполненным во внешней поверхности 120 основной части 110. Основная часть 110 также содержит каналы 122, которые проходят по периферии от карманов 124 вдоль внешней поверхности 120 до верхней части трубчатой части 112 и проходят в продольном направлении или в осевом направлении до соединительного блока 132, установленного на внешней поверхности 120. Корпус 134 для электронных средств соединен с соединительным блоком 132. Каналы 122, ленты и соединительный блок 132 образуют токопроводы для кабельных блоков 205, проходящие от карманов 124 к корпусу 134 для электронных средств. Кабельные блоки 205 выполнены с возможностью посадки в относительно ограниченном пространстве в карманах 124 и каналах 122 и, таким образом, могут называться компактными кабельными блоками.

[0032] Согласно фиг. 2, блок 145 преобразователя, установленный в расходомере 100, дополнительно содержит в целом цилиндрический ультразвуковой преобразователь 175 для текучей среды, удерживаемый держателем 300 в центральной камере 160 корпуса 150 преобразователя. Кабельный блок 205 соединен с преобразователем 175 для текучей среды и держателем 300 посредством стопорного элемента 340. В различных вариантах реализации держатель 300 и стопорный элемент 340 считают компонентами кабельного блока 205. Комбинация кабельного блока 205 с держателем 300 и стопорным элементом 340 также будет называться как оконечный блок 200 преобразователя.

[0033] Перспективный вид, показанный на фиг. 3, и разобранный вид, показанный на фиг. 4, иллюстрируют различные компоненты блока 145 преобразователя, такие как корпус 150 преобразователя, преобразователь 175 для текучей среды, кабельный блок 205, держатель 300, элемент 190 для противодействия повороту и стопорный элемент 340. В дополнение к центральной камере 160 (см. фиг. 2) корпус 150 преобразователя имеет внешнюю резьбу 166, передаточный конец 152, соединительный конец 154, имеющий поверхность 156 для взаимодействия с приспособлением и резьбовую внутреннюю поверхность 158. Как показано на фиг. 2, внешняя резьба 166 взаимодействует с резьбовым гнездом 126 основной части 110 расходомера, а резьбовая внутренняя поверхность 158 взаимодействует с держателем 300.

[0034] Согласно фиг. 3 и фиг. 4, преобразователь 175 для текучей среды содержит активный конец 178, который должен быть размещен возле передаточного конца 152 корпуса 150, и соединительный конец 180, имеющий множество электрических контактов 182 и выравнивающий штырь 184. В данном варианте реализации преобразователь 175 имеет два электрических контакта 182, а еще одни варианты реализации могут иметь любое целесообразное количество контактов или выравнивающих штырей, например один, два, три, четыре и большее количество таких элементов, которое может подходить для преобразователей различных типов. Преобразователь 175 для текучей среды содержит различные другие компоненты, обеспечивающее возможность его взаимодействия с текучей средой в пределах точности измерения. В раскрытом варианте реализации преобразователь 175 для текучей среды содержит пьезоэлектрические элементы и электронные компоненты (не обозначены на чертежах) для генерирования, отправки и приема ультразвуковых сигналов. Плоский элемент 190 для противодействия повороту содержит отверстие, имеющее зубчатую внутреннюю поверхность 192, выполненную с возможностью взаимодействия с поверхностью 156 для взаимодействия с приспособлением корпуса 150 преобразователя для предотвращения поворота при установке в основной части 110 расходомера. Резьбовой крепежный элемент 194, проходящий через элемент 190 и в основную часть 110 расходомера, жестко соединяет ее с карманом 124 (см. фиг. 2). Еще в одних вариантах реализации могут быть использованы другие средства скрепления корпуса 150 преобразователя с основной частью расходомера 110, такие как прихваточный сварной шов или периферийный сварной шов с использованием резьбы 166 или без нее.

[0035] Согласно фиг. 5, кабельный блок 205 содержит в целом цилиндрическую гнездовую деталь 210, крышку 250 для гнездовой детали и кабель 260. Гнездовая деталь 210 содержит в целом цилиндрическое тело 212 гнездовой детали, имеющее центральную или продольную ось 213, переднюю часть 215 с передним концом 216 и заднюю часть 220 с задним концом 222, противолежащим переднему концу 216. Гнездовая деталь 210 дополнительно имеет выравнивающую канавку 218, канал 224 для взаимодействия со стопором, расположенный между задним концом 222 и передним концом 216, и средство 232 для удержания кабеля, расположенное ближе к заднему концу 222. Ось 213 проходит через передний конец 216 и задний конец 222. Тело 212 гнездовой детали также содержит фланец 226, расположенный между передним концом 216 и задним концом 222 и имеющий контактную поверхность 228. Канал 224 для взаимодействия со стопором проходит по периферии вокруг фланца 226 и тела 212 гнездовой детали, а также представляет собой открытый канал, в целом проходящий по касательной к внешней поверхности тела 212 гнездовой детали на фланце 226. В примере, показанном на фиг. 5, средство 232 для удержания кабеля представляет собой канавку или открытый канал, который проходит по периферии вокруг задней части 220 тела 212 гнездовой детали и проходит вокруг оси 213. Для данного варианта реализации средство 232 для удержания кабеля будет также называться канавкой 232 для удержания кабеля.

[0036] Как наилучшим образом показано на фиг. 6, тело 212 гнездовой детали дополнительно содержит множество сквозных каналов 230, проходящих от переднего конца 216 до заднего конца 222, вторую канавку 234, выполненную в задней части 220, уплотнительную канавку 236, расположенную между передней частью 212 и контактной поверхностью 228, уплотнительный элемент 238, частично размещенный в уплотнительной канавке 236, и электрический контакт 240, расположенный в каждом сквозном канале 230. В данном варианте реализации электрический контакт 240 представляет собой гнездовой контакт 240 и содержит первый конец 242 с глухим отверстием, расположенный возле переднего конца 216, и второй конец 244 с глухим отверстием, расположенный возле заднего конца 222, для приема сопрягаемых электрических проводников сигналов, таких как, например, провода. На фиг. 6 показано, что гнездовая деталь 210 имеет два сквозных канала 230 и два электрических контакта 240. Еще в одних вариантах реализации гнездовая деталь 210 может иметь любое целесообразное количество сквозных каналов 230 и электрических контактов 240, например один, два, три, четыре и большее количество таких элементов вплоть до целесообразного предела, которые могут проходить через передний конец 216.

[0037] Согласно фиг. 5 и фиг. 6, кабель 260 имеет длину, которая проходит от штепсельного конца 262 до второго конца 264. Штепсельный конец 262 кабеля, расположенный возле гнездовой детали 210, проходит в радиальном направлении по отношению к оси 213 гнездовой детали, что обеспечивает наличие у кабельного блока 205 «низкого профиля», то есть профиля, расположенного по углом 90°. Кабель 260 дополнительно содержит множество изолированных проводников 268 сигналов, гибкий фиксирующий элемент 272 и изолирующую внешнюю оболочку 280, окружающую части проводников 268 сигналов и гибкий фиксирующий элемент 272. Проводники 268 и гибкий фиксирующий элемент 272 проходят вдоль длины кабеля 260 от штепсельного конца 262 до второго конца 264 и соединены вместе внешней оболочкой 280. По меньшей мере в одном из вариантов реализации, показанных на фиг. 6, количество проводников 268 сигналов идентично количеству электрических контактов 240 в гнездовой детали 210, причем каждый проводник 268 сигналов соединен со вторым концом 244 одного из электрических контактов 240, что приводит к образованию электропроводящей траектории, проходящей от первого конца 242 с глухим отверстием до второго конца 264 кабеля. В различных вариантах реализации конец каждого проводника 268 сигналов выполнен путем добавления кручения, добавления пайки или путем добавления штыря для обеспечения более простого и плотного размещения проводника 268 сигналов во втором конце 244 с глухим отверстием. Исходя из соединения проводников 268 сигналов с электрическим контактом 240, эти проводники 268 соединены с телом 212 гнездовой детали.

[0038] Согласно фиг. 5 и фиг. 6, гибкий фиксирующий элемент 272 представляет собой удлиненный многожильный электропроводящий провод. Таким образом, для удобства в рамках данного описания гибкий фиксирующий элемент 272 также может называться проводом 272. Часть провода 272 расположена в канавке 232 для удержания кабеля и проходит по меньшей мере частично вокруг тела 212 гнездовой детали для ограничения перемещения штепсельного конца 262 кабеля 260 относительно тела 212 гнездовой детали, что обеспечивает ослабление натяжения проводников 268 сигналов, то есть ограничивает их натяжение. Еще конкретнее, в раскрытом варианте реализации на штепсельном конце 262 кабеля 260 провод 272 образует закрытую петлю 276 вокруг тела 212 гнездовой детали в канавке 232 для удержания кабеля. Как наилучшим образом показано на фиг. 7, гибкий фиксирующий элемент 272, то есть провод 272, содержит концевую часть 274 и промежуточную часть 275, соединенные вместе сваркой в месте 278 соединения, что приводит к образованию закрытой петли 276. Еще в одних вариантах реализации любой известный способ может быть использован для формирования места 278 соединения, например могут быть использованы способы соединения сваркой, способы соединения пайкой, способы обжатия и способы сращивания. Образование петли 276 с местом 278 соединения путем сварки или пайки имеет преимущество, состоящее в том, что отсутствует необходимость в наличие дополнительного элемента аппаратных средств для скрепления провода 272 с гнездовой деталью 210, что обеспечивает экономические преимущества или преимущества в части производительности.

[0039] В некоторых вариантах реализации, таких как, например, вариант реализации, показанный на фиг. 6, электропроводящий защитный экран 282 окружает изолированные проводники 268 сигналов и взаимодействует с проводом 272 во внешней оболочке 280. Для некоторых из этих вариантов реализации при надлежащем соединении на концах 262, 264 электропроводящий защитный экран 282 и провод 272 обеспечивают электромагнитное экранирование для предотвращения излучения радиочастотных помех (RFI) со стороны преобразователя 175 и кабеля 260.

[0040] Согласно фиг. 3 и фиг. 5, крышка 250 для гнездовой детали выполнена в целом цилиндрической и окружает заднюю часть гнездовой детали 210 и штепсельный конец 262 кабеля 260, включая часть провода 272, размещенную в канавке 232 для удержания кабеля и удерживаемую в ней. Крышка 250 содержит хвостовик 252, выступающий вдоль длины штепсельного конца 262. В некоторых ситуациях хвостовик 252 обеспечивает ослабление натяжения кабеля 260 в дополнение к ослаблению натяжения, обеспечиваемому проводом 272. В раскрытом варианте реализации, показанном на фиг. 3 и фиг. 5, крышка 250 сформована непосредственно на гнездовой детали 210 после прикрепления кабеля 260 и закрытой петли 276 провода 272 к гнездовой детали 210, причем крышка 250 выполнена из гибкого эластичного материала, такого как силикон. Крышка 250 захватывает гнездовую деталь 210 путем ввода во взаимодействие с канавкой 232 для удержания кабеля или второй канавкой 234 в задней части 220. В некоторых вариантах реализации тело 212 гнездовой детали выполнено, например, из полиамид-имидной пластмассы, такой как пластмасса марки «Torlon® 4203», выпускаемая компанией «SABIC Advanced Polymers». Тело 212 гнездовой детали, выполненное из полиамид-имидной пластмассы, и крышка 250, выполненная из силикона, обеспечивают возможность работы варианта реализации в диапазоне температур по меньшей мере от -50°С до 200°С (градусов Цельсия). Другие открытые диапазоны могут быть достигнуты путем выбора материалов, подходящих для различных компонентов кабельного блока 205.

[0041] Согласно фиг. 8, держатель 300 выполнен в целом трубчатым и имеет центральную ось 301, внутренний конец 302, внешний конец 308, расположенный напротив внутреннего конца 302 вдоль оси 301 и проходящий в осевом направлении центральный проход 310. Держатель 300 также может быть описан как держатель, выполненный в целом круглым. Внутренний конец 302 имеет внешнюю резьбу 304 и выемку 306 для приема преобразователя. Внешний конец 308 имеет диаметр, превышающий диаметр внутреннего конца 302, и поверхность 320 для взаимодействия с приспособлением.

[0042] Центральный проход 310 содержит множество проходящих в осевом направлении частей 312, имеющих разные диаметры, включая зажимающую часть 314, выровненную по оси с внешним концом 308. На фиг. 8 центральный проход 310 проходит между внутренним концом 302 и внешним концом 308, пересекая выемку 306 для приема преобразователя с прохождением в нее. Зажимающая часть 314 образует проходящую в радиальном направлении контактную поверхность 316 со смежной частью 312 внутри держателя 300. Два отверстия 325, которые также называются поперечными отверстиями 325, проходят в держатель от поверхности 320 для взаимодействия с приспособлением и пересекают зажимающую часть 314 центрального прохода 310 по в целом касательной траектории 318. В некоторых других вариантах реализации поперечное отверстие 325 пересекает зажимающую часть 314 в радиальном направлении ближе к оси 301, проходя по секущей траектории, а не по касательной траектории 318. В держателе 300, показанном на фиг. 8, поперечные отверстия 325 полностью проходят через внешний конец 308, так что каждое из них пересекает внешнюю поверхность 320 в двух местах.

[0043] На фиг. 9 показан вид с торца блока 145 преобразователя в разрезе, разделительного держателя 300, поперечных отверстий 325 держателя, стопорного элемента 340 и гнездовой детали 210, перпендикулярной выровненным осям 213, 301. Согласно фиг. 2, фиг. 8 и фиг. 9 центральный проход 310 держателя 300 принимает канал 224 для взаимодействия со стопором и по меньшей мере часть передней части 215 гнездовой детали 210. Центральный проход 310 также принимает по меньшей мере часть фланца 226, вокруг которого образован канал 224. Контактная поверхность 228 гнездовой детали 210 расположена возле контактной поверхности 316 держателя 300 и может взаимодействовать или может и не взаимодействовать с поверхностью 316. В центральном проходе 310 уплотнительный элемент 238 изолирует часть 312, которая расположена ближе к внутреннему концу 302 от зажимающей части 314, которая представляет собой ближний внешний конец 308, что препятствует переносу между ними текучей среды. Канал 224 для взаимодействия со стопором выровнен с поперечными отверстиями 325. Стопорный элемент 340 расположен в одном из поперечных отверстий 325 держателя и канале 224 для взаимодействия со стопором.

[0044] Как показано на фиг. 9, стопорный элемент 340 содержит стержень 342 и защелкивающуюся часть 344. Стержень 342 взаимодействует с возможностью перемещения с поперечным отверстием 325 держателя и каналом 224 для взаимодействия со стопором. Защелкивающаяся часть 344 взаимодействует с поверхностью 320 держателя 300 для взаимодействия с приспособлением для соединения, фиксации или закрепления стержня 342 в держателе 300. Таким образом, оконечный блок 200 преобразователя размещен путем соединения кабельного блока 205 с держателем 300 посредством стопорного элемента 340. На фиг. 9 стопорный элемент 340 представляет собой пример зажима, который может быть удален острогубцами без необходимости в том, чтобы оператор залезал в карман 124 и захватывал стопорный элемент 340 рукой или приспособлением, в дальнейшем проходит по периферии по меньшей мере частично вокруг осей 213. Таким образом, использование стопорного элемента 340 может упростить установку или обслуживание кабельного блока 205, что обеспечивает преимущества в части производительности.

[0045] Согласно фиг. 2 и фиг. 4, в собранном расходомере 100 корпус 150 преобразователя размещен путем ввинчивания в гнездо 126 основной части 110 расходомера. Преобразователь 175 размещен в корпусе 150 преобразователя, а внешняя резьба 304 держателя 300 взаимодействуют с соединительным концом 154 корпуса 150. Преобразователь 175 закреплен путем ввода во взаимодействие с соединительным концом 180 по отношению к выемке 306 держателя. Гнездовая деталь 210 размещена в центральном проходе 310 держателя 300, а выравнивающая канавка 218 гнездовой детали 210 взаимодействует с возможностью перемещения с выравнивающим штырем 184 преобразователя 175. Аналогичным образом, гнездовые контакты 240 гнездовой детали 210 взаимодействуют с электрическими контактами 182 преобразователя 175. Стопорный элемент 340 закрепляет гнездовую деталь 210 в держателе 300. Таким образом, оконечный блок 200 преобразователя, в частности держатель 300, соединяет преобразователь 175 для текучей среды с основной частью расходомера 110.

[0046] Использование оконечного блока 200 преобразователя, содержащего кабельный блок 205, держатель 300 и стопорный элемент 340, обеспечивает возможность быстрого соединения или в альтернативном варианте возможность быстрого прикрепления электрического соединения преобразователя 175 к проводникам 268 сигналов и, в итоге, к компоненту в корпусе 134 для электронных средств, и/или быстрого открепления от них. В вариантах реализации, содержащих стопорный механизм 340, гнездовая деталь 210 соединена с основной частью расходомера 110 путем линейного перемещения стопорного механизма 340. Использование стопорного механизма 340 устраняет необходимость в наличии захватываемого резьбового кольца, которое необходимо повернуть для соединения гнездовой детали с основной частью расходомера и которое используют в некоторых конструкциях из уровня техники. Стопорный механизм 340, втянутый в канал 224, предотвращает осевое перемещение гнездовой детали 210 с одновременным обеспечением регулировки соответственно поворота хвостовика 252 и штепсельного конца 262 (см. фиг. 5). В различных вариантах реализации, таких как варианты реализации, показанные на фиг. 9, стопорный механизм 340 не подвержен или по меньшей мере по существу менее подвержен ослаблению вследствие вибрации по сравнению с ранее описанным захватываемым резьбовым кольцом.

[0047] Были представлены примеры различных вариантов реализации расходомера в соответствии с настоящим изобретением. Кроме того, в соответствии с принципами, описанными в настоящей заявке, могут быть реализованы различные модификации. Например, со ссылкой на фиг. 5 было описано, что канал 224 для взаимодействия со стопором проходит по периферии вокруг фланца 226 и тела 212 гнездовой детали. В некоторых вариантах реализации канал 224 для взаимодействия со стопором не размещен на фланце, таком как фланец 226, или не проходит по периферии вокруг всего тела 212 гнездовой детали. Например, в некоторых из этих вариантов реализации канал 224 проходит только на часть периметра тела 212 гнездовой детали или разделен на две или более частей на теле 212 гнездовой детали. Аналогичным образом, в некоторых вариантах реализации средство 232 для удержания кабеля проходит только частично вокруг оси 213 или только частично вокруг тела 212 гнездовой детали. В некоторых других вариантах реализации средство для удержания кабеля представляет собой отверстие, например отверстие, в теле 212 гнездовой детали. Примером является отверстие (не показано), которое проходит через заднюю часть 220 тела 212 гнездовой детали, проходя по секущей траектории без пересечения сквозных каналов 230. В этом примере закрытая петля 276 гибкого фиксирующего элемента 272 проходит через отверстие и, таким образом, частично размещено в нем, что ограничивает перемещение кабеля 260 относительно тела 212 гнездовой детали.

[0048] Со ссылкой на фиг. 5 был описан гибкий фиксирующий элемент 272, проходящий вдоль длины кабеля 260 от штепсельного конца 262 до второго конца 264. Однако, в некоторых вариантах реализации гибкий фиксирующий элемент 272 не проходит до второго конца 264 кабеля 260. Также был описан гибкий фиксирующий элемент 272, представляющий собой удлиненный многожильный электропроводящий провод. В различных вариантах реализации гибкий фиксирующий элемент 272 может представлять собой одножильный или многожильный кабель или волокно, одножильный провод, то есть одинарный провод в виде удлиненного куска, выполненного из пластика или другого подходящего материала.

[0049] Несмотря на то, что в описании было указано, что крышка 250 выполнена гибкой и эластичной, в некоторых вариантах реализации крышка 250 может быть выполнена жесткой, образована из двух частей и удерживается вокруг гнездовой детали 210 обжимным соединением в крышке 250 или удерживается, например, крепежным элементом, таким как винт или крепежным элемент навинчиваемого типа.

[0050] На фиг. 8 держатель 300 имеет два поперечных отверстия 325, однако некоторые другие варианты реализации имеют одно поперечное отверстие 325 или более двух поперечных отверстий 325, и некоторые поперечные отверстия 325 могут пересекать еще одно поперечное отверстие 325. В отличие от примера, показанного на фиг. 9, в различных вариантах реализации защелкивающаяся часть 344 стопорного элемента 340 закрепляет стержень 342 в держателе 300 без захвата поверхности 320 для взаимодействия с приспособлением. Например, в некоторых вариантах реализации защелкивающаяся часть 344 представляет собой часть стержня 342, имеющую больший диаметр, а в некоторых примерах включающую скошенную внешнюю поверхность. Часть с большим диаметром закрепляет с помощью сил трения стопорный элемент 340 в поперечном отверстии 325 держателя 300.

[0051] Оконечный блок 200 преобразователя и кабельный блок 205 были описаны в связи с ультразвуковым преобразователем 175 для текучей среды и ультразвуковым расходомером 100. Различные варианты реализации оконечного блока 200 и кабельного блока 205 применимы к большому числу расходомеров или преобразователей, которые измеряют, определяют или регулируют свойства и состояния текучей среды.

[0052] Несмотря на то, что были показаны и описаны примеры вариантов реализации, их модификации могут быть реализованы специалистом в данной области техники без выхода за пределы объема и сущности настоящего изобретения. Варианты реализации, описанные в настоящей заявке, приведены исключительно в качестве примеров и не являются ограничивающими. В пределах объема настоящего изобретения находятся многие возможные изменения и модификации систем, устройств и процессов, описанных в настоящей заявке. Соответственно, объем защиты не ограничен вариантами реализации, описанными в настоящей заявке, но ограничен приведенной далее формулой изобретения, объем которой должен содержать все эквиваленты объектов, охарактеризованных в пункта формулы изобретения.

Изобретение относится к блокам преобразователей с кабельными блоками, используемыми для инструментального контроля процессов текучей среды. Кабельный блок для присоединения преобразователя содержит тело гнездовой детали, имеющее переднюю часть с передним концом, заднюю часть с задним концом, противоположным переднему концу, и средство для удержания кабеля, расположенное ближе к заднему концу. Кроме того, кабельный блок содержит кабель, имеющий первый конец, второй конец, проводник сигналов и гибкий фиксирующий элемент. Часть гибкого фиксирующего элемента размещена в средстве для удержания кабеля и проходит по меньшей мере частично вокруг тела гнездовой детали для ограничения перемещения первого конца кабеля относительно тела гнездовой детали. Технический результат - создание кабельного блока, который предназначен для установки в расходомере и в котором преобразователь и кабельный соединитель снабжены покрытием или иным образом используются в относительно небольшом пространстве, а также имеющем конструктивные особенности, которые упрощают сборку блоков преобразователей или расходомеров или которые упрощают изготовление, сборку или транспортировку этих блоков. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Кабельный блок для присоединения преобразователя, содержащий:

- тело гнездовой детали, имеющее:

переднюю часть с передним концом,

заднюю часть с задним концом, противоположным переднему концу, и

средство для удержания кабеля, расположенное ближе к заднему концу, и

- кабель, имеющий первый конец, второй конец, проводник сигналов и гибкий фиксирующий элемент,

причем часть гибкого фиксирующего элемента размещена в средстве для удержания кабеля и проходит по меньшей мере частично вокруг тела гнездовой детали для ограничения перемещения первого конца кабеля относительно тела гнездовой детали.

2. Кабельный блок по п. 1, в котором гибкий фиксирующий элемент образует закрытую петлю вокруг тела гнездовой детали, а первая часть гибкого фиксирующего элемента соединена с его промежуточной частью.

3. Кабельный блок по п. 2, в котором сварное соединение соединяет первую часть гибкого фиксирующего элемента с его промежуточной частью.

4. Кабельный блок по п. 1, в котором средство для удержания кабеля проходит по меньшей мере частично вокруг тела гнездовой детали.

5. Кабельный блок по п. 4, в котором средство для удержания кабеля представляет собой канавку, которая проходит по периферии вокруг задней части тела гнездовой детали.

6. Кабельный блок по п. 1, дополнительно содержащий крышку, окружающую первый конец кабеля, включая часть гибкого фиксирующего элемента, размещенную в средстве для удержания кабеля.

7. Кабельный блок по п. 1, дополнительно содержащий проводник сигналов, соединенный с телом гнездовой детали, причем проводник сигналов и гибкий фиксирующий элемент проходят по длине кабеля в целом от первого конца до второго конца и соединены вместе на протяжении части длины кабеля.

8. Кабельный блок по п. 1, дополнительно содержащий:

кольцевой держатель, предназначенный для соединения преобразователя с основной частью расходомера и имеющий первый конец, второй конец, центральный проход, проходящий между первым концом и вторым концом, и отверстие, проходящее в держатель и пересекающее центральный проход, и

стопорный элемент, причем

тело гнездовой детали дополнительно содержит канал для взаимодействия со стопором, расположенный между задним концом и передним концом,

центральный проход держателя принимает канал для взаимодействия со стопором и по меньшей мере часть передней части тела гнездовой детали, при этом канал для взаимодействия со стопором выровнен с отверстием держателя, и при этом

стопорный элемент по меньшей мере частично размещен в отверстии держателя и канале для взаимодействия со стопором.

9. Кабельный блок по п. 8, в котором отверстие держателя проходит вдоль траектории, в целом проходящей по касательной к центральному проходу, причем

тело гнездовой детали выполнено в целом цилиндрическим и имеет по меньшей мере один диаметр, а

канал для взаимодействия со стопором представляет собой открытый канал, проходящий в целом по касательной к телу гнездовой детали.

10. Кабельный блок по п. 8, в котором тело гнездовой детали дополнительно содержит фланец, расположенный между задним концом и передним концом, причем

канал для взаимодействия со стопором проходит по периферии вокруг внешней поверхности фланца, а

центральный проход держателя содержит множество проходящих в осевом направлении частей с разными диаметрами и принимает по меньшей мере часть фланца и по меньшей мере часть передней части.

11. Оконечный блок для присоединения к преобразователю, содержащий:

- в целом цилиндрическое тело гнездовой детали, имеющее передний конец, задний конец, противоположный переднему концу, и

канал для взаимодействия со стопором, расположенный между задним концом и передним концом,

- кабель, имеющий первый конец, второй конец, проводник сигналов и гибкий фиксирующий элемент,

- в целом трубчатый держатель, предназначенный для соединения преобразователя с основной частью расходомера и имеющий центральный проход, внешнюю поверхность и отверстие, пересекающее центральный проход, и

- стопорный элемент, причем

центральный проход держателя принимает по меньшей мере часть тела гнездовой детали, включая канал для взаимодействия со стопором, выровненный с отверстием держателя, и

стопорный элемент по меньшей мере частично размещен в отверстии держателя и канале для взаимодействия со стопором.

12. Оконечный блок по п. 11, в котором стопорный элемент содержит стержень и защелкивающуюся часть,

причем стержень размещен с возможностью перемещения в отверстии держателя и в канале для взаимодействия со стопором, а

защелкивающаяся часть выполнена с возможностью соединения стержня с держателем.

13. Оконечный блок по п. 11, дополнительно содержащий крышку, окружающую по меньшей мере часть тела гнездовой детали и по меньшей мере часть кабеля.

14. Оконечный блок по п. 11, в котором отверстие держателя пересекает внешнюю поверхность и проходит вдоль траектории, проходящей в целом по касательной к части центрального прохода, а

канал для взаимодействия со стопором представляет собой открытый канал, проходящий по касательной вдоль в целом цилиндрического тела гнездовой детали.

15. Оконечный блок по п. 14, в котором тело гнездовой детали дополнительно содержит фланец, расположенный между задним концом и передним концом, причем

канал для взаимодействия со стопором проходит по периферии вокруг внешней поверхности фланца,

центральный проход держателя содержит множество проходящих в осевом направлении частей с разными диаметрами, а центральный проход принимает по меньшей мере часть фланца.

16. Оконечный блок по п. 11, в котором тело гнездовой детали дополнительно содержит канавку для удержания кабеля, расположенную ближе к заднему концу, причем

проводник сигналов и гибкий фиксирующий элемент проходят по длине кабеля в целом от первого конца до второго конца и соединены вместе на протяжении части длины кабеля, а

часть гибкого фиксирующего элемента размещена в канавке для удержания кабеля для ограничения перемещения первого конца кабеля относительно тела гнездовой детали.

17. Оконечный блок по п. 16, в котором гибкий фиксирующий элемент образует закрытую петлю вокруг тела гнездовой детали, а первая часть гибкого фиксирующего элемента соединена с его промежуточной частью.

18. Оконечный блок по п. 16, в котором канавка для удержания кабеля проходит по периферии вокруг тела гнездовой детали.

19. Оконечный блок по п. 11, дополнительно содержащий электрический контакт, проходящий между передним концом и задним концом тела гнездовой детали,

причем проводник сигналов кабеля электрически соединен с электрическим контактом.

20. Расходомер, содержащий:

- основную часть расходомера, имеющую посадочное гнездо для преобразователя, и

- блок преобразователя, размещенный в гнезде и содержащий:

корпус преобразователя,

преобразователь, размещенный в указанном корпусе,

держатель, соединяющий преобразователь в корпусе преобразователя, и

кабельный блок, соединяющий держатель и преобразователь и содержащий тело гнездовой детали, средство для удержания кабеля на теле гнездовой детали и кабель, который содержит гибкий фиксирующий элемент,

причем часть гибкого фиксирующего элемента размещена в средстве для удержания кабеля и проходит по меньшей мере частично вокруг тела гнездовой детали для ограничения перемещения кабеля относительно тела гнездовой детали.

21. Расходомер по п. 20, в котором средство для удержания кабеля представляет собой канавку, которая проходит по меньшей мере частично вокруг тела гнездовой детали, причем

гибкий фиксирующий элемент образует закрытую петлю вокруг тела гнездовой детали, а первая часть гибкого фиксирующего элемента соединена с его промежуточной частью.

22. Расходомер по п. 20, в котором держатель имеет центральный проход и отверстие, проходящее в держатель и пересекающее центральный проход, а кабельный блок дополнительно содержит стопорный элемент, причем

тело гнездовой детали дополнительно содержит канал для взаимодействия со стопором,

центральный проход держателя принимает канал для взаимодействия со стопором и по меньшей мере часть тела гнездовой детали, при этом канал для взаимодействия со стопором выровнен с отверстием держателя, а

стопорный элемент по меньшей мере частично размещен в отверстии держателя и канале для взаимодействия со стопором.