ФЛАНЕЦ ДЛЯ МНОЖЕСТВА ПОЛЕВЫХ УСТРОЙСТВ Российский патент 2018 года по МПК F16L23/00 G01D11/30 G01L19/00 

Область и уровень техники изобретения

[01] Настоящее изобретение относится к технологическим полевым устройствам. В частности, изобретение относится к фланцам, применяемым для соединения технологических полевых устройств с технологическим процессом.

[02] Технологические измерительные устройства измеряют состояние текучей среды в среде технологического процесса и передают информацию об этом состоянии на пост управления по проводному или беспроводному соединению. В некоторых случаях полевое устройство непосредственно по текучей среде соединено с технологической текучей средой так, что сама технологическая текучая среда контактирует с частью полевого устройства. В других случаях полевое устройство косвенно по текучей среде соединено с технологической текучей средой через удаленное уплотнение, в котором применяется промежуточная заполняющая текучая среда для передачи давления от технологической текучей среды к полевому устройству. Некоторые полевые устройства требуют лишь единственного соединения по текучей среде с технологической текучей средой, тогда как другие, например, дифференциальные датчики давления, требуют двух отдельных флюидальных соединения с технологической текучей средой.

[03] Технологическая текучая среда или заполняющие текучие среды обычно подаются на полевое устройство по трубам, которые соединены с полевым устройством через фланец. Этот фланец содержит соединительное отверстие, которое принимает трубу, внутреннюю камеру, по текучей среде сообщающуюся с соединительным отверстием, и отверстие под устройство, сообщающееся по текучей среде с внутренней камерой и расположенное внутри монтажной области, которая принимает полевое устройство так, чтобы текучая среда в трубе поступала в полевое устройство. Фланец также может содержать дополнительное сбрасывающее отверстие, соединенное с внутренней камерой и используемое для сброса давления во внутренней камере. В тех случаях, когда полевое устройство требует двух отдельных соединений, на фланце создают два отдельных отверстия под устройство и полевое устройство крепится над обоими этими отверстиями. Каждое отверстие под устройство во фланце соединено соответствующей внутренней камерой с соответствующим соединительным отверстием, и два соединительных отверстия соединены с двумя отдельными трубными узлами.

[04] В некоторых системах фланец принимает форму коллектора распределителя, который содержит один или боле распределитель для управления потоком текучей среды внутри фланца. В частности, распределители могут устанавливаться для перекрывания сообщения по текучей среде с отверстиями труб, а отдельные распределители могут устанавливаться для перекрывания сообщения по текучей среде со сбрасывающими отверстиями. Кроме того, может устанавливаться смешивающий распределитель, который соединяет две камеры многокамерного фланца друг с другом.

[05] Вышеприведенное описание дает просто общую информацию о предшествующем уровне техники и не предназначено для использования как основание для определения объема заявленного изобретения. Заявленное изобретение не ограничивается вариантами, которые устраняют любые или все недостатки, описанные выше.

Краткое описание изобретения

[06] Фланец для технологических полевых устройств содержит первый конец, второй конец и первую монтажную площадку для крепления первого полевого устройства между первым концом и вторым концом. Первая монтажная площадка имеет первое отверстие под устройство, расположенное в первой монтажной области для создания сообщения по текучей среде с первым полевым устройством. Вторая монтажная площадка на фланце, предназначенная для крепления второго полевого устройства, расположена между первым концом и вторым концом. Эта вторая монтажная площадка имеет второе отверстие под устройство, расположенное во второй монтажной области для создания сообщения по текучей среде со вторым полевым устройством. Соединительное отверстие, подающее текучую среду к фланцу, расположено на первом конце фланца. Внутренняя камера соединяет по текучей среде соединительное отверстие с первым отверстием под устройство и со вторым отверстием под устройство.

[07] Трубопровод для технологических датчиков имеет первую внутреннюю камеру и вторую внутреннюю камеру, отделенную от первой внутренней камеры. Первое отверстие под устройство находится в сообщении по текучей среде с первой внутренней камерой, а второе отверстие под устройство находится в сообщении по текучей среде со второй внутренней камерой, при этом первое и второе отверстия под устройство расположены так, чтобы закрываться первым технологическим датчиком, когда первый технологический датчик установлен на трубопроводе. Третье отверстие под устройство находится в сообщении по текучей среде с первой внутренней камерой, а четвертое отверстие под устройство находится в сообщении по текучей среде со второй внутренней камерой, при этом третье и четвертое отверстия под устройство расположены так, чтобы закрываться вторым технологическим датчиком, когда первый технологический датчик установлен на трубопроводе.

[08] Узел технологического полевого устройства содержит фланец, перовое технологическое полевое устройство и второе технологическое полевое устройство. Фланец имеет соединительное отверстие, имеющее ось, при этом соединительное отверстие находится в сообщении по текучей среде с внутренней камерой во фланце. Первое технологическое полевое устройство закреплено на фланце так, чтобы это первое технологическое полевое устройство находилось в сообщении по текучей среде с внутренней камерой во фланце, а ось соединительного отверстия проходила параллельно установочной поверхности первого технологического полевого устройства. Второе технологическое полевое устройство закреплено на фланце так, чтобы это второе технологическое полевое устройство находилось в сообщении по текучей среде с внутренней камерой во фланце, а ось соединительного отверстия проходила параллельно установочной поверхности второго технологического полевого устройства.

[09] Настоящее краткое описание и реферат предназначены для представления в упрощенной форме ряда концепций, которые более подробно описаны ниже. Это краткое описание и реферат не предназначены для определения ключевых признаков или существенных признаков заявленного объекта настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

[010] Фиг.1 - схема участка технологической среды.

[011] Фиг.2 - вид в перспективе одного варианта фланца для множества полевых устройств.

[012] Фиг.3 - вид спереди фланца по фиг.2.

[013] Фиг.4 - вид сверху фланца по фиг.2.

[014] Фиг.5 - вид справа фланца по фиг.2.

[015] Фиг.6 - вид слева фланца по фиг.2.

[016] Фиг.7 - первое сечение по линии 7-7 на фиг.2.

[017] Фиг.8 - второе сечение по линии 8-8 на фиг.2.

[018] Фиг.9 - вид спереди фланца по фиг.2 с двумя установленными на нем полевыми устройствами.

[019] Фиг.10 - вид сзади фланца по фиг.2 с двумя установленными на нем полевыми устройствами.

[020] Фиг.11 - вид сверху фланца по фиг.2, иллюстрирующий конфигурацию соединений для измерения дифференциального давления.

[021] Фиг.12 - вид сверху фланца по фиг.2, иллюстрирующий конфигурацию соединений для измерения манометрического давления.

[022] Фиг.13 - вид в перспективе второго варианта фланца для множества полевых устройств.

[023] Фиг.14 - вид спереди фланца по фиг.13.

[024] Фиг.15 - вид сверху фланца по фиг.13.

[025] Фиг.16 - вид справа фланца по фиг.13.

[026] Фиг.17 - вид слева фланца по фиг.13

[027] Фиг.18 - вид спереди фланца по фиг.13 с двумя установленными на нем полевыми устройствами.

[028] Фиг.19 - вид спереди третьего варианта фланца с четырьмя установленными полевыми устройствами.

[029] Фиг.20 - вид сверху четвертого варианта фланца с четырьмя установленными полевыми устройствами.

[030] Фиг.21 - вид сверху в перспективе пятого варианта фланца.

[031] Фиг.22 - вид снизу в перспективе фланца по фиг.21.

[032] Фиг.23 - первое сечение по линии 23-23 на фиг.21.

[033] Фиг.24 - второе сечение по линии 24-24 на фиг.21.

[034] Фиг.25 - вид спереди фланца по фиг.21 с установленными на нем двумя полевыми устройствами.

[035] Фиг.26 - вид спереди шестого варианта фланца с четырьмя установленными на нем полевыми устройствами.

[036] Фиг.27 - вид сбоку седьмого варианта фланца с двумя установленными на нем полевыми устройствами.

[037] Фиг.28 - вид сбоку восьмого варианта фланца с тремя установленными на нем полевыми устройствами.

Подробное описание иллюстративных вариантов

[038] Описываемые ниже варианты фланца способны поддерживать множество полевых устройств, таких как датчики давления, и могут распределять текучую среду от соединительной трубы на множество полевых устройств.

[039] На фиг.1 представлена диаграмма участка 100 среды управления технологическим процессом. Как показано на фиг.1, в трубопроводе или контейнере 102 находится технологическая текучая среда. С трубопроводом 102 через соединительный узел 105 соединена труба 104, которая пропускает текучую среду, представляющую давление или температуру технологической текучей среды в трубопроводе 102. Текучая среда в трубе 104 может быть собственно технологической текучей средой или заполняющей текучей средой, изолированной от технологической текучей среды диафрагмой в соединительном узле 105. Если труба 104 содержит заполняющую текучую среду, диафрагма в узле 105 передает давление технологической текучей среды в трубопроводе 102 в заполняющую текучую среду. Труба 104 соединена с фланцем 106 так, чтобы внутренние камеры во фланце 106 находились в сообщении по текучей среде с внутренним пространством трубы 104. В результате, текучая среда во фланце 106 находится под таким же давлением и при той же температуре, что и текучая среда в трубе 104. Фланец 106 поддерживает два полевых устройства 108 и 110, и поддерживается структурой 112. Как более подробно описано ниже, внутри фланца 106 камеры соединяют соединительное отверстие для трубы 104 с отдельными отверстиями для каждого из полевых устройств 108 и 109 так, чтобы одна или более измерительная площадка на полевых устройствах 108 и 110 находилась в сообщении по текучей среде с текучей средой в трубе 104.

[040] Полевые устройства 108 и 110 поддерживают связь с постом 114 управления или мониторинга. В одном варианте такая связь осуществляется по двухпроводным соединениям 116 и 118 с постом 114 управления. По этим двухпроводные соединения 116 и 118 подается и питание, и коммуникационные сигналы. В других вариантах полевые устройства 108 и 110 поддерживают связь с постом 114 управления через беспроводное соединение и по беспроводному протоколу.

[041] На фиг.2 приведен вид в перспективе фланца 200 для множества полевых устройств, который можно использовать в качестве первого варианта фланца 106. На фиг.3, 4, 5 и 6 приведены вид спереди, вид сверху, вид слева и вид справа, соответственно, фланца 200. На фиг.7 и 8 приведены сечения фланца 200 по линиям 7-7 и 8-8, соответственно, на фиг.2.

[042] В этом варианте фланец/коллектор 200 содержит плиту 202, имеющую две монтажные области 204 и 206, расположенные на одной стороне плиты 200 между первым концом 300 и вторым концом 302 фланца 200. Монтажная площадка 204 содержит крепежные отверстия 208, 210, 212 и 214 (см. фиг.4) и отверстия 2016 и 218 под устройство. Отверстие 218 под устройство находится в сообщении по текучей среде с внутренней камерой 232 (фиг.7), а отверстие 2316 под устройство находится в сообщении по текучей среде с внутренней камерой 234 (см. фиг.8). Монтажная площадка 204 может принимать полевое устройство или передатчик, так, чтобы, измерительную поверхность, например, изолирующую диафрагму в полевом устройстве, можно было разместить непосредственно над отверстием 216 под устройство, а вторую измерительную поверхность, например, вторую изолирующую диафрагму в полевом устройстве можно было разместить непосредственно над отверстием 218 под устройство. Затем, сквозь крепежные отверстия 208, 210, 212, 214 и соответствующие крепежные отверстия в полевом устройстве можно пропустить болты для крепления полевого устройства на монтажной области 204. Для уплотнения отверстий 216 и 218 под устройство можно использовать одну или боле прокладку так, чтобы текучая среда не протекала между отверстиями под устройство или между полевым устройством и фланцем 200.

[043] Монтажная площадка 206 содержит крепежные отверстия 220 222, 224 и 226 (см. фиг.4) и отверстия 228 и 230 под устройство. Отверстие 230 под устройство находится в сообщении по текучей среде с внутренней камерой 323 (см. фиг.7), а отверстие 228 под устройство находится в сообщении по текучей среде с внутренней камерой 234 (см. фиг.8). Монтажная площадка 206 может принимать второе полевое устройство или передатчик, так, чтобы, измерительную поверхность, например, изолирующую диафрагму в полевом устройстве, можно было разместить непосредственно над отверстием 228 под устройство, а вторую измерительную поверхность, например, вторую изолирующую диафрагму в полевом устройстве можно было разместить непосредственно над отверстием 230 под устройство. Затем, сквозь крепежные отверстия 220, 222, 224, 226 и соответствующие крепежные отверстия в полевом устройстве можно пропустить болты для крепления полевого устройства на монтажной области 204. Для уплотнения отверстий 228 и 230 под устройство можно использовать одну или боле прокладку так, чтобы текучая среда не протекала между отверстиями под устройство или между полевым устройством и фланцем 200.

[044] В одном варианте внутренняя камера 232, таким образом, соединяет по текучей среде отверстие 218 под устройство с отверстием 228 под устройство, что позволяет двум отдельным полевым устройствам находиться в сообщении по текучей среде друг с другом. Кроме того, внутренняя камера 234 может быть соединена с двумя соединительными отверстиями 254 и 256 на соответствующих концах 302 и 300 фланца 200. Соединительные отверстия 254 и 256 имеют соответствующие оси 704 и 706 и каждое из них выполнено с возможностью соединения с трубой, несущей технологическую или заполняющую текучую среду и, таким образом, создавать сообщение по текучей среде между текучей средой в трубе и внутренней камере 232 и отверстиями 218 и 230 под устройство. Каждое соединительное отверстие также выполнено с возможностью соединения не с трубой, а с выпускным клапаном или пробкой. Выпускной клапан может применяться для управляемого снижения давления во внутренней камере 232.

[045] Как было описано выше, внутренняя камера 234 соединяет по текучей среде отверстие 216 под устройство и отверстие 228 под устройство, позволяя двум отдельным полевым устройствам находиться в сообщении по текучей среде друг с другом. Кроме того, внутренняя камера 234 может быть соединена с двумя соединительными отверстиями 254 и 256 на соответствующих концах 302 и 300 фланца 200. Соединительные отверстия 254 и 256 имеют соответствующие оси 704 и 706 и каждое из них выполнено с возможностью соединения с трубой, несущей технологическую или заполняющую текучую среду и, таким образом, создавать сообщение по текучей среде между текучей средой в трубе и внутренней камерой 234 и отверстиями 216 и 228 под устройство. Каждое соединительное отверстие 254 и 256 также выполнено с возможностью соединения не с трубой, а с выпускным клапаном. Выпускной клапан может применяться для управляемого снижения давления во внутренней камере 234.

[0046] В этом варианте фланец 200 содержит заднюю стенку 260, которая поддерживается Скошенной опорной стенкой 262. Скошенная опорная стенка 262 проходит от передней части плиты 202 до верхней части задней стенки 260. Задняя стенка 260 содержит два отверстия 264 и 266 для установки фланца 200 и полевых устройств, поддерживаемых фланцем 200 на поддерживающей структуре, такой как поддерживающая структура 112 на фиг.1. В частности, сквозь крепежные отверстия 264 и 266 и соответствующие крепежные отверстия в поддерживающей структуре могут быть пропущены болты для крепления фланца 200 на поддерживающей структуре.

[047] На фиг.9 и 10 приведены вид спереди и вид сзади фланца 200 с двумя установленными на нем полевыми устройствами 270 и 272. С соединительными отверстиями 256 и 252 соединены труба 274 и труба 276, соответственно. Труба 274 несет текучую среду, которая находится в сообщении по текучей среде с внутренней камерой 232 через соединительное отверстие 252, а труба 276 несет текучую среду, которая находится в сообщении по текучей среде с внутренней камерой 234 через соединительное отверстие 256. Поэтому заполняющая текучая среда, которую несет труба 274, находится в сообщении по текучей среде с обоими полевыми устройствами 270 и 272 через внутреннюю камеру 232 и отверстия 218 и 230 под устройство, тогда как заполняющая текучая среда, которую несет труба 276, находится в сообщении по текучей среде с полевыми устройствами 270 и 272 через внутреннюю камеру 234 и отверстия 216 и 228 под устройство. Следует отметить, что внутренние камеры 232 и 234 разделены во фланце 200 и, поэтому, текучая среда во внутренней камере 232 не находится в сообщении по текучей среде с текучей средой во внутренней камере 234. На фиг.9 и 10 соединительные отверстия 252 и 256 имеют соответствующие оси 702 и 706, параллельные соответствующим установочным поверхностям 900 и 902 на дне полевых устройств 270 и 272. Установочная поверхность полевого устройства - это поверхность, которая обращена к фланцу и контактирует с ним. Хотя для каждой камеры 232 и 234 показаны два соединительных отверстия, следует понимать, что каждая из внутренних камер 232 и 234 требует только одного соединительного отверстия, и два соединительных отверстия для каждой внутренней камеры показаны для удобства, а не являются необходимыми.

[048] На фиг.9 и 10 показаны два выпускных клапана 280 и 282, при этом выпускной клапан 280 соединен с отверстием 250, а выпускной клапан 282 соединен с отверстием 254. Выпускной клапан 280 является средством управляемого снижения давления во внутренней камере 232, а выпускной клапан 282 является средством управляемого снижения давления во внутренней камере 234.

[049] На фиг.11 приведен вид сверху вариантов, показанных на фиг.9 и 10 без полевых устройств 270 и 272. Конфигурация, показанная на фиг.11 позволяет измерять дифференциальное давление при том, что труба 276 передает давление от одного положения в трубопроводе технологической текучей среды, а труба 274 передает второе давление из второго положения в трубопроводе технологической текучей среды. Поэтому отверстия 216 и 228 под устройство подают текучую среду с давлением из одного положения в трубопроводе технологической текучей среды, а отверстия 218 и 230 под устройство подают давление от другого положения в технологическом трубопроводе. Полевые устройства 270 и 272, таким образом, могут выдавать два показателя дифференциального давления между одними и теми же двумя положениями на технологическом трубопроводе. Согласно одному варианту, полевые устройства 270 и 272 являются одинаковыми и, тем самым, обеспечивают избыточность измерений дифференциального давления, что в некоторых случаях может повышать безопасность, в то же время сохраняя точность измерений за счет того, что каждое полевое устройство осуществляет измерения дифференциального давления на одних и тех же положениях в технологическом трубопроводе. Избыточные измерения дифференциального давления могу использоваться непосредственно или могут использоваться для определения расхода или массового расхода. Согласно другому варианту полевое устройство 270 может иметь диапазон измерений, отличающийся от диапазона измерений полевого устройства 272. Например, полевое устройство 270 может иметь широкий диапазон измерений, а полевое устройство 272 может иметь нормальный диапазон измерений. Сигнал от полевого устройства с нормальным диапазоном измерений можно использовать, когда величина, полученная в результате измерений, находится в нормальном диапазоне, а сигнал от полевого устройства с широким диапазоном измерений можно использовать, когда величина, полученная в результате измерений, выходит на пределы нормального диапазона.

[050] На фиг.12 приведен вид сверху фланца 200 с альтернативным подключением к технологическому трубопроводу. На фиг.12 соединительное отверстие 256 соединено с трубой 290, а соединительное отверстие 254 соединено с выпускным клапаном 292. Труба 290 соединена с технологическим трубопроводом и несет либо непосредственно технологическую текучую среду, либо заполняющую текучую среду, которая может быть изолирована от технологической текучей среды изолирующей диафрагмой. Через соединительное отверстие 256 внутренняя камера 234 находится в сообщении по текучей среде с текучей средой в трубе 290, а отверстия 216 и 228 под устройство также находятся в сообщении по текучей среде с текучей средой в трубе 290. Поэтому давление или температура технологической текучей среды может передаваться на оба отверстия 216 и 228 под устройство, тем самым обеспечивая сообщение по текучей среде с двумя разными полевыми устройствами. На фиг.12 соединительные отверстия 252 и 250 на соединены с какими-либо трубами или выпускными клапанами, а просто открываются в атмосферу. Конфигурация соединения, показанная на фиг.12, позволяет измерять манометрическое давление, когда каждое полевое устройство выдает сигнал, соответствующий давлению технологической жидкости относительно атмосферного давления. В одном варианте соединения, показанные на фиг.12 позволяют осуществлять избыточные измерения манометрического давления, когда каждое из одинаковых полевых устройств измеряет манометрическое давление технологической текучей среды в одном и том же положении в технологическом трубопроводе. Такая избыточная конфигурация в некоторых случаях может повысить безопасность работы, в то же время обеспечивая точность измерений давления, за счет того, что каждое полевое устройство измеряет давление технологической текучей среды в одном и том же положении. В другом варианте соединения, показанные на фиг.12 используются с полевыми устройствами, которые имеют разные диапазоны измерений или измеряют разные параметры. Например, в одном варианте на фланец 200 по фиг.12 устанавливают два полевых устройства с разными диапазонами измерений. В другом варианте на фланец 200 по фиг.12 устанавливают одно полевое устройство, измеряющее манометрическое давление, и другое полевое устройство, измеряющее температуру.

[013] На фиг.13 приведен вид в перспективе второго варианта фланца/коллектора 1400. На фиг.14, 15, 16 и 17 показаны вид спереди, вид сверху, вид слева и вид справа, соответственно, фланца 1400. Фланец 1400 аналогичен фланцу 200, но не имеет задней стенки 260 или скошенной опорной стенки 262. Фланец 1400 содержит монтажную плиту 1402, имеющую две монтажных области 1404 и 1406, расположенные между первым концом или стороной 1407 и вторым концом или стороной 1409. Монтажные области 1404 и 1406 аналогичны монтажным областям 204 и 206 фланца 200. В частности, монтажная площадка 1404 содержит сквозные крепежные отверстия 1408, 1410, 1412 и 1414 и отверстия 1416 и 1418 под устройство. Монтажная площадка 1406 содержит крепежные отверстия 1420, 1422, 1424 и 1426 и отверстия 1428 и 1430 под устройство. Каждая монтажная площадка 1404 и 1406 выполнена с возможностью принимать соответствующее полевое устройство. Полевое устройство может устанавливаться на монтажную площадку 1404 за счет пропускания соединительных болтов сквозь крепежные отверстия в полевом устройстве и сквозные крепежные отверстия 1408, 1410, 1412 и 1414. После установки измерительные области, например, диафрагменные уплотнения, в полевом устройстве совмещаются с отверстиями 1416 и 1418 под устройство. Между фланцем 1400 и полевым устройством, установленным на монтажную площадку 1404, можно установить одну или более прокладку для уплотнения отверстий 1416 и 1418 под устройство между полевым устройством и фланцем 1400. Аналогично, полевое устройство можно установить на монтажную площадку 1406, за счет пропускания соединительных болтов сквозь крепежные отверстия в полевом устройстве и сквозные крепежные отверстия 1420, 1422, 1424 и 1426. После установки измерительные области, например, диафрагменные уплотнения, в полевом устройстве совмещаются с отверстиями 1428 и 1430 под устройство. Между фланцем 1400 и полевым устройством, установленным на монтажную площадку 1406, можно установить одну или более прокладку для уплотнения отверстий 1428 и 1430 под устройство между плитой 1402 и полевым устройством, установленным на монтажной области 1406.

[052] В этих вариантах на первом конце 1407 расположены два соединительных отверстия 1452 и 1456, а на втором, противоположном конце 1409 расположены два других соединительных отверстия 1450 и 1454. Более конкретно, соединительные отверстия 1450 и 1454 сформированы в боковой или торцевой соединительной стенке 1460, а соединительные отверстия 1452 и 1456 сформированы в боковой или торцевой соединительной стенке 1462. Соединительные отверстия 1452 и 1456 имеют соответствующие оси 1500 и 1502, а соединительные отверстия 1450 и 1454 имеют соответствующие оси 1504 и 1506. В боковой соединительной стенке 1460 выполнены крепежные отверстия 1470, 1472, 1474 и 1476, которые можно использовать для крепления фланца 1400 на поддерживающей структуре. В боковой соединительной стенке 1462 выполнены крепежные отверстия 1478, 1480, 1482 и 1484, которые также можно использовать для крепления фланца 1400 к поддерживающей структуре.

[053] Плита 1402 содержит внутреннюю камеру (не показана), которая соединяет по текучей среде соединительное отверстие 1450, соединительное отверстие 1456, отверстие 1418 под устройство и отверстие 1430 под устройство руг с другом. Таким образом, каждое из соединительного отверстия 1450, соединительного отверстия 1456, отверстия 1418 под устройство и отверстия 1430 под устройство по текучей среде сообщаются друг с другом. Плита 1402 содержит отдельную внутреннюю камеру (не показана), которая соединяет соединительное отверстие 1452, соединительное отверстие 1454, отверстие 1416 под устройство и отверстие 1428 под устройство друг с другом так, что каждое из этих отверстий находится в сообщении по текучей среде друг с другом. Хотя для каждой внутренней камеры показано два соединительных отверстия, следует понимать, что для каждой внутренней камеры требуется только одно соединительное отверстия и два отверстия показаны лишь для удобства и не являются необходимыми.

[054] На фиг.18 приведен вид спереди плиты 1400 с двумя установленным полевыми устройствами 2000 и 2002. На фиг.18 труба 2004 соединена с соединительным отверстием 1454, а отдельная факультативная труба (не показана) может быть соединена с соединительным отверстием 1450. Труба 2004 и не показанная факультативная труба соединены с технологическим трубопроводом. В некоторых вариантах полевые устройства 2000 и 2002 являются одинаковыми и обеспечивают избыточные измерения дифференциального давления, манометрического давления или температуры. В других вариантах полевые устройства 2000 и 2002 имеют разные диапазоны измерений или измеряют разные параметры. Как показано на фиг.18, оси соединительных отверстий, такие как ось 1502 соединительного отверстия 1454, параллельны монтажным поверхностям 2006 и 2008 на полевых устройствах 2000 и 2002.

[055] На фиг.19 представлен вид спереди еще одного варианта, в котором плита 1400 по фиг.13 была расширена для включения двух дополнительных монтажных областей так, чтобы на монтажной плите 2108 фланца 2110 можно было установить четыре полевых устройства 2100, 2102, 2104 и 2106. Фланец 2110 аналогичен фланцу 1400 за исключением того, что он содержит две дополнительные монтажные области между двумя противоположными концами 2120 и 2122, и две дополнительные монтажные области идентичны монтажным областям 1404 и 1406 фланца 1400. Во фланце 2110 внутренняя камера соединяет четыре отверстия под устройство с боковым соединительным отверстием на стороне или торце 2120, и другим соединительным отверстием на стороне или торце 2122. Вторая внутренняя камера соединяет четыре другие отверстия под устройство со вторым боковым соединительным отверстием на второй стороне 2120 и со вторым боковым соединительным отверстием на стороне 2122. Труба 2112 соединена с одним из боковых соединительных отверстий на стороне 2120. Дополнительная факультативная труба (не показана) может быть соединена с другим боковым соединительным отверстием на стороне 2120. В одном варианте полевые устройства 2100, 2101, 2104 и 2106 одинаковы и обеспечивают четырехкратную избыточность измерений. В других вариантах одно или более из полевых устройств 2100, 2102, 2104 и 2106 имеет другой диапазон измерений или измеряет другой параметр технологического потока. Например, полевые устройства 2100 и 2102 могут выполнять избыточные измерения манометрического давления, а полевые устройства 2104 и 2106 могут выполнять избыточные измерения температуры. Альтернативно, одно или более из полевых устройств 2100, 2102, 2104 и 2106 могут выполнять измерение расхода и/или измерения массового расхода.

[056] На фиг.20 представлен вид сверху дополнительного варианта, в котором фланец 1400 изменен так, чтобы образовать фланец 2200, который может поддерживать четыре полевых устройства 2202, 2204, 2206 и 2208 в расположенных квадратом. Фланец 2200 содержит отдельную монтажную площадку для каждого полевого устройства и эта монтажная площадка идентична монтажным областям 1404 фланца 1400. Таким образом, каждая монтажная площадка содержит четыре крепежных отверстия и два отдельных отверстия под устройство. Далее, каждое полевое устройство 2202, 2204, 2206 и 2208 установлено так, чтобы две измерительных области в каждом полевом устройстве были совмещены с отдельными соответствующими отверстиями по устройство в соответствующих монтажных областях. Фланец 2200 содержит первую внутреннюю камеру, которая соединяет по текучей среде боковое соединительное отверстие на первой стороне или конце 2201 с боковым соединительным отверстием на второй стороне или конце 2203. Дополнительно, внутренняя камера соединяет по текучей среде два соединительных отверстия с соответствующим отверстием под устройство в каждой монтажной области для полевого устройства 2202, 2204, 2206 и 2208. Поэтому через внутреннюю камеру труба 2210, соединенная с боковым соединительным отверстием на стороне 2201, находится в сообщении по текучей среде с отверстием под устройство для каждого из полевых устройств 2202, 2204, 2206 и 2208, и с выпускным клапаном 222, соединенным с боковым соединительным отверстием на стороне 2203.

[057] Фланец 2200 содержит вторую внутреннюю камеру (не показана), которая соединяет по текучей среде второе боковое соединительное отверстие на стороне 2201 со вторым боковым соединительным отверстием на стороне 2203 и с соответствующими отверстиями под устройство в монтажных областях для каждого из полевых устройств 2202, 2204, 2206 и 2208. Таким образом, вторая внутренняя камера соединяет по текучей среде трубу 2214, соединенную со вторым соединительным отверстием на стороне 2201 с выпускным клапаном 2216, соединенным со вторым соединительным отверстием на стороне 2203 и с каждым из полевых устройств 2202, 2204, 2206 и 2208. В одном варианте полевые устройства 2202, 2204, 2206 и 2208 являются одинаковыми и обеспечивают четырехкратную избыточность измерений. В другом варианте одно или более из полевых устройств 2202, 2204, 2206 и 2208 имеет другой диапазон измерений или измеряет другой параметр технологического потока. Альтернативно, одно или более из полевых устройств 2202, 2204, 2206 и 2208 может измерять расход и/или массовый расход. Следует отметить, что в других вариантах труба 2214 отсутствует и узел по фиг.20 обеспечивает измерение манометрического давления с четырехкратной избыточностью.

[058] На фиг.21 и 22 представлен вид сверху в перспективе и вид снизу в перспективе фланца/коллектора 2300 согласно еще одному варианту. На фиг.23 и 24 представлены сечения фланца 2300 по линиям 23-23 и 24-24 на фиг.21.

[059] Фланец/коллектор 2300 содержит плиту 2302, имеющую верхнюю монтажную площадку 2304 на первой стороне плиты 2202, и нижнюю монтажную площадку 2306 на второй стороне, противоположной первой стороне. Таким образом, монтажная площадка 2304 находится сверху на плите 2302, и монтажная площадка 2306 находится на нижней поверхности плиты 2302. Плита 2302 содержит четыре крепежных отверстия 2308, 2310, 2312 и 2314. Эти крепежные отверстия проходят сквозь плиту 2302 так, чтобы монтажная площадка 2304 и монтажная площадка 2306 имели общие крепежные отверстия. Поскольку крепежные отверстия являются общими, они именуются общими крепежными отверстиями. Можно установить одно полевое устройство на монтажную площадку 2304, а другое полевое устройство - на монтажную площадку 2306, используя четыре крепежных болта, проходящие сквозь крепежные отверстия в каждом из полевых устройств и сквозь общие крепежные отверстия 2308, 2310, 2321 и 2314.

[060] Монтажная площадка 3404 содержит отверстия 2316 и 2318 под устройство, а монтажная площадка 2306 содержит отверстия 2320 и 2322 под устройство. Боковая или торцевая стенка 2332 содержит соединительные отверстия 2324 и 2328, имеющие соответствующие оси 2325 и 2329. Боковая или торцевая стенка 2334 содержит соединительные отверстия 2330 и 2326, имеющие соответствующие оси 2331 и 2327. Монтажные области 2304 и 2306 расположены между боковыми стенками 2332 и 2334. Каждое из дистальных соединительных отверстий 2324, 23 28, 2326 и 2330 могут принимать соединительную трубу и/или выпускной клапан. Боковая стенка 2332 также содержит крепежные отверстия 2344, 2346, 2348 и 2350 для крепления фланца 2300 к поддерживающей структуре. Боковая стенка 2334 содержит крепежные отверстия 2336, 2338, 2340 и 2342 для крепления фланца 2300 к поддерживающей структуре.

[061] Как показано на фиг.25, внутренняя камера 2370 соединяет по текучей среде боковые соединительные отверстия 2324 и 2326 друг с другом и с отверстиями 2318 и 2320 под устройство. Как показано на фиг.26, внутренняя камера 2372 соединяет боковые соединительные отверстия друг с другом и с отверстиями 2316 и 2322 под устройство. Поэтому, через внутреннюю камеру 2370 полевые устройства, установленные на монтажные области 2304 и 2306 по текучей среде соединены с боковыми соединительными отверстиями 2324 и 2326. Дополнительно, через внутреннюю камеру 2372 полевые устройство, установленные на монтажные области 2304 и 2306 по текучей среде соединены с боковыми соединительными отверстиями 2328 и 2330.

[062] На фиг.25 приведен вид спереди фланца 2300, повернутого на 90° и поддерживающего два полевых устройства 2700 и 2702. На фиг.25 соединительное отверстие 2330 соединено с трубой 2704, а соединительное отверстие 2326 соединено со второй трубой (не показана). Поэтому, каждое полевое устройство 2700 и 2702 находится в сообщении по текучей среде с трубой 2704 и с не показанной трубой. Дополнительно, установочные поверхности 2710 и 2712 полевых устройств 2700 и 2702 параллельны осям 2331 и 2327 боковых соединительных отверстий 2330 и 2326.

[063] В одном варианте полевые устройства 2700 и 2702 одинаковы и, поэтому, выполняют избыточные измерения, что в некоторых случаях может повысить безопасность, в то же время сохраняя точность измерений, поскольку каждое устройство ведет измерение в общей точке технологического трубопровода. В других вариантах полевое устройство 2700 имеет другой диапазон измерений по сравнению с полевым устройством 2702 или измеряет другой параметр, чем устройство 2702. Например, полевое устройство 2700 может иметь широкий диапазон измерений, а устройство 2792 может иметь нормальный диапазон измерений. Когда величина, являющаяся результатом измерений, входит в нормальный диапазон, можно использовать сигнал от полевого устройства с нормальным диапазоном измерений, а когда такая величина выходи за пределы нормального диапазона, можно использовать сигнал от полевого устройства с широким диапазоном измерений. Хотя со ссылками на фиг.25 описывались соединения с двумя трубами, в других вариантах используется соединение только с одной трубой, и полевые устройства 2700 и 2702 измеряют манометрическое давление или температуру, или оба этих параметра.

[0064] На фиг.26 приведен вид спереди фланца 2800 согласно еще одному варианту. На фиг.26 фланец 2800 аналогичен фланцу 2300 за исключением того, что он был расширен для включения двух дополнительных монтажных областей на каждой стороне фланца и эти две дополнительны монтажные области идентичны монтажным областям 2304 и 2306, соответственно. Таким образом, фланец 2800 может поддерживать четыре полевых устройства 2802, 2804, 2806 и 2808, каждое из которых находится в сообщении по текучей среде с трубой 2810 и дополнительной трубой (не показана). В одном варианте полевые устройства 2802, 2804 2806 и 2808 одинаковы и выполняют измерения с четырехкратной избыточностью. В других вариантах одно или более из полевых устройств 2802, 2804 2806 и 2808 имеет другой диапазон измерений или измеряет другой параметр технологического потока. Альтернативно, одно или более из полевых устройств 2802, 2804 2806 и 2808 может измерять расход или массовый расход. Установочные поверхности 2812, 2812, 2816 и 2812 полевых устройств 2802, 2804 2806 и 2808 параллельны оси 2820 бокового соединительного отверстия 2822. Дополнительно, каждая монтажная площадка на фланце 2800 находится между стороной или торцем 2428 и стороной или торцем 2826 фланца 2800.

[065] На фиг.27 приведен вид сбоку еще одного варианта фланца 2900. Фланец 2900 содержит две наклонных поверхности 2902 и 2904, каждая из которых имеет монтажную площадку, аналогичную монтажной площадке 2304 на фиг.21. Монтажные площадки на наклонных поверхностях 2902 и 2904 расположены между стороной или концом 2911 и противоположной стороной или концом фланца 2900. Монтажная площадка на наклонной поверхности 2902 поддерживает полевое устройство 2906, имеющее установочную поверхность 2907. Монтажная площадка на наклонной поверхности 2904 поддерживает полевое устройство 2908, имеющее установочную поверхность 2909. Наклонные поверхности 2902 и 2904 наклонены относительно друг друга так, чтобы они не находились в одной плоскости и не находились на противоположных сторонах плиты. Фланец 2900 содержит боковое соединительное отверстие 2910 на стороне 2911 и внутренние камеры, которые соединяют боковое соединительное отверстие 2910 с отверстиями под устройство, расположенными под каждым полевым устройством 2906 и 2908. Боковое соединительное отверстие 2910 имеет ось, проходящую сквозь плоскость чертежа и параллельная установочным поверхностям 2907 и 2909. Хотя на чертеже показано одно соединительное отверстие, во фланце 2900 можно выполнить множество соединительных отверстий. Далее, одно или более соединительное отверстие может быть выполнено на противоположной стороне или конце фланца 2900 относительно стороны или конца 2911.

[066] В одном варианте полевые устройства 2906 и 2908 одинаковы и, поэтому, осуществляют избыточные измерения, которые в некоторых случаях могут повысить безопасность, в то же время сохраняя точность, поскольку каждое устройство выполняет измерения в одном и том же положении на технологическом трубопроводе. В другом варианте полевое устройство 2906 имеет диапазон измерений, отличающийся от диапазона измерений устройства 2908, или измеряет другой параметр. Например, полевое устройство 2906 может иметь широкий диапазон измерений, а полевое устройство 2908 может иметь нормальный диапазон измерений. Когда величина, являющаяся результатом измерений, входит в нормальный диапазон, можно использовать сигнал от полевого устройства с нормальным диапазоном измерений, а когда такая величина выходи за пределы нормального диапазона, можно использовать сигнал от полевого устройства с широким диапазоном измерений. Альтернативно, полевое устройство 2906 может измерять манометрическое давление, а полевое устройство 2908 может измерять температуру.

[067] На фиг.28 приведен вид сбоку еще одного варианта фланца 3000. Фланец 3000 содержит три наклонные поверхности 3002, 3004 и 3006, каждая из которых имеет монтажную площадку, идентичную монтажной площадке 2304 на фиг.21, и каждая такая монтажная площадка имеет четыре крепежных отверстия и два отверстия под устройство. Каждая монтажная площадка на каждой наклонной поверхности 3002, 3004 и 3006 поддерживает отдельное полевое устройство 3008, 3010 и 3012, имеющее соответствующую установочную поверхность 3009, 3011 и 3013. Каждая монтажная площадка находится между стороной или концом 3016 и противоположно стороной или концом (не показан). Фланец 3000 также содержит соединительное отверстие 3014 на стороне 3016. Хотя на стороне 3016 показано одно соединительное отверстие, на стороне 3016 и на противоположной стороне фланца 3000 могут быть выполнены множество соединительных отверстий. Ось соединительного отверстия 3014 проходит перпендикулярно плоскости чертежа и параллельно каждой из установочных поверхностей 3009, 3011 и 3013. Каждое соединительное отверстие соединено внутренней камерой (не показана) с по меньшей мере одним отверстием под устройство для каждого полевого устройства 3008, 3010 и 3012. В одном варианте полевые устройства 3008, 3010 и 3012 одинаковы и выполняют измерения с трехкратной избыточностью. В других вариантах одно или более из полевых устройств 3008, 3010 и 3012 имеет другой диапазон измерений или измеряет другой параметр, чем другие полевые устройства.

[068] Вышеописанный вариант дает несколько преимуществ при соединении множества полевых устройств к одному и тому же положению на технологическом трубопроводе или резервуаре. Во-первых, требуется меньше соединений, поскольку каждое полевое устройство не требует собственного соединения с трубой, но все они имеют общее соединение с этой трубой. Это способствует снижению количества путей утечки текучей среды из трубы. Кроме того, полевые устройства расположены насколько можно близко друг к другу, что сводит к минимуму объем, позволяющий добиться максимальных характеристик в терминах температурный эффектов и времени реакции. Дополнительно, для монтажа нужен только один кронштейн, что значительно упрощает, ускоряет и делает более чистым монтаж узлов по сравнению с вариантом, когда каждое полевое устройство устанавливается отдельно.

[069] Хотя элементы, описанные выше были показаны как отдельные варианты, признаки разных вариантов можно комбинировать о всеми или некоторыми другими вариантами, описанными выше.

[070] Хотя предмет настоящего изобретения был выше описан языком, специфичным для структурных признаков и/или методологических действий, следует понимать, что предмет, определенный в приложенной формуле, не ограничивается конкретными признаками иди действиями, описанными выше. Конкретные признаки и действия, описанные выше, приведены в качестве пример для реализации изобретения, определенного формулой.

Настоящее изобретение относится к технологическим полевым устройствам. В частности, изобретение относится к фланцам, применяемым для соединения технологических полевых устройств с технологическим процессом. Фланец (200) для технологических полевых устройств содержит первый конец (300), второй конец (302) и первую монтажную площадку (204) для крепления первого полевого устройства (207) между первым концом (300) и вторым концом (302). Первая монтажная площадка (204) имеет первое отверстие (216) под устройство и третье отверстие под устройство, расположенные в первой монтажной площадке (204), для создания сообщения по текучей среде с первым полевым устройством (270). Вторая монтажная площадка (206) на фланце предназначена для установки второго полевого устройство (202) между первым концом и вторым концом. Вторая монтажная площадка (206) имеет второе отверстие (228) и четвертое отверстие под устройство, расположенные во второй монтажной площадке (206), для создания сообщения по текучей среде со вторым полевым устройством (272). Соединительные отверстия, которые подают текучую среду во фланец, расположены на концах фланца. Первая внутренняя камера соединяет по текучей среде первое соединительное отверстие с первым отверстием под устройство и со вторым отверстием под устройство, и вторая внутренняя камера, соединяющая по текучей среде второе соединительное отверстие с третьим отверстием под устройство и с четвертым отверстием под устройство. Вторая внутренняя камера не находится в сообщении по текучей среде с первой внутренней камерой. Технический результат – возможность поддержки множества полевых устройств, таких как датчики давления, и возможность распределения текучей среды от соединительной трубы на множество полевых устройств. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 28 ил.

1. Фланец для технологических полевых устройств, содержащий:

первый конец;

второй конец;

первую монтажную площадку для установки первого полевого устройства между первым концом и вторым концом, при этом первая монтажная площадка содержит первое отверстие под устройство и третье отверстие под устройство, расположенные в первой монтажной площадке для создания сообщения по текучей среде с первым полевым устройством;

вторую монтажную площадку для установки второго полевого устройства между первым концом или вторым концом, при этом вторая монтажная площадка содержит второе отверстие под устройство и четвертое отверстие под устройство, расположенные во второй монтажной площадке для создания сообщения по текучей среде со вторым полевым устройством;

первое соединительное отверстие, подающее текучую среду во фланец, при этом первое соединительное отверстие расположено на первом конце фланца;

второе соединительное отверстие, подающее текучую среду во фланец;

первую внутреннюю камеру, соединяющую по текучей среде первое соединительное отверстие с первым отверстием под устройство и со вторым отверстием под устройство; и

вторую внутреннюю камеру, соединяющую по текучей среде второе соединительное отверстие с третьим отверстием под устройство и с четвертым отверстием под устройство, причем вторая внутренняя камера не находится в сообщении по текучей среде с первой внутренней камерой.

2. Фланец по п.1, в котором второе соединительное отверстие, расположено на втором конце.

3. Фланец по п.2, далее содержащий третье соединительное отверстие, расположенное на втором конце, и четвертое соединительное отверстие, расположенное на первом конце, при этом первая внутренняя камера соединяет по текучей среде третье соединительное отверстие с первым отверстием под устройство, со вторым отверстием под устройство и с первым соединительным отверстием, а вторая внутренняя камера соединяет по текучей среде четвертое отверстие под устройство со вторым соединительным отверстием, с третьим отверстием под устройство и с четвертым отверстием под устройство.

4. Фланец по п.1, далее содержащий по меньшей мере одно отверстие для крепления фланца и двух полевых устройств к поддерживающей структуре.

5. Фланец по п.1, в котором первая монтажная площадка и вторая монтажная площадка расположены на противоположных сторонах фланца.

6. Фланец по п.5, в котором первая монтажная площадка и вторая монтажная площадка имеют общее крепежное отверстие в фланце.

7. Фланец по п.1, в котором первое соединительное отверстие подает текучую среду во фланец через соединение с удаленным уплотнением.

8. Коллектор для технологических датчиков, содержащий:

первую внутреннюю камеру;

вторую внутреннюю камеру, отделенную от первой внутренней камеры и не находящуюся в сообщении по текучей среде с первой внутренней камерой;

первое отверстие под устройство, сообщающееся по текучей среде с первой внутренней камерой, и второе отверстие под устройство, сообщающееся по текучей среде со второй внутренней камерой, при этом первое и второе отверстия под устройства расположены так, чтобы закрываться первым технологическим датчиком, когда первый технологический датчик установлен на коллектор; и

третье отверстие под устройство, сообщающееся по текучей среде с первой внутренней камерой, и четвертое отверстие под устройство, сообщающееся по текучей среде со второй внутренней камерой, причем третье и четвертое отверстия под устройство расположены так, чтобы закрываться вторым технологическим датчиком, когда первый технологический датчик установлен на коллектор.

9. Коллектор по п.8, далее содержащий первое множество крепежных отверстий для крепления первого технологического датчика к коллектору и втрое множество крепежных отверстий для крепления второго технологического датчика к коллектору.

10. Коллектор по п.8, в котором первое отверстие под устройство и третье отверстие под устройство расположены на противоположных сторонах коллектора.

11. Коллектор по п.10, далее содержащий множество крепежных отверстий, при этом каждое крепежное отверстие используется для крепления как первого технологического датчика, так и второго технологического датчика к коллектору.

12. Коллектор по п.8, в котором первое отверстие под устройство расположено на первой наклонной поверхности коллектора, а третье отверстие под устройство расположено на второй наклонной поверхности коллектора, при этом первая наклонная поверхность и вторая наклонная поверхность расположены под углом друг к другу.

13. Коллектор по п.8, далее содержащий соединительное отверстие для текучей среды, при этом первая внутренняя камера соединяет первое отверстие под устройство и третье отверстие под устройство с соединительным отверстием для текучей среды.

14. Коллектор по п.13, далее содержащий второе соединительное отверстие для текучей среды, при этом вторая внутренняя камера соединяет второе отверстие под устройство и четвертое отверстие под устройство со вторым соединительным отверстием для текучей среды.