Преобразователь давления технологической текучей среды со сменным фильтром средства сообщения с атмосферой

Изобретение относится к преобразователям давления, а именно к преобразователям давления технологической текучей среды для измерения технологического давления относительно атмосферного давления. Предлагается преобразователь (100) давления технологической текучей среды для измерения технологического давления относительно атмосферного давления. Преобразователь (100) давления технологической текучей среды включает в себя датчик (118) давления, сообщающийся по текучей среде с парой каналов (116, 120) передачи давления. Датчик (118) давления имеет электрическую характеристику, которая изменяется в зависимости от давлений, прилагаемых каналами (116, 120) передачи давления. Вход (114) для технологической текучей среды располагается таким образом, чтобы контактировать с технологической текучей средой, и сообщается по текучей среде с первым каналом (116) из пары каналов (116, 120) передачи давления. Средство (134) сообщения с атмосферой связано со вторым каналом (120) из пары каналов (116, 120) передачи давления. Средство (134) сообщения с атмосферой является сменным и имеет сменный фильтрующий элемент (140), который размещается в нем. Технический результат изобретения заключается в простоте замены и обеспечении возможности быстрой сборки средства сообщения с атмосферой. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Преобразователи давления технологической текучей среды широко используются в промышленных процессах для измерения и мониторинга давлений различных используемых в этих процессах технологических текучих сред, таких как суспензии, жидкости, пары или газы на химических, целлюлозных, нефтеперерабатывающих, газоперерабатывающих производствах, предприятиях по производству лекарств, пищевых продуктов и на других производствах, в которых обрабатываются текучие среды.

Датчик избыточного давления обычно включает в себя вход для давления технологической текучей среды, который функционально связан с датчиком давления в преобразователе. Линия сообщения с атмосферой связана с датчиком давления, так что показанием датчика дифференциального давления является разница между давлением технологической среды и атмосферным давлением.

При некоторых применениях, связанных с санитарно-техническим измерением, наружная часть преобразователя давления технологической текучей среды подвергается воздействию различных пищевых продуктов и/или химических веществ. Эти устройства обычно очищаются, используя щелочные растворы, скребковые щетки и опрыскиватели высокого давления. Таким образом, конструкция преобразователей давления технологической текучей среды для использования в санитарно-техническом оборудование должна гарантировать, что преобразователь будет выдерживать различные щелочные и другие вещества, воздействующие на него, а также воздействие струи, подаваемой под высоким давлением для его очистки. Кроме того, также должна быть обеспечена хорошая устойчивость к термическому удару струи.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагается преобразователь давления технологической текучей среды для измерения технологического давления относительно атмосферного давления. Преобразователь давления технологической текучей среды включает в себя датчик давления, который сообщается по текучей среде с парой каналов передачи давления. Датчик давления имеет электрическую характеристику, которая изменяется в зависимости от давлений, прилагаемых каналами передачи давления. Вход для технологической текучей среды располагается таким образом, чтобы контактировать с технологической текучей средой, и сообщается по текучей среде с первым каналом из пары каналов передачи давления. Средство сообщения с атмосферой связано со вторым каналом из пары каналов передачи давления. Средство сообщения с атмосферой является сменным и имеет фильтрующий элемент, который размещается в нем.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - местный вид в разрезе преобразователя избыточного давления технологической текучей среды, использующего известный фильтр средства сообщения с атмосферой из политетрафторэтилена (ПФТЭ).

Фиг. 2 - местный вид в разрезе преобразователя избыточного давления технологической текучей среды, использующего сменный фильтр из политетрафторэтилена (ПФТЭ) согласно варианту воплощения настоящего изобретения.

Фиг. 3 - вид в перспективе с разделением деталей сменного фильтра средства сообщения с атмосферой согласно варианту воплощения настоящего изобретения.

Фиг. 4 - схематический вид в поперечном разрезе сменного фильтра средства сообщения с атмосферой согласно варианту воплощения настоящего изобретения.

Фиг. 5 - вид сбоку сменного фильтра средства сообщения с атмосферой согласно варианту воплощения настоящего изобретения.

Фиг. 6 и фиг. 7 - вид сбоку в разрезе и вид в перспективе в поперечном разрезе соответственно сменного фильтра средства сообщения с атмосферой согласно варианту воплощения настоящего изобретения.

Фиг. 8 и фиг. 9 - вид сбоку и вид в перспективе соответственно сменного фильтра средства сообщения с атмосферой, показанного на фиг. 6 и фиг. 7.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Измерительные преобразователи давления технологической текучей среды, в которых требуется измерение атмосферного давления, должны иметь фильтрующую систему между датчиком и наружной атмосферой, которая предотвращает или закупоривание измерительного прохода загрязняющими веществами, или попадание загрязняющих веществ в датчик давления. При применениях для санитарно-технических измерений наружная часть преобразователя подвергается воздействию различных веществ, таких как пищевые продукты, химические вещества и чистящие вещества. В этом случае фильтрующий элемент необходимо защитить от контакта с ними и он должен быть способен выдерживать очистку под высоким давлением и очистку с помощью скребковой щетки. Согласно варианту воплощения настоящего изобретения предлагается сменный фильтр средства сообщения с атмосферой.

На фиг. 1 представлен схематический вид известного преобразователя давления технологической текучей среды для санитарно-технического применения. Преобразователь 10 включает в себя основание 12, которое смонтировано или иным образом прикреплено к контейнеру для технологической текучей среды, такому как труба или резервуар. Давление технологической текучей среды действует на изолирующую диафрагму 14 и вызывает перемещение изолирующей диафрагмы 14, которое в свою очередь создает соответствующее давление внутри измерительного прохода 16. Проход 16 передает давление технологической текучей среды к датчику 18 давления. Датчик 18 давления имеет электрическую характеристику, например емкость или сопротивление, которая изменяется в ответ на отклонение небольшой измерительной диафрагмы, установленной в нем. Противоположная сторона измерительной диафрагмы связана с атмосферным давлением через проход 20 сообщения с атмосферой. Так как проход сообщения с атмосферой связан с окружающей средой, фильтр 22 из политетрафторэтилена (ПФТЭ) несъемным образом закреплен внутри основания 12. Одной из проблем конструкции, иллюстрируемой на фиг. 1, является то, что если фильтр 22 закупоривается или иным образом повреждается, необходимо будет снимать и ремонтировать весь преобразователь давления технологической текучей среды.

На фиг. 2 показан местный схематический вид в разрезе сменного фильтра 134 средства сообщения с атмосферой, связанного с преобразователем 100 давления технологической текучей среды, согласно варианту воплощения настоящего изобретения. Многие аспекты преобразователя давления технологической текучей среды, иллюстрируемого на фиг. 2, подобны преобразователю, иллюстрируемому на фиг. 1, и подобные компоненты обозначены подобными ссылочными позициями. Преобразователь 100 включает в себя изолирующую диафрагму 114, которая выполнена таким образом, чтобы контактировать с технологической текучей средой и изгибаться таким образом, чтобы передавать давление технологической текучей среды через измерительный проход 116 к датчику 118 давления. Второй канал 120 передает атмосферное давление к датчику 118 давления, так что электрическая индикация, производимая датчиком 118 давления, является избыточным давлением технологической текучей среды. Как иллюстрируется на фиг. 2, отсек 130 электроники преобразователя 100 включает в себя отверстие 132 с внутренней резьбой, которое принимает сменный фильтр 134. Дополнительно, кожух 130 отсека электроники включает в себя кольцевую выемку 136, внутри которой размещается кольцевое уплотнение таким образом, что кожух 130 герметичным образом связан с основанием 112. Тем самым единственный путь для атмосферного давления 118, чтобы достигнуть датчика 118 - через сменный фильтр 134. Дополнительно, обеспечение уплотнения кольцевой выемки 136 помогает уменьшить количество щелочных веществ или чистящего раствора, которое потенциально может попасть внутрь преобразователя 100.

На фиг. 3 представлен вид в перспективе с разделением деталей сменного фильтра 134 средства сообщения с атмосферой согласно варианту воплощения настоящего изобретения. Фильтр 134 фактически представляет собой узел из четырех отдельных элементов. Более конкретно, фильтр 134 включает в себя корпус 136 фильтра, кольцевое уплотнение или эластомерное уплотнение 138, фильтрующий элемент 140 и фиксатор 143 фильтра.

Корпус 136 фильтра предпочтительно включает в себя область 139 с наружной резьбой, которая выполнена с возможностью ее приема посредством резьбового соединения в отверстии 132 с внутренней резьбой кожуха 130 электроники преобразователя. Корпус 136 фильтра также включает в себя нерезьбовую область 140, которая имеет размеры, обеспечивающие возможность приема и удерживания кольцевого уплотнения 138. Корпус 136 фильтра также включает в себя головку 142, имеющую по существу плоскую поверхность 144, расположенную таким образом, чтобы контактировать и упираться в кольцевое уплотнение 138. Дополнительно, головка 142 предпочтительно также включает в себя имеющий немного выпуклую форму колпачок 146 (показан на фиг. 4). Корпус 136 фильтра предпочтительно выполнен с возможностью зацепления посредством гаечного ключа или другого подходящего инструмента для поворота в требуемое положение внутри корпуса 130. В варианте воплощения, иллюстрируемом на фиг. 3, это обеспечивается с помощью множества лысок 148, 150 под гаечный ключ, расположенных на противоположных краях поперечной стенки головки 142. Головка 142 также включает в себя по меньшей мере одно отверстие прохода сообщения с атмосферой, которое сообщается по текучей среде с окружающей средой. В варианте воплощения, иллюстрируемом на фиг. 3, показаны пара проходов 152, 154, которые выходят из поперечной стенки головки 142. Однако здесь иллюстрируется только предпочтительный вариант воплощения и возможны другие конструкции. Корпус 136 фильтра имеет осевое отверстие 156, которое сообщается по текучей среде с проходами 152, 154 сообщения с атмосферой и которое имеет размеры, обеспечивающие возможность приема фильтрующего элемента 140. Как иллюстрируется на фиг. 4, фильтрующий элемент 140 предпочтительно приведен в контакт с опорным ребром или балкой 155, расположенным внутри головки 142. Фильтрующий элемент 140 может быть любым подходящим элементом, но предпочтительно он образован из политетрафторэтилена.

Фиксатор 143 фильтра включает в себя осевое отверстие 158, которое сообщается по текучей среде с проходом 120 сообщения с атмосферой и сообщается по текучей среде с фильтрующим элементом 140. Фиксатор 143 фильтра включает в себя головку 160, которая зацепляет поверхность 162 корпуса 136 фильтра. Фиксатор 158 фильтра включает в себя цилиндрический толкатель 162, который имеет размеры, обеспечивающие возможность прохождения внутрь осевого отверстия 156 корпуса 136 фильтра. Толкатель 162 действует на поверхность 164 фильтрующего элемента 140, чтобы толкать элемент 140 до контакта с ребром или опорой 155. Тем самым толкатель 162 может использоваться, чтобы упираться в поверхность 164 по существу в такой степени, что фильтрующий элемент 140 будет сжат в состоянии фиксации. Фиксатор 143 фильтра включает в себя пару затворов или защелок 166, 168, каждая из которых имеет язычок или выступ 170, который принимает соответствующая выемка в корпусе 136 фильтра. Корпус 136 фильтра изгибается или иным образом деформируется, когда фиксатор 143 фильтра вставляется до тех пор, пока затворы 166, 168 не будут перемещены путем скольжения в положение, в котором они будут полностью вставлены.

На фиг. 4 представлен вид в разрезе полностью собранного сменного атмосферного фильтра 134 согласно варианту воплощения настоящего изобретения. Фиксатор 143 фильтра вставлен в отверстие 156 в такой степени, что головка 160 упирается в поверхность 156. Фильтрующий элемент 140 прижимается внутри осевого отверстия 156 к опоре 155. Таким образом, воздух, входящий в проход 158, может проходить через фильтрующий элемент 140 и выходить через проходы 152, 154 и наоборот. Тем самым атмосферное давление передается в измерительный атмосферный проход 120, но твердые частицы и другие загрязняющие вещества надежным образом не допускаются в проход 120.

На фиг. 5 представлен схематический вид сбоку конструкции, иллюстрируемой в поперечном разрезе на фиг. 4. На фиг. 5 иллюстрируются проходы 152, 154, а также работающие совместно пазы 170 в корпусе 142 фильтра, которые принимают затворы или защелки 166, 168 фиксатора 143.

На фиг. 6 и фиг. 7 представлены вид сбоку в разрезе и вид в перспективе в разрезе соответственно сменного фильтра средства сообщения с атмосферой согласно другому варианту воплощения настоящего изобретения. Корпус 200 фильтра взаимодействует с фиксатором 202 фильтра, чтобы удерживать в нем фильтр 140. В отличие от варианта воплощения, описанного с помощью фиг. 2-5, фиксатор 202 фильтра просто прикрепляется к концу 204 корпуса фильтра, предпочтительно используя ультразвуковую сварку. Однако могут использоваться любые подходящие способы крепления. Другое отличие от варианта воплощения, иллюстрируемого на фиг. 6 и фиг. 7, и варианта воплощения, иллюстрируемого на фиг. 2-5, заключается в том, что имеется только один проход 206 сообщения с атмосферой. Это реализуется посредством обеспечения уступа 208 в корпусе 200 фильтра, который имеет диаметр меньше диаметра фильтра 140. Тем самым конец фильтра 140 упирается в уступ 208, когда фильтр 140 удерживается в корпусе.

На фиг. 8 и фиг. 9 представлен вид сбоку и вид в перспективе соответственно фильтра средства сообщения с атмосферой, иллюстрируемого на фиг. 6 и фиг. 7. На фиг. 8 и фиг. 9 показаны дополнительные лыски под гаечный ключ в виде обычной шестигранной головки 210, что облегчает демонтаж с помощью гаечного ключа или другого подходящего инструмента. Дополнительно, может быть обеспечена метка или другая подходящая маркировка.

Предполагается, что варианты воплощения настоящего изобретения обеспечат небольшую компактную конструкцию, которая является относительно недорогой для изготовления и легкой для замены. Кроме того, сменное средство сообщения с атмосферой может выдерживать очистку под высоким давлением, щелочными растворами и с помощью скребковой щетки. Варианты воплощения настоящего изобретения в целом уменьшают до минимума давление воды на фильтрующий элемент 140 во время очистки, а также необходимо отметить, что фильтрующий элемент защищен от прямого контакта и сжимается и удерживается внутри отверстия 156. Как иллюстрируется на фиг. 3, предпочтительно фиксатор 143 фильтра просто защелкивается в соответствующих пазах 170, чтобы обеспечить возможность быстрой и простой сборки.

Хотя настоящее изобретение было описано с помощью предпочтительных вариантов воплощения, специалистам в этой области техники понятно, что могут быть сделаны изменения в его форме и деталях, не выходя за пределы сущности и объема изобретения.

1. Преобразователь давления технологической текучей среды для измерения технологического давления относительно атмосферного давления, содержащий:
датчик давления, сообщающийся по текучей среде с парой каналов передачи давления, причем датчик давления имеет электрическую характеристику, которая изменяется в зависимости от давлений, прилагаемых каналами передачи давления;
вход для технологической текучей среды, расположенный таким образом, чтобы контактировать с технологической текучей средой, и сообщающийся по текучей среде с первым каналом из пары каналов передачи давления; и
средство сообщения с атмосферой, связанное со вторым каналом из пары каналов передачи давления, причем средство сообщения с атмосферой является сменным и имеет сменный фильтр (134) средства сообщения с атмосферой, который размещается в нем.

2. Преобразователь давления технологической текучей среды по п. 1, в котором средство сообщения с атмосферой выполнено с возможностью его приема посредством резьбового соединения в кожухе преобразователя давления технологической текучей среды.

3. Преобразователь давления технологической текучей среды по п. 2, в котором кожух является кожухом электроники.

4. Преобразователь давления технологической текучей среды по п. 1, в котором средство сообщения с атмосферой включает в себя корпус фильтра, выполненный с возможностью приема фильтрующего элемента и удерживания первой стороны фильтрующего элемента в сообщении по текучей среде со вторым каналом, при этом вторая сторона фильтрующего элемента выполнена с возможностью воздействия на нее окружающей среды.

5. Преобразователь давления технологической текучей среды по п. 4, в котором корпус фильтра включает в себя по меньшей мере один проход, функционально расположенный между второй стороной фильтрующего элемента и окружающей средой, причем по меньшей мере один проход включает в себя по меньшей мере один поворот.

6. Преобразователь давления технологической текучей среды по п. 5, в котором указанный по меньшей мере один поворот расположен таким образом, чтобы исключить прямые линии видимости между окружающей средой и второй стороной фильтрующего элемента.

7. Преобразователь давления технологической текучей среды по п. 5, в котором поворот является поворотом под прямым углом.

8. Преобразователь давления технологической текучей среды по п. 4, в котором корпус фильтра включает в себя по меньшей мере одно ребро, выполненное с возможностью зацепления со второй стороной фильтрующего элемента.

9. Преобразователь давления технологической текучей среды по п. 8, который дополнительно содержит фиксатор фильтра, выполненный с возможностью зацепления с первой стороной фильтрующего элемента, чтобы зафиксировать фильтрующий элемент в корпусе фильтра.

10. Преобразователь давления технологической текучей среды по п. 1, который дополнительно содержит фиксатор фильтра, выполненный с возможностью зацепления с фильтрующим элементом, чтобы зафиксировать фильтрующий элемент в корпусе фильтра.

11. Преобразователь давления технологической текучей среды по п. 1, в котором корпус фильтра включает в себя множество лысок под гаечный ключ.

12. Преобразователь давления технологической текучей среды по п. 1, в котором корпус фильтра включает в себя нерезьбовую область, выполненную с возможностью приема и удерживания эластомерного кольцевого уплотнения.

13. Преобразователь давления технологической текучей среды по п. 12, который дополнительно содержит эластомерное кольцевое уплотнение, расположенное в нерезьбовой области.

14. Сменное средство сообщения с атмосферой, выполненное с возможностью связи с проходом сообщения с атмосферой преобразователя давления технологической среды, содержащее:
фильтрующий элемент, который размещается в нем; и
корпус фильтра, выполненный с возможностью съемного зацепления с кожухом преобразователя давления технологической текучей среды,
при этом корпус фильтра включает в себя по меньшей мере один проход, функционально расположенный между второй стороной фильтрующего элемента и окружающей средой, причем этот по меньшей мере один проход включает в себя по меньшей мере один поворот.

15. Сменное средство сообщения с атмосферой по п. 14, в котором корпус фильтра выполнен с возможностью приема и удерживания первой стороны фильтрующего элемента в сообщении по текучей среде с проходом сообщения с атмосферой, при этом вторая сторона фильтрующего элемента выполнена с возможностью воздействия на нее окружающей среды.

16. Сменное средство сообщения с атмосферой по п. 14, в котором по меньшей мере один поворот расположен таким образом, чтобы исключить прямые линии видимости между окружающей средой и второй стороной фильтрующего элемента.

17. Сменное средство сообщения с атмосферой по п. 14, которое дополнительно содержит фиксатор фильтра, выполненный с возможностью зацепления с фильтрующим элементом, чтобы зафиксировать фильтрующий элемент в корпусе фильтра.

18. Сменное средство сообщения с атмосферой по п. 14, в котором корпус фильтра включает в себя множество лысок под гаечный ключ.

19. Сменное средство сообщения с атмосферой по п. 14, в котором корпус фильтра включает в себя нерезьбовую область, выполненную с возможностью приема и удерживания эластомерного кольцевого уплотнения.