背景技術(shù)：

磁流量計(即mag meters)通過法拉第感應(yīng)(電磁效應(yīng))來測量流量。磁流量計激勵一個或多個線圈，該一個或多個線圈生成跨流管套件截面的磁場。該磁場感生出跨通過流管套件的傳導(dǎo)過程流體流的電動勢(EMF)。使用一對延伸到流動的過程流體中的一對電極來測量跨傳導(dǎo)流體顯現(xiàn)的作為結(jié)果的電勢。備選地，一些磁流量計使用電極與過程流體之間的容性耦合，使得可以在不直接接觸的情況下可以測量EMF。在任何情況下，流速一般正比于感生的EMF，并且容積流量正比于流速和流管橫截面面積。

磁流量計在各種流體流測量環(huán)境中是有用的。具體地，基于水的流體流、離子溶液以及其它導(dǎo)電流體都可以使用磁流量計來測量。因此，在水處理設(shè)施、飲料及保健食品生產(chǎn)、化學(xué)處理、高純度制藥以及危險和腐蝕液體處理設(shè)施中能夠找到磁流量計。磁流量計經(jīng)常用于烴類燃料行業(yè)，該行業(yè)有時使用利用磨蝕性和腐蝕性料漿的液壓壓裂技術(shù)。

磁流量計可以指定各種不同的襯墊材料和/或電極材料，以與使用了磁流量計的應(yīng)用相適應(yīng)。襯墊材料的示例包括：聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、PFA、聚氨酯、氯丁橡膠、耐納特橡膠以及其它材料。電極可以由任何合適的材料來構(gòu)造，包括：316L不銹鋼、鎳合金276、鉭、鉑/銥混合物、鈦、以及其它合適的材料。

經(jīng)常選擇含氟聚合物襯墊材料(例如PTFE、ETFE以及PFA)用于高度耐化學(xué)侵蝕和/或高溫操作。在至少一些應(yīng)用中，基于含氟聚合物的襯墊正經(jīng)受更高的應(yīng)用要求。例如，在油氣行業(yè)中，一些含氟聚合物襯墊正經(jīng)受更高的壓力和/或溫度。這種狀況在設(shè)計和制造魯棒的、 具有含氟聚合物襯墊的磁流量計設(shè)備時提出了挑戰(zhàn)。這是因為至少一些如PTFE的含氟聚合物會經(jīng)歷“冷流”，在該“冷流”中，襯墊材料在壓力和溫度下膨脹和收縮。這樣的膨脹/收縮會導(dǎo)致過程流體泄漏。

提供上面的討論僅用于一般的背景信息，并且并不旨在用于幫助確定所公開主題的范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個實(shí)施例中，磁流量計流管套件包括：具有內(nèi)徑的導(dǎo)管、設(shè)置在導(dǎo)管中并通過導(dǎo)管延伸的襯墊、以及相對于襯墊安裝以測量在流過襯墊的過程流體中感生的電壓的一對電極。排放套件提供從導(dǎo)管的內(nèi)徑到流管套件外部的過程流體排放路徑。

在一個實(shí)施例中，排放磁流量計的方法包括：提供具有導(dǎo)管的流管套件，導(dǎo)管具有內(nèi)表面、外表面、以及形成在內(nèi)表面和外表面之間的孔。該方法還包括在導(dǎo)管中插入非傳導(dǎo)襯墊，以及提供與所述孔流體連通的排放套件。

在一個實(shí)施例中，磁流量計流管套件包括導(dǎo)管，該導(dǎo)管具有內(nèi)表面、外表面、以及形成在內(nèi)表面和外表面之間的導(dǎo)管中的孔。套件還包括設(shè)置在導(dǎo)管中并通過導(dǎo)管延伸的非傳導(dǎo)襯墊，以及相對于襯墊安裝以測量在流過襯墊的過程流體中感生的電壓的一對電極。套件還包括耦合到導(dǎo)管的與形成在導(dǎo)管中的孔接近的配件，以及設(shè)置在配件中的多孔金屬插頭。

附圖說明

圖1是其中本發(fā)明的實(shí)施例特別有用的磁流量計的概略視圖。

圖2是示出了在一個實(shí)施例下設(shè)置在具有一對凸緣的流管套件中的含氟聚合物襯墊的概略橫截面圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有排放套件的流管部分的概略橫截面圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3所示的排放套件的概略橫截面透視圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的排放磁流量計的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1是其中本文所述實(shí)施例有用的磁流量計的概略視圖。磁流量計10包括耦合到變送器電子設(shè)備14的流管套件12。流管套件12包括一節(jié)導(dǎo)管16，該節(jié)導(dǎo)管16具有耦合到相應(yīng)凸緣22和24的端18和20。凸緣22、24中的每一個包括用于安裝到合適的管道凸緣的安裝孔，使得過程流體流過導(dǎo)管16。凸緣22、24一般通過將導(dǎo)管16焊接到凸緣的頸部的方式附著于導(dǎo)管16。這樣的耦合允許壓力從凸緣22、24向?qū)Ч?6轉(zhuǎn)移。

流管套件12一般還包括線圈/電極部分26，該線圈/電極部分26包含由變送器電子設(shè)備14驅(qū)動以產(chǎn)生跨導(dǎo)管16的電磁場的一個或多個電磁線圈。設(shè)置在導(dǎo)管16中的電極與過程流體接觸，并且用于感測響應(yīng)于感生磁場而跨過程流體來生成的電動勢(EMF)。流管套件12的線圈和電極一般耦合到外殼28中的接線端(terminal block)，然后該接線端可操作地耦合到變送器電子設(shè)備14。變送器電子設(shè)備14一般包括控制器或微處理器，該控制器或微處理器被配置為基于測量的EMF來提供針對過程流體流的指示。變送器電子設(shè)備14一般還包括通信電路，以向由雙向箭頭30表示的一個或多個遠(yuǎn)程設(shè)備傳達(dá)這種過程流體流信息。這種通信可以具有有線過程通信或無線過程通信的形式。

圖2是示出了設(shè)置在耦合到一對凸緣22、24的導(dǎo)管16中的襯墊42的概略橫截面圖。在示出的實(shí)施例中，襯墊42由非傳導(dǎo)材料形成，該非傳導(dǎo)材料將導(dǎo)管16與過程流體加以絕緣。在一個示例中，襯墊42由含氟聚合物形成，該含氟聚合物例如是(但不限于)聚四氟乙烯(PTFE)。

凸緣22、24中的每一個分別包括密封面32、34，該密封面32、34被配置為與密封環(huán)接合，并且因此流體耦合(fludically couple)到相對的管道凸緣。在一些情況下，為了產(chǎn)生高壓的金屬對金屬的連接，該密封可以是容納在槽36、38中的環(huán)型密封。雖然對RTJ密封環(huán)的 使用提供了魯棒的密封，但是它也在襯墊42的外徑40與密封環(huán)的內(nèi)徑之間產(chǎn)生了間隙。該間隙允許增壓的過程流體與含氟聚合物襯墊42和凸緣22、24之間的界面44接合或者以其他方式接觸。一般地，將襯墊42過盈配合(interference fit)到導(dǎo)管16的內(nèi)徑中，并且因此襯墊42與導(dǎo)管16之間沒有粘合。

本公開的實(shí)施例總體上提供了排放套件，其被配置為排放泄漏進(jìn)襯墊42與導(dǎo)管16之間的空間的過程流體(即，突破界面44、通過襯墊42擴(kuò)散、和/或以其它方式在襯墊42與導(dǎo)管16的內(nèi)徑之間泄漏的過程流體)。例如，在某些冷流條件下，襯墊42將會膨脹或收縮，并且可以在凸緣面產(chǎn)生泄漏路徑。一旦過程流體突破界面44，它能夠沿導(dǎo)管16的內(nèi)徑非?？焖俚氐竭_(dá)電極46。當(dāng)過程流體到達(dá)電極時，這種電極的電隔離失效，并且電極再也不能從過程流體向變送器電子設(shè)備14運(yùn)送所感生的電壓。

圖3是根據(jù)一個實(shí)施例的具有排放套件的流管部分的概略橫截面圖，該排放套件提供將泄漏的過程流體向大氣中排出的排放路徑。流管具有一節(jié)導(dǎo)管50、設(shè)置在導(dǎo)管50中的襯墊52、以及耦合到導(dǎo)管50的一端56的凸緣54。流管包括電極(圖3未示出)以及耦合到導(dǎo)管50的第二端的第二凸緣(圖3未示出)。在一個示例中，導(dǎo)管50和襯墊52與上面關(guān)于圖2討論的導(dǎo)管16和襯墊42相似。此外，在一個示例中，凸緣54與圖2示出的凸緣24的相似之處在于：其包括凸面58以及RTJ槽60。在襯墊52的外徑64與凸緣54的面58之間提供界面62。因此，在一些情況下，過程流體可以突破界面62，由此沿著導(dǎo)管50的內(nèi)徑72向電極移動。

如圖3所示，排放套件68耦合到導(dǎo)管50，接近導(dǎo)管50中通過例如鉆孔過程形成的孔70。雖然排放套件68被示出為耦合到導(dǎo)管50的底部，接近端56，但是應(yīng)當(dāng)注意的是：排放套件68可以被定位在沿導(dǎo)管50上的任何其它合適的位置。此外，在一個示例中，可以將多個排放套件耦合到導(dǎo)管50。

排放套件68為泄漏的過程流體提供了離開流管套件的路徑，用來防止過程流體在襯墊52與導(dǎo)管50的內(nèi)徑之間積聚。例如，過程流體 可以突破界面62或通過襯墊52擴(kuò)散到襯墊52與導(dǎo)管50的內(nèi)徑之間的空間。在示出的實(shí)施例中，泄漏的過程流體流入形成在導(dǎo)管50中的孔70，并流過排放套件68。排放套件68包括至少一個阻流路徑，該阻流路徑允許過程流體從孔70中向大氣中排出，但是是以比排放套件68不在孔70處存在的情況更慢的速度排出。在一個實(shí)施例中，排放套件68包括至少一個彎曲流路徑。

為了說明的目的，在孔70處不使用排放套件68的情況下，在過程流體與流量計環(huán)境之間只安置襯墊52。由此，在這種情況下，襯墊52的故障可以導(dǎo)致高壓過程流體從孔70中向環(huán)境釋放，例如，這可以對在流管套件周圍的工作人員造成危險。在一個實(shí)施例中，將排放套件68與流管套件一起使用滿足了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)壓力保持測試，例如在三倍爆裂壓力下的爆裂測試，如IEC 61010中所規(guī)定的。

圖4是排放套件68的概略橫截面透視圖。排放套件68被安裝到導(dǎo)管50的外表面78，接近在內(nèi)表面(即內(nèi)徑72)與外表面78之間形成的孔70。襯墊52輸送其中流過的過程流體80。如同上文中的描述，在工作期間，一些過程流體可以泄漏進(jìn)襯墊52的外徑82與導(dǎo)管50的內(nèi)徑72之間的空間。排放套件68提供將過程流體向環(huán)境或大氣84中排出的排放路徑。

在示出的實(shí)施例中，孔70的直徑大約在八分之一英寸到四分之一英寸。然而，也可以使用任何合適的尺寸。配件86位于孔70上面，并且例如通過焊接或者任何其它合適的附著方式固定到導(dǎo)管50的外表面78。配件86具有與孔70對準(zhǔn)的相應(yīng)洞(bore)88。

插頭90安置在配件86的洞88中。插頭90被配置為提供將過程流體向環(huán)境84中排出的阻礙路徑(resistive path)。在示出的實(shí)施例中，插頭90由多孔金屬構(gòu)成，例如(但不限于)根據(jù)粉末冶金過程來制造的不銹鋼。多孔金屬插頭具有比對應(yīng)的非多孔插頭更低的密度，并且被配置為允許過程流體流通過洞88，但是提供對過程流體流的阻力。

在圖4的示例中，配件86包括螺紋接套，其中，一系列螺紋沿洞88的表面設(shè)置。插頭90具有沿著其外表面的對應(yīng)螺紋，使插頭能夠旋入洞88中。在示出的實(shí)施例中，插頭90被旋入配件86中，直到插 頭90的端接觸襯墊52的外表面82，這可以為襯墊52提供結(jié)構(gòu)支持。為防止插頭90與配件86脫離螺紋接合(例如，由于熱循環(huán)和/或振動)，在一個實(shí)施例中，插頭90通過定位焊接(tack welding)或其它合適的附著方式來固定到配件86。

在另一個實(shí)施例中，排放套件68的插頭90由固態(tài)無孔材料形成。穿過排放套件68的阻流路徑沿插頭90與配件86之間的螺紋界面92形成。在一個示例中，配件86與插頭90的螺紋可以具有不同尺寸，從而在它們之間形成間隙，該間隙允許通過螺紋界面92的過程流體通路。

圖5是排放磁流量計的方法100的流程圖。為了說明而不是限制的目的，方法100將在圖3和圖4示出的示例流速計的背景下描述。

在方框102處，提供流管。該流管包括具有內(nèi)表面和外表面的導(dǎo)管(例如導(dǎo)管50)。在方框104處，在導(dǎo)管50中提供孔(例如孔70)。例如，通過鉆通導(dǎo)管50來制造孔70。在方框106處，將襯墊(例如襯墊52)插入導(dǎo)管50中?？蛇x地，還可以執(zhí)行方框108，以將襯墊52與導(dǎo)管50以化學(xué)方式鍵合，用于在襯墊/導(dǎo)管界面處的額外密封。

在方框110處，具有洞(例如洞88)的配件(例如配件86)附著到導(dǎo)管50。例如，配件86可以被焊接到導(dǎo)管50的外表面78。在方框112處，將插頭(例如插頭90)插入配件86中。在方框114處，將插頭90固定到配件86(例如通過定位焊接的方式)以防止插頭90從洞88中脫離。

雖然方法100的方框以特定布置來示出并討論，所示出的布置并不旨在暗示方框的任何特定順序。方框可以以任何合適的順序來執(zhí)行。例如，在一個實(shí)施例中，方框110、112和114中的一個或多個可以在方框104和/或106之前執(zhí)行。

盡管參考優(yōu)選的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以作出形式和細(xì)節(jié)上的修改。