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技術 リモートシール型差圧伝送器

出願人 横河電機株式会社
発明者 黒沢亮森下正志
出願日 2001年10月29日 (18年8ヶ月経過) 出願番号 2001-330426
公開日 2003年5月8日 (17年1ヶ月経過) 公開番号 2003-130746
状態 特許登録済
技術分野 流体圧力測定
主要キーワード 規格変更 演算処理ブロック 交換ブロック ダイアフラムシール 接液側 差圧伝送器 圧力伝達媒体 製品完成
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年5月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

装置の各構成要素の取り外し、交換を容易にできるとともに、多様なフランジ規格にも対応できるようなリモートシール型差圧伝送器を得ることを目的とする。

解決手段

プロセスからの圧力をブロック及びフランジの受圧部を介して差圧伝送器へ伝達するリモートシール型差圧伝送器において、前記受圧部で受けた圧力を封入オイルにより前記差圧伝送器側へ伝達するキャピラリチューブと、前記ブロックに固着されるとともに前記ダイアフラムシール型差圧伝送器に固着される一体型ステイフランジとを設けたことを特徴とするダイアフラムシール型差圧伝送器。

概要

背景

従来のリモートシール型差圧伝送器の例を図8に表わす。この図にあって、ブロックBはプロセス側タンク等(図示せず))に設置され、フランジFに固着される。フランジFはブロックBに固着されるとともに、ステイ3に固着される。

更に、ステイSは差圧伝送器10に固着される。このようにして、各々の要素、即ちブロックB、フランジF、ステイS、差圧伝送器10は締結され、リモートシール型差圧伝送器が構成される。

差圧伝送器10は、圧力/差圧センサが内蔵される受圧部11と、受圧部11からの信号を正規化された電気信号増幅変換して出力する増幅部12とから構成される。

このようなリモートシール型差圧伝送器にあって、例えば、タンク液面等は圧力としてブロックB内の受圧ダイアフラムに与えられ、検出された圧力は、内部に充填された封入オイルによって、ブロックBに固着されるフランジF内の連通孔またはキャピラリーチューブ、そして更に、パイプ形状のステイSを介して差圧伝送器10の受圧部11側へ伝達される。

差圧伝送器10は、ステイS側から受圧部11で受けた圧力を増幅部12にて電気信号に変換し、外部へ出力する。

概要

装置の各構成要素の取り外し、交換を容易にできるとともに、多様なフランジ規格にも対応できるようなリモートシール型差圧伝送器を得ることを目的とする。

プロセスからの圧力をブロック及びフランジの受圧部を介して差圧伝送器へ伝達するリモートシール型差圧伝送器において、前記受圧部で受けた圧力を封入オイルにより前記差圧伝送器側へ伝達するキャピラリ・チューブと、前記ブロックに固着されるとともに前記ダイアフラムシール型差圧伝送器に固着される一体型のステイフランジとを設けたことを特徴とするダイアフラムシール型差圧伝送器。

目的

本発明は、上記のような問題を解決するものであり、装置の各構成要素の取り外し、交換を容易にできるとともに、多様なフランジ規格にも対応できるようなリモートシール型差圧伝送器を得ることを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

プロセスからの圧力をブロック及びフランジの受圧部を介して差圧伝送器へ伝達するリモートシール型差圧伝送器において、前記受圧部で受けた圧力を封入オイルにより前記差圧伝送器側へ伝達するキャピラリチューブと、前記ブロックに固着されるとともに前記ダイアフラムシール型差圧伝送器に固着される一体型ステイフランジとを設けたことを特徴とするダイアフラムシール型差圧伝送器。

請求項2

前記ステイフランジは、前記ブロックにボルト締結されるとともに、前記差圧伝送器にボルトで締結されることを特徴とする請求項1記載のリモートシール型差圧伝送器。

請求項3

前記プロセスと前記ブロックとの間に、前記プロセスに接する接液ダイアフラム及び前記接液ダイアフラムと対抗する面に伝達ダイアフラムと、前記接液ダイアフラムと前記伝達ダイアフラムとの裏面を連通する連通孔とが設けられ、前記連通孔に封入オイルが封入される交換ブロックを設置することを特徴とする請求項1または請求項2記載のリモートシール型差圧伝送器。

請求項4

前記交換ブロックは前記ブロックにボルトにより締結されることを特徴とする請求項3記載のリモートシール型差圧伝送器。

請求項5

前記ボルトの内側にはシールリングを設置することを特徴とする請求項4記載のリモートシール型差圧伝送器。

請求項6

前記ブロックの口径を前記プロセス側の口径の最も小さい外径以下としたことを特徴とする請求項3、請求項4または請求項5のいずれかに記載のリモートシール型差圧伝送器。

請求項7

前記交換ブロックに接合される前記接液ダイアフラムの特性を記憶するテーブルを有し、前記テーブルを参照して前記キャピラリ・チューブにより伝達された圧力に応じた電気信号に変換する増幅部を備えたことを特徴とする請求項3、請求項4、請求項5または請求項6のいずれかに記載のリモートシール型差圧伝送器。

請求項8

前記テーブルの内容を選択するスイッチ部を設置したことを特徴とするリモートシール型差圧伝送器。

技術分野

0001

本発明は、工業プラントにおけるタンクの液面等をプロセス量として測定するリモートシール型差圧伝送器に関し、特に、プロセスにおける多様な規格に対応できるようにしたリモートシール型差圧伝送器に関するものである。

背景技術

0002

従来のリモートシール型差圧伝送器の例を図8に表わす。この図にあって、ブロックBはプロセス側(タンク等(図示せず))に設置され、フランジFに固着される。フランジFはブロックBに固着されるとともに、ステイ3に固着される。

0003

更に、ステイSは差圧伝送器10に固着される。このようにして、各々の要素、即ちブロックB、フランジF、ステイS、差圧伝送器10は締結され、リモートシール型差圧伝送器が構成される。

0004

差圧伝送器10は、圧力/差圧センサが内蔵される受圧部11と、受圧部11からの信号を正規化された電気信号増幅変換して出力する増幅部12とから構成される。

0005

このようなリモートシール型差圧伝送器にあって、例えば、タンク液面等は圧力としてブロックB内の受圧ダイアフラムに与えられ、検出された圧力は、内部に充填された封入オイルによって、ブロックBに固着されるフランジF内の連通孔またはキャピラリーチューブ、そして更に、パイプ形状のステイSを介して差圧伝送器10の受圧部11側へ伝達される。

0006

差圧伝送器10は、ステイS側から受圧部11で受けた圧力を増幅部12にて電気信号に変換し、外部へ出力する。

発明が解決しようとする課題

0007

このような従来のリモートシール型差圧伝送器にあっては、フランジFと、差圧伝送器10の受圧部11とを連結するステイSは、ネジまたは溶接等によって固定されていた。

0008

このため、一度このリモートシール型差圧伝送器をプロセスに設置すると、それぞれの構成要素(ブロックB、フランジF、ステイS、差圧伝送器10)の取り外し、交換等がほとんど不可能となっていた。

0009

また、プロセスの種類により多様なフランジ規格があるが、これらの規格に合致させるようにリモートシール型差圧伝送器を構成しようとすると、個別にフランジF、ステイSを用意してリモートシール型差圧伝送器を要求に応じて構成しなければならず、融通性欠けていた。

0010

本発明は、上記のような問題を解決するものであり、装置の各構成要素の取り外し、交換を容易にできるとともに、多様なフランジ規格にも対応できるようなリモートシール型差圧伝送器を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

上記の課題を解決する本発明は次の通りである。
(1)プロセスからの圧力をブロック及びフランジの受圧部を介して差圧伝送器へ伝達するリモートシール型差圧伝送器において、前記受圧部で受けた圧力を封入オイルにより前記差圧伝送器側へ伝達するキャピラリ・チューブと、前記ブロックに固着されるとともに前記ダイアフラムシール型差圧伝送器に固着される一体型のステイフランジとを設けたことを特徴とするダイアフラムシール型差圧伝送器。
(2)前記ステイフランジは、前記ブロックにボルトで締結されるとともに、前記差圧伝送器にボルトで締結されることを特徴とする(1)記載のリモートシール型差圧伝送器。
(3)前記プロセスと前記ブロックとの間に、前記プロセスに接する接液ダイアフラム及び前記接液ダイアフラムと対抗する面に伝達ダイアフラムと、前記接液ダイアフラムと前記伝達ダイアフラムとの裏面を連通する連通孔とが設けられ、前記連通孔に封入オイルが封入される交換ブロックを設置することを特徴とする(1)または(2)記載のリモートシール型差圧伝送器。
(4)前記交換ブロックは前記ブロックにボルトにより締結されることを特徴とする(3)記載のリモートシール型差圧伝送器。
(5)前記ボルトの内側にはシールリングを設置することを特徴とする(4)記載のリモートシール型差圧伝送器。
(6)前記ブロックの口径を前記プロセス側の口径の最も小さい外径以下としたことを特徴とする(3)、(4)または(5)のいずれかに記載のリモートシール型差圧伝送器。
(7)前記交換ブロックに接合される前記接液ダイアフラムの特性を記憶するテーブルを有し、前記テーブルを参照して前記キャピラリ・チューブにより伝達された圧力に応じた電気信号に変換する増幅部を備えたことを特徴とする(3)、(4)、(5)または(6)のいずれかに記載のリモートシール型差圧伝送器。
(8)前記テーブルの内容を選択するスイッチ部を設置したことを特徴とするリモートシール型差圧伝送器。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図1は本発明によるリモートシール型差圧伝送器の構成図である。この図にあって、受圧部11と増幅部12とから構成される差圧伝送器10は、図8に示した従来のものと同様であるので、その詳しい説明は省略する。

0013

本発明は、大きく分けて、前述した差圧伝送器10、ブロック20、ステイフランジ30、キャピラリー・パイプ40より構成される。

0014

ブロック20は、プロセス側Aに凹部が形成され、プロセスA側から圧力を受ける受圧ダイアフラム21によってこの凹部を閉じるように空間Pが構成される。空間Pにはシリコン・オイル等の封入オイルL1が充填され、この封入オイルL1は、連通孔p1,p2を介してブロック20外部へ導出される。

0015

そして、連通孔p2は、接続口22にてキャピラリー・パイプ40と接続する。キャピラリー・パイプ40は、差圧伝送器10の受圧部11に接続される。

0016

具体的には、差圧伝送器10の受圧部11は、高圧側受圧部及び低圧側受圧部を有し、高圧側受圧部で受けた圧力と低圧側受圧部で受けた圧力との差を差圧として検出するが、この例では、キャピラリー・パイプ40は高圧側受圧部に接続するものとする。一方、低圧側受圧部は大気開放であることが多い。

0017

キャピラリー・パイプ40の内部には封入オイルL2が充填されていて、ブロック20の受圧ダイアフラム21で受けた圧力を、連通孔p1,p2内の封入オイルL1、キャピラリー・パイプ40内の封入オイルL2を介し、差圧伝送器10の受圧部11へ伝達する。

0018

そして、差圧伝送器10は、受圧部11で受けた圧力に応じて、内部で信号処理を行って、対応する電気信号を出力する。

0019

ステイフランジ30は、フランジ部31、ステイ部32、連結部33より構成され、これら三つの各部材は一体型の構成とされる。フランジ部31はボルトb1によってブロック20に固着され、連結部33はボルトb2によって受圧部11に固着される。ステイ部32は、ブロック20(フランジ部31)と受圧部11(連結部33)との距離が適度な距離となるような長さに設定される。

0020

このようなステイフランジ30によって、プロセス側のブロック20と、差圧伝送器10側の受圧部11とを締結するので、差圧伝送器10の取り外し、交換、ステイフランジ30の取り外し、交換が格段と容易となる。

0021

ここで、ブロック20側のフランジ部31は、JIS等の規格に合致するフランジと同様の構成となっている。

0022

図2は、差圧伝送器10側の受圧部11の詳しい構成を示すものである。差圧/圧力センサが組み込まれたセンサ部11Sを挟むように、高圧側カバー・フランジ11Hと、低圧側カバー・フランジ11Lがボルトb3、ナットn3により締結される。

0023

そして、高圧側カバー・フランジ11Hと、低圧側カバーフランジ11Lと、センサ部11Sとの間にはガスケット等のパッキンが挟み込まれており、シールされている。

0024

また、ステイフランジ30は、図1と同様、ブロック20と、受圧部11の高圧側カバー・フランジ11にボルトb1,b2により固定されている。

0025

更に、キャピラリー・パイプ40の両端は、高圧側カバー・フランジ11Hと、ブロック20に接合されていて、これにより、受圧ダイアフラム21とブロック20で形成される空間Pが、連通孔p1,p2を介してキャピラリー・パイプ40に接続し、更に、高圧側カバー・フランジ11Hを介してセンサ部11Sに通じる通路ができる。この通路には圧力伝達媒体として封入オイルL1,L2が充填される。

0026

このような構成により、プロセスAからの圧力は、受圧ダイアフラム21が受け、受圧ダイアフラム21の裏側の封入オイルL1に伝達される。封入オイルL1はキャピラリー・パイプ40内部の封入オイルL2を介して受圧部11内のセンサ部11Sに伝達される。センサ部11Sはこれを電気信号に変換し、その信号を増幅部12(図示せず)で正規な信号に変換し、上位の制御機器伝送する。

0027

図3図4図5は、それぞれ、ステイフランジ30の左側面図、正面図、右側面図である。

0028

これらの図に示すように、ステイフランジ30のブロック20側、即ちフランジ部31の形状はJIS等に対応するフランジ形状となっており、JISのフランジ同様、ボルトを通す穴a1,a2,a3,a4が設けられる。

0029

更に、フランジ部31には、このステイフランジ30とブロック20とを締結するボルトを通すボルト穴c1,c2を設ける。

0030

一方、ステイフランジ30の受圧部11側、即ち連結部33には、このステイフランジ30と受圧部11とを締結するボルト穴d1,d2を設ける。

0031

このような本発明による構造を採用することにより、受圧部11が共通となり、客先仕様に合わせたリモートシール差圧伝送器を個々に製作する必要がなくなる。

0032

即ち、図3から図5に示した構造のステイフランジ30を数種類製造しておき、客先からの要求に合わせたステイフランジ30を選択して最後に組み込むことにより、客先の仕様に合致する製品を提供することが可能となる。更に、製品完成後でも、製品設置現場でのフランジ規格変更も特殊な工具を使うことなく、仕様変更が可能となる。

0033

ここで、ステイフランジ30を交換すれば、多様なフランジ規格に対応することが可能であるが、実際のブロック20に接続されるフランジ部31のフランジ口径の変更は困難である。

0034

図6は、フランジ規格はもちろんのこと、フランジ口径も交換することが可能となる、本発明の実施例を示すブロック図である。この例は、ブロック20の接液側、即ちプロセスA側に、交換ブロック50を設置した構造を特徴とするものである。

0035

この交換ブロック50は、接液ダイアフラム51と伝達ダイアフラム52とがが対向して設けられ、各々のダイアフラム51,52の裏側には交換ブロック50との空間Q1,Q2が設けられるとともに、これらの空間を繋ぐ連通孔53が設けられ、これらの空間には封入オイルL3が充填される。

0036

そして、交換ブロック50とブロック20とはボルトb4によって締結され、また、ボルトb4の内側には、シール・リングとしてのOリング22を設置する。この構造により、交換ブロック50とブロック20との間に空間Rが形成され、この空間Rにも圧力伝達媒体体として封入オイルL4を充填する。

0037

このような構造により、プロセスAからの圧力は、交換ブロック50の接液ダイアフラム51が受け、この圧力は、接液ダイアフラム51の裏側の封入オイルL3に伝達され、更に伝達ダイアフラム52と封入オイルL4を介し、ブロック20の接液ダイアフラム21に伝達される。ブロック20から受圧部11への圧力伝達は、図1に示した実施例と同様である。

0038

ここで、ブロック20のフランジ部31を、プロセス口径の最も小さい外径以下に設計しておくようにすることにより、交換ブロック50とステイフランジ30を交換し、空間Rに封入オイルを充填すれば、全てのフランジ規格と口径に対応することが可能となる。

0039

更に、交換ブロック50につき、材質が異なる接液ダイアフラム51が接合される、別個の交換ブロック50を用意することにより、腐食性流体を測定するプロセスにも容易に現場で変更することが可能となる。

0040

その際、接液ダイアフラム51の径や材質が変更されると、差圧伝送器10の出力自体に誤差が発生するが、これは、接液ダイアフラム51の特性が径や材質によって違うことから生じる誤差である。

0041

このような誤差を解消するため、即ち、接液ダイアフラム51の径や材質が異なる交換ブロック50をブロック20に設置しても、誤差が最小となるように、差圧伝送器10の増幅部11内の演算処理によって解消する。この演算処理ブロック図7に示す。

0042

図7にあって、増幅部11内部のCPUは、接液ダイアフラム21、キャピラリー・パイプ40内の封入オイルを介して伝達された圧力を差圧センサ111で受け、演算処理部121にて温度センサ112等からの信号により誤差が最小となる演算を実施し、D/A変換器D/Aを介し、上位の機種に電気信号を出力する。

0043

ここで、予め、交換ブロック50に接合されることが想定される接液ダイアフラム51(ダイアフラムA,B,C)の特性を取得しておき、ダイアフラム特性データとしてテーブルTに記憶しておく。このテーブルTは、EEPROM等を利用する。

0044

その後、接液ダイアフラム51の径と材質に合った特性を、増幅部11等に設定するディップ・スイッチ等のスイッチ手段によってテーブルTを選択することにより、演算処理部113の演算にあっては、最も適合したダイアフラム特性データを使用するので誤差を最小とすることが可能である。

0045

尚、CPUを搭載している差圧伝送器10は、通常、デジタル通信機能も有しているので、ダイアフラムの特性選択は、パーソナルコンピュータまたはターミナルを用いてソフトウェア上での選択も可能である。

発明の効果

0046

本発明のリモートシール型差圧伝送器によれば、差圧伝送器を共通とする一方、客先の仕様に合わせたリモートシール差圧伝送器を個々に製作する必要がなくなる。即ち、仕様の異なるステイフランジを数種類製造しておき、客先からの要求に合わせたステイフランジを選択して最後に組みこむことにより、客先の仕様に合わせた使用の製品を提供することが可能となる。更に、製品完成後でも、製品設置現場でのフランジ規格変更も特殊な工具を使うことなく可能となる。

0047

また、本発明のリモートシール型差圧伝送器によれば、交換ブロックを採用することにより、ブロックをフランジのプロセス口径の最も小さい外径以下に設計しておけば、交換ブロックとステイフランジを交換するだけで、全てのフランジ規格と口径に対応することが可能となる。

0048

更に、本発明のリモートシール型差圧伝送器によれば、交換ブロックに接合されることが想定される接液ダイアフラムの特性をダイアフラム特性データとしてテーブルに記憶しておき、更に、接液ダイアフラムの径と材質に合った特性をスイッチ手段によってテーブルTを選択することにより、演算処理にあって、最も適合したダイアフラム特性データを使用するので誤差を最小とすることが可能である。

図面の簡単な説明

0049

図1本発明によるリモートシール型差圧伝送器を表わすブロック図である。
図2本発明によるリモートシール型差圧伝送器を表わすブロック図である。
図3本発明によるステイフランジの左側面図である。
図4本発明によるステイフランジの正面図である。
図5本発明によるステイフランジの右側面図である。
図6本発明による交換ブロックを用いたリモートシール型差圧伝送器を表わすブロック図である。
図7本発明による差圧伝送器の増幅部の演算処理を表わすブロック図である。
図8従来のリモートシール型差圧伝送器を表わすブロック図である。

--

0050

10差圧伝送器
11 受圧部
11H高圧側カバー・フランジ
11L低圧側カバー・フランジ
12増幅部
20ブロック
21,51接液ダイアフラム
22 接続口
P,p1,p2、Q1,Q2、R 空間
30ステイフランジ
31 フランジ部
32 ステイ部
33 連結部
40キャピラリー・パイプ
50交換ブロック
52 伝達ダイアフラム
53連通孔
111差圧センサ
112温度センサ
121演算処理部
T テーブル
b1,b2,b3,b4ボルト
n3 ナット

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