[发明专利]用于过程变送器的阻火器

说明书

技术领域

本发明主要涉及用在工业过程控制系统中的工业过程变送器。更特别地，本发明涉及用于工业过程变送器的阻火器。

背景技术

过程设备用来监测工业过程中使用的过程流体的过程参数，如压力、温度、流量和液位。例如，过程变送器通常用在工业制造设施中的多个位置，监测沿着多种生产线的多种过程参数。过程变送器包括响应于过程参数的物理变化产生电输出的传感器。例如，压力变送器包括产生作为如供水管线、化学容器中的过程流体的压力的函数的电输出的压力传感器。每个过程变送器还包括变送器电子元件，其用于接收和处理传感器的电输出，以便可以本地或远程监测变送器和过程参数。本地监测的变送器包括在过程变送器位置处显示电输出的显示器，如LCD屏。远程监测的变送器包括在控制回路或网络上将电输出传递至诸如控制室之类的中央监控位置的电子元件。通过如此配置，通过在过程控制系统和控制回路中包括自动开关、阀、泵或其它类似部件，可以从控制室调整过程参数。

变送器中的传感器响应于正被监测的过程流体中的物理变化。例如，压力变送器中使用的压力传感器包括柔性传感器元，如膜片或电容器极板。传感器元件通常通过简单的液压系统连接至过程流体，该液压系统将过程流体压力传递至传感器。液压系统包括密封通道，其中传感器元件定位在第一端处，柔性隔离膜片定位在第二端处以接合过程流体。密封通道填充有精确量的液压流体，液压流体在过程流体影响隔离膜片时调整传感器元件的位置。当过程流体的压力改变时，传感器元件的位置改变，导致压力检测信号成比例地变化。

工业过程变送器通常用在具有其中存在具有点燃可能性的多种气体或化学物的环境的设施中运行。例如，变送器通常在其中使用氢气的天然气处理工厂或设施中。可替换地，工业过程变送器可以用来监测本身易燃的过程流体。为了确保整个设施的安全操作，确保工业过程变送器是防爆或防火的，以防止火焰能穿过变送器。例如，变送器内的电子元件可能引起火花，这种火花具有引燃设施环境中的气体或液压通道破裂的情况中的过程流体的可能性。因此，希望确保将变送器的内部连接至外部环境的所有通道都被配置为熄灭或扑灭通过通道传播的火焰。

用于防火密封液压通道的常规配置，如在授权给Walish等并转让给明尼苏达州(MN)Eden Prairie的Rosemount公司的美国专利No.4,970,898中描述的，包括机械加工出穿过诸如法兰或管塞之类的变送器部件的长且窄的圆筒形通路。法兰或管塞通常包括不锈钢板，其具有与提供防火通路所要求的合适长度相称的厚度。防火通路通常为该通路的长度与直径径之比(L/D)以及该通道的周长与面积之比(P/A)的函数。然而，适当的L/D比通常使法兰或管塞的厚度变厚到超过为结构目的通常所要求的厚度。而且，为了机械加工出穿过这种厚板的小直径通路，通常使用电火花加工(EDM)。然而，EDM操作产生熔渣层，熔渣层包括填充孔的一层材料，由板的再铸造材料组成。熔渣脏且难以清理。熔渣还藏匿湿气，这会例如通过改变传感器的电介质干扰压力变送器和液压系统的操作。EDM工艺相对于常规机械加工工艺，如钻孔操作，也是昂贵的。因此，存在对工业过程变送器中的改进的防火通路(特别是较便宜、较小且不贵的防火通路)的需求。

发明内容

本发明涉及用于检测过程控制系统中的过程变量的变送器。过程变送器包括变送器壳体、传感器、变送器电路、通道和阻火器。变送器壳体具有内部空间。传感器设置在所述内部空间内，检测工业过程的过程变量并产生检测信号。变送器电路设置在所述内部空间内并连接至传感器。通道与传感器连通并延伸穿过变送器壳体的内部空间。该通道具有第一横截面轮廓。阻火器定位在该通道中。该阻火器具有不同于第一横截面轮廓的第二横截面轮廓。阻火器在所述通道的内部空间形成具有小于所述通道的第一横截面轮廓的横截面面积的横截面面积的通路。

附图说明

图1示出了过程控制系统的示意图，包括控制室、过程流体源和其中使用本发明的阻火器的管线式过程变送器。

图2示出了图1的过程变送器的局部剖视图，该过程变送器具有隔离管塞，该管塞具有本发明的用在液压隔离通路中的阻火器。

图3A示出了图2的隔离管塞和隔离膜片的如在标注A处截取的局部放大图。

图3B示出了其中插入六边形阻火器的隔离通路的如在图2的截面3B-3B处截取的端视图。

图4示出了图3B的隔离通路和六边形阻火器的如在标注B处截取的局部放大图。

图5示出了其中插入沟槽式阻火器的隔离通路局部放大端视图。