專利名稱：帶有底架的被包覆的工業(yè)過程變送器殼體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)過程變送器，尤其是涉及用于工業(yè)過程變送器的殼體組件及制造所述殼體組件的方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)過程變送器被用于感測、測量、管理和控制工業(yè)處理設(shè)施中的過程。典型地， 工業(yè)過程變送器包括密封且防爆的殼體。這些殼體的內(nèi)部和外部幾何形狀可以是比較復(fù)雜的。在現(xiàn)有技術(shù)中，這些殼體一般是由鋁制成的單件式壓鑄件(one-piece die-casting), 鋁則是特別適合壓鑄的材料。然后需要時(shí)在壓鑄件上進(jìn)行另外的加工，并給鑄件上油漆。然而，鋁是相對活躍的材料，因此對于殼體會暴露到那些活躍的、腐蝕性的材料的特定應(yīng)用來說，不希望使用鋁。上漆及類似涂覆可能是不想要的或者不足以在特定應(yīng)用中保護(hù)鋁材料的殼體。其它材料，像不銹鋼，則不容易被壓鑄，而是代替地需要象熔模鑄造這樣的過程，熔模鑄造與壓鑄相比是相對復(fù)雜和昂貴的過程。此外，壓鑄傾向于留下較粗糙的表面(大于大約125Ra)，而較粗糙的表面對于必需進(jìn)行嚴(yán)格的清潔或消毒處理的衛(wèi)生應(yīng)用來說是不期望的。加工鑄件的所有表面以提高光滑度是一項(xiàng)不期望的耗時(shí)且耗錢的工作。因而，希望有一種替代的工業(yè)過程變送器殼體組件。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一種工業(yè)過程變送器裝置，包括第一金屬材料的殼體底架和第二金屬材料的殼體外皮。所述殼體底架包括大致圓筒形的主體部分；位于殼體底架的主體部分的第一端處或附近的第一周向延伸支撐部件，以及位于殼體底架的主體部分的與第一端相對的第二端處或附近的第二周向延伸支撐部件。所述第一周向延伸支撐部件從大致圓筒形主體部分徑向向外延伸，所述第二周向延伸支撐部件從大致圓筒形主體部分徑向向外延伸。殼體外皮裝配在殼體底架上并與殼體底架的第一和第二周向延伸支撐部件這兩者實(shí)體接觸。殼體外皮在第一和第二周向延伸支撐部件之間與殼體底架隔開。


圖1為工業(yè)過程變送器組件的示意性框圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的工業(yè)過程變送器的透視圖。圖3為工業(yè)過程變送器的一個(gè)實(shí)施例的一部分的分解的、截面透視圖。圖4為圖3的工業(yè)過程變送器的所述部分的截面透視圖。圖5為工業(yè)過程變送器的另一部分的截面圖，其中示出導(dǎo)管。圖6為工業(yè)過程變送器的另一部分的分解透視圖，其中示出頸部。圖7為圖6的工業(yè)過程變送器的所述部分的透視圖。圖8為沿圖7的8-8線截取的、所述工業(yè)過程變送器的截面透視圖。圖9為工業(yè)過程變送器和選定的內(nèi)部電氣部件的1/4斷面透視圖(quartersection perspective view)0圖10為具有蓋的一個(gè)實(shí)施例的工業(yè)過程變送器的一部分的截面透視圖。圖11為沿圖2的11-11線截取的工業(yè)過程變送器的截面圖。圖12為蓋的可選實(shí)施例的一部分的截面圖。圖13為根據(jù)本發(fā)明的制造工業(yè)過程變送器的方法的流程圖。圖14為根據(jù)本發(fā)明的工業(yè)過程變送器的可選實(shí)施例的分解透視圖。圖15為圖14的該實(shí)施例的工業(yè)過程變送器的透視圖。圖16為根據(jù)本發(fā)明的工業(yè)過程變送器的另一可選實(shí)施例的截面圖。
具體實(shí)施例方式一般地，本發(fā)明提供具有不銹鋼外皮和鋁底架(或芯)的工業(yè)過程變送器組件 (也叫做現(xiàn)場設(shè)備組件)，以及制造所述組件的方法。圖1為工業(yè)過程變送器20的一個(gè)實(shí)施例的示意性框圖，所述變送器20包括傳感器22、信號電路M、一個(gè)或多個(gè)饋通沈以及現(xiàn)場終端電路觀。工業(yè)過程變送器組件20操作地連接到電源30并通過通訊線路34連接到控制室32。此外，工業(yè)過程變送器20被安裝在特定區(qū)域以感測、測量、管理及/或控制工業(yè)過程36。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器22是已知結(jié)構(gòu)的壓力傳感器，其定位成與工業(yè)過程36操作地接觸。在可選實(shí)施例中，傳感器22可構(gòu)造成感測或測量溫度、振動、流動或者幾乎任何其它的與工業(yè)過程36有關(guān)的參數(shù)。傳感器22可以以適合期望被感測或測量的參數(shù)的類型的方式相對于工業(yè)過程36定位。在其它可選實(shí)施例中，傳感器22可被管理、控制工業(yè)過程 36或以別的方式與工業(yè)過程36相互作用的其它裝置或致動器代替。信號電路M操作地連接到傳感器22。來自傳感器22的數(shù)據(jù)信號被送到信號電路對，而信號電路M能夠在這些數(shù)據(jù)信號上完成想要的操作或者用這些數(shù)據(jù)信號完成想要的操作。例如，信號電路M可以根據(jù)特定應(yīng)用的需要而儲存、過濾、壓縮、轉(zhuǎn)變、概括、分析或者以別的方式處理來自傳感器22的原始數(shù)據(jù)。信號電路典型地被相對于工業(yè)過程36 和在工業(yè)過程變送器20內(nèi)部的環(huán)境密封，以便幫助防止損壞或故障?，F(xiàn)場終端電路28位于工業(yè)過程變送器組件內(nèi)，并典型地相對于工業(yè)過程36以及同樣相對于信號電路被密封起來。一個(gè)或多個(gè)饋通26 (看圖9)電連接現(xiàn)場終端電路觀到信號電路對。在一個(gè)實(shí)施例中，饋通沈以常規(guī)方式提供電磁干擾(EMI)過濾?，F(xiàn)場終端電路觀可以儲存、過濾、壓縮、轉(zhuǎn)變、概括、分析或以別的方式處理來自信號電路M的其它信號或數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場終端電路觀經(jīng)由通訊線路34操作地連接到控制室32，使得能夠在現(xiàn)場終端電路28和控制室32之間進(jìn)行通訊。以此方式，數(shù)據(jù)或其它信號可以從現(xiàn)場終端電路28 發(fā)送到控制室32，而指令或其它信號可以從控制室32發(fā)送到現(xiàn)場終端電路28。通訊線路 ；34可以是直接的電線連接、互聯(lián)網(wǎng)連接、局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、虛擬個(gè)人網(wǎng)絡(luò)(VPN)、 無線連接(例如網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò))，或者其它任何合適的通訊連接。此外，現(xiàn)場終端電路觀可以從電源30接受電力輸入，所述電源可以是線電壓、能量采集裝置和能量存儲裝置，或者其它類型的電源。現(xiàn)場終端電路觀所接受的電力可以被分配而被工業(yè)過程變送器組件20的其它部件使用。應(yīng)該注意到，工業(yè)過程變送器20可包括未明確提出的附加部件。例如，可以根據(jù)特定應(yīng)用的需要而設(shè)置提供額外功能的電路。圖2為工業(yè)過程變送器20的透視圖，變送器20包括殼體主體40、接合在殼體主體 40的相對端處的第一和第二蓋42和44、從殼體主體40延伸的導(dǎo)管46以及從殼體主體40 延伸的頸部48。在所示的實(shí)施例中，殼體主體40具有大致圓筒形形狀。導(dǎo)管46和頸部48 沿不同方向從殼體主體40突出。頸部48可至少部分地包含傳感器22，并且可以被安裝到期望的位置以與工業(yè)過程操作地相互作用。頸部48可被固定到所述安裝位置并為工業(yè)過程變送器20的剩余部分提供結(jié)構(gòu)性支撐。導(dǎo)管46可至少部分地容納現(xiàn)場配線，所述現(xiàn)場配線能夠?qū)んw主體40內(nèi)的電路電連接到外部設(shè)備上。在典型的裝配中，導(dǎo)管46連接到另一合適的導(dǎo)導(dǎo)管(未示出)。導(dǎo)管46和頸部48的特別構(gòu)造可以根據(jù)特定應(yīng)用的期望而改變，例如讓頸部48容納特定類型的傳感器22而讓導(dǎo)管46連接成提供一種外部電連接。圖3示出裝配期間殼體主體40的一個(gè)實(shí)施例的分解的、截面透視圖，所述殼體主體包括底架(殼體底架)50和外皮(殼體外皮)52。圖4為圖3的殼體主體40的截面透視圖，示出組裝在一起的底架50和外皮52。如圖3和4所示，底架50包括具有第一端56 和相對的第二端58的大致圓筒形主體M。第一支撐部件(或槽脊(land))60位于第一端 56處或附近，第二支撐部件(或槽脊)62位于第二端58處或附近。第一和第二支撐部件 60和62每一個(gè)都周向延伸并從主體M徑向向外突出，并且其每一個(gè)可以和主體M —體形成。周向延伸的凹陷(或溝槽)64在主體M的外表面處限定在第一和第二支撐部件60和 62之間。第一和第二開口 66和68形成在凹陷64處并穿過主體M。在所示的實(shí)施例中， 第一和第二開口 66和68具有圓形周界。附加的支撐部件(或槽脊)70圍繞第一和第二開口 66和68 (在圖3和4中只能看見圍繞第二開口 68的支撐部件70)限定。每個(gè)附加支撐部件70繞著各自的第一或第二開口 66或68的周界延伸，并從主體討徑向向外延伸。內(nèi)壁72延伸經(jīng)過主體M以將底架50分成兩個(gè)隔室。在所示的實(shí)施例中，壁72限定擱架并位于第一開口 66和第二開口 68之間，從而第一和第二開口 66和68開口通向底架50內(nèi)的不同隔室中。此外，加厚結(jié)構(gòu)74沿著主體M的內(nèi)表面定位以便環(huán)繞第一開口 66。底架50可以由鋁或者另一種合適材料制成。如接著要討論的那樣，底架50可被壓鑄然后被加工以形成期望的構(gòu)造。根據(jù)期望，可以使用合適的加工工藝來限定或成形出第一和第二開口 66和68，支撐部件60、62和70的外表面以及其它部件。在所示的實(shí)施例中，密封部件76 (例如0形環(huán))設(shè)置成凹入底架50的第一支撐部件60和第二支撐部件62的外表面內(nèi)。密封部件76是可選的，S卩，可選實(shí)施例可以省去密封部件。下面討論密封部件76的功能。應(yīng)該注意到，底架50的構(gòu)造可以根據(jù)期望改變而用于特定應(yīng)用。例如，可以省去所述壁72，或者可以加入額外的壁以便在底架50中提供期望數(shù)量的內(nèi)部隔室。此外，開口 66和68的數(shù)量和位置可以根據(jù)期望改變而用于特定應(yīng)用。另外，在其它實(shí)施例中可以設(shè)置更多的從主體M延伸的支撐部件。外皮52構(gòu)造成大致圓筒形的套管。如圖3所示，第一和第二開口 78和80在相對于底架50的第一和第二開口 66和68基本對齊的位置處形成在外皮52中。第一和第二開口 78和80的周界邊緣停靠附加的支撐部件70上。在所示的實(shí)施例中，第一和第二開口 78 和80具有圓形的周界，并具有大于底架50中的相應(yīng)的第一和第二開口 66和68的直徑。如圖4所示，第一和第二唇部82和84由外皮52的相對邊緣形成，第一唇部82與第一支撐部件60相鄰地位于底架50的第一端56處，而第二唇部84與第二支撐部件62相鄰地位于底架50的第二端58處。外皮52可以由不銹鋼或者另一種合適的材料制成。在一個(gè)實(shí)施例中，外皮52的外表面具有近似32Ra的算術(shù)平均表面粗糙度或者比這更光滑。由不銹鋼形成的相對光滑的外表面非常適于用在衛(wèi)生應(yīng)用中，例如食品和飲料工業(yè)，以及用在腐蝕性環(huán)境中，例如近海平臺上。當(dāng)?shù)准?0和外皮52被組裝在一起時(shí)，如圖4所示，外皮52?？扛郊拥闹尾考?70和第一和第二支撐部件60和62的至少一部分上，使得外皮52大致環(huán)繞并覆蓋底架50。 以此方式，外皮52與底架50的第一和第二支撐部件60和62的至少一部分直接實(shí)體接觸。 在底架50的凹陷64與外皮52之間形成空隙或孔腔，從而外皮52在鄰近凹陷64處與底架 50的主體M隔開。第一和第二唇部82和84幫助固定外皮52到底架50上，特別是限制或防止外皮52和底架50之間的端向(endwise)滑動。密封部件76在底架50和52之間形成流體密封件，以降低流體進(jìn)入凹陷64處的空隙的風(fēng)險(xiǎn)。在外皮52和底架50之間的所述空隙中存在流體會令人不期望地加速腐蝕，例如通過原電池效應(yīng)加速腐蝕。圖5為工業(yè)過程變送器20的一部分的截面圖，示出導(dǎo)管46和殼體主體40的一部分。導(dǎo)管46包括主體部分90、帽部分92、轉(zhuǎn)接環(huán)94和密封部件96和98(例如0形環(huán))。 在所示的實(shí)施例中，主體部分90大致為圓筒形形狀并具有軸向延伸的凸緣100。主體部分 90的中心孔腔允許配線或其它部件通過導(dǎo)管46到殼體主體40中。帽部分92固定在主體部分90的一端處。主體部分90的與帽部分92相對的另一端在開口 66處接合到殼體主體 40的底架50。在示出的實(shí)施例中，在導(dǎo)管46的主體部分90和殼體主體40的底架50之間提供螺紋接合。轉(zhuǎn)接環(huán)94環(huán)繞主體部分90的一部分并定位成與凸緣100相鄰，并在凸緣 100和殼體主體40的外皮52之間。轉(zhuǎn)接環(huán)94具有抵靠外皮52放置的鞍形內(nèi)表面102。因?yàn)橥馄?2是大致圓筒形的，鞍形的內(nèi)表面102允許轉(zhuǎn)接環(huán)94與外皮52的相鄰部分緊密配合。密封部件98在轉(zhuǎn)接環(huán)94和外皮52之間形成流體密封件。在示出的實(shí)施例中，密封部件98位于轉(zhuǎn)接環(huán)94中的凹陷內(nèi)。轉(zhuǎn)接環(huán)94的外表面104定位成與內(nèi)表面102相對并大致是平坦的。主體部分90的凸緣100定位成鄰近外表面104，而密封部件96在它們之間形成流體密封件。在示出的實(shí)施例中，密封部件96位于凸緣100中的凹陷內(nèi)。密封部件96 和98幫助降低流體通過開口 66和78進(jìn)入殼體主體40的風(fēng)險(xiǎn)。圖6為工業(yè)過程變送器20的另一部分的分解透視圖，示出殼體主體40、頸部48和轉(zhuǎn)接環(huán)110。圖7為組裝在一起的圖6的工業(yè)過程變送器20的所述部分的透視圖。圖8為沿圖7的8-8線截取的工業(yè)過程變送器20的截面透視圖。在所示的實(shí)施例中，頸部48具有大致圓筒形形狀，具有遠(yuǎn)端112和近端114。頸部48的近端114帶有螺紋。肩部116鄰近在近端114處的所述螺紋形成。頸部48可構(gòu)造成包含傳感器22的一部分。頸部48的特別構(gòu)造可以根據(jù)期望改變以用于特定應(yīng)用，例如容納特定類型的傳感器或者其它部件。頸部48可以由不銹鋼制成。在該實(shí)施例中，轉(zhuǎn)接環(huán)110限定鞍形內(nèi)表面118和構(gòu)造成與頸部48的肩部116配合的相對的外表面120。外表面120具有大致平坦輪廓。因?yàn)闅んw主體40的外皮52是大致圓筒形的，鞍形內(nèi)表面118允許轉(zhuǎn)接環(huán)110與外皮52的相鄰部分緊密配合。轉(zhuǎn)接環(huán)110 還限定了頸部48的近端114能夠通過的中心開口。在示出的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)接環(huán)110的外徑等于頸部48鄰近肩部116處的外徑。轉(zhuǎn)接環(huán)110可由不銹鋼制成。當(dāng)組裝時(shí)，頸部48的近端114在開口 68處螺紋接合到殼體主體40的底架50。頸部48的一部分穿過轉(zhuǎn)接環(huán)110。轉(zhuǎn)接環(huán)110位于殼體主體40的外皮52和頸部48的肩部 116之間，同時(shí)內(nèi)表面118接觸外皮52而外表面120在肩部116處接觸頸部48。在外皮52 和轉(zhuǎn)接環(huán)110之間，以及在肩部116處在轉(zhuǎn)接環(huán)和頸部48之間形成焊接接頭122。焊接接頭122可以形成密閉密封，以降低流體通過開口 68和80進(jìn)入殼體主體40的風(fēng)險(xiǎn)。此外， 轉(zhuǎn)接環(huán)110的內(nèi)表面118的鞍形形狀允許與外皮52的圓筒形形狀的緊密配合，同時(shí)呈現(xiàn)出大致平坦的外表面120以允許頸部48旋轉(zhuǎn)而使近端114與底架50無障礙地螺紋接合。圖9為工業(yè)過程變送器20的1/4斷面透視圖。在如圖所示的實(shí)施例中，電饋通沈螺紋接合穿過壁72以在底架50限定的分開的隔室之間提供電連接。為了特定應(yīng)用，可以根據(jù)需要設(shè)置任意數(shù)目的電饋通26。所述饋通可構(gòu)造成使得密封的且防爆擋板存在于饋通沈所跨過的隔室之間，同時(shí)仍然能夠穿過壁72在隔室之間提供電連接。這允許一個(gè)隔室中的電路(例如信號電路24)被電連接到另一個(gè)隔室中的電路(例如現(xiàn)場終端電路觀)。圖10為工業(yè)過程變送器20的一部分的截面透視圖，其中示出殼體主體40與一個(gè)實(shí)施例的蓋42接合。在所示的實(shí)施例中，蓋42形成為單個(gè)的、實(shí)心體。所述蓋包括大致盤形的中心部分1 和凸緣128。所述蓋42可由不銹鋼制成。在所示的實(shí)施例中，凸緣128 為環(huán)形形狀并從中心部分126的周邊延伸。面向徑向外側(cè)的螺紋130形成在凸緣1 上， 用于和底架50接合。肩部132形成在凸緣1 上鄰近螺紋139處。密封部件134(例如0 形環(huán))位于蓋42的肩部132，從而當(dāng)蓋42完全固定到殼體主體40時(shí)，密封部件132既鄰接蓋42的肩部132也鄰接殼體主體40的外皮52的唇部82。由此在蓋42和殼體主體40之間形成流體密封件，以降低流體進(jìn)入殼體主體40的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)該注意到，圖2中所示的蓋44 可以構(gòu)造成與蓋42基本相同。圖11為沿圖2的11-11線截取的工業(yè)過程變送器20的截面圖。如圖11所示，工業(yè)過程變送器20被完全組裝，其中兩個(gè)蓋42和44接合在殼體主體40的相對端處，傳感器 22安裝在頸部48處，而信號電路M和現(xiàn)場終端電路28位于殼體主體40內(nèi)不同的隔室中。 頸部48開口通向殼體主體40的一個(gè)隔室，而導(dǎo)管46開口通向不同的隔室。在操作期間， 由于在連接到導(dǎo)管46的導(dǎo)管中存在流體，流體有時(shí)通過導(dǎo)管46進(jìn)入殼體主體40。然而，壁 72幫助將信號電路M和傳感器22從通過導(dǎo)管46引入到殼體主體40的流體隔離開。圖12為可選實(shí)施例的蓋136的一部分的截面圖。蓋136構(gòu)造成以類似于蓋42和 44的方式接合殼體主體40。然而，與作為單個(gè)實(shí)心體相反，蓋136包括蓋底架138和蓋外皮140。蓋底架138包括大致盤形的中心部分142和環(huán)形凸緣144。第一支撐部件(或槽脊)146形成在中心部分的外徑處或外徑附近，一個(gè)或多個(gè)附加支撐部件(或槽脊)148形成在中心部分142上徑向內(nèi)的位置處。支撐部件146和148大致定位成鄰近蓋底架138的角部，以及蓋外皮140被期望支撐的任何其它位置。凹陷(或溝槽)150限定為與支撐部件 146和148相鄰。蓋底架138可以由鋁或另一合適材料制成。蓋外皮140具有形成在其周界的唇部152。蓋外皮140可以由不銹鋼或者另一種合適的材料制成。在一個(gè)實(shí)施例種，蓋外皮140的外表面具有近似32Ra的算術(shù)平均值表面粗糙度或者比這更光滑。由不銹鋼形成的較光滑的外表面非常適于用在衛(wèi)生應(yīng)用和腐蝕性環(huán)境中。
當(dāng)蓋底架138和蓋外皮140被組裝在一起，蓋外皮140?？恐尾考?46和148 的至少一部分上，使得蓋外皮140基本覆蓋和環(huán)繞蓋底架138。以此方式，蓋外皮140與蓋底架138的支撐部件146和148的至少一部分直接實(shí)體接觸。在蓋底架138的凹陷150和蓋外皮140之間形成空處或孔腔，從而蓋外皮140在凹陷150附近與蓋底架138的中心部分142隔開。唇部152幫助固定蓋外皮140到蓋底架138上。圖13為在使用殼體主體40和蓋136的實(shí)施例中，制作工業(yè)過程變送器20的一種方法的流程圖。鑄造配件(步驟200)，配件例如是導(dǎo)管46和頸部48，鑄造殼體底架50 (步驟20 ，以及鑄造蓋底架138(步驟204)。根據(jù)需要，可以同時(shí)或者在不同時(shí)間執(zhí)行步驟 200,202和204。殼體底架50和蓋底架138每一個(gè)可以由鋁壓鑄，或者替代地使用另一種已知鑄造工藝。壓鑄適合使用像鋁這樣的材料，并便于鑄造出典型殼體底架50的相對復(fù)雜的三維形狀，所述典型殼體底架經(jīng)常包括由壁72形成的多個(gè)內(nèi)部隔室，以及像加厚結(jié)構(gòu)74 這樣的特征等?？梢允褂萌魏魏线m的工藝來鑄造配件。在一些實(shí)施例中，像導(dǎo)管46和頸部 48這樣的配件由不銹鋼鑄造。應(yīng)該注意到，在可選實(shí)施例中，步驟200、202和204可涉及注射模制或加工而非鑄造。當(dāng)在步驟202和204中鑄造殼體底架50和蓋底架138以后，每個(gè)底架分別在步驟 206和208中被加工。在步驟206和208中的加工包括將蓋底架138和殼體底架50上的支撐部件(例如支撐部件60、62、70、146、148)加工成期望的尺寸。支撐部件的存在幫助關(guān)注和最終限制補(bǔ)償鑄造操作產(chǎn)生的自然公差變化所需要的加工總量。根據(jù)需要為了特定應(yīng)用，可以在配件、殼體底架50及/或蓋底架138上進(jìn)行額外的加工，例如形成螺紋、形成用于密封件的接受槽、去除多余材料等等。在加工以后，放置密封件(步驟210)，其中密封件例如是密封部件76、96和98。在步驟212和214中分別制作殼體外皮52和蓋外皮140?？梢允褂美乒に?(drawing process)或者任何其它合適工藝來制成外皮52和140。一旦已經(jīng)制成殼體外皮 52，則使用加工工藝或任何其它合適的工藝在外皮52中形成一個(gè)或多個(gè)開口(例如開口 66和68)(步驟216)?？梢栽谇懊婷枋龅哪切┎襟E之前、同時(shí)、或之后執(zhí)行步驟212、214和 216。接下來，殼體外皮52被裝配到殼體底架50上(步驟218)，而蓋外皮140被裝配到蓋底架138上(步驟220)。在一個(gè)實(shí)施例中，使用常規(guī)冷縮配合技術(shù)將外皮52和140分別裝配到底架50和138上，從而外皮52和140緊密并且牢固地停靠在支撐部件60、62、70、 146、148上。在步驟218和220中執(zhí)行的裝配包括提供殼體外皮52相對于殼體底架50的期望對齊，以及蓋外皮140相對于蓋底架128的期望對齊，以便將殼體外皮52中的開口 78 與殼體底架50中的開口 66基本對齊，以及將殼體外皮52中的開口 80與殼體底架50中的開口 68基本對齊。一旦根據(jù)期望放置好，外皮52和140的邊緣被卷起來以形成唇部82、84 和152(步驟222)，以幫助將外皮52和140分別固定到底架50和138。在所示的實(shí)施例中，相對于殼體主體40中的開口(例如開口 78和80)放置轉(zhuǎn)接器(例如轉(zhuǎn)接器104和110)(步驟224)，以及通過轉(zhuǎn)接器將配件擰入成與殼體主體40接合 (步驟226)。在組裝好工業(yè)過程變送器20的結(jié)構(gòu)部件以后，可以安裝電學(xué)部件。安裝電路(例如現(xiàn)場終端電路觀、饋通沈、信號電路M以及傳感器22)(步驟228)。也可以安裝用于特定應(yīng)用的任何其它內(nèi)部部件。然后安裝密封件134(步驟230)，已知類型的螺紋脂(thread compound)(例如螺紋密封膠帶、螺紋鎖緊脂或者螺紋潤滑劑)被施加到殼體主體40及/或蓋136上的螺紋(步驟23 。然后通過螺紋固定蓋底架138到殼體底架50使蓋136與殼體主體40接合，從而密封件134在蓋136和殼體主體40的界面處提供流體密封件(步驟 234)。應(yīng)該注意到，在可選實(shí)施例中，上面描述的方法可包括沒有明確提出的額外步驟。 此外，例如通過用蓋42和44代替蓋136，可以省去特定步驟。根據(jù)本發(fā)明可以想到許多工業(yè)過程變送器的可選實(shí)施例。圖14為處于組裝期間的工業(yè)過程變送器20’的可選實(shí)施例的分解透視圖，圖15為工業(yè)過程變送器20’的透視圖。 在所示的實(shí)施例中，殼體底架50’與頸部48’整體形成。頸部48’和殼體底架50’可以由鋁壓鑄在一起作為一體結(jié)構(gòu)。在其它方面，殼體底架50’和頸部48’與前面描述的殼體底架50和頸部48相似。殼體外皮52’可以由具有近似32Ra的算術(shù)平均表面粗糙度或更光滑的較平的不銹鋼片形成，在其上形成頸部部件52N。頸部部件52N可以是大致圓筒形形態(tài)，并具有中心開口，所述中心開口的形狀對應(yīng)頸部48’的形狀?？梢允褂美撇僮骰蛘呷魏纹渌线m的技術(shù)來形成頸部部件52N。然后殼體外皮52’被圍繞殼體底架50’放置。頸部48’被至少部分地插入到頸部部件52N中，從而頸部部件52N大致環(huán)繞并覆蓋頸部48’。殼體外皮52’ 繞殼體底架50’卷繞，殼體外皮52’的相對的第一和第二端52X和52Y定位成彼此相鄰。如圖15中所示，在殼體外皮52’的相鄰的第一和第二端52X和52Y之間做出焊接接頭300，而形成密閉密封。焊接接頭300可以使用鎢極電弧惰性氣體保護(hù)(TIG)焊接、激光焊接或任何其它合適工藝來制成。殼體外皮52’的相對端被卷起以形成唇部82’和84’，頸部部件 52N的遠(yuǎn)端被卷起以形成唇部302。唇部82，、84，和302每一個(gè)幫助固定殼體外皮52’到殼體底架50’。圖16為另一可選實(shí)施例工業(yè)過程變送器20”的截面圖。在所示實(shí)施例中，殼體底架50”設(shè)置成在殼體外皮52”圍繞其定位。殼體底架50”和殼體外皮52”的構(gòu)造可以類似于前面描述的殼體底架50和殼體外皮52。在殼體底架50”中的開口 68”被形成螺紋，大致圓筒形的頸部底架48”被螺紋接合到開口 68”。頸部底架48”可以由鋁或另一種合適的材料制成。頸部外皮400可以由具有近似32Ra的算術(shù)平均表面粗糙度或更光滑的不銹鋼形成，并被圍繞頸部底架48”定位。在頸部外皮400和殼體外皮52”之間形成焊接接頭402， 其形成密閉密封。焊接接頭402可以使用鎢極電弧惰性氣體保護(hù)(TIG)焊接、激光焊接或任何其它合適工藝來制成。在頸部外皮400的遠(yuǎn)端形成唇部404以幫助固定頸部外皮400 到頸部底架48”。應(yīng)該承認(rèn)，本發(fā)明提供許多優(yōu)點(diǎn)和益處。例如，使用由像鋁這樣的材料制成工業(yè)過程變送器底架允許使用相對簡單和便宜的壓鑄技術(shù)，并且由于底架上的支撐部件的構(gòu)造所需要的鑄后加工也相對較少。此外，使用像不銹鋼這樣的材料制成的外皮來覆蓋底架使得具有較好的抗腐蝕性以及衛(wèi)生應(yīng)用性能，以及幫助限制工業(yè)過程變送器的總質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的外皮和底架組成的工業(yè)過程變送器殼體組件幫助降低與使用熔模鑄造或廣泛加工制成的實(shí)心不銹鋼殼體有關(guān)的成本和復(fù)雜性?？紤]到本方面的公開內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到另外的特征和益處。
盡管已經(jīng)參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以不偏離本發(fā)明的范圍作出各種改變以及用等同手段替代本發(fā)明的元件。另外，基于本發(fā)明的教導(dǎo)，可以不偏離其本質(zhì)范圍進(jìn)行許多修改以適應(yīng)特定情況或材料。因此本發(fā)明并非要限制在所公開的特定實(shí)施例中，而是，本發(fā)明包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)過程變送器裝置，包括包括第一金屬材料的殼體底架，其中所述殼體底架包括 大致圓筒形的主體部分；位于殼體底架的主體部分的第一端處或附近的第一周向延伸支撐部件，所述第一周向延伸支撐部件從所述大致圓筒形的主體部分徑向向外延伸；及位于殼體底架的主體部分的與所述第一端相對的第二端處或附近的第二周向延伸支撐部件，所述第二周向延伸支撐部件從所述大致圓筒形的主體部分徑向向外延伸；及殼體外皮，所述殼體外皮包括不同于第一金屬材料的第二金屬材料，殼體外皮裝配在殼體底架上并與殼體底架的第一周向延伸支撐部件和第二周向延伸支撐部件這兩者實(shí)體接觸，其中殼體外皮在第一周向延伸支撐部件和第二周向延伸支撐部件之間與殼體底架隔開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括密封接合在殼體外皮和殼體底架之間的至少一個(gè)0形環(huán)，其中每個(gè)0形環(huán)至少部分地放置在密封凹陷內(nèi)，所述密封凹陷形成在第一周向延伸支撐部件或第二周向延伸支撐部件中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中第一金屬材料包括鋁，以及其中第二金屬材料包括不銹鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中殼體外皮的外表面具有近似32R的算術(shù)平均表面粗糙度或比這更光滑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中殼體底架還包括 內(nèi)壁，其中所述內(nèi)壁隔開第一隔室和第二隔室；及一個(gè)或多個(gè)電饋通，所述電饋通穿過第一隔室和第二隔室之間的所述內(nèi)壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，還包括具有電路的壓力傳感器，所述電路位于殼體底架的第一隔室中并操作地連接到所述一個(gè)或多個(gè)電饋通中的至少一個(gè)；及附加電路，所述附加電路位于第二隔室中并經(jīng)由所述一個(gè)或多個(gè)電饋通操作地連接到壓力傳感器的電路，其中附加電路構(gòu)造成將來自壓力傳感器的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括電連接導(dǎo)管，其中所述電連接導(dǎo)管具有螺紋；及轉(zhuǎn)接器，所述轉(zhuǎn)接器放置成抵靠殼體外皮并具有背離殼體外皮的大致圓筒形部分，其中電連接導(dǎo)管的一部分延伸通過所述轉(zhuǎn)接器并進(jìn)入到殼體外皮的開口中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，還包括形成在轉(zhuǎn)接器和殼體外皮之間的第一焊接接頭；及形成在轉(zhuǎn)接器和電連接導(dǎo)管之間的第二焊接接頭。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中殼體外皮的一部分接合在電連接導(dǎo)管和殼體底架之間的螺紋內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括與殼體底架一體形成的頸部，所述頸部包括所述第一金屬材料， 其中殼體外皮還包括一體的頸部部分和在第一殼體外皮部分和第二殼體外皮部分之間的焊接接頭，所述焊接接頭設(shè)置成與頸部部分相對，及其中所述頸部至少部分地放置在殼體外皮的所述頸部部分內(nèi)，且頸部部分的邊緣被卷起以限定頸部唇部以使頸部部分相對于頸部固定。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括固定到殼體底架的頸部，所述頸部包括所述第一金屬材料；包括不銹鋼的頸部套管，其中所述頸部至少部分地放置在頸部套管內(nèi)，且頸部套管的邊緣被卷起以限定頸部唇部以使頸部套管相對于頸部固定；及形成在頸部套管和殼體外皮之間的焊接接頭。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括 蓋，所述蓋螺紋接合到殼體底架；及密封接合在所述蓋和殼體外皮之間的0形環(huán)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，所述蓋包括包括所述第一金屬材料的蓋底架，所述蓋底架具有螺紋以及鄰近螺紋定位的周向延伸的蓋支撐部件；及包括不銹鋼的蓋外皮，所述蓋外皮裝配在蓋底架上并與蓋底架的周向延伸的蓋支撐部件實(shí)體接觸，其中蓋外皮具有卷起的唇部以鄰近所述周向延伸的蓋支撐部件將蓋外皮固定到蓋底架。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中殼體外皮具有用于鄰近第一周向延伸支撐部件將殼體外皮固定到殼體底架的第一卷起唇部，以及用于鄰近第二周向延伸支撐部件將殼體外皮固定到殼體底架的第二卷起唇部。
15.一種制造工業(yè)過程變送器的方法，所述方法包括步驟 用第一金屬材料鑄造殼體底架；加工出殼體底架的相對的端部的第一周向延伸的外部部分和第二周向延伸的外部部分；提供包括第二金屬材料的殼體外皮；將殼體外皮裝配在殼體底架上，其中殼體外皮與殼體底架的第一周向延伸的外部部分和第二周向延伸的外部部分這兩者實(shí)體接觸；及卷起殼體外皮的相對的邊緣以形成多個(gè)唇部以固定殼體外皮到殼體底架。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中第一金屬材料包括鋁，以及其中殼體底架是壓鑄件。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中殼體外皮是大致圓筒形的，其中在裝配步驟期間殼體外皮沿軸向方向在殼體底架上滑動。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述將殼體外皮裝配在殼體底架上的步驟包括冷縮配合。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括步驟 在殼體外皮中形成一個(gè)或多個(gè)開口。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括步驟將至少部分鞍形的轉(zhuǎn)接器放置在殼體外皮和導(dǎo)管之間；及將所述導(dǎo)管螺紋連接到殼體底架，其中導(dǎo)管的一部分延伸通過轉(zhuǎn)接器以及殼體外皮中的所述開口中的一個(gè)。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中通過將所述導(dǎo)管螺紋連接到殼體底架的步驟， 殼體外皮的一部分被偏轉(zhuǎn)成形成在導(dǎo)管和殼體底架之間的螺紋接合件。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括步驟將至少部分鞍形的轉(zhuǎn)接器放置在殼體外皮和頸部之間，其中所述頸部和轉(zhuǎn)接器每個(gè)包括不銹鋼；將頸部螺紋地附接到殼體底架，其中所述頸部的一部分延伸通過轉(zhuǎn)接器以及殼體外皮中的開口中的一個(gè)；焊接轉(zhuǎn)接器到殼體外皮；及焊接轉(zhuǎn)接器到所述頸部。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括步驟將頸部螺紋地連接到殼體底架，其中頸部的一部分延伸穿過殼體外皮中的開口中的一個(gè)；將包括不銹鋼的頸部外皮圍繞所述頸部放置； 焊接頸部外皮到殼體外皮；及卷起頸部外皮的邊緣以形成頸部外皮唇部以使頸部外皮相對于所述頸部固定。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括步驟 提供有螺紋的蓋；在殼體底架上形成螺紋；在所述蓋和所述殼體外皮之間放置密封件；及將所述有螺紋的蓋接合到所述殼體底架上的所述螺紋上，從而所述密封件密封接合在所述殼體外皮的所述多個(gè)唇部中的一個(gè)和所述蓋之間。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括步驟 用第一金屬材料鑄造蓋底架；提供由不銹鋼制成的蓋外皮； 將蓋外皮裝配在蓋底架上； 卷起蓋外皮的邊緣以固定蓋外皮到所述底架；及將蓋底架螺紋地接合到殼體底架。
26.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中殼體底架包括從大致圓筒形底架主體延伸的一體鑄造的頸部，提供殼體外皮的步驟包括提供大致平坦的不銹鋼片；從大致平坦的片的一部分拉制出大致圓筒形頸部孔； 將殼體底架的頸部放置在頸部孔內(nèi)； 將大致平坦的片繞大致圓筒形的底架主體卷繞；及將被卷繞的所述片的末端焊接在一起。
27.—種工業(yè)過程變送器裝置，包括包括鋁的殼體底架，其中所述殼體底架具有大致圓筒形的主體部分；及內(nèi)壁，其中所述內(nèi)壁分開第一隔室和第二隔室；包括不銹鋼的殼體外皮，殼體外皮裝配在殼體底架上并與殼體底架的至少一部分實(shí)體接觸，其中殼體外皮具有用于鄰近第一端固定殼體外皮到殼體底架的第一卷起唇部，以及用于鄰近相對的第二端固定殼體外皮到殼體底架的第二卷起唇部； 蓋，所述蓋螺紋地接合到殼體底架； 密封接合在所述蓋與殼體外皮之間的0形環(huán)；一個(gè)或多個(gè)電饋通，所述電饋通穿過殼體底架的第一隔室和第二隔室之間的內(nèi)壁； 具有電路的傳感器，所述電路位于殼體底架的第一隔室中并操作地連接到所述一個(gè)或多個(gè)電饋通中的至少一個(gè)；及附加電路，所述附加電路位于第二隔室中并經(jīng)由所述一個(gè)或多個(gè)電饋通操作地連接到傳感器的電路，其中附加電路構(gòu)造成將來自傳感器的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)處。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，所述蓋包括包括鋁的蓋底架，所述蓋底架具有螺紋以及鄰近螺紋定位的周向延伸的蓋支撐部件；及包括不銹鋼的蓋外皮，所述蓋外皮裝配在蓋底架上并與蓋底架的周向延伸的蓋支撐部件實(shí)體接觸，其中蓋外皮具有卷起的唇部以鄰近所述周向延伸的蓋支撐部件將蓋外皮固定到蓋底架。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，所述蓋底架包括 大致圓筒形的主體部分；位于殼體底架的主體部分的第一端處或附近的第一周向延伸支撐部件，所述第一周向延伸支撐部件從所述大致圓筒形的主體部分徑向向外延伸；及位于殼體底架的主體部分的與第一端相對的第二端處或附近的第二周向延伸支撐部件，所述第二周向延伸支撐部件從所述大致圓筒形的主體部分徑向向外延伸，其中殼體外皮與殼體底架的第一周向延伸支撐件和第二周向延伸支撐件這兩者實(shí)體接觸，及其中殼體外皮在一個(gè)或多個(gè)周向延伸的凹陷處與殼體底架隔開。
30.一種工業(yè)過程變送器，包括 包括大致圓筒形的主體部分的殼體；固定到所述殼體的外皮，所述外皮構(gòu)造成覆蓋殼體的至少一部分； 至少部分位于殼體內(nèi)的傳感器；及位于殼體內(nèi)并電連接到傳感器的電子組件。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的工業(yè)過程變送器，其中所述外皮包括不銹鋼，并具有近似 32Ra的算術(shù)平均表面粗糙度或比這更光滑。
全文摘要
一種工業(yè)過程變送器裝置(20；20’；20”)，包括第一金屬材料的殼體底架(50；50’；50”)和第二金屬材料的殼體外皮(52；52’；52”)。所述殼體底架包括大致圓筒形的主體部分(54)；位于殼體底架的主體部分的第一端(56)處或附近的第一周向延伸支撐部件(60)，以及位于殼體底架的主體部分的與第一端相對的第二端(58)處或附近的第二周向延伸支撐部件(62)。第一周向延伸支撐部件從大致圓筒形主體部分徑向向外延伸，第二周向延伸支撐部件從大致圓筒形主體部分徑向向外延伸。殼體外皮裝配在殼體底架上并與殼體底架的第一和第二周向延伸支撐部件這兩者實(shí)體接觸。殼體外皮在第一和第二周向延伸支撐部件之間與殼體底架隔開。
文檔編號G01L19/00GK102483366SQ201080039903
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月8日
發(fā)明者喬治·查爾斯·豪斯勒, 尼古拉斯·約翰·海伍德 申請人:羅斯蒙德公司