CN101682156A - 适配组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种将适配配件焊接到测量装置系统上配件的方法。本发明还提供一种测量装置系统，其具有：第一配件，其包括杆；第二配件，其限定大小设置成接纳第一配件的开口；其中第二配件还限定邻靠面，其中第二配件围绕第一配件定位，使其邻靠面邻靠第一配件的外端，且其中至少一个焊缝将第一配件固定到第二配件。

Description

适配组件及其制造方法

背景技术

1.技术领域

本发明涉及一种适配组件及制造适配组件的方法，且更具体地涉及一种制造与下方螺纹配件协配的螺纹适配件的方法，下方螺纹配件为例如压力表的测量装置的一部分或用于该测量装置。

2.背景技术

诸如用于测量温度和压力的仪器和仪表的测量装置在工业中具有无数用途。各制造商之间的价格竞争是市场中的一个因素。因此，制造商节省材料、劳力等成本对制造商的销售、市场份额和利差具有显著的影响。因此，这些制造商一直需要开发更成本有效的制造技术。

已知例如测量过程介质的压力的压力表。压力表可用于商业和工业应用的多种不同环境中。通常，压力表测量压力并提供压力指示值。压力值通常以模拟形式(例如通过指示器)或数字形式(例如通过电子读数装置)显示。

例如压力表之类的测量装置有时包括插孔配件，通过该插孔配件压力表可以可拆卸地联接到容器或系统以对其内容物进行压力测量。通常，在用于将插孔配件和相关压力表联接到容器/系统(例如储柜、管道、反应器等)和从其拆开的插孔配件的外端上形成有螺纹。例如，许多压力表在用于与螺纹孔或其它螺纹接受器相互作用的插孔配件上包括1/4英寸NPT(美国标准锥管螺纹)螺纹。

但是，在某些情况下，工业应用设计成适应具有不同螺纹规格的表配件，不同螺纹规格例如1/2英寸NPT螺纹对1/4英寸NPT螺纹。在某些情况下，压力表必须设计成在插孔配件上设置适当尺寸的NPT螺纹。通常，想要符合各种工业需求的供应商制造具有用于每种要求的螺纹尺寸的插孔配件的产品。因此，为了满足客户需求，通常的测量装置制造商需要保留各相同产品的库存，例如，具有不同插孔配件的相同压力表，不同插孔配件具有不同螺纹尺寸特征。

在制造具有不同大小/尺寸的插孔配件时，制造商通常制造/提供(source)不同外径的管状材料并在其外表面上加工所需要的螺纹。这样，将不同的插孔配件制成用于附连到单个压力表设计，结果效率显著低下。例如，为了适应不同大小的插孔配件，通常需要相对于下方的规格进行设计变化，例如表壳体可能需要较大的孔和/或较深的空腔来接纳较大的插孔配件。相反，较小的插孔配件可能需要大小/深度减小的孔。因此，不仅需要不同大小的配件，而且可能要包含用于相关的表壳体/组件的不同物料单。这些设计和制造差异对制造工艺和存货成本具有显著影响。事实上，需要保持仅插孔配件尺寸不同的压力表的单独部件的库存使得效率非常低下且成本很高。

通过本发明的组件和方法可以解决和/或克服这些和其它效率低下，并提供改进可能。

发明内容

本发明提供一种有利的适配组件和用于制造有利适配组件的方法。在示例实施例中，本发明提供一种螺纹适配组件及制造螺纹适配器的方法，且该螺纹适配器与作为例如压力表的测量装置的一部分或用于测量装置的下方螺纹配件协配。

本发明提供一种测量装置系统，其包括：第一测量装置的第一配件，其包括杆；第二配件，其限定大小设置成接纳第一配件的开口，第二配件限定邻靠面，其中第二配件围绕第一配件定位，使其邻靠面邻靠第一配件的外端；以及至少一个焊缝，其将第一配件固定到第二配件。

本发明还提供一种测量装置系统，其中第一配件的杆还包括外螺纹。本发明还提供一种测量装置系统，其中第二配件还包括内螺纹，该内螺纹与第一配件的杆的外螺纹螺纹啮合。本发明还提供一种测量装置系统，其中第二配件还包括外螺纹。

本发明还提供一种测量装置系统，其中通过钨极惰性气体(“TIG”)焊接形成将第一配件固定到第二配件的至少一个焊缝。本发明还提供一种测量装置系统，其中通过不使用可操作地与该焊缝关联的填充材料或嵌入材料的焊接形成将第一配件固定到第二配件的至少一个焊缝。

本发明还提供一种测量装置系统，其中第一测量装置是压力测量装置。本发明还提供一种测量装置系统，其中第一测量装置是温度测量装置。

本发明还提供一种测量装置系统，其中杆还包括垫圈，其中垫圈形成第一配件与第二配件之间的密封。本发明还提供一种测量装置系统，其中垫圈是O形环。

本发明还提供一种制造测量装置系统的方法，包括提供第一测量装置的第一配件，其包括杆；提供第二配件，其限定大小设置成接纳第一配件的开口，第二配件限定邻靠面；将第二配件围绕第一配件定位，使第二配件的邻靠面邻靠第一配件的外端；以及将第一配件焊接到第二配件，由此用至少一个焊缝将第一配件固定到第二配件。

本发明还提供一种制造测量装置系统的方法，其中第一配件的杆还包括外螺纹。本发明还提供一种制造测量装置系统的方法，其中第二配件还包括内螺纹，该内螺纹与第一配件的杆的外螺纹螺纹啮合。本发明还提供一种制造测量装置系统的方法，其中第二配件还包括外螺纹。

本发明还提供一种制造测量装置系统的方法，其中通过钨极惰性气体(“TIG”)焊接将第一配件焊接到第二配件。本发明还提供一种制造测量装置系统的方法，其中通过不使用与焊缝可操作地关联的填充材料或嵌入材料的焊接来将第一配件焊接到第二配件。

本发明还提供一种制造测量装置系统的方法，其中第一测量装置是压力测量装置。本发明还提供一种制造测量装置系统的方法，其中第一测量装置是温度测量装置。

本发明还提供一种制造测量装置系统的方法，其中杆还包括垫圈，其中垫圈形成第一配件与第二配件之间的密封。本发明还提供一种制造测量装置系统的方法，其中垫圈是O形环。

本发明还提供一种测量装置系统，其包括：第一测量装置的第一配件，其包括杆，该杆包括外螺纹；第二配件，其限定大小设置成接纳第一配件的开口，第二配件限定邻靠面，且其中第二配件包括外螺纹，其中第二配件围绕第一配件定位，使其邻靠面邻靠第一配件的外端；以及至少一个焊缝，其将第一配件固定到第二配件。

本发明还提供一种测量装置系统，其中杆的外螺纹是1/4英寸NPT螺纹，且其中第二配件的外螺纹是1/2英寸NPT螺纹。

附图说明

为了帮助本领域的普通技术人员制造和使用所披露的系统和方法，参照附图，附图中：

图1是根据本发明的测量装置和适配配件的示例实施例在组装前的正视立体图；

图2是插孔配件及其适配配件的示例实施例的剖视图；

图3是根据本发明的适配配件的示例实施例的正视图；以及

图4是根据本发明的大致沿图3的线A-A截取的剖视图。

具体实施方式

在以下说明书中，分别用相同的标号标示整个说明书和附图中相同的部件。附图不一定是按比例的，且在某些视图中，为了清晰的目的可能对某些部分进行了放大。

现参照附图，且具体参照图1，示出在一实施例中，测量装置10的壳体12紧密配装有插孔配件14，插孔配件14具有用于将测量装置安装到从其进行测量的螺纹孔(未示出)内的螺纹杆16。例如，测量装置10可以是压力测量装置，包括但不限于压力表、压力传感器等。在另一实施例中，测量装置10是温度测量装置。但是，如本领域的技术人员从本文所提供的说明中显而易见的那样，压力或温度测量装置并不是可根据本发明的原理使用的仅有测量装置。

螺纹杆16的外螺纹18使插孔配件14能够连接到与容器、反应器或从其(或对其)进行测量的其它系统相关的螺纹孔内。例如，插孔配件14可以可操作地联接到诸如储柜、管道、加压反应器等的容器。在一实施例中，螺纹杆16的外螺纹18是1/4英寸NPT螺纹。插孔配件14的中心截面通常设有用于接纳扳手和/或与扳手相互作用的一个或多个平坦区域28，以便于测量装置10相对于容器、反应器或其它系统的联接和脱开。

插孔配件14的螺纹杆16还包括外端22。图1和3中还示出适配配件50，该适配配件50包括具有外螺纹54的螺纹部分52。在一实施例中，适配配件50的外螺纹54是1/2英寸NPT螺纹。

参照图2，示出适配配件50围绕插孔配件14的螺纹杆16定位。如图2和4所示，适配配件50构造成限定开口58(图4)，该开口58的大小设置成接纳插孔配件14的螺纹杆16。在一实施例中，开口58是圆柱形开口。

在一实施例中，适配配件50滑动配合在螺纹杆16上，其中螺纹杆16插入开口58内，或开口58围绕螺纹杆16定位，直到螺纹杆16的外端22邻靠适配配件50的邻靠面56为止。在替代实施例中，适配配件50包括当适配配件50围绕螺纹杆16定位时与螺纹杆16的外螺纹18螺纹配合的内螺纹(未示出)，其中适配配件50拧在螺纹杆16上，直到螺纹杆的外端22邻靠适配配件50的邻靠面56为止。

图2和4中所示的适配配件50还包括适配器入口60和适配器孔62。在一实施例中，适配器孔62是圆柱形的。

如图2所示，当适配配件50围绕插孔配件14的螺纹杆16定位直到螺纹杆16的外端22邻靠适配配件50的邻靠面56为止时，适配器孔62通过穿过/通过适配器孔62和插孔入口开口26进入插孔内孔24内而能够测量无论是温度、压力还是某些其它值的情况。在一实施例中，插孔内孔24是圆柱形的。插孔内孔24在插孔配件14内从入口开口26延伸到诸如波顿(Bourden)管等的测量装置机构。在一实施例中，指示器30安装到测量装置10上，通常用于围绕测量装置的中心轴线转动到代表测量装置测量的值(无论是压力、温度还是某些其它条件)的角度位置。未示出测量装置机构的实际元件，因为它们是常规的且不构成本发明的一部分。

在一实施例中，如图2和4所示，适配配件还包括焊接接头64。在一实施例中，如图2所示，当适配配件50围绕插孔配件14的螺纹杆1 6定位直到螺纹杆16的外端22邻靠适配配件50的邻靠面56为止时，焊接接头64与邻近于焊接接头64的插孔配件14最内部部分之间的接触面积构成待要焊接的线。适配配件50的焊接接头64焊接到插孔配件14。焊接之后，通常沿焊接部分之间的线形成焊缝(未示出)。

在替代实施例中，当适配配件50围绕插孔配件14的螺纹杆16定位直到螺纹杆16的外端22邻靠适配配件50的邻靠面56为止时，邻靠面56与邻近于邻靠面56的最内部部分的插孔配件14的外端22之间的接触面积构成要焊接的附加线。适配配件50的邻靠面56焊接到插孔配件14。焊接之后，通常沿焊接部件之间的线形成焊缝(未示出)。在一实施例中，在将适配配件50的邻靠面56焊接到插孔配件14之前，先将适配配件50的焊接接头64焊接到插孔配件14。在另一实施例中，在将适配配件50的焊接接头64焊接到插孔配件14之前，先将适配配件50的邻靠面56焊接到插孔配件14。在将适配配件50的焊接接头64焊接到插孔配件14、且将适配配件50的邻靠面56焊接到插孔配件14时，与仅将焊接接头64焊接到插孔配件14的适配组件相比，或者与仅将邻靠面56焊接到插孔配件14的适配组件相比，改进了焊接适配组件的强度(爆裂压力和最低扭矩)。

该焊接工艺通常是其中通过加热到适当的温度以将基部金属熔化在一起(添加或不添加金属填充材料)来形成聚结的金属连结工艺。如果使用金属填充材料，其熔点和成份通常与基部金属近似相同。焊接工艺的某些变型是钎焊和锡焊。钎焊是其中使用熔点在800°华氏度(425°摄氏度)以上但低于所连结的基部金属的熔点的非铁填充材料金属形成聚结的金属连结工艺。锡焊是其中通过加热到合适温度并通过使用可在800°华氏度(425°摄氏度)以下温度熔化并且其熔点低于所连结的基部金属的熔点的非铁合金形成聚结的金属连结工艺。

通常，没有填充材料或嵌入材料的焊接由于从工艺和最终产品免除了一个构件而使联接构件的成本最低。没有填充材料或嵌入材料的焊接还减少方法步骤和进行焊接的人员在该部件上所需要的技术。没有填充材料或嵌入材料的焊接还使该工艺能够更易于自动或半自动地进行。因此，没有填充材料或嵌入材料的焊接通常是较佳的，只要可能或技术上可行既可。

在本发明的一实施例中，适配配件50的焊接接头64不使用填充材料或嵌入材料而焊接到插孔配件14。在另一实施例中，不使用填充材料或嵌入材料来将适配配件50的焊接接头64焊接到插孔配件14，不使用填充材料或嵌入材料而将适配配件50的邻靠面56焊接到插孔配件14。在另一实施例中，利用不使用填充材料或嵌入材料的钨极隋性气体(“TIG”)焊接而将适配配件50的焊接接头64焊接到插孔配件14。在另一实施例中，利用不使用填充材料或嵌入材料的钨极隋性气体(“TIG”)焊接而将适配配件50的焊接接头64焊接到插孔配件14，利用不使用填充材料或嵌入材料的钨极隋性气体(“TIG”)焊接而将适配配件50的邻靠面56焊接到插孔配件14。

在一实施例中，通过用手或在适当的固定件(未示出)内支承壳体12、插孔配件14和/或适配配件50以机械地将各部件保持在其最终要求的定向来实现各部分的焊接。如果使用的话，支承固定件通常并不需要专门护理来提供不同于焊接领域中通常情况的散热特性或特征。

本发明允许将焊接装置邻近所要焊接的部分之间的接触线放置。在一实施例中，将商业可用的钨电弧焊接器(也称为钨极隋性气体(“TIG”焊接器))(未示出)、并用约75％的氦和约25％的氩的覆盖混合物紧邻所要焊接的部分之间的接触线放置。用于焊接装置或机构的关于气体比率、压力控制比率、包层调节控制等的设定都在商业可用电弧焊典型运行参数范围内。与所要焊接的部件相关的设定值调节属于焊接领域普通技术人员的常规技术。然后在焊接装置与所要焊接的部件之间进行运动。例如，用手或机械地转动固定件和支承的构件来实现该运动以相继地和连续地将焊接线呈递给焊接装置。

在焊接过程中，如果使用的话，焊接机构和固定件将连续使金属构件的相继部分通过由焊接装置施加的热能、加热而熔化。材料的连续搅炼和相互混合致使在冷却时实现分子间的键合。该焊接的特征是仅具有对应于正在焊接的部件之间接触线的单条焊接线。如果利用填充材料或嵌入材料，则金属构件和焊缝的横截面切割会露出两条而不是一条焊接线。上述方法容易适用于手工、半自动或自动焊接。

已经进行了测试来验证，根据本发明实现的焊接是令人满意的。在一实施例中，焊接之后，证实装有焊接到插孔配件14的适配配件50的测量装置能够密封插孔配件14内的介质而没有泄漏。此外，在焊接后达到安全爆裂压力，因为焊接在75,000磅/平方英寸的压力下保持不破裂。在75,000磅/平方英寸的压力下，适配配件50与要从其进行测量的螺纹孔之间的螺纹连结开始失效，但没有来自焊接的适配配件50的失效。

但是，应当理解，可使用诸如市售电阻焊装置的其它类型的焊接装置来代替TIG焊接装置。

在本发明的另一实施例中，至少一个垫圈材料(未示出)放置在螺纹杆16上，从而当适配配件50围绕插孔配件14的螺纹杆16放置直到螺纹杆16的外端22邻靠适配配件50的邻靠面56时，垫圈材料形成适配配件50与螺纹杆16之间的附加密封。在一实施例中，垫圈材料是O形环。

本发明至少一个实施例的一个优点在于，与完整的插孔相比，必须加工到适配配件50上的特征较少。因此，与完整的插孔相比，通常需要较少的加工时间来加工适配配件，于是由此提供成本方面的优点。此外，不同于制造商需要典型的测量装置来保持具有不同插孔配件以用于若干不同类型的螺纹大小的相同产品的库存，本发明提供可围绕插孔配件定位的适配配件，由此降低制造商和供应商的库存要求，且于是提供显著的商业方面优越性。

由于可对上述构造进行多种改变，且可作出本发明的多种不同实施例而不偏离其范围，所以意味着附图和说明书中包含的所有内容都应当诠释为说明性而非限制性含义。在前述内容中预期了其它改型、改变和替代形式。因此，对所附权利要求书进行宽泛地解释成与本发明的范围一致是恰当的。

Claims (22)

1.一种测量装置系统，包括：

第一测量装置的第一配件，所述第一配件包括杆；

第二配件，所述第二配件限定大小设置成接纳所述第一配件的开口，所述第二配件限定邻靠面；

其中所述第二配件围绕所述第一配件定位，使所述邻靠面邻靠所述第一配件的外端，且至少一个焊缝将所述第一配件固定到所述第二配件。

2.如权利要求1所述的测量装置系统，其特征在于，所述第一配件的所述杆还包括外螺纹。

3.如权利要求2所述的测量装置系统，其特征在于，所述第二配件还包括内螺纹，所述内螺纹与所述第一配件的所述杆的所述外螺纹螺纹啮合。

4.如权利要求1所述的测量装置系统，其特征在于，所述第二配件的还包括外螺纹。

5.如权利要求1所述的测量装置系统，其特征在于，通过钨极惰性气体(“TIG”)焊接形成将所述第一配件固定到所述第二配件的所述至少一个焊缝。

6.如权利要求1所述的测量装置系统，其特征在于，通过不使用与所述焊缝可操作地关联的填充材料或嵌入材料的焊接形成将所述第一配件固定到所述第二配件的所述至少一个焊缝。

7.如权利要求1所述的测量装置系统，其特征在于，所述第一测量装置是压力测量装置。

8.如权利要求1所述的测量装置系统，其特征在于，所述第一测量装置是温度测量装置。

9.如权利要求1所述的测量装置系统，其特征在于，所述杆还包括垫圈，其中所述垫圈形成所述第一配件与所述第二配件之间的密封。

10.如权利要求9所述的测量装置系统，其特征在于，所述垫圈是O形环。

11.一种用于制造测量装置系统的方法，所述方法包括：

提供第一测量装置的第一配件，所述第一配件包括杆；

提供第二配件，所述第二配件限定大小设置成接纳所述第一配件的开口，所述第二配件限定邻靠面；

将所述第二配件围绕所述第一配件定位，使所述第二配件的所述邻靠面邻靠所述第一配件的外端；

将所述第一配件焊接到所述第二配件，由此用至少一个焊缝将所述第一配件固定到所述第二配件。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一配件的所述杆还包括外螺纹。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二配件还包括内螺纹，所述内螺纹与所述第一配件的所述杆的所述外螺纹螺纹啮合。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二配件还包括外螺纹。

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，通过钨极惰性气体(“TIG”)焊接将所述第一配件焊接到所述第二配件。

16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，通过不使用与所述焊缝可操作地关联的填充材料或嵌入材料的焊接将所述第一配件焊接到所述第二配件。

17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一测量装置是压力测量装置。

18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一测量装置是温度测量装置。

19.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述杆还包括垫圈，其中所述垫圈形成所述第一配件与所述第二配件之间的密封。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述垫圈是O形环。

21.一种测量装置系统，包括：

第一测量装置的第一配件，所述第一配件包括杆，所述杆包括外螺纹；

第二配件，所述第二配件限定大小设置成接纳所述第一配件的圆柱形开口，所述第二配件限定邻靠面，且其中所述第二配件包括外螺纹；

其中所述第二配件围绕所述第一配件定位，使所述邻靠面邻靠所述第一配件的外端，且至少一个焊缝将所述第一配件固定到所述第二配件。

22.如权利要求21所述的测量装置系统，其特征在于，所述杆的所述外螺纹是1/4英寸NPT螺纹，且其中所述第二配件的所述外螺纹是1/2英寸NPT螺纹。

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