具有凸缘的管道的制作方法

1.本实用新型涉及一种管道并且涉及用于这种管道的凸缘元件。


背景技术：

2.在许多技术领域中，有必要将两个管道元件或轴元件刚性地连接在一起，以形成一个管道或一个轴。为此，凸缘可以用作连接元件。凸缘可以被视为管道元件或轴元件的端部的套环状部分，该套环状部分相对于管道元件或轴元件的延伸方向弯曲约 90
°
，并且可以抵靠连接配对件平坦地布置。换句话说，凸缘可以被视为管道元件或轴元件的端部的环形加宽部，该环形加宽部用于将管道元件或轴元件连接或附接到连接配对件。连接配对件也可以是管道元件或轴元件，但也可以是设备、机器部分、壳体等。通常，具有或不具有螺母的螺栓用于连接。具有凸缘或凸缘元件的管道元件可以形成管道。
3.例如，在轴的情况下，相对大的力或力矩可以通过凸缘传递。在管道的情况下，特别当在管道元件或管道部分的凸缘与连接配对件之间使用密封件时，可以产生不透介质的连接，以使得介质(比如，特别是流体)可以通过作为管路的管道输送。以这种方式，两个管道元件或管道部分可以紧密地连接在一起，但是能够再次非破坏性地分离，以便形成管道或管路。
4.为了能够测量要在管道或管路内输送的介质的特性，可能需要将传感器的传感器元件定位在管道内，以使得传感器元件可以与要输送的介质直接接触。为此，通常例如通过钻孔来穿透管道的管道元件的管壁，以便产生通道开口，通过该通道开口，传感器元件可以被引入到管道元件的内部中。接着，必须密封通道开口，以使得要输送的介质在这点处无法从管道逸出。
5.此处，缺点在于，为了产生通道开口，通常需要独立过程，这可能导致对应的复杂性，从而导致生产成本增加。特别地，在成品管道元件中产生通道开口可能需要相当大的努力。
6.缺点还在于，用于传感器元件的操作并且通常必须通过电缆连接到传感器元件的附加的传感器设备必须从外部在管道元件上布置在通道开口的外部，而传感器元件位于管道元件的内部。这可能需要使用传感器设备的若干电子或机械部件，这些部件通常相对小，并且可能对湿气、污物等敏感，并且因此必须以受保护的方式附接到管道元件的外部。
7.然而，缺点还在于，在通道开口的区域中再次密封管道元件以便与引入通道开口之前一样不透介质可能是极其困难的。在要输送的介质的高压力的情况下和/或在热的和/或侵蚀性的介质的情况下，这可能导致高成本。然而，尽管有这种困难，在传感器元件的通道开口区域中的管道元件的紧密度可能总是存在不确定性，以致于如上所述通过通道开口将传感器元件引入到管道部分中总是产生潜在泄漏点。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是提供一种最初描述的类型的管道，以使得传感器元件可以比
先前所知容易、快速、便宜和/或紧密地引入到管道的内部中。它至少旨在提供这些已知管道的替代方案。
9.根据本实用新型，该目的通过根据本实用新型的管道并且还通过根据本实用新型的凸缘元件来实现。因此，本实用新型涉及一种管道，该管道具有用于在流动方向上输送介质的管道元件并且具有用于将管道元件连接到连接配对件的凸缘元件，其中管道元件具有管道本体，该管道本体具有用于在流动方向上输送介质的介质通道开口，其中凸缘元件具有凸缘本体，该凸缘本体具有用于在流动方向上输送介质的介质通道开口，其中凸缘元件布置在管道元件的一端，其方式为使得介质通道开口至少基本重叠。
10.该管道的特征为传感器元件，该传感器元件布置在凸缘本体中，其方式为使得传感器元件的至少一部分可以与介质接触。换句话说，根据本实用新型，传感器元件没有如先前所知指配给管道元件或管道部分，而是改为指配给连接到管道元件以形成管道或管道部分的凸缘元件。以这种方式，传感器元件可以在生产期间布置在凸缘上或凸缘中，这可以显著简化、加速和/或降低安装成本。凸缘元件接着如先前所知连接到管道元件以形成管道。
11.同时，以这种方式，传感器元件可以布置在凸缘的介质通道开口中，并因此在管道的操作期间与介质接触，以使得它可以检测介质的特性，比如，温度、流速等。为此，传感器元件可以作为独立元件、例如包含电能蓄能器和/或能量产生元件、例如通过例如从介质或环境的流量、温度、温差等收集能量而布置在凸缘的介质通道开口中，并且包含发射器元件、接收器元件或发射器/接收器元件，以便能够执行传感检测，而不需要用于将电能和/或数据传输到凸缘的环境或从凸缘的环境传输电能和/ 或数据的电连接部或其他电缆连接部。实际上，传感器元件可以通过所储存的和/或自生的电能来操作。传感器元件的操作可以是部分到完全自动的和/或通过无线通信而在外部控制。检测到的数据可以通过传感器元件而无线发射到外部。以这种方式，在凸缘中不需要用于传导电缆的传感器通道开口，就可以在一个方向和/或另一方向上传输电能和/或数据或指令，因此没有通道开口需要被密封或者可能构成潜在泄漏点。这特别可以改进或确保紧密性。
12.尽管如此，如下文将更详细地描述的是，传感器通道开口也可以设置在凸缘中，因为这也提供了优点，并且可以部分或完全实现上述特性和优点。
13.根据本实用新型的一个方面，传感器元件布置在凸缘本体中，以使得传感器元件的至少一部分延伸到凸缘元件的通道开口中。这在一些情况下可以改进操作期间对介质的特性的传感检测，因为传感器元件与介质之间的接触面积可以扩大。并且，对于某些特性(比如，流速)，可以有利的或者甚至必要的是，介质流过传感器元件的至少一部分。这可以通过传感器元件突起到介质通道开口中来实现或促进，在操作期间，介质在流动方向上流经该介质通道开口。
14.根据本实用新型的进一步的方面，凸缘元件具有传感器通道开口，该传感器通道开口将凸缘元件的介质通道开口连接到凸缘元件的环境，其中传感器元件的至少一部分布置在传感器通道开口中。如上所述，作为变型，根据本实用新型的这个方面，传感器通道开口穿过凸缘的材料设置，并将凸缘的介质通道开口连接到凸缘的环境。在生产期间，传感器元件可以插入在传感器通道开口中，以使得如上所述，传感器元件可以在操作期间传感检测介质的特性。在这种情况下，此举所需的电能可以特别经由穿过传感器通道开口的电缆来供应。并且，指令可以通过传感器通道开口、特别是经由对应数据电缆而传输到传感器元
件，并且表示测量值的所收集的数据可以从传感器元件传输到凸缘的外部。使用无线或无电缆的能量和/或数据传输在此处可以是有益的，因为凸缘的材料不需要被穿透。并且，因此可以实现导线传导或电缆传导的能量和/或数据传输，这取决于应用，可以较经济、较坚固和/或较耐用。
15.特别地，传感器元件可以通过胶粘或螺纹连接而附接在传感器通道开口中。因此，同时，可以通过粘合剂或螺纹而实现部分到完全的密封。传感器元件也可以从径向外部插入在传感器通道开口中，并且例如通过至少一个附加的固定元件(比如，锁环等) 或者通过自身可以被保持的传感器元件的传感器的至少一个进一步的元件固定，而防止从外部滑出。在这种情况下，传感器通道开口相对于传感器元件的对应接近的尺寸可以实现某紧密度。在任何情况下，密封元件的附加使用可以是有利的，该密封元件可以布置在传感器元件与传感器通道开口之间，并且具有不透介质的作用。
16.根据本实用新型的进一步的方面，传感器通道开口至少基本垂直于介质的流动方向延伸。这可以例如通过钻孔而简化传感器通道开口的生产。并且，这可以促进垂直于介质的流动方向定向的传感器元件的布置。此外，凸缘本体的材料中的传感器通道开口在介质的流动方向上所需的空间可以因而保持尽可能小，以使得凸缘元件可以在介质的流动方向上保持尽可能平坦。这可以允许使用如所描述的传感器元件，而不需要基本改变先前使用的凸缘元件的设计。
17.根据本实用新型的进一步的方面，传感器通道开口被配置为凸缘本体中的孔。这可以简化如上所述的凸缘元件的生产。
18.根据本实用新型的进一步的方面，凸缘元件具有脉动阻尼室，该脉动阻尼室被配置为凸缘本体内部朝向介质通道开口开放的凹部。这也可以通过凸缘元件产生介质的脉动阻尼的可能性，以使得介质中的脉动可以在没有进一步措施的情况下被阻尼。特别地，此功能可以附加地由凸缘元件发挥，以使得不需要附加的脉动阻尼元件，这些脉动阻尼元件构成了附加成本，并且特别可能提高附加的潜在泄漏点的风险。
19.根据本实用新型的进一步的方面，脉动阻尼室包括亥姆霍兹共振器或阻尼膜。对应特性和优点因此可以通过凸缘元件或管道来实现。
20.根据本实用新型的进一步的方面，脉动阻尼室与传感器通道开口直接相反地布置。以这种方式，脉动阻尼室可以通过径向相反的传感器通道开口从径向内部引入到凸缘本体的材料中，以使得这不需要例如从径向外部在脉动阻尼室一侧进行。在这种情况下，脉动阻尼室将必须在径向外部再次闭合，这可能需要附加成本，该附加成本可以通过从径向内部朝向外部引入来避免。这也可能导致进一步的潜在泄漏点。
21.根据本实用新型的进一步的方面，脉动阻尼室被配置为凸缘本体中穿过传感器通道开口的孔。以这种方式，上述的本实用新型的方面可以特别容易实现，因为孔只需要足够宽以允许在一个工作步骤中形成传感器通道开口与脉动阻尼室两者。
22.根据本实用新型的进一步的方面，凸缘元件具有传感器接纳器，该传感器接纳器至少基本接纳传感器壳体。换句话说，可以与传感器元件并且在一些情况下与进一步的元件(比如，分析电子器件、数据传输装置、电能蓄能器等)一起形成传感器并且以受保护的方式接纳这些元件的传感器壳体也可以由凸缘元件接纳且固持。以这种方式，包含传感器元件的完整传感器可以在生产期间布置在凸缘元件上，并且在后续安装步骤中与凸缘元件一
起布置在管道元件上。这可以相应地简化、加速和/或降低生产成本。
23.根据本实用新型的进一步的方面，传感器接纳器与凸缘本体一体形成。这可以改进传感器接纳器和接纳在其中的传感器与凸缘元件一起的保持。这也可以简化生产。
24.根据本实用新型的进一步的方面，至少部分被传感器接纳器和传感器通道开口包围的容积连接在一起。这可以在引入传感器和凸缘本体的传感器接纳器时允许或促进通过传感器通道开口直接插入传感器元件，因此这可以在一个工作步骤中进行。
25.根据本实用新型的进一步的方面，传感器接纳器的至少一部分直接径向布置在传感器通道开口的外部。这可能有利于本实用新型的上述方面。
26.根据本实用新型的进一步的方面，管道元件和凸缘元件分开生产并且接着连接在一起形成管道。这可以简化生产。管道元件的一端与凸缘元件之间的连接可以优选通过物质结合来产生，以便在这点产生尽可能稳定耐用的不透介质的连接。取决于应用，这可以通过例如结合或焊接、特别是通过激光焊接或等离子焊接而进行。管道元件和凸缘元件可以以这种方式一起接合为管道形式的单件组件。
27.本实用新型还涉及一种用于如上所述的管道的凸缘元件，其中凸缘元件具有用于在流动方向上输送介质的具有介质通道开口的凸缘本体，其中凸缘元件被配置成布置在管道元件的一端，以使得凸缘元件的介质通道开口至少基本与管道元件的用于在流动方向上输送介质的管道本体的介质通道开口重叠，其中凸缘本体被配置成接纳传感器元件，以使得传感器元件的至少一部分可以与介质接触。以这种方式，可以产生凸缘元件，以使得可以生产如上所述的根据本实用新型的管道。
28.换句话说，现代(铝)凸缘可以保持其原始厚度，但在侧面具有附加出口。整个轮廓(凸缘和出口)单件地制成，并且因此不含有任何(附加的)潜在泄漏点。实际测量单元可以从侧面插入，并且如果包含在自身的壳体中，那么可以被封装或压配合。此外，由于必要的侧向加工的类型，流体脉动阻尼室可以“成本中立”地引入凸缘中，或者“开放的”或者在存在附加插入的亥姆霍兹谐振器、阻尼膜等的情况下。以这种方式，可以如上所述产生低成本的管道，因为生产可以用比先前所知少的工艺步骤进行。并且，可以减少密封点的数量。
附图说明
29.将在下文结合附图论述本实用新型的示例性实施例和进一步的优点，在附图中：
30.图1示出了穿过根据本实用新型的凸缘元件截取的示意性纵向截面；以及
31.图2示出了穿过根据本实用新型的管道截取的示意性纵向截面。
32.附图标记清单
33.a
ꢀꢀ
介质流动方向
34.r
ꢀꢀ
径向方向
35.x
ꢀꢀ
纵向轴线
[0036]1ꢀꢀ
凸缘元件
[0037]
10 凸缘本体
[0038]
11 介质通道开口
[0039]
12 管道接纳器
[0040]
13 引导元件
[0041]
14 (侧向)传感器通道开口
[0042]
15 (侧向)传感器接纳器
[0043]
16 脉动阻尼室
[0044]
17 连接通道开口
[0045]2ꢀꢀ
传感器
[0046]
20 传感器壳体
[0047]
21 传感器元件，测量探头
[0048]
22 插塞套环
[0049]
23 插塞触点
[0050]3ꢀꢀ
管道元件
[0051]
30 管道本体；管壁
[0052]
31 介质通道开口
[0053]
32 连接部；焊接连接部
[0054]4ꢀꢀ
密封元件
[0055]
40 密封元件本体
具体实施方式
[0056]
上述附图的描述是参照圆柱坐标给出的，这些坐标具有纵向轴线x、垂直于纵向轴线x定向的径向方向r以及围绕纵向轴线x延伸的周向方向(未示出)。
[0057]
图1示出了穿过根据本实用新型的凸缘元件1截取的示意性纵向截面。凸缘元件 1由凸缘本体10构成，该凸缘本体由铝制成，例如作为铸造或铣削部分一体生产。如将参照图2更详细解释的是，沿着纵向轴线x，凸缘本体10具有介质通道开口11，介质(例如，流体)可以在流动方向a(或相反方向)上流经该介质通道开口。如也将参照图2更详细解释的是，在图1的图示中，设置了管道接纳器12，该管道接纳器可以接纳管道元件3。管道接纳器12在此处被配置为凹部或凹陷部。
[0058]
在沿着纵向轴线x的相反侧上，管道接纳器12具有引导元件13，该引导元件作为环形突起背离凸缘本体10，并且被配置成被引入到连接配对件(比如，设备(未示出))的对应开口中。参见图2，密封元件4的在周向方向上闭合的密封环本体40 可以围绕引导元件13布置。
[0059]
侧向传感器通道开口14垂直于纵向轴线x或相对于该纵向轴线径向地延伸，并且在图1和图2中被示出为指向左侧。传感器通道开口14作为侧向朝向径向内部的孔被引入到凸缘本体10中，并且因此将介质通道开口11径向地连接到凸缘元件1的环境。在径向外部，侧向传感器接纳器15邻接传感器通道开口14；此接纳器在周向方向(未示出)上并且沿着纵向轴线x形成为显著大于传感器通道开口14，以使得传感器2或其传感器壳体20可以被接纳在其中。如下文将参照图2更详细地描述的是，传感器2的传感器元件21可以以这种方式延伸穿过传感器通道开口14而进入到介质通道开口11中。
[0060]
在钻孔期间，穿过传感器通道开口14在介质通道开口11的径向相反侧上在凸缘本体10的材料中形成进一步的孔，从而形成脉动阻尼室16。脉动阻尼室16可以如图1和图2所示形成为开放的，或者设有亥姆霍兹共振器或阻尼膜(未示出)。以这种方式，可以阻尼流经
介质通道开口11的介质中的脉动。
[0061]
凸缘本体10还具有平行于介质通道开口11延伸的连接通道开口17。连接元件 (例如，螺栓)可以被引导穿过连接通道开口17，以便将凸缘元件1及其连接的管道元件3附接到连接配对件(未示出)，比如，设备。
[0062]
图2示出了穿过根据本实用新型的管道1、3截取的示意性纵向截面。管道1、3 包括上述管道元件3，该管道元件由沿着纵向轴线x延伸的一体的铝制圆柱形管道本体30制成。管道本体30也可以被描述为管壁30。管道本体30的中空内部形成其介质通道开口31，该介质通道开口具有与凸缘本体10的介质通道开口11相同的截面。管道元件3可以包括进一步的元件，比如，保持和连接元件(未示出)等。
[0063]
在安装期间，管道本体30以开放端插入在凸缘本体10的管道接纳器12中。管道本体30和凸缘本体10此处例如通过激光焊接而焊接在一起，以便形成焊接连接部 32形式的物质结合连接部32。这形成了单件管道1、3。
[0064]
接着，上述传感器2从径向外部插入到凸缘元件1的侧向传感器接纳器15中，以使得侧向传感器接纳器15中的传感器壳体20径向地并且在周向方向上并且沿着纵向轴线x位于其上。传感器2可以例如通过胶粘固定在此处。同时，传感器元件21 (也可以被描述为测量探头21)径向向内突起到凸缘本体10的介质通道开口11中，以使得介质可以围绕测量探头21或其测量端头(未示出)流动。这可以允许测量探头21检测介质的特性，例如，其温度、流速等。测量探头21此处被胶粘在传感器通道开口14中，以便实现牢固的保持和不透介质的密封。
[0065]
朝向径向外部，传感器2具有一对插塞触点23，这些插塞触点用于连接对应插塞连接器，例如以用于对传感器2进行电能供应或与其进行数据交换。插塞触点23 被插塞套环22围绕以进行保护。
[0066]
以这种方式，可以生产管道1、3，该管道可以如先前所知通过凸缘1连接到连接配对件。这可以如上所述进行，例如，通过穿过连接通道开口17的螺栓进行。同时，通过上述密封元件4，可以对连接配对件(比如，设备)进行密封。此外，测量探头21可以被布置成使得测量探头21或其测量端头可以够到介质并传感检测介质的至少一个特性。这可以不透介质地进行。同时，这可以相对容易地实现，因为只需要为此加工凸缘元件1，而不是管道元件3。这不仅可以降低生产成本，而且可以避免潜在泄漏点。