Manifold inset for a manifold assembly

Abstract

A manifold inset (415i, 1015i, 1115i) is provided. The manifold inset (415i, 1015i, 1115i) including a manifold inset interface (415ic, 1015ic, 1115ic) configured to interface with a manifold body (415b) and a fluid flow surface (415ip, 1015ip, 1115ip) extending to the manifold inset interface (415ic, 1015ic, 1115ic).

Description

MANIFOLD INSET FOR A MANIFOLD ASSEMBLYTechnical Field

[0001] The embodiments described below relate to manifolds, more particularly, to a manifold inset for a manifold assembly.Background

[0002] Manifolds are used in various fluid flow devices to divide and / or combine a fluid flow stream. The fluid flow devices may be fluid flow processing devices, such as fluid flow separators, reactors (e.g., plug flow reactors) , mixers, etc. The fluid flow devices may also include fluid flow measurement devices, such as ultrasonic flowrate, vibratory flow meters (e.g., Coriolis meters) , viscometers, etc. The fluid flow devices may also be a combination of processing and measurement device (s) and / or function (s) . The fluid flow devices may use the manifolds to divide the fluid flow stream for processing or measurement. For example, an inlet manifold may split the fluid flow stream into two or more divided fluid flow streams, where one or more of the divided fluid flow streams are measured, processed and / or the like.

[0003] The fluid flow devices can be costly in various ways. For example, the materials used in the fluid flow devices can be expensive due to fluid flow stream compatibility and performance specification issues. By way of illustration, a material that may be suitable for corrosive fluid and yet has sufficient elasticity for repetitive loading may be expensive. Such materials may also be difficult to form, particularly where surfaces may need to meet smoothness and profile specifications. That is, costs associated with manifold material selection may be significant due to the number of specifications that must be met. Accordingly, reducing the number of specifications that must be met can reduce the costs of the material.

[0004] As can be appreciated, there are additional costs associated with the fluid flow devices. Other costs include manufacturing, such as forming and assembly, installation, maintenance, conversion, and / or replacement costs. As can be appreciated, such costs can be reduced by simplifying the processes involved with the costs. Some of the costs are  associated with the complex forming processes, configurational limitations, and maintenance issues associated with manifolds of the fluid flow devices. For example, manifolds may be difficult to machine to a surface profile specification, may limit the configurability of the device due to the fluid compatibility issues, may be difficult to maintain or convert due being affixed to a pipeline and / or other components of the fluid flow device, and may limit the lifecycle of the fluid flow device due to effects of the fluid on the manifold.

[0005] The foregoing issues can be addressed by making the manifold configurable or to include component parts to address specific causes of these costs. Accordingly, there is a need for a manifold inset for a manifold assembly.Summary

[0006] A manifold inset is provided. According to an embodiment, the manifold inset comprises a manifold inset interface configured to interface with a manifold body and a fluid flow surface extending to the manifold inset interface.

[0007] A manifold assembly is provided. According to an embodiment, the manifold assembly comprises a manifold body configured to couple to a flange and one or more conduits, and a manifold inset coupled to the manifold body.

[0008] A transducer assembly is provided. According to an embodiment, the transducer assembly includes a manifold assembly having a manifold inset and one or more conduits coupled to the manifold assembly.

[0009] A fluid flow device is provided. According to an embodiment, the fluid flow device includes a transducer assembly and a device electronics communicatively coupled to the transducer assembly.

[0010] A method of forming a manifold inset is provided. According to an embodiment, the method comprises forming a manifold inset interface configured to interface with a manifold body and forming a fluid flow surface extending to the manifold inset interface.

[0011] A method of forming a manifold assembly is provided. According to an embodiment, the method comprises forming a manifold body configured to couple to a flange and one or more conduits, forming a manifold inset, and coupling the manifold inset to the manifold body.

[0012] Aspects

[0013] According to an aspect, a manifold inset comprises a manifold inset interface configured to interface with a manifold body and a fluid flow surface extending to the manifold inset interface.

[0014] Preferably, the manifold inset interface being configured to interface with the manifold body comprises the manifold inset interface being configured to interface with a manifold body interface of the manifold body.

[0015] Preferably, the manifold inset interface comprises at least one alignment feature configured to interface with a corresponding at least one alignment feature of the manifold body.

[0016] Preferably, the fluid flow surface extending to the manifold inset interface comprises the fluid flow surface extending to at least one fluid flow orifice configured to interface an inner surface of a conduit.

[0017] Preferably, the at least one fluid flow orifice has a dimension about the same as a dimension of the inner surface of the conduit.

[0018] Preferably, the at least one fluid flow orifice has a shape that corresponds to a shape of the inner surface of the conduit.

[0019] Preferably, the at least one fluid flow orifice forms a flush seam with the inner surface of the conduit when the at least one fluid flow orifice interfaces with the conduit.

[0020] Preferably, the manifold inset interface is further configured to interface with a conduit when the manifold inset interface is coupled with the manifold body.

[0021] Preferably, the manifold inset interface being further configured to interface with the conduit comprises the manifold inset interface being further configured to abut the conduit.

[0022] Preferably, the fluid flow surface is further configured to be bounded by the manifold body where the manifold inset interface interfaces with a manifold body at the fluid flow surface.

[0023] According to an aspect, a manifold assembly comprises a manifold body configured to couple to a flange and one or more conduits, and a manifold inset coupled to the manifold body, the manifold inset being according to the above.

[0024] Preferably, the manifold inset being coupled to the manifold body comprises the manifold inset interface coupled with the manifold body.

[0025] Preferably, the manifold inset being coupled to the manifold body comprises at least one alignment feature coupled with a corresponding at least one alignment feature of the manifold body.

[0026] Preferably, the manifold inset interface is further configured to interface with the one or more conduits.

[0027] According to an aspect, a transducer assembly comprises a manifold assembly having a manifold inset according to the above and one or more conduits coupled to the manifold assembly.

[0028] Preferably, further comprising a flange mechanically coupled to the manifold assembly and configured to couple to a pipeline configured to at least one of provide to and receive from the flange a fluid flow stream.

[0029] According to an aspect, a fluid flow device comprises a transducer assembly according to the above and a device electronics communicatively coupled to the transducer assembly.

[0030] According to an aspect, a method of forming a manifold inset comprises forming a manifold inset interface configured to interface with a manifold body and forming a fluid flow surface extending to the manifold inset interface.

[0031] Preferably, forming the manifold inset interface to interface with the manifold body comprises forming the manifold inset interface to interface with a manifold body interface of the manifold body.

[0032] Preferably, forming the manifold inset interface comprises forming at least one alignment feature to interface with a corresponding at least one alignment feature of the manifold body.

[0033] Preferably, forming the fluid flow surface extending to the manifold inset interface comprises forming the fluid flow surface extending to at least one fluid flow orifice configured to interface an inner surface of a conduit.

[0034] Preferably, the at least one fluid flow orifice has a dimension about the same as a dimension of the inner surface of the conduit.

[0035] Preferably, the at least one fluid flow orifice has a shape that corresponds to a shape of the inner surface of the conduit.

[0036] Preferably, the at least one fluid flow orifice forms a flush seam with the inner surface of the conduit when the at least one fluid flow orifice interfaces with the conduit.

[0037] Preferably, further comprising configuring the manifold inset interface to interface with a conduit when the manifold inset interface is coupled with the manifold body.

[0038] Preferably, further configuring the manifold inset interface to interface with the conduit comprises configuring the manifold inset interface to abut the conduit.

[0039] Preferably, further comprising configuring the fluid flow surface to be bounded by the manifold body where the manifold inset interface interfaces with a manifold body at the fluid flow surface.

[0040] According to an aspect, a method of forming a manifold assembly comprises forming a manifold body configured to couple to a flange and one or more conduits, forming a manifold inset as above, and coupling the manifold inset to the manifold body.

[0041] Preferably, coupling the manifold inset to the manifold body comprises coupling the manifold inset interface with a manifold body.

[0042] Preferably, coupling the manifold inset to the manifold body comprises coupling at least one alignment feature to a corresponding at least one alignment feature of the manifold body.

[0043] Preferably, coupling the manifold inset to the manifold body further comprises positioning the manifold inset interface to interface with the one or more conduits.Brief description of the drawings

[0044] The same reference number represents the same element on all drawings. It should be understood that the drawings are not necessarily to scale.

[0045] FIG. 1 shows a fluid flow device 5 including a manifold assembly having a manifold inset.

[0046] FIG. 2 shows a partial sectional view of a prior art transducer assembly 210 that includes a prior art manifold 215.

[0047] FIG. 3 shows the prior art manifold 215 described with reference to FIG. 2.

[0048] FIG. 4 shows a partial sectional view of a transducer assembly 410 including a manifold assembly.

[0049] FIGS. 5 through 9 show the manifold assembly 415 described with reference to FIG. 4.

[0050] FIG. 10 shows a perspective exploded view of a manifold inset 1015i for a manifold assembly.

[0051] FIGS. 11 and 12 show perspective views of a manifold inset 1115i for a manifold assembly.

[0052] FIG. 13 shows a method 1300 of forming a manifold inset for a manifold assembly.

[0053] FIG. 14 shows a method 1400 of forming a manifold assembly.Detailed Description

[0054] FIGS. 1 –14 and the following description depict specific examples to teach those skilled in the art how to make and use the best mode of embodiments of a manifold inset for a manifold assembly. For the purpose of teaching inventive principles, some conventional aspects have been simplified or omitted. Those skilled in the art will appreciate variations from these examples that fall within the scope of the present description. Those skilled in the art will appreciate that the features described below can be combined in various ways to form multiple variations of a manifold inset for a manifold assembly. As a result, the embodiments described below are not limited to the specific examples described below, but only by the claims and their equivalents.

[0055] FIG. 1 shows a fluid flow device 5 including a manifold assembly having a manifold inset. As shown in FIG. 1, the fluid flow device 5 is a fluid sensing device, or, more particularly, a vibratory meter, comprising a transducer assembly 10 and device electronics 20, although any suitable fluid flow device, transducing elements, electronics, and / or arrangements may be employed. For example, instead of a fluid sensing device, the fluid flow device may be a fluid control device. As shown in FIG. 1, the transducer assembly 10 responds to mass flow rate and density of a process material. The device electronics 20 is connected to the transducer assembly 10 via leads 100 to provide density, mass flow rate, and temperature information over port 26, as well as other information.

[0056] The transducer assembly 10 includes a pair of manifold assemblies 150 and 150', flanges 103 and 103'having flange necks 110 and 110', a pair of parallel conduits 130 and 130', driver 180, resistive temperature detector (RTD) 190, and a pair of pick-off sensors 170l and 170r. The conduits 130, 130’a re vibratory elements and the driver 180 and pick-off sensors 170l, 170r are transducers. Conduits 130 and 130'have two essentially straight inlet legs 131, 131' and outlet legs 134, 134', which converge towards each other at conduit mounting blocks 120 and 120'. The conduits 130, 130'bend at two symmetrical locations along their length and are essentially parallel throughout their length. Brace bars 140 and 140' serve to define the axis W and W' about which each conduit 130, 130’ oscillates. The legs 131, 131' and 134, 134' of the conduits 130, 130' are fixedly attached to conduit mounting blocks 120 and 120' and these blocks, in turn, are fixedly attached to manifold assemblies 150 and 150'. This provides a continuous closed material path through transducer assembly 10.

[0057] When flanges 103 and 103', having holes 102 and 102' are connected, via inlet end 104 and outlet end 104'into a process line (not shown) which carries the process material that is being measured, material enters inlet end 104 of the meter through an orifice 101 in the flange 103 and is conducted through the manifold 150 to the conduit mounting block 120 having a surface 121. Within the manifold assembly 150 the material is divided and routed through the conduits 130, 130'. Upon exiting the conduits 130, 130', the process material is recombined in a single stream within the block 120’ having a surface 121’ and the manifold assembly 150' and is thereafter routed to outlet end 104'connected by the flange 103'having holes 102'to the process line (not shown) .

[0058] The conduits 130, 130' are selected and appropriately mounted to the conduit mounting blocks 120, 120' so as to have substantially the same mass distribution, moments of inertia and Young's modulus about bending axes W--W and W'--W', respectively. These bending axes go through the brace bars 140, 140'. Inasmuch as the Young's modulus of the conduits change with temperature, and this change affects the calculation of flow and density, RTD 190 is mounted to conduit 130'to continuously measure the temperature of the conduit 130’ . The temperature of the conduit 130’ and hence the voltage appearing across the RTD 190 for a given current passing therethrough is governed by the temperature of the material  passing through the conduit 130’ . The temperature dependent voltage appearing across the RTD 190 is used in a well-known method by the device electronics 20 to compensate for the change in elastic modulus of the conduits 130, 130'due to any changes in conduit temperature. The RTD 190 is connected to the device electronics 20 by lead 195.

[0059] Both of the conduits 130, 130' are driven by driver 180 in opposite directions about their respective bending axes W and W' and at what is termed the first out-of-phase bending mode of the vibratory meter. This driver 180 may comprise any one of many well-known arrangements, such as a magnet mounted to the conduit 130' and an opposing coil mounted to the conduit 130 and through which an alternating current is passed for vibrating both conduits 130, 130’ . A suitable drive signal 185 is applied by the device electronics 20, via a lead, to the driver 180. Accordingly, the fluid flow device 5 or, more particularly, the transducer assembly 10, may be viewed as a symmetrically balanced vibratory device.

[0060] The device electronics 20 receives the RTD temperature signal on lead 195, and sensor signals 165 appearing on leads 100 carrying left and right sensor signals 165l, 165r, respectively. The device electronics 20 produces the drive signal 185 appearing on the lead to driver 180 and vibrate conduits 130, 130'. The device electronics 20 processes the left and right sensor signals 165l, 165r and the lead 195 carrying an RTD signal to compute the mass flow rate and the density of the material passing through transducer assembly 10. This information, along with other information, is applied by device electronics 20 over port 26 as a signal.

[0061] As will be explained in more detail in the following, a transducer assembly similar to the transducer assembly 10 shown in FIG. 1 also includes a manifold assembly comprising a manifold inset and a manifold body. Various costs associated with the manifold assembly may be less than costs that are associated with a prior art manifold. An exemplary prior art manifold is described below with reference to FIGS. 2 and 3.

[0062] Prior art manifold

[0063] FIG. 2 shows a partial sectional view of a prior art transducer assembly 210 that includes a prior art manifold 215. The prior art transducer assembly 210 may be similar in function to the transducer assembly 10 described with reference to FIG. 1. Accordingly, the prior art transducer assembly 210 may include components similar to those included in the  transducer assembly 10 described above. For example, the prior art transducer assembly 210 may include sensors similar to the driver 180 and pick-off sensors 170l, 170r described above, although they are not shown for clarity. However, the transducer assembly 10 has a delta shape configuration whereas the prior art transducer assembly 210 has a triangle shape configuration.

[0064] As shown in FIG. 2, the prior art transducer assembly 210 also includes a flange 211 and a conduit 213. A transducer assembly case 210c is shown as being coupled, or more particularly, mechanically affixed to the manifold 215. The prior art transducer assembly 210 and manifold 215 may respectively be similar to the transducer assembly 10 and manifold 150 described with reference to FIG. 1. However, rather than including the manifold assemblies 150, 150’ of FIG. 1, the prior art transducer assembly 210 includes the manifold 215, which is shown in more detail in FIG. 3.

[0065] FIG. 3 shows the prior art manifold 215 described with reference to FIG. 2. As shown in FIG. 3, the manifold 215 is comprised of a single monolithic body. As can be appreciated, the manifold 215 has a relatively substantial mass. Additionally, the manifold 215 has several different surface features that allow it to mate with the flange 211 and the conduit 213.

[0066] Manifold assembly

[0067] FIG. 4 shows a partial sectional view of a transducer assembly 410 including a manifold assembly. As shown in FIG. 4, the transducer assembly 410 has a similar profile shape configuration of a triangle as the prior art transducer assembly 210 described with reference to FIG. 2. However, the transducer assembly 410 does not include the prior art manifold 215 described with reference to FIG. 2. Instead, the transducer assembly 410 is also shown as including a manifold assembly 415, which may be similar to the manifold assembly 150 described above with reference to FIG. 1. That is, both the manifold assembly 415 of FIG. 4 and the manifold assembly 150 of FIG. 1 may not be formed of a single monolithic piece of material. Although not completely depicted in FIG. 4 for clarity, the transducer assembly 410 includes two manifold assemblies and two conduits, although only a flange 411 and a conduit 413 are shown. Also shown is a transducer assembly case 410c that is coupled, or more particularly, mechanically affixed, to the manifold assembly 415.

[0068] A transducer assembly centerline CL410 extends from a coaxial with an axis of symmetry of the flange 411 and an axis of symmetry of the manifold assembly 415, which are not shown for clarity. As shown in FIG. 4, the transducer assembly centerline CL410 extends from the flange 411 and the manifold assembly 415 to an obverse flange and manifold assembly that are not shown. The obverse flange and manifold assembly may also include an axis of symmetry about which they are disposed. As shown in FIG. 4, the flange 411 and the manifold assembly 415 and the obverse flange and manifold assembly may respectively be an inlet and outlet. Alternatively, the flange 411 and manifold assembly 415 and the obverse flange and manifold assembly may respectively be an outlet and inlet. It should be appreciated, that in some embodiments, fluid may flow in both directions.

[0069] A fluid flow is depicted by an arrow pointing towards the flange 411. The surface of the flange 411, conduit 413, and manifold assembly 415 may be defined as by whether or not the surface is exposed to the fluid. For example, the surface that is exposed to the fluid may be described as a wet, inner, and / or the like, surface. The surface that is not exposed to the fluid may be defined as a dry, outer, and / or the like, surface. However, as can be appreciated an inner surface may not be wet if, for example, a surface more interior (e.g., closer to the transducer assembly centerline CL410) prevents the fluid from reaching the inner surface. As is explained in more detail in the following, the manifold assembly 415 includes both wet and dry inner surfaces.

[0070] Referring again to FIG. 4, the manifold assembly 415 is shown as being comprised of a manifold inset 415i and a manifold body 415b. The manifold inset 415i is shown as being coupled to the manifold body 415b. More specifically, the manifold inset 415i is shown as being mechanically affixed to the manifold body 415b, although any suitable coupling may be employed. The manifold inset 415i may be affixed to the manifold body 415b using any suitable means, such as compression fitting, adhesives, welding, brazing, and / or the like. Additionally, or alternatively, the manifold inset 415i may be removably coupled to the manifold body 415b using, for example, compression or friction fitting, couplings, compression sleeves, and / or the like.

[0071] The manifold body 415b is mechanically coupled to the flange 411, the transducer assembly case 410c, and the conduit 413. The manifold body 415b may be mechanically  coupled to the flange 411, the transducer assembly case 410c, and the conduit 413 using any suitable technique. For example, the manifold body 415b may be configured to be affixed, such as brazed, welded, and / or the like, to the flange 411. Additionally, or alternatively, the manifold body 415b may be configured to be removably affixed, such as with adhesive, bolts, couplers, clamps, and / or the like, to the flange 411. The manifold body 415b may similarly be mechanically coupled to the transducer assembly case 410c and the conduit 413.

[0072] The manifold body 415b is shown as having a conical profile or, from a solid body perspective, a conical frustum or frustoconical shape, although any suitable profile and / or body shapes may be employed, such as non-conical profile and / or frustrum shapes such as pyramidal, cylindrical, cubic, and / or the like. As shown in FIG. 4, the manifold body 415b includes a manifold-flange interface 415bf, manifold body shoulder 415bs, and a manifold body truss 415bt. Additionally, or alternatively, the manifold body 415b may not be disposed symmetrically about an axis, but instead may be non-symmetrical, have bends, and / or the like. For example, the manifold assembly 150 shown in FIG. 1, has a bend. Still referring to FIG. 4, as can be seen, the flange 411 is mechanically coupled to the manifold-flange interface 415bf and the transducer assembly case 410c is mechanically coupled to the manifold body truss 415bt.

[0073] In the direction from the flange 411 to the conduit 413, the manifold body shoulder 415bs extends away from the transducer assembly centerline CL410. The manifold body shoulder 415bs may allow the manifold assembly 415 to extend from a relatively small diameter of the manifold-flange interface 415bf to the relatively large diameter of the manifold body truss 415bt. The manifold body truss 415bt provides a case interface surface that interfaces with and supports the transducer assembly case 410c. As shown in FIG. 4, the manifold body truss 415bt is affixed to the transducer assembly case 410c, although any suitable coupling may be employed. The manifold body truss 415bt and the transducer assembly case 410c may be affixed to each other using any suitable technique such as, for example, welding, brazing, adhesion, etc.

[0074] The manifold inset 415i is configured to receive, shape, and convey the fluid flow stream to the manifold body 415b and / or the conduit 413. For example, as shown in FIG. 4, the manifold inset 415i is affixed to the manifold body 415b and the manifold body 415b is  affixed to the conduit 413. Additionally, or alternatively, the manifold inset 415i may be affixed to the conduit 413. In these and other examples, the manifold inset 415i may face the fluid flow to receive, shape, and convey the fluid flow stream to the conduit 413. As can be appreciated, the fluid flow stream may not impinge or otherwise wet a surface of the manifold body 415b. Accordingly, the manifold body 415b may not have any wet surfaces. Instead, only a surface of the manifold inset 415i and the conduit 413 may be wet. Features of the manifold inset 415i and the manifold body 415b are described in more detail in the following.

[0075] Manifold inset and body

[0076] FIGS. 5 through 9 show the manifold assembly 415 described with reference to FIG. 4. As shown in FIGS. 5 through 9, the manifold assembly 415 is comprised of the manifold inset 415i and the manifold body 415b described with reference to FIG. 4. In FIG. 5, a perspective view of the manifold assembly 415 depicts the manifold inset 415i from the perspective of a fluid flow stream. In FIG. 6, a perspective view of a disassembled version of the manifold assembly 415 depicts a conduit facing portion of the manifold inset 415i and a fluid facing portion of the manifold body 415b. FIG. 7 shows a perspective view of the manifold inset 415i. FIG. 8 shows a perspective section view of the manifold assembly 415 whereas FIG. 9 shows a partial plan section view of the manifold assembly 415. As can be appreciated, when the manifold inset 415i and the manifold body 415b are assembled as shown in FIGS. 5, 8, and 9, the fluid facing portion and / or inner surface of the manifold body 415b is not exposed to the fluid flowing through the transducer assembly 410.

[0077] As shown in FIGS. 5 through 9, the manifold assembly 415 includes the manifold inset 415i and the manifold body 415b. The manifold inset 415i and the manifold body 415b are shown as affixed to each other at a manifold assembly interface 415c. The manifold assembly interface 415c is shown in FIG. 6 as being comprised of a manifold inset interface 415ic of the manifold inset 415i and a manifold body interface 415bc of the manifold body 415b. The manifold assembly interface 415c is where the manifold inset interface 415ic and the manifold body interface 415bc engage when the manifold inset 415i and the manifold body interface 415bc are coupled to each other. As can be appreciated, the manifold inset  interface 415ic and the manifold body interface 415bc are complementary. That is, the surfaces are mirror images of each other and are configured to mate together.

[0078] For example, the manifold inset 415i is shown as including two alignment features 415ia that protrude (e.g., “alignment pins” ) from a planar surface of the manifold inset interface 415ic, although more or fewer and / or alternative shapes may be employed to align the manifold inset 415i to the manifold body 415b. For example, additional or alternative to the two alignment features 415ia shown in FIG. 6, an alternative manifold inset 415i may include alignment grooves, through holes, ridges, depressions, lips, chamfers, and / or the like. As can be appreciated, various combinations of alignment features may be employed that do not have the same shape, location, etc.

[0079] The manifold inset 415i also includes two fluid flow orifices 415io that are configured to allow a fluid flow stream to pass through the manifold inset 415i. As shown in FIGS. 5 through 9, the fluid flow orifices 415io are circular, although any suitable shape, such as, for example, square, rectangular, oval, and / or, the like may be employed. As can be appreciated from FIG. 9, the circular shape of the fluid flow orifices 415io are the same as a circular shape of an inner surface of the at least one conduit 413. As can also be appreciated from FIG. 9, a diameter of the fluid flow orifices 415io are the same as a diameter of a conduit inner surface 413i of the conduit 413.

[0080] The manifold inset 415i also includes a fluid flow surface 415ip that is configured to receive, shape, and convey the fluid flow stream to the conduit 413. As can be appreciated from FIGS. 7 and 8, the fluid flow surface 415ip has a parabolic profile shape, although any suitable shape may be employed. As shown, the parabolic profile shape is symmetric about the transducer assembly centerline CL410. The fluid flow surface 415ip therefore has a dish shape, although non symmetric shapes may be employed in alternative manifold insets. The profile of the fluid flow surface 415ip may be selected to, for example, ensure laminar flow, minimal turbulence, and / or the like. The profile shape of the fluid flow surface 415ip is shown as being smooth but can be disjointed in alternative manifold insets. The surface of the fluid flow surface 415ip may be polished, grooved, and / or the like, to achieve desired fluid flow stream characteristics.

[0081] Referring to FIGS. 6 and 8, the manifold body 415b is shown as including the manifold-flange interface 415bf, manifold body shoulder 415bs, and manifold body truss 415bt described above with reference to FIG. 4. In addition, the manifold body 415b includes two manifold conduit holes 415bh. The manifold conduit holes 415bh have a cylindrical shape although any suitable shape may be employed in alternative manifold conduit hole 415bh. As can be appreciated from FIG. 9, a diameter of the manifold conduit hole 415bh is about the same as an outside diameter of the at least one conduit 413. Accordingly, the manifold body 415b or, more particularly, the manifold conduit hole 415bh, may position and / or hold the at least one conduit 413 in a direction orthogonal to the transducer assembly centerline CL410. However, the manifold body 415b may or may not position and / or hold the at least one conduit 413 in a direction parallel to the transducer assembly centerline CL410.

[0082] Referring to FIG. 9, the conduit 413 is shown as abutting the manifold inset 415i. Also shown in FIG. 9, the conduit 413 is welded to the manifold body 415b, which is shown as a weld 413w having a cross section of a weld bead having a frustoconical shape. The weld 413w is formed integrally with the manifold body 415b and the conduit 413. As can be appreciated, the weld 413w may be formed before the manifold inset 415i is coupled with the manifold body 415b. As can also be appreciated, the weld 413w protrudes slightly from a coplanar surface formed by the conduit 413 and the manifold body 415b. Accordingly, the manifold inset 415i may be configured to deform slightly to accommodate the weld 413w. To deform slightly, the manifold inset 415i may be comprised of a deformable material, such as a plastic, relatively soft metal, etc. For example, the manifold body 415b and the conduit 413 may be comprised of stainless steel whereas the manifold inset 415i may be comprised of, for example, polyethylene, polypropylene, aluminum, brass, and / or the like.

[0083] As can also be appreciated from FIG. 9, the fluid flow surface 415ip forms a flush surface with a conduit inner surface 413i. As shown, this is due to the fluid flow orifice 415io of the manifold inset 415i having a diameter that is smaller than a diameter of the manifold conduit hole 415bh. The diameter of the manifold conduit hole 415bh is about a diameter of the outer surface 413o of the conduit 413, although any suitable diameters may be employed where, for example, a press fit, sleeve, wedge, filler, brazing, and / or the like,  may be employed. As can also be appreciated, although the weld 413w is shown as being at the end of the conduit 413, any suitable location may be employed, such as, for example, where friction welding is employed, or on the other side of the manifold conduit hole 415bh, and / or the like.

[0084] The manifold inset 415i and the manifold body 415b are shown as respectively comprising a single integral piece of material, although alternative manifold insets and / or manifold bodies may be comprised of more than one piece. Examples of a manifold inset comprising more than one piece of material are described in the following.

[0085] Partial manifold insets

[0086] FIG. 10 shows a perspective exploded view of a manifold inset 1015i for a manifold assembly. The manifold inset 1015i shown in FIG. 10 may be referred to as a two-piece manifold inset. As shown in FIG. 10, the manifold inset 1015i is comprised of a first partial manifold inset 1015i-1 and a second partial manifold inset 1015i-2. The first and second partial manifold inset 1015i-1, 1015i-2 are shown as displaced from each other for clarity. As can be appreciated, when the first and second partial manifold inset 1015i-1, 1015i-2 are affixed to each other, the manifold inset 1015i has a shape that is very similar to the manifold inset 415i described above with reference to FIG. 6. The manifold inset 1015i therefore includes two alignment features 1015ia that can be used to align the manifold inset 1015i to, for example, the manifold body 415b. The manifold inset 1015i also includes two fluid flow orifices 1015io that serve the same functions as the two fluid flow orifices 415io described above. Similarly, the manifold inset 1015i includes a manifold inset interface 1015ic that is complementary to the manifold body interface 415bc described above as well as a fluid flow surface 1015ip configured to receive, shape, and direct the fluid flow stream described above. As can be appreciated, the fluid flow surface 1015ip has a dish or concave shape that is similar to the fluid flow surface 415ip. However, as can be appreciated, alternative manifold assemblies may not have dish shaped or concave surfaces.

[0087] FIGS. 11 and 12 show perspective views of a manifold inset 1115i for a manifold assembly. The manifold inset 1115i shown in FIGS. 11 and 12 may be referred to as a four-piece manifold inset. As shown in FIGS. 11 and 12, the manifold inset 1115i is comprised of four partial manifold insets that are not specifically enumerated for clarity. In FIG. 11, the  manifold inset 1115i is shown in an exploded or disassembled view. In FIG. 12, the manifold inset 1115i is shown in an assembled view. As can be appreciated, when the four partial manifold insets are affixed to each other as shown in FIG. 12, the manifold inset 1115i has a shape that is somewhat similar to the manifold inset 415i described above with reference to FIG. 6. Accordingly, the manifold inset 1115i includes two alignment features 1115ia that can be used to align the manifold inset 1115i to, for example, the manifold body 415b. Similarly, the manifold inset 1115i also includes a manifold inset interface 1115ic that is complementary to the manifold body interface 415bc described above.

[0088] However, the manifold inset 1115i includes four fluid flow orifice 1115io, instead of two, that serve the same functions as the at least one fluid flow orifice 415io described above. In addition, a fluid flow surface 1115ip configured to receive, shape, and direct the fluid flow stream is slightly different than the fluid flow surface 415ip described above. As can be appreciated, while the fluid flow surface 1115ip has an overall dish-like shape that is somewhat similar to the dish shape of the fluid flow surface 415ip, the four partial manifold insets form ridges 1115ir in the fluid flow surface 1115ip extending radially from an axis of symmetry (illustrated by a centerline) of the manifold inset 1115i. The fluid flow surface 1115ip is therefore comprised of four partial fluid flow surfaces that have asymmetric concave surfaces. The asymmetric concave surfaces may be sections of an ellipsoid, or the like. However, any suitable shape may be employed. The ridges 1115ir and four partial fluid flow surfaces may be configured to receive, shape, and direct a fluid flow stream to a respective fluid flow orifice 1115io. For example, if the ridges were not present, turbulent regions may form between the fluid flow orifice 1115io.

[0089] The manifold inset and manifold assembly

[0090] As is described above, a manifold inset 415i, 1015i, 1115i may comprise a manifold inset interface 415ic, 1015ic, 1115ic configured to interface with a manifold body 415b and a fluid flow surface 415ip, 1015ip, 1115ip extending to the manifold inset interface 415ic, 1015ic, 1115ic. The manifold inset interface 415ic, 1015ic, 1115ic being configured to interface with the manifold body 415b may comprise the manifold inset interface 415ic, 1015ic, 1115ic being configured to interface with a manifold body interface 415bc of the manifold body 415b.

[0091] The manifold inset interface 415ic, 1015ic, 1115ic may comprise at least one alignment feature 415ia, 1015ia, 1115ia configured to interface with a corresponding at least one alignment feature 415ba of the manifold body 415b. The alignment features 415ia, 1015ia, 1115ia and 415ba may ensure that the manifold inset 415i is aligned with the manifold body 415b and the one or more conduits 413. For example, the one or more fluid flow orifice 415io, 1015io, 1115io may be aligned with openings of the one or more conduits 413.

[0092] The fluid flow surface 415ip, 1015ip, 1115ip extending to the manifold inset interface 415ic, 1015ic, 1115ic may comprise the fluid flow surface 415ip, 1015ip, 1115ip extending to at least one fluid flow orifice 415io, 1015io, 1115io configured to interface an inner surface of a conduit 413. As can be appreciated, the fluid flow surface 415ip, 1015ip, 1115ip may be smooth or non-smooth, have a curvilinear profile with concave and / or convex features or non-curvilinear features, such as ridges and peaks, and / or the like. For example, as described above, the fluid flow surface 415ip, 1015ip, 1115ip is smooth and entirely concave as it extends to the manifold inset interface 415ic, 1015ic, 1115ic. As a result, a ridged seam forms where the fluid flow surface 415ip, 1015ip, 1115ip interfaces with the interior surface of the one or more conduits 413. An alternative fluid flow surface may include a convex curvilinear profile that forms a cylindrical surface that interfaces with the manifold conduit hole 415bh at approximately a parallel surface. A smooth surface, rather than a ridged seam, may accordingly form where the alternative fluid flow surface interfaces with the interior surface of the one or more conduits 413.

[0093] As can be appreciated, the at least one fluid flow orifice 415io, 1015io, 1115io may have a dimension about the same as a dimension of the inner surface of the conduit 413. Additionally, or alternatively, the at least one fluid flow orifice 415io, 1015io, 1115io may have a shape that corresponds to a shape of the inner surface of the conduit 413, although any suitable shape may be employed. The at least one fluid flow orifice 415io, 1015io, 1115io forms a flush seam with the inner surface of the conduit 413 when the at least one fluid flow orifice 415io, 1015io, 1115io interfaces with the conduit 413. As can be appreciated, other dimensions, shapes, and seams may be employed, such as an overhang or undercut, fluid shaping features, and / or the like.

[0094] In the above and other embodiments, the manifold inset interface 415ic, 1015ic, 1115ic may be configured to interface with the one or more conduits 413 when the manifold inset interface 415ic, 1015ic, 1115ic is coupled with the manifold body 415b. For example, the manifold inset interface 415ic, 1015ic, 1115ic may be further configured to abut the conduit 413. The fluid flow surface 415ip, 1015ip, 1115ip may be further configured to be bounded by the manifold body 415b where the manifold inset interface 415ic, 1015ic, 1115ic interfaces with a manifold body 415b at the fluid flow surface 415ip, 1015ip, 1115ip. For example, the fluid flow surface 415ip, 1015ip, 1115ip is bounded where the fluid flow surface 415ip, 1015ip, 1115ip meets the manifold-flange interface 415bf and the manifold body interface 415bc and forms seams.

[0095] Accordingly, the manifold assembly 415 comprise the manifold body 415b configured to couple to the flange 411 and the one or more conduits 413 and the manifold inset 415i, 1015i, 1115i coupled to the manifold body 415b. The manifold inset 415i, 1015i, 1115i being coupled to the manifold body 415b may comprise the manifold inset interface 415ic, 1015ic, 1115ic being coupled with a manifold body 415b. Additionally, or alternatively, the manifold inset 415i, 1015i, 1115i being coupled to the manifold body 415b may comprise at least one alignment feature 415ia, 1015ia, 1115ia coupled with a corresponding at least one alignment feature 415ba of the manifold body 415b. The manifold inset interface 415ic, 1015ic, 1115ic may be further configured to interface with the one or more conduits 413.

[0096] Therefore, the transducer assembly 410 may include a manifold assembly 415 having a manifold inset 415i, 1015i, 1115i and the one or more conduits 413 coupled to the manifold assembly 415. As can be appreciated, the transducer assembly 410 may further comprise the flange 411 mechanically coupled to the manifold assembly 415 and may be further configured to couple to a pipeline configured to at least one of provide to and receive from the flange 411 a fluid flow stream. As is also described above, the fluid flow device 5 may include the transducer assembly 410 and the electronics 20 communicatively coupled to the transducer assembly 410.

[0097] The above-described, and other, transducer assembly 410, manifold assembly 415, and manifold inset 415i, 1015i, 1115i may be formed by any suitable means and processes. The following describes some exemplary methods.

[0098] Methods

[0099] FIG. 13 shows a method 1300 of forming a manifold inset for a manifold assembly. The manifold inset may be any suitable manifold inset, such as the manifold insets 415i, 1015i, 1115i described above. As shown in FIG. 13, the method 1300 forms a manifold inset interface configured to interface with a manifold body in step 1310. In step 1320, the method 1300 forms a fluid flow surface extending to the manifold inset interface. The manifold inset interface and the fluid flow surface may be formed using any suitable technique, such as milling bar stock, casting, molding, three-dimensional printing, and / or the like.

[0100] The step 1310 of forming the manifold inset interface to interface with the manifold body may comprise forming the manifold inset interface to interface with a manifold body interface of the manifold body. For example, the manifold inset interface may be complementary or a mirror image surface of the manifold body interface of the manifold body. Additionally, or alternatively, forming the manifold inset interface may comprise forming at least one alignment feature to interface with a corresponding at least one alignment feature of the manifold body. Accordingly, the manifold inset may be aligned with the manifold body and / or one or more conduits.

[0101] The step 1320 of forming the fluid flow surface extending to the manifold inset interface may comprise forming the fluid flow surface extending to at least one fluid flow orifice configured to interface an inner surface of a conduit. The at least one fluid flow orifice may have a dimension about the same as a dimension of the inner surface of the conduit. Additionally, or alternatively, the at least one fluid flow orifice may have a shape that corresponds to a shape of the inner surface of the conduit and / or may form a flush seam with the inner surface of the conduit when the at least one fluid flow orifice interfaces with the conduit.

[0102] The method 1300 may further comprise configuring the manifold inset interface to interface with a conduit when the manifold inset interface is coupled with the manifold body. For example, further configuring the manifold inset interface to interface with the conduit may comprise configuring the manifold inset interface to abut the conduit. Additionally, or alternatively, the method 1300 may further comprise configuring the fluid flow surface to be bounded by the manifold body where the manifold inset interface interfaces with a manifold  body at the fluid flow surface. As can be appreciated, a manifold assembly may be formed using the method 1300, as the following explains.

[0103] FIG. 14 shows a method 1400 of forming a manifold assembly. As shown in FIG. 14, the method 1400 forms a manifold body configured to couple to a flange and one or more conduits in step 1410. In step 1420, the method 1400 forms a manifold inset. The manifold inset may be provided in accordance with the above-described method 1300, although any suitable method may be employed. In step 1430, the method 1400 may couple the manifold inset to the manifold body.

[0104] The step 1430 of coupling the manifold inset to the manifold body may comprise coupling the manifold inset interface with a manifold body. The manifold inset may be coupled to the manifold body using any suitable technique such as adhesion, interference fit, compression fit, and / or the like. Additionally, or alternatively, coupling the manifold inset to the manifold body may comprise coupling at least one alignment feature to a corresponding at least one alignment feature of the manifold body. The step 1430 of coupling the manifold inset to the manifold body may further comprise positioning the manifold inset interface to interface with the one or more conduits.

[0105] The above describes manifold insets 415i, 1015i, 1115i for a manifold assembly 415 and methods 1300, 1400 of forming thereof. The manifold insets 415i, 1015i, 1115i can receive, shape, and direct a fluid flow stream to one or more conduits 413 while also being, for example, removably coupled with a manifold body 415b. For example, the manifold body 415b can be coupled, such as affixed, to the flange 411, the transducer assembly case 410c, and / or the one or more conduits 413 whereas the manifold inset 415i may only be coupled to the manifold body 415b. The manifold body 415b may therefore be affixed, such as permanently affixed, to other components of the transducer assembly 410 and the manifold inset 415i may be removably coupled to the manifold body 415b.

[0106] Additionally, the fluid flow stream may impinge on only the manifold inset 415i and not the manifold body 415b. The erosion, corrosion, and other wear caused by the fluid flow stream may have a pronounced effect only on the manifold inset 415i and, possibly, at bends in the one or more conduits 413. That is, the manifold inset 415i is likely to experience the most wear of all the components in the transducer assembly 410. However, because the  manifold inset 415i may be removably coupled, the servicing costs as well as production costs associated with servicing the fluid flow device including the manifold assembly 415 may be less than the costs associated with servicing a fluid flow device that does not include the manifold assembly.

[0107] Costs associated with manufacturing the fluid flow device may also be improved. By way of illustration, the number of steps and the particular operations to form the manifold body 415b may be fewer and less costly than the number of steps to form the manifold 215 of the prior art. By way of illustration, forming a fluid flow surface in the manifold 215 of the prior art may be expensive due to the hardness of the material selected to provide sufficient structural support for the flange 411, conduit 413, and / or the transducer assembly case 410c. In contrast, because the manifold inset 415i does not need to provide structural support, the material selected may be softer and easier to form (e.g., machine, cast, mold, etc. ) .

[0108] The quality of the transducer assembly 410 may also be improved. By way of illustration, the weld 413w between the manifold body 415b and the one or more conduits 413 may be covered, from the perspective of a fluid flow stream, by the manifold inset 415i. Any imperfections in the weld 413w that may be susceptible to erosion, corrosion, and / or the like, may be protected. Additionally, or alternatively, the material selected for the manifold inset 415i may be different than the material selected for the manifold body 415b. The manifold inset 415i’s material may therefore be more suitable for receiving, shaping, and directing the fluid flow stream. For example, wear characteristics of the material selected for the manifold inset 415i may not necessarily be dependent on the material selected for the manifold body 415b so as to provide sufficient structural support. The manifold assembly 415 may therefore have an improved service life (e.g., longer and more consistent life cycle) compared to the manifold 215.

[0109] The detailed descriptions of the above embodiments are not exhaustive descriptions of all embodiments contemplated by the inventors to be within the scope of the present description. Indeed, persons skilled in the art will recognize that certain elements of the above-described embodiments may variously be combined or eliminated to create further embodiments, and such further embodiments fall within the scope and teachings of the  present description. It will also be apparent to those of ordinary skill in the art that the above-described embodiments may be combined in whole or in part to create additional embodiments within the scope and teachings of the present description.

[0110] Thus, although specific embodiments are described herein for illustrative purposes, various equivalent modifications are possible within the scope of the present description, as those skilled in the relevant art will recognize. The teachings provided herein can be applied to other manifold insets for manifold assemblies. Accordingly, the scope of the embodiments described above should be determined from the following claims.

Claims

1.A manifold inset (415i, 1015i, 1115i) comprising:a manifold inset interface (415ic, 1015ic, 1115ic) configured to interface with a manifold body (415b) ; anda fluid flow surface (415ip, 1015ip, 1115ip) extending to the manifold inset interface (415ic, 1015ic, 1115ic) .2.The manifold inset (415i, 1015i, 1115i) of claim 1, wherein the manifold inset interface (415ic, 1015ic, 1115ic) being configured to interface with the manifold body (415b) comprises the manifold inset interface (415ic, 1015ic, 1115ic) being configured to interface with a manifold body interface (415bc) of the manifold body (415b) .3.The manifold inset (415i, 1015i, 1115i) of claim 1, wherein the manifold inset interface (415ic, 1015ic, 1115ic) comprises at least one alignment feature (415ia, 1015ia, 1115ia) configured to interface with a corresponding at least one alignment feature (415ba) of the manifold body (415b) .4.The manifold inset (415i, 1015i, 1115i) of claim 1, wherein the fluid flow surface (415ip, 1015ip, 1115ip) extending to the manifold inset interface (415ic, 1015ic, 1115ic) comprises the fluid flow surface (415ip, 1015ip, 1115ip) extending to at least one fluid flow orifice (415io, 1015io, 1115io) configured to interface an inner surface of a conduit (413) .5.The manifold inset (415i, 1015i, 1115i) of claim 4, wherein the at least one fluid flow orifice (415io, 1015io, 1115io) has a dimension about the same as a dimension of the inner surface of the conduit (413) .6.The manifold inset (415i, 1015i, 1115i) of claim 4, wherein the at least one fluid flow orifice (415io, 1015io, 1115io) has a shape that corresponds to a shape of the inner surface of the conduit (413) .7.The manifold inset (415i, 1015i, 1115i) of claim 4, wherein the at least one fluid flow  orifice (415io, 1015io, 1115io) forms a flush seam with the inner surface of the conduit (413) when the at least one fluid flow orifice (415io, 1015io, 1115io) interfaces with the conduit (413) .8.The manifold inset (415i, 1015i, 1115i) of claim 1, wherein the manifold inset interface (415ic, 1015ic, 1115ic) is further configured to interface with a conduit (413) when the manifold inset interface (415ic, 1015ic, 1115ic) is coupled with the manifold body (415b) .9.The manifold inset (415i, 1015i, 1115i) of claim 8, wherein the manifold inset interface (415ic, 1015ic, 1115ic) being further configured to interface with the conduit (413) comprises the manifold inset interface (415ic, 1015ic, 1115ic) being further configured to abut the conduit (413) .10.The manifold inset (415i, 1015i, 1115i) of claim 1, wherein the fluid flow surface (415ip, 1015ip, 1115ip) is further configured to be bounded by the manifold body (415b) where the manifold inset interface (415ic, 1015ic, 1115ic) interfaces with a manifold body (415b) at the fluid flow surface (415ip, 1015ip, 1115ip) .11.A manifold assembly (415) comprising:a manifold body (415b) configured to couple to a flange (411) and one or more conduits (413) ; anda manifold inset (415i, 1015i, 1115i) coupled to the manifold body (415b) , the manifold inset (415i, 1015i, 1115i) being according to one of the foregoing claims 1 through 10.12.The manifold assembly (415) of claim 11, wherein the manifold inset (415i, 1015i, 1115i) being coupled to the manifold body (415b) comprises the manifold inset interface (415ic, 1015ic, 1115ic) coupled with the manifold body (415b) .13.The manifold assembly (415) of claim 11, wherein the manifold inset (415i, 1015i, 1115i) being coupled to the manifold body (415b) comprises at least one alignment feature (415ia, 1015ia, 1115ia) coupled with a corresponding at least one alignment feature (415ba) of the  manifold body (415b) .14.The manifold assembly (415) of claim 11, wherein the manifold inset interface (415ic, 1015ic, 1115ic) is further configured to interface with the one or more conduits (413) .15.A transducer assembly (410) comprising a manifold assembly (415) according to one of the foregoing claims 11 through 14 having a manifold inset (415i, 1015i, 1115i) and one or more conduits (413) coupled to the manifold assembly (415) .16.The transducer assembly (410) of claim 15, further comprising a flange (411) mechanically coupled to the manifold assembly (415) and configured to couple to a pipeline configured to at least one of provide to and receive from the flange (411) a fluid flow stream.17.A fluid flow device (5) comprising a transducer assembly (410) according to one of claim 15 or claim 16 and a device electronics (20) communicatively coupled to the transducer assembly (410) .18.A method of forming a manifold inset, the method comprising:forming a manifold inset interface configured to interface with a manifold body; andforming a fluid flow surface extending to the manifold inset interface.19.The method of forming the manifold inset of claim 18, wherein forming the manifold inset interface to interface with the manifold body comprises forming the manifold inset interface to interface with a manifold body interface of the manifold body.20.The method of forming the manifold inset of claim 18, wherein forming the manifold inset interface comprises forming at least one alignment feature to interface with a corresponding at least one alignment feature of the manifold body.21.The method of forming the manifold inset of claim 18, wherein forming the fluid flow surface extending to the manifold inset interface comprises forming the fluid flow surface  extending to at least one fluid flow orifice configured to interface an inner surface of a conduit.22.The method of forming the manifold inset of claim 21, wherein the at least one fluid flow orifice has a dimension about the same as a dimension of the inner surface of the conduit.23.The method of forming the manifold inset of claim 21, wherein the at least one fluid flow orifice has a shape that corresponds to a shape of the inner surface of the conduit.24.The method of forming the manifold inset of claim 21, wherein the at least one fluid flow orifice forms a flush seam with the inner surface of the conduit when the at least one fluid flow orifice interfaces with the conduit.25.The method of forming the manifold inset of claim 18, further comprising configuring the manifold inset interface to interface with a conduit when the manifold inset interface is coupled with the manifold body.26.The method of forming the manifold inset of claim 25, wherein further configuring the manifold inset interface to interface with the conduit comprises configuring the manifold inset interface to abut the conduit.27.The method of forming the manifold inset of claim 18, further comprising configuring the fluid flow surface to be bounded by the manifold body where the manifold inset interface interfaces with a manifold body at the fluid flow surface.28.A method of forming a manifold assembly, the method comprising:forming a manifold body configured to couple to a flange and one or more conduits; andforming a manifold inset in accordance with one of the foregoing claims 18 through 27; andcoupling the manifold inset to the manifold body.29.The method of forming the manifold assembly of claim 28, wherein coupling the  manifold inset to the manifold body comprises coupling the manifold inset interface with a manifold body.30.The method of forming the manifold assembly of claim 28, wherein coupling the manifold inset to the manifold body comprises coupling at least one alignment feature to a corresponding at least one alignment feature of the manifold body.31.The method of forming the manifold assembly of claim 28, wherein coupling the manifold inset to the manifold body further comprises positioning the manifold inset interface to interface with the one or more conduits.

Images