СУЖАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ГАЗА Российский патент 1999 года по МПК G01F1/42 

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к устройствам диафрагменного типа для измерения расхода газа, транспортируемого по магистральным и технологическим трубопроводам, в нефтяной и газовой промышленности.

Известно сужающее устройство для измерения расхода газа, см. а.с. N 951075 кл. G 01 F 1/34, 1976.

Известно устройство содержит корпус с камерами отбора давлений, разделенными между собой съемной измерительной диафрагмой и поперечным щелевидным окном для извлечения диафрагмы, герметизирующую крышку, уплотнительные элементы и накладку.

Недостатком данного устройства является отсутствие свойства реверсивности, так как конструкция уплотнения не позволяет использовать его при изменении направления движения газа в измерительном трубопроводе на обратное, что снижает диапазон применения устройства.

Другим недостатком является искажение величины отбираемого давления от диафрагмы в виде отложений твердых включений и невозможности качественной очистки глухого паза в корпусе устройства.

Из известных сужающих устройств для измерения расхода газа наиболее близким по технической сущности является устройство, описанное в каталоге фирмы "Daniel Flow Products" 1994, с. 9. Это устройство для измерения расхода газа содержит корпус с отверстиями отбора давления, разделенными между собой съемным держателем с диафрагмой и поперечным щелевидным глухим пазом для извлечения держателя с диафрагмой посредством зубчато-реечной передачи, уплотнительные элементы и герметизирующую крышку, а также механизм подъема держателя.

Недостаток известной конструкции сужающего устройства для измерения расхода газа заключается в том, что оно не позволяет производить качественную очистку околодиафрагменной зоны от твердых отложений из-за глухого паза в нижней части корпуса. Это также снижает точность отбора давления и последующего измерения расхода газа. Кроме того, в этом устройстве центрирование диафрагмы относительно оси измерительного трубопровода производится наружными винтами, что не позволяет производить его корректировку без демонтажа устройства из измерительного трубопровода, а это снижает точность центрирования диафрагмодержателя, затрудняет условия обслуживания и увеличивает время монтажа и демонтажа.

Задача настоящего изобретения состоит в создании устройства, позволяющего повысить точность центрирования диафрагмодержателя с диафрагмой, сократить время его монтажа и демонтажа, улучшить удобства обслуживания и устранить влияние механических включений в газе на точность измерения.

Поставленная задача достигается тем, что в сужающем устройстве для измерения расхода газа, содержащем корпус с отверстиями для отбора давления газа, держатель с диафрагмой, уплотнительные элементы, герметизирующие крышку и зубчато-реечную передачу, и механизм подъема для извлечения держателя с диафрагмой, согласно изобретению, корпус выполнен со сквозным пазом под держателем с диафрагмой и снабжен дополнительной крышкой, закрывающей паз снизу корпуса, и прокладками, а держатель диафрагмы в верхней части выполнен с башмаками, под которые в корпусе выполнены опорные площадки, и со шпоночными вкладышами на боковых сторонах, контактирующими с боковыми сторонами паза, а прокладки расположены между башмаками и опорными площадками.

Такое конструктивное выполнение сужающего устройства для измерения расхода газа обеспечит точность центрирования диафрагмодержателя с диафрагмой, сократит время на его монтаж и демонтаж, а также улучшит удобства обслуживания.

Выполнение паза сквозным под держателем диафрагмы позволяет облегчить обслуживание, т.к. возможно, сняв крышку снизу, произвести ревизию и очистить устройство от накопившихся твердых отложений. Кроме того, это позволяет обеспечить точность отбора давления и последующего измерения расхода газа за счет исключения дополнительного возмущения газового потока на входе диафрагмы от механических отложений, а при значительном накоплении механических отложений ось газового потока смещается относительно оси диафрагмы, что резко снижает точность измерения расхода газа и требует частого дополнительного центрирования держателя с диафрагмой.

Выполнение держателя с башмаками и шпоночными вкладышами позволяет обеспечить его точное центрирование и сократить время монтажа и демонтажа. Шпоночные вкладыши обеспечивают центрирование держателя с диафрагмой относительно корпуса в горизонтальном направлении.

Установка прокладок между башмаками и опорными площадками корпуса позволяет центрировать держатель с диафрагмой относительно корпуса в вертикальном направлении за счет изменения толщины прокладок. Изменяя положение держателя с диафрагмой в горизонтальном и вертикальном направлениях, добиваются точного центрирования держателя с диафрагмой корпуса за счет жестко установленных элементов центрирования.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 изображен общий вид сужающего устройства для измерения расхода газа;
на фиг. 2 - продольный разрез по средней части устройства;
на фиг. 3 - поперечный разрез А-А на фиг. 2;
на фиг. 4 и 5 - места I и II на фиг. 3.

Сужающее устройство для измерения расхода газа содержит корпус 1 с отверстиями 2, 3 для отбора давления газа и центральным отверстием 4 для транспортировки газа, выполненный со сквозным пазом 5, в котором установлен держатель 6, несущий диафрагму 7 с калиброванным отверстием 8. Сверху и снизу корпус закрыт крышками 9, 10. Сверху крышку 9 прижимает планка 11. В нижней части корпуса 1 выполнены сливные отверстия 12. Извлечение держателя 6 с диафрагмой 7 осуществляется посредством зубчато-реечной передачи, рейки 13 которой выполнены на держателе 6, а шестерни 14 - на валу 15, установленном в корпусе 1. Держатель 6 диафрагмы 7 в верхней части выполнен с башмаками "а", под которые в корпусе выполнены опорные площадки "б", и со шпоночными вкладышами 16 на боковых сторонах, контактирующими с боковыми сторонами паза 5. Между башмаками "а" и опорными площадками "б" установлены прокладки 17, изменением толщины которых регулируется центрирование держателя 6 с диафрагмой 7 относительно корпуса 1. Диафрагма 7 установлена в держателе 6 через кольцевое уплотнение 18 П-образного сечения.

Для полного извлечения держателя 6 с диафрагмой 7 из корпуса используют съемный механизм подъема 19, который устанавливают на корпусе 1 перед подъемом держателя 6.

Для соединения устройства с измерительным трубопроводом 20 используют фланцы 21, 22. Между фланцем 21 и корпусом 1 установлена демонтажная вставка 23. Между корпусом 1 и крышками 9, 10 установлены герметизирующие уплотнительные элементы 24, 25.

Рейка и шестерня 14 зубчато-реечной передачи герметизированы с каждой стороны уплотнительными элементами 26, расположенными на валу 15.

Устройство работает следующим образом.

Через сужающее устройство, вмонтированное в измерительный участок трубопровода 20 и являющееся частью этого трубопровода, под давлением транспортируется газ. Проходя через калиброванное отверстие 8 диафрагмы 7, поток газа получает возмущения, которые приводят к перепаду давления газа перед диафрагмой и после нее.

Давление газа отбирается через отверстие 2 перед диафрагмой и отверстие 3, расположенное после диафрагмы, и передается на дифманометры и вычислители расхода газоизмерительной станции, регистрирующие расход транспортируемого газа.

При необходимости проведения периодической ревизии или замены уплотнения 18 и диафрагмы 7 они извлекаются из корпуса 1 вместе с держателем 6 с помощью зубчато-реечной передачи и съемного механизма подъема 19. Для этого механизм 19 устанавливают на корпус 1, снимают крышку 9, планку 11 и вращением штурвалов на валу 15 через шестерни 14, находящиеся в зацеплении с рейками 13 держателя 6, перемещают держатель с диафрагмой 7 в пазу 5 корпуса 1.

После выхода из зацепления с рейками 13 шестерен 14, посредством устройства 19 аналогичным описанному образом производится дальнейший подъем держателя 6 диафрагмой 7 до полного его извлечения из корпуса 1. Установка держателя с диафрагмой в рабочее положение производится в обратном порядке, при этом не требуется дополнительное центрирование держателя с диафрагмой относительно корпуса за счет жестко установленных элементов центрирования.

Предложенное сужающее устройство для измерения расхода газа по сравнению с известными позволяет повысить точность центрирования диафрагмы, сократить время монтажа и демонтажа и улучшить удобства обслуживания.

Обеспечение высокой точности центрирования диафрагмы относительно оси измерительного трубопровода позволяет снизить или исключить влияние смещения осей диафрагмы и измерительного трубопровода на режим давления потока и, как следствие, повысить точность измерения расхода газа.

Изобретение может быть использовано для измерения расхода газа в нефтяной и газовой промышленности. В сквозном пазу корпуса, закрытого сверху и снизу крышками, установлен держатель с диафрагмой. В верхней части держатель выполнен с башмаками, под которые в корпусе выполнены опорные площадки. На боковых сторонах держателя размещены шпоночные вкладыши, контактирующие с боковыми сторонами паза. Для извлечения держателя с диафрагмой из корпуса служит зубчато-реечная передача. Изобретение обеспечивает высокую точность центрирования диафрагмы при одновременном сокращении времени ее монтажа и демонтажа. 5 ил.

Сужающее устройство для измерения расхода газа, содержащее закрытый крышкой корпус с отверстиями для отбора давления газа, держатель с диафрагмой, зубчато-реечную передачу и съемный механизм подъема для извлечения из корпуса держателя с диафрагмой, и уплотнительные элементы, отличающееся тем, что корпус выполнен со сквозным пазом под держатель с диафрагмой и снабжен дополнительной крышкой, закрывающей паз снизу корпуса, и прокладками, держатель в верхней части выполнен с башмаками, под которые в корпусе выполнены опорные площадки, и со шпоночными вкладышами на боковых сторонах, контактирующими с боковыми сторонами паза, а прокладки расположены между башмаками и опорными площадками.