УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ГАЗА Российский патент 2000 года по МПК G01F1/42 

Изобретение относится к области измерительной техники, а точнее к устройствам диафрагменного типа для измерения расхода газа, транспортируемого по магистральным или технологическим трубопроводам.

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

Известное устройство содержит корпус с камерами отбора давлений, разделенными между собой съемной измерительной диафрагмой и поперечным щелевидным окном для извлечения диафрагмы, расположенную внутри одной из камер герметизирующую крышку, выполненную в виде тонкого полукольца, уплотнительные элементы и накладку.

Недостатком данного устройства является отсутствие свойства реверсивности, т.к. конструкция устройства не позволяет использовать его при изменении направления движения газа на обратное, что уменьшает технологические возможности устройства.

Другим недостатком является невозможность очистки нижней части устройства от отложений твердых включений, перемещаемых вместе с потоком газа, что искажает результаты измерений.

Из известных устройств для измерения расхода газа наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения расхода газа, описанное в каталоге фирмы "Daniel Flow Products Inc", 1994 г., стр. 1, 16.

Это устройство содержит корпус со съемной верхней крышкой и поперечным глухим щелевидным пазом с размещенным в нем диафрагмодержателем с диафрагмой. В корпусе устройства расположен также приводной вал с двумя шестернями, находящимися в зацеплении с рейками, закрепленными на поверхности диафрагмодержателя (нарезанными в теле диафрагмодержателя). Для извлечения диафрагмодержателя на верхнюю часть корпуса устанавливается съемная стойка, имеющая свой приводной вал с двумя зубчатыми шестернями и направляющие.

Недостатком данного устройства является снижение по мере эксплуатации точности измерения из-за невозможности качественной очистки околодиафрагменной зоны ввиду выполнения щелевидного паза глухим, т.е. закрытым снизу.

Другим недостатком устройства является наличие двух приводных валов для поочередной работы ими при извлечении (установке) диафрагмодержателя для осмотра или замены диафрагмы и уплотнения, очистки околодиафрагменной зоны, затрудняет обслуживание и ремонт.

Недостатком также являются низкая надежность и безопасность устройства из-за возможного нарушения герметичности корпуса при износе уплотнительных узлов приводного вала.

Следующим недостатком является увеличенная площадь сечения диафрагмодержателя в плане из-за размещения на нем по всей его высоте приводных реек. Это обстоятельство увеличивает как массу подъемных частей, затрудняя ручную работу по извлечению (установке) диафрагмодержателя, так и массу устройства в целом, т.к. увеличенная площадь сечения щелевидного паза корпуса вызывает большие распорные усилия от действия давления газовой среды, что, в свою очередь, требует повышенной прочности корпуса.

Кроме того, устройство достаточно трудоемко в изготовлении из-за наличия двух приводных валов - в корпусе и на съемной стойке, расточек под уплотнительные узлы в самой сложной детали - корпусе, а также деталей уплотнения вала корпуса.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, имеющего высокие надежность и долговечность в эксплуатации, простоту обслуживания, низкую металлоемкость.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для измерения расхода газа, содержащее корпус со съемной крышкой, расположенный в нем диафрагмодержатель с диафрагмой и средство для извлечения и установки диафрагмодержателя, включающее стойку с направляющими и приводной вал с шестернями, содержит зубчатые рейки, установленные с возможностью перемещения в направляющих средства для извлечения и установки диафрагмодержателя, имеющего штифты для фиксации реек.

Размещение зубчатых реек в направляющих средства для извлечения и установки диафрагмодержателя позволило облегчить диафрагмодержатель, выполнив его в форме кольца, что соответственно уменьшило и площадь сечения щелевого паза корпуса (более чем на 20%), т.е. способствовало снижению расчетных усилий от давления газовой среды, а следовательно, позволило уменьшить массу корпуса, отказавшись от излишнего запаса прочности.

Возможность зацепления зубчатых реек в их нижнем положении в начале подъема диафрагмодержателя с шестернями приводного вала средства для извлечения и установки диафрагмодержателя позволила отказаться от второго приводного вала в корпусе устройства, что сделало более удобной работу по подъему диафрагмодержателя - не требуется перехват рейки (переустановка приводной рукоятки) вторым приводным валом. Это же обстоятельство позволило исключить отверстия под уплотнительные узлы (и сами узлы) приводного вала в корпусе, что повысило надежность, долговечность и безопасность устройства, полностью исключив возможные утечки газа из-за износа уплотнительных узлов. Кроме того, исключение из конструкции ряда высокоточных деталей уменьшило трудоемкость изготовления устройства.

Для пояснения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых
на фиг.1 - поперечный разрез устройства в рабочем положении;
на фиг.2 - диафрагмодержатель с диафрагмой;
на фиг.3 - поперечный разрез по устройству с установленным на нем средством для извлечения диафрагмодержателя перед подъемом;
на фиг.4 - то же в конце подъема;
на фиг.5 - место I по фиг.3, закрепление рейки на диафрагмодержателе;
на фиг.6 - разрез B-B по фиг.3, средство для извлечения и установки диафрагмодержателя;
на фиг.7 - вид по стрелке A фиг.4, вид в плане на средство для извлечения и установки диафрагмодержателя;
на фиг.8 - сечение Б-Б по фиг.3, приводной вал с опорными роликами;
на фиг.9 - место II по фиг.6, стопор-храповик приводного вала.

Устройство для измерения расхода газа содержит корпус 1 со щелевым сквозным пазом 2, закрытым сверху и снизу крышками 3 и 4, в котором размещен диафрагмодержатель 5 с диафрагмой 6, имеющей калиброванное отверстие 7 для измерения расхода газа. Диафрагмодержатель 5 выполнен в виде кольца с закрепленными на нем захватами 8. Средство 9 для извлечения и установки диафрагмодержателя содержит стойку 10 с расположенными в верхней ее части направляющими 11, в которых размещены рейки 12. В стойке 10 расположены также опоры 13 и 14 вала 15 с приводными шестернями 16, а также поддерживающие рейку 12 в зацепление с шестернями 16 ролики 17. Для вращения вала 15 на него одевается приводная рукоятка 18. Для присоединения реек к диафрагмодержателю перед его подъемом на рейках 12 установлены кронштейны 19 с винтами 20. Для точной фиксации реек на диафрагмодержателе на нижнем торце реек имеются отверстия 21, а на диафрагмодержателе - штифты с заходным конусом 22. Для предотвращения случайного падения диафрагмодержателя во время его подъема, например при опускании приводной рукоятки рабочим, на стойке 10 размещен стопор-храповик 23 с ручкой управления 24, входящий в зацепление с приводной шестерней 16.

Устройство работает следующим образом.

При прохождении транспортируемого по трубопроводу газа через калиброванное отверстие 7 диафрагмы 6 по перепаду давлений до и после диафрагмы известными способами замеряется расход газа. Для проведения ревизии, замены деталей диафрагмодержателя или очистки околодиафрагменной зоны возникает необходимость в извлечении диафрагмодержателя из корпуса устройства. Для этого снимается крышка 3, на верхнюю плоскость корпуса 1 устанавливается средство 9 для извлечения и установки диафрагмодержателя, вращением приводной рукоятки 18 рейки 12 опускаются в щелевой паз 2 до соприкосновения с диафрагмодержателем 5, при этом штифты с заходным конусом 22 попадают в отверстия 21, винты 20 вкручивают в резьбовые отверстия захватов 8 диафрагмодержателя и вращением приводной рукоятки в обратную сторону извлекают диафрагмодержатель из корпуса. Установка диафрагмодержателя в рабочее положение производится в обратном порядке.

Предложенное устройство для измерения расхода газа по сравнению с известными позволяет повысить надежность, долговечность и безопасность устройства в эксплуатации, упростить и облегчить его обслуживание, уменьшить металлоемкость устройства и его трудоемкость при изготовлении.

В корпусе со съемными крышками расположен диафрагмодержатель, выполненный в виде кольца, на котором закреплены захваты. Средство для извлечения и установки диафрагмодержателя содержит стойку с направляющими, в которых размещены зубчатые рейки, и приводной вал с шестернями. Рейки снабжены кронштейнами с винтами для соединения с захватами диафрагмодержателя. Для точной фиксации реек на диафрагмодержателе имеются установочные штифты. Устройство имеет высокие надежность и долговечность, обладает малой металлоемкостью и простотой осблуживания. 9 ил.

Устройство для измерения расхода газа, содержащее корпус со съемной крышкой, расположенный в нем диафрагмодержатель с диафрагмой, средство для извлечения и установки диафрагмодержателя, включающее стойку с направляющими и приводной вал с шестернями, отличающееся тем, что содержит зубчатые рейки, установленные с возможностью перемещения в направляющих средства для извлечения и установки диафрагмодержателя, выполненного в виде кольца с закрепленными на нем захватами, при этом зубчатые рейки снабжены кронштейнами с винтами для обеспечения соединения с захватами диафрагмодержателя, имеющего штифты для фиксации реек.