УСТРОЙСТВО СУЖАЮЩЕЕ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ГАЗА Российский патент 2002 года по МПК G01F1/42 G01F15/16 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам сужающим для измерения расхода газов методом переменного перепада давления в магистральных газопроводах.

Известно устройство для измерения расхода газа в трубопроводах круглого сечения, содержащего несущую часть в виде трубчатого корпуса, выполненного из двух частей, соединенных в единую моноконструкцию посредством приварки к двум профильным накладным боковинам, и диафрагму, размещенную в сквозном кольцевом пазу между кольцевыми камерами отбора давления с возможностью установки ее с двух противоположных сторон трубчатого корпуса, а также включающего натяжную кольцевую муфту с внутренней базовой конической поверхностью для центрирования осей диафрагмы и двух частей трубчатого корпуса в положении беззазорного герметизированного конического соединения. При этом обеспечивается возможность продольного перемещения натяжной муфты для доступа к кольцевому пазу и уплотнителям в процессе технического обслуживания, см. патент RU 2116628 от 27.07.98 г., бюл. 21.

Данное устройство взято нами в качестве прототипа.

Недостатком известного устройства являются закрытые (глухие) полости кольцевых камер и отводных отверстий для давления из кольцевых камер. Такая конструкция затрудняет контроль качества очистки полостей камер и отверстий отбора давления от наносного шлама и может привести к систематическим погрешностям измерения расхода газа. Это общий недостаток всех быстросменных камерных сужающих устройств.

Целью изобретения является обеспечение гарантированного качества технического обслуживания сужающего устройства при эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что закрытые полости кольцевых камер формируются только при условии сборки беззазорного с натягом конического соединения двух частей трубчатого корпуса и диафрагмы с кольцевой муфтой. В данных условиях полость кольцевых камер ограничена наружной поверхностью трубчатого корпуса, внутренней конической поверхностью кольцевой муфты и торцевыми поверхностями диафрагмы.

С перемещением кольцевой муфты в крайнее нерабочее положение, диафрагма удаляется из кольцевого паза и полость кольцевых камер становится открытой для визуального осмотра технического обслуживания и метрологической поверки геометрических параметров измерительного трубопровода. При этом нормированный зазор в виде кольцевой щели для перетока газа из полости трубчатого корпуса в полость кольцевых камер обеспечивается конструкцией диафрагмы посредством двухсторонней подрезки торцевых поверхностей диафрагмы на оптимизированную глубину 1,5^-0,25 мм, равнозначную расчетному размеру кольцевой щели в пределах от 1 мм до 10 мм, установленных нормативами ГОСТ 8.563.1-97 для всех типоразмеров сужающих устройств, а штуцерные отводы для отбора давления из кольцевых камер устанавливаются по нормативной схеме ГОСТ 8.563.1-97 на наружной поверхности кольцевой муфты перпендикулярно к оси муфты, что улучшает качество измерений давления в кольцевых камерах.

Существенным отличием заявленного решения является то, что полость кольцевых камер формируется только в положении сборки беззазорного конического соединения двух частей трубчатого корпуса и диафрагмы с кольцевой муфтой, когда полость кольцевых камер ограничена наружной поверхностью трубчатого корпуса, внутренней поверхностью кольцевой муфты и торцевыми поверхностями диафрагмы, при этом нормированный кольцевой зазор для перетока газа из полости трубчатого корпуса в полость кольцевых камер обеспечивается посредством двухсторонней подрезки торцов диафрагмы на глубину 1,5^-0,25 мм, а штуцерные отводы для отбора давления из кольцевых камер устанавливаются по нормативной схеме на наружной поверхности кольцевой муфты перпендикулярно к оси муфты.

Вышеприведенные существенные признаки не известны из патентной и научно-технической информации и в совокупности с известным позволяют достичь цели изобретения. На основе вышеизложенного изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображено устройство с кольцевыми камерами: "Кп", расположенной перед диафрагмой (плюсовая камера), и "Км" - за диафрагмой (минусовая камера) в положении сборки беззазорного конического соединения; на фиг.2 - то же устройство в положении разборки конического соединения, при сдвинутой кольцевой муфте и удаленной из кольцевого паза диафрагмы; на фиг.3 - схема расположения профильной боковины, трубчатого корпуса и кольцевой муфты, а также конфигурация поверхнсти кольцевого паза с выступами для фиксации положения диафрагмы по ширине П₂₀ паза.

Устройство состоит из двух трубчатых корпусов 1 с условным проходом Д₂₀, неподвижно соединенных на сварке двумя профильными боковинами 2. Между корпусами 1 предусмотрен сквозной кольцевой паз шириной П₂₀, в котором размещается диафрагма 3 с калиброванным отверстием d₂₀. Трубчатые корпуса и диафрагма 3 центрируются в положении сборки беззазорного конического соединения с кольцевой муфтой 4. Герметичность конического соединения корпусов 1, диафрагмы 3 и кольцевой муфты 4 достигается посредством эластичных резиновых колец 5.

В положении сборки беззазорного конического соединения корпусов, диафрагмы и муфты формируются две кольцевые камеры: плюсовая Кп перед диафрагмой и минусовая Км за диафрагмой. Каждая из двух кольцевых камер сообщается с внутренней полостью трубчатых корпусов 1 посредством кольцевых щелей Щк с нормированным размером, выполненных на торцевых поверхностях диафрагмы 3 и замеряемых относительно торцевых касательных поверхностей кольцевого паза шириной П₂₀, соответствующей габаритной ширине диафрагмы 3.

Размещение диафрагмы 3 в кольцевом пазу фиксируется по ширине П₂₀ несколькими прерывистыми выступами, выполненными на трубчатых корпусах в количестве от 4 до 8 единиц, равномерно распределенных по круговой поверхности корпусов 1. На наружной поверхности кольцевой муфты 4 размещены на сварке штуцерные отводы 6 для отбора давления из кольцевых камер Кп и Км. Оси отверстия отводов расположены перпендикулярно оси муфты и оси кольцевых камер.

Работа устройства в условиях эксплуатации.

Эксплуатация сужающего устройства осуществляется в системе транспорта газа на специальном участке измерительного трубопровода ИТ, входящего в измерительный комплекс, определяющий расход газа. Принцип измерения расхода газа основан на методе переменного перепада давления, измеренного в камерах плюсовой Кп и минусовой Км, в результате сужения потока газа через калиброванное отверстие d₂₀ в диафрагме 3.

Техническое обслуживание сужающего устройства назначается в случае замены сужающей диафрагмы ввиду ее износа или в случае засорения кольцевых камер наносным шламом.

Для доступа к полости кольцевых камер необходимо сдвинуть кольцевую муфту 4 в крайнее положение. В процессе перемещения муфты 4 и открытия кольцевого паза удалить из этого паза диафрагму 3 через верх или низ. Снимают уплотнительные кольца 5 для дефектовки или замены. Производят очистку полостей камер и паза от наносного шлама.

Для сборки сужающего устройства в рабочее положение необходимо переместить кольцевую муфту 4 на уровень сквозного кольцевого паза, установить диафрагму 3 через паз на уступ "У" муфты 4, затем переместить муфту 4 с натягом в положение беззазорного конического соединения с трубчатыми корпусами 1. Натяжение муфты 4 осуществляются крепежными винтами, на иллюстрациях не показаны.

Устройство содержит трубчатый корпус из двух частей, соединенных посредством приварки двух накладных боковин. В сквозном кольцевом пазу между частями корпуса размещена диафрагма. Для центрирования осей диафрагмы и частей корпуса служит натяжная кольцевая муфта с внутренней базовой конической поверхностью. Торцевые поверхности диафрагмы имеют подрезку на глубину 1,5^-0,25 мм, равную нормированному кольцевому зазору для перетока газа из корпуса в полость кольцевых камер отбора давления перед и за диафрагмой. На наружной поверхности натяжной муфты перпендикулярно ее оси установлены штуцерные отводы для отбора давления из кольцевых камер. Изобретение обеспечивает заданную точность измерения расхода в магистральных газопроводах за счет гарантированного качества технического обслуживания сужающего устройства. 3 ил.

Устройство сужающее для измерения расхода газа в трубопроводах круглого сечения, содержащее несущую часть в виде трубчатого корпуса, выполненного из двух частей, соединенных в единую моноконструкцию посредством приварки двух профильных накладных боковин, диафрагму, размещенную в сквозном кольцевом пазу между кольцевыми камерами отбора давления с возможностью установки ее с двух противоположных сторон трубчатого корпуса, и натяжную кольцевую муфту с внутренней базовой конической поверхностью для центрирования осей диафрагмы и двух частей трубчатого корпуса в положении беззазорного герметизированного конического соединения, причем кольцевая муфта установлена в устройстве с возможностью продольного перемещения для доступа к сквозному пазу и выполнена с уступом на переднем торце для опоры и ориентирования диафрагмы во внутренней полости муфты, отличающееся тем, что полость кольцевых камер формируется только в положении сборки беззазорного конического соединения частей трубчатого корпуса и диафрагмы с кольцевой муфтой, когда полость кольцевых камер ограничена торцевыми поверхностями диафрагмы, наружной поверхностью трубчатого корпуса и внутренней поверхностью кольцевой муфты, при этом торцевые поверхности диафрагмы имеют двухстороннюю подрезку на глубину 1,5^-0,25 мм, равнозначную нормированному кольцевому зазору для перетока газа из полости трубчатого корпуса в полость кольцевых камер, а штуцерные отводы для отбора давления из кольцевых камер установлены на наружной поверхности кольцевой муфты перпендикулярно ее оси.