УЗЕЛ РАСХОДОМЕРНОЙ ТРУБЫ МАГНИТНОГО РАСХОДОМЕРА СО СМЕННЫМ МОДУЛЕМ ГИЛЬЗЫ/ЭЛЕКТРОДА Российский патент 2018 года по МПК G01F1/56 G01F15/00 

Область изобретения

[0001] Магнитные расходомеры измеряют расход с использованием электромагнитного эффекта, называемого законом индукции Фарадея. В таком магнитном расходомере на катушку подается питание, в результате чего катушка генерирует магнитное поле, пересекающее узел расходомерной трубы. Это магнитное поле наводит электродвижущую силу (ЭДС) поперек сечения электропроводной технологической текучей среды. Полученный потенциал, возникший в электропроводной текучей среде, измеряют парой электродов, которые выступают в текущую технологическую среду. Альтернативно, в некоторых магнитных расходомерах используется емкостная связь между электродами и технологической текучей средой так, чтобы ЭДС можно было измерить без непосредственного контакта. В любом случае, скорость потока по существу пропорциональна наведенной ЭДС, а объемный расход пропорционален скорости потока и площади сечения расходомерной трубы.

[0002] Магнитные расходомеры применяются в разных областях для измерения расхода текучей среды. В частности с помощью магнитных расходомеров можно измерять расход текучих сред на основе воды, ионных растворов и других электропроводных текучих сред. Так, магнитные расходомеры можно встретить на предприятиях по обработке воды, в производстве безалкогольных напитков и здорового питания, в химическом производстве, в производстве высокочистых веществ в фармацевтической промышленности, а также в установках, ведущих обработку опасных и агрессивных текучих сред. Магнитные расходомеры часто применяют при добыче углеводородного топлива, где иногда применяется технология гидроразрыва пласта с помощью абразивных и агрессивных суспензий.

[0003] Магнитные расходомеры позволяют осуществлять быстрые и точные измерения расхода в тех случаях, когда способы, основанные на перепаде давления, не являются предпочтительными, поскольку приводят к падению давления на измерительной диафрагме или трубке Вентури. В отличие от этого магнитные расходомеры можно использовать там, где трудно ввести механический элемент в поток технологической текучей среды. Соответственно, существенная часть задач, для решения которых применяют магнитные расходомеры, связана с абразивной и/или агрессивной технологической текучей средой. Когда для измерения расхода таких абразивных текучих сред применяют магнитные расходомеры, эти абразивные текучие среды могут привести к износу и гильзы, и электродов в расходомерной трубе, что в итоге может привести к поломке всего расходомера. Исторически решение этой проблемы заключалось в замене узла расходомерной трубы. Создание расходомерной трубы магнитного расходомера, которую можно было бы легко и с меньшими затратами отремонтировать в полевых условиях, когда возникает такой износ, позволило бы продвинуть вперед область измерений расхода абразивных и/или агрессивных технологических текучих сред.

Краткое описание изобретения

[0004] Предлагается узел расходомерной трубы для магнитного расходомера. Узел расходомерной трубы содержит трубу, проходящую от первого монтажного фланца до второго монтажного фланца. И первый, и второй монтажный фланец имеет поверхность, обращенную к фланцу трубопровода для крепления к соответствующему фланцу трубопровода. Снаружи трубы, между первым и вторым монтажными фланцами расположена камера катушек. Внутри камеры катушек расположена по меньшей мере одна катушка, выполненная с возможностью создавать в трубе магнитное поле. Внутри трубы расположен модуль гильзы/электрода, который имеет неэлектропроводную гильзу, по меньшей мере один электрод и по меньшей мере один проводник электрода. Неэлектропроводная гильза проходит от первого монтажного фланца до второго монтажного фланца. По меньшей мере один электрод расположен в неэлектропроводной гильзе для взаимодействия с электропроводной технологической текучей средой. Проводник электрода проходит от по меньшей мере одного электрода до соединительного вывода, расположенного рядом с поверхностью фланца, обращенной к трубопроводу, одного из первого или второго монтажных фланцев. Модуль гильзы/электрода выполнен с возможностью позиционирования в трубе.

Краткое описание чертежей

[0005] Фиг. 1 - схематический общий вид узла расходомерной трубы магнитного расходомера по варианту осуществления настоящего изобретения.

[0006] Фиг. 2 - частичное сечение узла расходомерной трубы магнитного расходомера по варианту осуществления настоящего изобретения.

[0007] Фиг. 3 - схематический общий вид модуля гильзы/электрода узла расходомерной трубы магнитного расходомера по варианту осуществления настоящего изобретения.

[0008] Фиг. 4 - схематический вид в сечении части узла расходомерной трубы магнитного расходомера по варианту осуществления настоящего изобретения.

[0009] Фиг. 5 - схематический общий вид модуля гильзы/электрода узла расходомерной трубы магнитного расходомера по другому варианту осуществления настоящего изобретения.

[0010] Фиг. 6 - схематический общий вид узла расходомерной трубы магнитного расходомера по другому варианту осуществления настоящего изобретения.

[0011] Фиг. 7 - схематический вид в сечении части узла расходомерной трубы магнитного расходомера с магнитным распределителем по варианту осуществления настоящего изобретения.

[0012] Фиг. 8 - схематический общий вид узла гильзы/электрода с встроенным магнитным распределителем по варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание иллюстративных вариантов

[0013] Магнитные расходомеры часто применяют в жестких условиях и условиях, предъявляющих высокие требования к оборудованию, где технологическая текучая среда является абразивной и/или агрессивной для гильзы и электродов узла расходомерной трубы. Дополнительно, традиционные узлы магнитных расходомерных труб по существу изготавливают с отверстием, проходящим сквозь боковую стенку расходомерной трубы и гильзы, в которой электрод контактирует с технологической текучей средой. Протечки сквозь модуль гильзы/электрода в корпусе с электрооборудованием обычно приводят к катастрофическим последствиям для всего магнитного расходомера. Ремонт таких узлов расходомерных труб может быть затруднен, поскольку и силовые, и сигнальные соединения нужно разъединить и весь магнитный расходомер нужно вытянуть из технологического трубопровода. В тех случаях, когда проблемой становятся электроды с покрытием, гильзу расходомерной трубы нужно очищать. Часто гильзу расходомерной трубы можно очистить только при извлечении всей расходомерной трубы из технологической трубы. Другим распространенным типом отказа является проницаемость гильзы. Пары, например, воды, могут проникать сквозь гильзу и создавать давление между гильзой и стальной трубой. Если давление в пространстве между трубой и гильзой превысит давление внутри гильзы, гильза может сложиться внутрь.

[0014] Для магнитных расходомеров, которые применяются для абразивной среды, например, для шахтного шлама, узел расходомерной трубы приходится по существу заменять достаточно часто, часто каждые 6-18 месяцев. Это по существу требует полного удаления всего узла расходомерной трубы из трубопровода и повторного подключения проводов к магнитному расходомеру. Частые замены приводят к существенным издержкам для пользователя, связанным не только с покупной ценой расходомера, но и с трудозатратами и простоями. Например, для магнитного расходомера для трубопровода диаметром прибл. 24 дюйма (609,6 мм) стоимость полного узла расходомерной трубы может составлять несколько тысяч долларов. Однако стоимость компонентов, подвергающихся износу в результате воздействия абразивной технологической текучей среды, составляет лишь небольшую часть (около 5%) от стоимости всего узла расходомерной трубы. Это объясняется тем, что стоимость расходомерной трубы по существу определяется стоимостью трубы, металлических фланцев, катушек и корпуса. Эти компоненты обычно не подвержены износу под воздействием абразивной текучей среды. Кроме того, стоимость этих не изнашивающихся деталей может составлять 80-95% от стоимости узла расходомерной трубы.

[0015] Варианты настоящего изобретения по существу облегчают повторное использование не изнашивающихся деталей, тем самым существенно снижая издержки на ремонт расходомера с изношенной гильзой. Изношенные детали (модуль гильзы/электрода) можно просто извлечь из не изнашивающихся компонентов узла расходомерной трубы. Таким образом, стоимость эксплуатации магнитного расходомера для абразивных технологических текучих сред существенно сокращается.

[0016] На фиг. 1 приведен схематический общий вид узла расходомерной трубы магнитного расходомера по варианту осуществления настоящего изобретения. Узел 10 расходомерной трубы магнитного расходомера содержит расходомерную трубу 12, проходящую между парой трубных фланцев 14, 16. В некоторых вариантах осуществления расходомерная труба изготовлена полностью из металла. Каждый из трубных фланцев 14, 16 содержит соответствующую поверхность 15, 17, обращенную к соответствующему трубопроводу (не показана). Каждый из монтажных фланцев 14, 16 также содержит множество монтажных сквозных отверстий 18, которые позволяют крепить монтажные фланцы 14, 16 между секциями трубопровода. Узел 10 расходомерной трубы магнитного расходомера также содержит корпус 20 для электронных компонентов, в котором находится клеммная колодка 36 (показанная на фиг. 2), позволяющая соединять электронные компоненты передатчика (не показаны) и катушки/электроды в узле 10 расходомерной трубы. Узел 10 расходомерной трубы по варианту осуществления настоящего изобретения содержит модуль 22 гильзы/электрода, который проходит в осевом направлении за торец 15 и радиально наружу от него. Соответственно, когда фланец 14 притягивается к соответствующему фланцу трубопровода, модуль 22 гильзы/электрода зажимается между ними. Как показано на фиг. 1, модуль 22 гильзы/электрода содержит по меньшей мере один соединительный вывод 24, который проходит радиально наружу за наружный диаметр 26 монтажного фланца 14 между монтажными отверстиями 28, 30. Электрические соединители (не показаны на фиг. 1) на соединительном выводе соединены с ответными соединителями, расположенными на фланцевом выводе 32, что позволяет выполнить электрическое соединение через канал 34, ведущий в корпус 20. Это является особенно преимущественным, поскольку электрические соединения электродов или любых других компонентов, расположенных внутри модуля 22 гильзы/электрода (например, любых дополнительных датчиков температуры, давления или емкости), не требуют радиальной проводки сквозь саму расходомерную трубу. Вместо этого все электрические соединения проходят сквозь пространство между торцом 15 и противоположным торцом фланца трубопровода. Это устраняет потенциальную возможность протечки сквозь радиальные отверстия в стенке расходомерной трубы. В некоторых вариантах на модуль 22 гильзы/электрода можно приваривать или приклеивать соединительную ленту, которая облегчает эффективное уплотнение.

[0017] На фиг. 2 приведено схематическое сечение части узла расходомерной трубы магнитного расходомера по варианту настоящего изобретения. Как показано на фиг. 2, клеммная колодка 36 расположена в корпусе 20 и электрически соединена с модулем 22 гильзы/электрода проводниками 38. Дополнительно клеммная колодка 36 также соединена с одной или более электромагнитной катушкой 40, расположенной в камере 42, расположенной рядом со стенкой 44 трубы. Клеммная колодка 36 облегчает электрическое соединение магнитной катушки 40 с соответствующими цепями возбуждения катушки (не показаны), заставляющими катушку 40 генерировать магнитное поле в технологической текучей среде, текущей по узлу расходомерной трубы. Клеммная колодка 36 расположена рядом с каналом 46 и позволяет легко соединять проводники 48 с соответствующими электронными компонентами магнитного расходомера. Комбинация узла расходомерной трубы магнитного расходомера с соответствующими электронными компонентами магнитного расходомера образует функционирующий магнитный расходомер.

[0018] На фиг. 2 показан один из множества электродов, которые контактируют с технологической текучей средой, текущей сквозь модуль 22 гильзы/электрода. Электрическое соединение между электродом 50 и проводниками 38 осуществляется через соединительный вывод 24. Модуль 22 гильзы/электрода можно изготовить как слоистую структуру или гильзу можно сформовать на электроде 50 и проводящих дорожках или проводниках. В любом случае модуль 22 гильзы/электрода соединен штырями или другими подходящими структурами на соединительном выводе 24 с модулем катушки/корпуса для образования полного узла расходомерной трубы магнитного расходомера. В одном варианте соединительный вывод 24 содержит штыри, которые вставлены в соответствующие гнезда, когда соединительный вывод 24 соответствующим образом соединен с выводом 32 монтажного фланца. Таким образом, поскольку электрическое соединение между электродом 50 и проводниками 38 осуществляется через соединительный вывод 24, в стенке 44 трубы отсутствует сквозное отверстие. Соответственно, стенка 44 трубы является по существу непрерывной от монтажного фланца 14 до монтажного фланца 16, на всей внутренней поверхности. По сравнению с известными технологиями такое решение устраняет по меньшей мере два отверстия в стенке 44 трубы и, соответственно, две точки потенциальных протечек. Когда модуль 22 гильзы/электрода требует замены, то замену можно произвести, просто вынув расходомер из секции трубы и выдвинув модуль гильзы/электрода из модуля катушки/корпуса. В варианте, показанном на фиг. 2, такое выдвижение осуществляется в направлении, показанном стрелкой 52. Затем можно просто вставить на место новый модуль гильзы/электрода и вернуть магнитный расходомер в эксплуатацию. Считается, что время, необходимое на такую операцию, будет значительно уменьшено по сравнению с извлечением всего магнитного расходомера из технологической линии. Таким образом, новый модуль гильзы/электрода можно вставить на место и ввести в электронные компоненты магнитного расходомера новую калибровочную информацию.

[0019] На фиг. 2 также показан интегральный протектор 54 гильзы, который по существу захватывает свободный конец 56 модуля 22 гильзы/электрода. Протектор 54 гильзы в одном варианте приварен к монтажному фланцу 16 для создания жесткого физического соединения и уплотнения. Однако в другом варианте протектор 54 гильзы может быть сменным. Захватывая конец 56, протектор 54 защищает этот конец 56 от истирания. Дополнительно, по меньшей мере в некоторых вариантах конец 56 гильзы может иметь множество отверстий или перфораций 58, которые способствуют уравниванию давления, так чтобы работа в условиях вакуума, экстремально низкого давления или нарастание давления за гильзой не приводили к схлопыванию гильзы.

[0020] На фиг. 3 приведен схематический общий вид модуля 22 гильзы/электрода по варианту настоящего изобретения. Модуль 22 гильзы/электрода содержит участок 60 гильзы, имеющий первый конец 62 и второй конец 64, при этом концы 62, 64 по существу расположены рядом с соответствующими монтажными фланцами. В одном варианте конец 62 по существу имеет наружный диаметр 66, подобранный так, чтобы гильза могла скользить по внутреннему диаметру стенки 44 трубы (показанной на фиг. 2). Однако могут быть созданы варианты настоящего изобретения, в которых модуль 22 гильзы/электрода немного деформируется, чтобы его можно было вставить во внутренний диаметр стенки 44 трубы. Далее, для установки или другого вида позиционирования модуля 22 гильзы/электрода внутри стенки 44 трубы можно применять любые подходящие способы. В одном варианте конец 62 также содержит уступ или буртик 68, имеющий такие размер и форму, чтобы принимать протектор 54 гильзы (показан на фиг. 2). Конец 64 по существу содержит выступ 70, который по существу отходит радиально от наружного диаметра 66. Однако длина (l), на которую выступает выступ 70, подобрана так, чтобы выступ 70 не мешал или не перекрывал какое-либо монтажное отверстие. Выступ 70 также имеет толщину (t), достаточную для прохождения и защиты проводников сквозь соединительный вывод 24. Это важно, потому что когда все монтажные приспособления установлены в разных монтажных отверстиях 18, зажимная сила на выступ 70 и соединительный вывод 24 может быть существенной. Соединительный вывод 24 также имеет ширину (w), которая меньше, чем расстояние между соседними монтажными отверстиями 18 так, что вывод 24 не перекрывает монтажные отверстия 28 или 30. На фиг 3 показан один из электродов 50, проходящий радиально внутрь от гильзы. Электрическое соединение между электродом 50 и штырем 72 выполнено в форме провода или дорожки, которая инкапсулирована или иным способом внедрена в модуль 22 гильзы/электрода для передачи сигналов между электродом 50 и штырем 72. Аналогично, второй электрод 51 (показанный на фиг. 4) расположен напротив электрода 50 и электрически соединен со штырем 74. Штыри 72, 74 вставлены в соответствующие гнезда в монтажном выводе 32 фланца для электрического соединения электродов с клеммной колодкой 36. Специалистам также понятно, что в модуль 22 гильзы/электрода можно внедрить дополнительные датчики или электронные структуры и электрически соединить их с клеммной колодкой 36 дополнительными штырями/гнездами, в соответствии с необходимостью. Например, в модуль 22 гильзы/электрода можно внедрить дополнительные датчики температуры, давления, рН и другие и электрически соединить их с клеммной колодкой 36. Дополнительно, особенно полезен датчик, изменяющий свои электрические характеристики, такие как сопротивление или емкость, в зависимости от величины износа модуля гильзы/электрода.

[0021] Облицовочный материал модуля 22 гильзы/электрода может быть любым облицовочным материалом, подходящим для облицовки магнитного расходомера. Примеры подходящих облицовочных материалов включают политетрафторэтилен (PTFE), этилентетрафторэтилен (ETFE), PFA, полиуретан, неопрен и каучук Linatex. Учитывая, что модуль 22 гильзы/электрода будет вставляться в осевом направлении вдоль внутреннего диаметра стенки 44 трубы, важно, чтобы один из концов 62, 64 мог скользить или иным способом позиционироваться в расходомере. В тех вариантах, где гильза выполнена деформируемой, предусматривается, что деформация одного из концов может облегчать позиционирование гильзы в узле расходомерной трубы.

[0022] На фиг. 3 показан модуль 22 гильзы/электрода, имеющий оба электрода 50, 51 и соответствующие электрические соединения 76, 78 со штырями 72, 74. В варианте, показанном на фиг. 3, соединения 76, 78 проложены от каждого соответствующего электрода по диаметру гильзы, пока они не приблизятся друг к другу, а затем проходят продольно по существу параллельно друг другу до соединительного вывода. В варианте по фиг. 3 соединения 76, 78 проходят параллельно соединительному выводу 24 рядом с верхним центром 80 модуля 22 гильзы/электрода. Считается, что это минимизирует индуктивную связь между цепями катушки и электрода, что улучшает рабочие характеристики.

[0023] Выбор материала гильзы обычно определяется измеряемой технологической текучей средой. Например, некоторые технологические текучие среды могут быть особенно агрессивными или едкими в отношении конкретного материала гильзы, но нейтральны относительно второго материала гильзы. Варианты настоящего изобретения по существу позволяют пользователю извлекать модули гильзы/электрода и пробовать разные материалы для получения лучших результатов без необходимости замены всего узла расходомерной трубы.

[0024] Соединения 76, 78 по существу являются лентами или проводами, которые могут быть уложены слоями внутри гильзы так, чтобы сохранить уплотнение одним или обоими из следующих способов: (а) приклеиванием металлической ленты к гильзе или (b) зажиманием металлической ленты между слоями гильзы и торцом фланца.

[0025] На фиг. 4 приведен схематический общий вид в сечении части расходомерной трубы магнитного расходомера по варианту настоящего изобретения. В частности, на фиг. 4 показана часть 60 гильзы модуля 22 гильзы/электрода, которая проходит внутри стенки 44 трубы и рядом с ней. Дополнительно, на фиг. 4 показан электрод 50, выступающий радиально внутрь. На фиг. 4 следует особо отметить, что фланец 14 имеет монтажный вывод 32 фланца, который поддерживает соединитель 82. Соединитель 82 имеет множество гнезд, которые принимают и соединяют штыри 72, 74. Дополнительно гнезда в соединителе 82 соединены с проводниками 84, 86, которые проходят сквозь металлический канал 88 в корпусе 20. Когда узел 10 расходомерной трубы магнитного расходомера установлен между парой фланцев трубопровода, давление зажима фланца трубопровода прочно удерживает модуль 22 гильзы/электрода на месте.

[0026] На фиг. 5 приведен схематический вид модуля 90 гильзы/электрода узла расходомерной трубы магнитного расходомера по другому варианту настоящего изобретения. В отличие от модуля 22 гильзы/электрода (показанного на фиг. 3), модуль 90 гильзы/электрода имеет пару соединительных выводов 24а, 24b. Каждый соединительный вывод 24а, 24b поддерживает один или более электрический соединитель, например, штыри, которые соединены с соответствующими соединителями, установленными на фланцах 14 16. Применение множества соединительных выводов повышает точность позиционирования модуля гильзы/электрода, когда этот модуль монтируется в модуль расходомерной трубы/катушки. Дополнительно, применение дополнительных соединительных выводов дает дополнительную площадь для соединителей одного или более вспомогательного датчика, например, датчика температуры, давления рН, плотности магнитного потока, износа или других подходящих датчиков, применяемых в модуле гильзы/электрода или рядом с ним. В варианте, показанном на фиг. 5, в гильзу 94 внедрен датчик 92 износа. Проводники внутри гильзы 94 соединяют датчик 92 износа с соответствующими штырями 96, 98, которые вставлены в соответствующие гнезда, которые, в конечном итоге, соединяют датчик износа с клеммной колодкой, например, клеммной колодкой 36, показанной на фиг. 2. Хотя показан единственный датчик 92 износа, настоящее изобретение имеет варианты, в которых можно применять разные количества и типы датчиков, расположенных в расходомерной трубке или рядом с ней и соединенных с клеммной колодкой. В одном варианте датчик 92 износа может просто содержать электропроводный слой из материала, внедренного в изолирующий слой. Когда существенный износ изолирующего слоя приводит к обнажению электропроводного материала датчика 92 износа и контакту с электропроводной технологической текучей средой, сопротивление между любым из электродов и датчиком 92 износа укажет на контакт с электропроводной технологической рабочей средой.

[0027] На фиг. 6 приведен схематический общий вид узла расходомерной трубы магнитного расходомера по другому варианту настоящего изобретения. Узел 100 расходомерной трубы имеет некоторое сходство с узлом 10 расходомерной трубы (показанной на фиг. 1 и 2) и сходные компоненты обозначены теми же позициями. Модуль 90 гильзы/электрода проходит внутри стенки 44 трубы и его конец 56 захвачен протектором 54 гильзы. Модуль 90 гильзы/электрода содержит множество соединительных выводов 24а, 24b, которые соединены с соответствующими соединителями 102, 104, установленными относительно фланца 14. Проводники, соединенные с соединителями 102, 104, проходят до камеры 42 катушки по соответствующим каналам 106, 108. Одна или более катушка 40 расположена в камере 42 катушки и генерирует магнитное поле в технологической рабочей среде, текущей через узел 100 расходомерной трубы. Электроды 50, 51 обнажены на внутреннем диаметре гильзы 94 и непосредственно контактируют с технологической текучей средой. Однако ни электроды 50, 41, ни соединенные с ними проводники не проходят сквозь стенку 44. Вместо этого проходят от каждого из электродов 50, 51 до соответствующих штырей на соединительных выводах 24а, 24b. Таким образом, в стенке 44 нет никаких отверстий. Дополнительно, поскольку количество соединительных выводов может быть любым от 1 до количества промежутков между соседними монтажными отверстиями в фланцах, эти соединительные выводы могут поддерживать множество соединений с набором датчиков, расположенных в гильзе 94 или рядом с ней.

[0028] Как было указано выше, модуль гильзы и электрода выполнен отдельно от модуля трубы и катушки. Соответственно, при замене модуля гильзы/электрода может возникнуть расхождение в размерах. Это расхождение в размерах может повлиять на положение электродов относительно магнитного поля. Поэтому на сигнал от электрода может оказываться влияние, приводящее к ошибке. Для снижения расхождения в размерах, которое может возникать из-за небольшой разницы в положении магнитных катушек относительно электродов, в некоторых вариантах настоящего изобретения применяют магнитный "распределитель", расположенный внутри гильзы или рядом с ней. В настоящем описании магнитный "распределитель" означает любой магнитопроницаемый элемент, внедренный в гильзу.

[0029] На фиг. 7 приведено сечение узла расходомерной трубы магнитного расходомера, в котором применяется магнитный распределитель по варианту настоящего изобретения. Распределитель 100 внедрен в модуль 90 гильзы/электрода меду соединениями 76, 78 и катушкой 40. Катушка 40 расположена вокруг магнитопроницаемого сердечника 41, от которого исходит большинство магнитных линий. Магнитопроницаемый сердечник 41 может быть выполнен из любого магнитопроницаемого материала. Как показано на чертеже, распределитель 100 по толщине аналогичен соединению 76 и повторяет контур криволинейной поверхности внутреннего диаметра трубы. Распределитель 100 в одном варианте имеет такой размер, чтобы перекрывать внешнюю периферию катушки 40. Таким образом, небольшая неточность в позиционировании модуля 90 гильзы/электрода будет недостаточной, чтобы сдвинуть распределитель 100 за периферию катушки 40. Поэтому силовые линии, исходящие из катушки 40 и магнитопроницаемого сердечника 41, будут проходить сквозь распределитель 100. Распределитель 100 равномерно распределяет магнитное поле по технологической текучей среде.

[0030] На фиг. 8 приведен схематический общий вид узла гильзы/электрода, имеющего встроенный магнитный распределитель по варианту настоящего изобретения. Модуль 90 гильзы/электрода имеет пару магнитных распределителей 100а, 100b, расположенных диаметрально противоположно друг другу. Дополнительно, как показано на фиг. 8, распределители 100а, 100b размещены со смещением прибл. 90° от расположенных диаметрально напротив друг друга электродов 50, 51. Однако, поскольку распределители 100а, 100b зафиксированы относительно электродов 50, 51, распределение магнитного поля будет по существу идентичным, независимо от небольших изменений положения катушек и магнитных сердечников.

[0031] Варианты настоящего изобретения по существу дают множество преимуществ по сравнению с известными технологиями и структурами. Когда пользователи не уверены, какой материал гильзы лучше всего подходит для конкретной абразивной или агрессивной текучей среды, варианты настоящего изобретения позволяют изменять материал гильзы, материал электрода или тип электрода значительно дешевле и легче.

[0032] Исторически, когда гильза магнитного расходомера требует ремонта, такой ремонт требует опытного трубопроводчика для выполнения слесарных работ и опытного электрика для подключения. Считается, что применение вариантов настоящего изобретения позволит опытному трубопроводчику заменять узел гильзы/электрода без привлечения электрика. Это дополнительно сокращает простои.

Предлагается узел (10) расходомерной трубы для магнитного расходомера. Узел (10) расходомерной трубы содержит трубу (12), проходящую от первого монтажного фланца (14) до второго монтажного фланца (16). Каждый из первого и второго монтажных фланцев (14, 16) имеет поверхность (15, 17), обращенную к фланцу трубопровода, для крепления к соответствующему фланцу трубопровода. Камера (42) катушки расположена снаружи трубы (12) между первым и вторым монтажными фланцами (14, 16). Камера (42) катушки имеет по меньшей мере одну катушку (40), расположенную внутри камеры и выполненную с возможностью генерировать магнитное поле внутри трубы (12). Модуль (22) гильзы/электрода расположен внутри трубы (12) и имеет неэлектропроводную гильзу, по меньшей мере один электрод (50, 51) и по меньшей мере один проводник (76, 78) электрода. Неэлектропроводная гильза проходит от первого монтажного фланца (14) до второго монтажного фланца (16). По меньшей мере один электрод (50, 51) расположен в неэлектропроводной гильзе для взаимодействия с электропроводной технологической текучей средой. Проводник (76, 78) электрода проходит от по меньшей мере одного электрода (50 51) до соединительного вывода (24), расположенного рядом с обращенной к трубопроводу поверхностью фланца одного из первого и второго монтажных фланцев (14, 16). Модуль (22) гильзы/электрода выполнен с возможностью позиционирования в трубе (12). Технический результат – возможность замены узла гильзы/электрода без привлечения электрика, что приводит к сокращению простоев. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Узел расходомерной трубы для магнитного расходомера, причем узел расходомерной трубы содержит:

трубу, проходящую от первого монтажного фланца до второго монтажного фланца, при этом каждый из первого и второго монтажных фланцев имеет поверхность, обращенную к фланцу трубопровода, для крепления к соответствующим фланцам трубопровода;

камеру катушки, расположенную снаружи трубы между первым и вторым монтажными фланцами, при этом камера катушки содержит по меньшей мере одну катушку, расположенную в ней и выполненную с возможностью генерировать магнитное поле в трубе; и

модуль гильзы/электрода, расположенный внутри трубы, при этом модуль гильзы/электрода имеет:

неэлектропроводную гильзу, проходящую от первого монтажного фланца до второго монтажного фланца;

по меньшей мере один электрод, расположенный в неэлектропроводной гильзе для взаимодействия с электропроводной технологической текучей средой;

проводник электрода, проходящий от по меньшей мере одного электрода к соединительному выводу, расположенному рядом с обращенной к трубопроводу поверхностью фланца одного из первого и второго монтажных фланцев; и

при этом модуль гильзы/электрода выполнен с возможностью позиционирования в трубе.

2. Узел расходомерной трубы по п. 1, дополнительно содержащий корпус, соединенный с камерой катушки, и при этом корпус содержит по меньшей мере один проводник катушки, соединенный с по меньшей мере одной катушкой, и проводник электрода.

3. Узел расходомерной трубы по п. 2, дополнительно содержащий клеммную колодку, расположенную в корпусе и соединенную с по меньшей мере одним проводником катушки и проводником электрода.

4. Узел расходомерной трубы по п. 1, в котором по меньшей мере один электрод содержит множество электродов, расположенных на противоположных сторонах расходомерной трубы относительно друг друга.

5. Узел расходомерной трубы по п. 4, в котором проводник соединен с каждым электродом и при этом проводники электродов проведены по меньшей мере частично сверху расходомерной трубы.

6. Узел расходомерной трубы по п. 4, дополнительно содержащий второй соединительный вывод, расположенный рядом с обращенным к трубопроводу фланцем одного из первого и второго монтажных фланцев.

7. Узел расходомерной трубы по п. 1, дополнительно содержащий датчик, установленный относительно гильзы, при этом датчик имеет пару проводников датчика, которые проходят внутри соединительного вывода.

8. Узел расходомерной трубы по п. 1, в котором модуль гильзы/электрода выполнен с возможностью скольжения в трубе.

9. Узел расходомерной трубы по п. 1, в котором труба является металлической трубой.

10. Модуль гильзы/электрода для расходомерной трубы магнитного расходомера, причем узел содержит:

цилиндрическую гильзу, имеющую первый конец и второй конец, при этом первый конец выполнен с возможностью скольжения во внутреннем диаметре расходомерной трубы, а второй конец имеет выступ, проходящий радиально наружу;

пару электродов, проходящих внутрь от внутренней поверхности цилиндрической гильзы, при этом каждый электрод соединен с соответствующим проводником, проходящим в гильзе до по меньшей мере одного соединительного вывода, расположенного на выступе.

11. Модуль гильзы/электрода по п. 10, в котором соответствующий проводник от каждого соответствующего электрода проходит вдоль диаметра гильзы до положения, в котором проводники оказываются рядом друг с другом, затем проходят продольно по существу параллельно друг другу до соединительного вывода.

12. Модуль гильзы/электрода по п. 10, в котором каждый соответствующий проводник соединен с соответствующим штырем в соединителе, расположенном в соединительном выводе.

13. Модуль гильзы/электрода по п. 10, в котором каждый соответствующий штырь проходит продольно.

14. Модуль гильзы/электрода по п. 10, дополнительно содержащий по меньшей мере один датчик, встроенный в гильзу, при этом упомянутый по меньшей мере один датчик имеет множество проводников, функционально соединенных с соответствующими штырями соединительного вывода.

15. Модуль гильзы/электрода по п. 14, в котором датчик выбран из ряда, состоящего из датчика температуры, датчика давления, датчика износа, датчика плотности магнитного потока и датчика рН.

16. Модуль гильзы/электрода по п. 10, в котором гильза выполнена из материала, выбранного из группы, состоящей из политетрафторэтилена (PTFE), этилентетрафторэтилена (ETFE), PFA, полиуретана, неопрена и каучука Linatex.

17. Модуль гильзы/электрода по п. 10, в котором первый конец содержит буртик, выполненный с возможностью зацепления с протектором гильзы.

18. Модуль гильзы/электрода по п. 10, в котором первый конец содержит множество отверстий, проходящих радиально насквозь.

19. Модуль гильзы/электрода по п. 10, в котором положение вывода и его интерфейс с модулем катушки и трубы обеспечивают перпендикулярную ориентацию электродов относительно первичной оси магнитного поля катушки.

20. Модуль гильзы/электрода по п. 10, дополнительно содержащий по меньшей мере один магнитный распределитель, встроенный в гильзу и расположенный с возможностью распределения проходящего сквозь него магнитного поля.

21. Способ формирования узла расходомерной трубы для магнитного расходомера, содержащий этапы, на которых:

создают модуль трубы/корпуса катушки, содержащий камеру катушки, расположенную вокруг расходомерной трубы, имеющей по существу непрерывный внутренний диаметр, при этом в камере катушки расположена по меньшей мере одна катушка;

создают модуль гильзы/электрода, имеющий пару расположенных в нем электродов;

вдвигают модуль гильзы/электрода в расходомерную трубу до контакта вывода модуля гильзы/электрода с монтажным фланцем модуля трубы/корпуса катушки, и

вводят в зацепление взаимодействующие соединители на модуле трубы/корпуса катушки и на модуле гильзы/электрода для прокладки всех электрических соединений модуля гильзы/электрода через по меньшей мере один соединительный вывод, расположенный рядом с монтажным фланцем.

22. Способ по п. 21, дополнительно содержащий этап, на котором захватывают конец модуля гильзы/электрода с помощью протектора гильзы.