Одометр Российский патент 2020 года по МПК F17D5/02 F16L55/28 G01B3/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Заявляемое изобретение относится к устройствам измерения пройденной дистанции внутритрубными инспекционными приборами контроля технического состояния трубопроводов, нефтепродуктопроводов, в частности к колесным одометрам.

Уровень техники

Из уровня техники известны одометры, выполненные на основе индуктивных датчиков, каждый из которых содержит неподвижный кронштейн, соединенный с помощью подпружиненного элемента с рычагом, на котором установлено измерительное колесо, которое контактирует со стенкой трубопровода и совершает вращательное движение вокруг оси. К колесу на боковой поверхности прикреплен диск, у которого имеется зубцы определенного профиля. Индуктивный датчик расположен в непосредственной близости от зубчатого диска и регистрирует изменение магнитной проницаемости среды при вращении зубчатого диска [патент РФ №2529820, опубл. 20.09.2013, патент РФ №126120, опубл. 20.03.2013].

Недостатком данных конструкций является то, что регистрирующий индукционный датчик находится в незащищенном месте, где на него воздействует внешняя, содержащая абразивные частицы, среда высокого давления, которая вызывает износ как самого датчика, так и зубчатого колеса, приводя тем самым к ухудшению чувствительности. Также из-за конструктивной особенности данного метода (формирование импульса за счет изменения магнитной проницаемости среды при чередовании зуба с впадиной) разрешающая способность таких одометров не может быть выше 1 импульса на 2 мм. Еще одним недостатком таких одометров является невозможность определения направления вращения, так как форма сигнала не зависит от направления вращения.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является одометр на основе оптического датчика, содержащий неподвижный кронштейн, соединенный с помощью подпружиненного элемента с рычагом, на котором установлено измерительное колесо, герметичную полость, в которой размещен оптический датчик, ось и герметизирующие уплотнения [патент РФ №2275598, опубл. 27.04.2006].

Недостатком такой конструкции является то, что для компенсации повышенного сопротивления качению и, как следствие, повышенного проскальзывания колеса необходимо увеличивать силу прижатия и диаметр колеса, что приводит к невозможности его использования в трубопроводах малого диаметра.

Раскрытие сущности изобретения

Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в повышение точности измерения одометром расстояния, пройденного внутритрубным инспекционным прибором контроля технического состояния трубопроводов.

Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение точности измерения одометром расстояния, пройденного внутритрубным инспекционным прибором контроля технического состояния трубопроводов, за счет применения в одометре измерительного элемента на основе энкодера.

Технический результат достигается тем, что одометр содержит неподвижный кронштейн, соединенный посредством подпружинивающего элемента с рычагом, на котором установлено измерительное колесо, причем измерительное колесо содержит защитный кожух и ось, в торцевой части которой герметично установлен магнитный энкодер, сопряженный с магнитом, размещенным снаружи торцевой части оси, внутри защитного кожуха.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения в качестве магнита применяют магнит поперечной намагниченности.

Краткое описание чертежей

Реализация заявляемого изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 показан общий вид одометра;

на фиг. 2 - продольное сечение измерительного колеса,

где на чертежах позиции имеют следующие обозначения:

1 - неподвижный кронштейн;

2 - рычаг;

3 - подпружинивающий элемент;

4 - измерительное колесо;

5 - ось;

6 - магнитный энкодер;

7 - защитный кожух;

8 - магнит поперечной намагниченности;

9 - обод;

10 - подшипник;

11 - крышка;

12 - устройство грязе -пылезащиты;

13 - гайка

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Одометр по фиг. 1 содержит неподвижный кронштейн 1 для закрепления на внутритрубном инспекционном приборе, соединенный посредством подпружинивающего элемента 3 с рычагом 2, на котором установлено измерительное колесо 4.

Измерительное колесо 4 по фиг. 2 содержит ось 5, с герметично установленным внутри нее магнитным энкодером 6, закрытую защитным кожухом 7, установленный внутри кожуха 7 сопряженный с магнитным энкодером 6 магнит поперечной намагниченности 8, обод 9, подшипник 10, крышку 11, устройство грязе-пылезащиты 12 и гайку 13.

Работа заявляемого изобретеняе осуществляется следующим образом

Одометр, установленный на внутритрубном инспекционном приборе, движется вместе с ним по диагностируемому трубопроводу. Измерительное колесо 4 посредством подпружиненного рычага 2 находится в соприкосновении с внутренней поверхностью трубопровода и совершает вращательное движение вокруг оси 5, при этом поворачивается нейтральная плоскость магнитного поля магнита поперечной намагниченности 8, положение которой фиксирует электромагнитный энкодер 6 и передает сигналы о ее положении в регистрирующую аппаратуру, измеряя таким образом расстояние, пройденное внутритрубным инспекционным прибором.

В заявляемом изобретении применен измерительный элемент на основе электромагнитного энкодера 6, который герметично установлен в оси 5 одометра соосно с магнитом поперечной намагниченности 8. Использование данного решения позволяет уменьшить поперечный габарит измерительного колеса 4, снизить сопротивление вращению, как следствие, возможно применение для внутритрубной инспекции трубопроводов малого диаметра. Также изобретение позволяет увеличить количество импульсов (магнитный энкодер позволяет получать до 12000 импульсов за один оборот колеса), и как следствие, повысить точность измерения одометром расстояния, пройденного внутритрубным инспекционным прибором.

Заявляемое изобретение относится к устройствам измерения пройденной дистанции внутритрубными инспекционными приборами контроля технического состояния трубопроводов, нефтепродуктопроводов, в частности к колесным одометрам. Одометр содержит неподвижный кронштейн, соединенный посредством подпружинивающего элемента с рычагом, на котором установлено измерительное колесо. Причем измерительное колесо содержит защитный кожух и ось, в торцевой части которой герметично установлен магнитный энкодер, сопряженный с магнитом, размещенным снаружи торцевой части оси, внутри защитного кожуха. В качестве магнита применяют магнит поперечной намагниченности. Технический результат - увеличение разрешающей способности внутритрубного инспекционного прибора за счет применения в одометре измерительного элемента на основе энкодера. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Одометр, содержащий неподвижный кронштейн, соединенный посредством подпружинивающего элемента с рычагом, на котором установлено измерительное колесо, отличающийся тем, что измерительное колесо содержит защитный кожух и ось, в торцевой части которой герметично установлен магнитный энкодер, сопряженный с магнитом, размещенным снаружи торцевой части оси, внутри защитного кожуха.

2. Одометр по п. 1, отличающийся тем, что в качестве магнита применяют магнит поперечной намагниченности.