ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по обычной заявке на патент США № 15/336 426, поданной 27 октября 2016 г., озаглавленной «Система с регулируемым расходомером», которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
ЗАЯВЛЕНИЕ О СПОНСИРУЕМЫХ ПРАВИТЕЛЬСТВОМ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ РАБОТАХ
[0002] Не применимо.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Расходомеры используют в системах с текучей средой для измерения расхода текучей среды через трубопроводы для текучей среды. Расходомеры можно использовать для измерения расхода текучей среды в системах трубопроводов для текучей среды, в стволах скважин или в буровых системах, а также в других областях промышленного применения. Обычным типом расходомера, используемым в областях промышленного применения, являются расходомеры Вентури, которые создают ограничение на пути потока текучей среды и измеряют разность давления, образующуюся в текучей среде, протекающей через измерительное устройство. Благодаря стойкости к износу, расходомеры Вентури можно использовать для применения в стволах скважин с абразивными жидкостями или буровыми растворами, или с потоком текучей среды, содержащей множество фаз. Кроме того, расходомеры Вентури можно использовать в областях применения с высоким расходом текучей среды.
[0004] В некоторых областях применения расходомеры Вентури могут содержать секцию с уменьшенным диаметром или «горловину», которая образует ограничение в проходе для текучей среды расходомера. В некоторых областях применения давление текучей среды измеряют внутри горловины расходомера и в положении выше по потоку от горловины, где давление текучей среды внутри горловины снижается по сравнению с секцией, расположенной выше по потоку, из-за увеличения расхода текучей среды через горловину в соответствии с законом Бернулли. Сравнивая разность измеренного давления текучей среды между горловиной и секцией, расположенной выше по потоку, с соотношением внутренних диаметров горловины и секции, расположенной выше по потоку, (известным как «относительный диаметр» расходомера) по известным уравнениям можно получить значение расхода текучей среды, проходящей через расходомер.
[0005] В некоторых областях применения расходомер Вентури разработан с заданным относительным диаметром с возможностью выполнения точных измерений расхода текучей среды в пределах заданного диапазона значений расхода текучей среды. Другими словами, относительный диаметр расходомера Вентури может только обеспечить точное измерение расхода в пределах соответствующего диапазона значений расхода, причем отклонение расхода текучей среды от конкретного диапазона значений расхода текучей среды может приводить к ошибочному или неточному измерению расхода текучей среды измерительным устройством, ограничивая гибкость измерительного устройства в измерении расхода проходящего через него потока текучей среды.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Вариант осуществления узла расходомера, имеющего продольную ось, содержит элемент, расположенный выше по потоку, имеющий первый конец, второй конец и проходное отверстие для текучей среды, проходящее между первым и вторым концами, элемент, расположенный ниже по потоку, имеющий первый конец и второй конец, и первый элемент горловины, имеющий первый конец, второй конец и проходное отверстие для текучей среды, проходящее между первым и вторым концами, причем проходное отверстие для текучей среды первого элемента горловины имеет минимальный диаметр, который меньше минимального диаметра проходного отверстия для текучей среды элемента, расположенного выше по потоку, причем первый элемент горловины выполнен с возможностью разъемного соединения с элементом, расположенным выше по потоку, и элементом, расположенным ниже по потоку. В некоторых вариантах осуществления первый конец первого элемента горловины выполнен с возможностью разъемного соединения с вторым концом элемента, расположенного выше по потоку, и второй конец первого элемента горловины выполнен с возможностью разъемного соединения с вторым концом элемента, расположенного ниже по потоку. В некоторых вариантах осуществления, когда первый элемент горловины разъемно соединен с элементом, расположенным выше по потоку, и элементом, расположенным ниже по потоку, узел расходомера имеет первый относительный диаметр, который равен минимальному диаметру проходного отверстия для текучей среды первого элемента горловины, деленному на максимальный диаметр проходного отверстия для текучей среды элемента, расположенного выше по потоку. В некоторых вариантах осуществления узел расходомера также содержит второй элемент горловины, выполненный с возможностью разъемного соединения с элементом, расположенным выше по потоку, и элементом, расположенным ниже по потоку, и имеет первый конец, второй конец и проходное отверстие для текучей среды, проходящее между первым и вторым концами, причем проходное отверстие для текучей среды второго элемента горловины имеет минимальный диаметр, который меньше минимального диаметра проходного отверстия для текучей среды первого элемента горловины. В некоторых вариантах осуществления, когда второй элемент горловины разъемно соединен с элементом, расположенным выше по потоку, и элементом, расположенным ниже по потоку, узел расходомера имеет второй относительный диаметр, который равен минимальному диаметру проходного отверстия для текучей среды второго элемента горловины, деленному на максимальный диаметр проходного отверстия для текучей среды элемента, расположенного выше по потоку, и при этом второй относительный диаметр отличается от первого относительного диаметра. В некоторых вариантах осуществления второй конец элемента, расположенного выше по потоку, содержит наклонную поверхность взаимодействия, а первый конец первого элемента горловины содержит наклонную поверхность сопряжения для взаимодействия, и взаимодействие между поверхностью взаимодействия элемента, расположенного выше по потоку, и поверхностью взаимодействия первого элемента горловины обеспечивает возможность выравнивания в осевом направлении элемента, расположенного выше по потоку, с первым элементом горловины. В некоторых вариантах осуществления каждая из наклонных поверхностей взаимодействия элемента, расположенного выше по потоку, и первого элемента горловины содержит конические поверхности взаимодействия, и поверхность взаимодействия первого элемента горловины выполнена с возможностью вставки во второй конец элемента, расположенного выше по потоку. В некоторых вариантах осуществления первый конец первого элемента горловины содержит кольцевой фланец, второй конец элемента, расположенного выше по потоку, содержит кольцевой фланец, и узел расходомера также содержит множество крепежных элементов с резьбой, проходящих между фланцами элемента, расположенного выше по потоку, и первым элементом горловины для соединения элемента, расположенного выше по потоку, с элементом горловины.
[0007] Вариант осуществления узла расходомера, имеющий продольную ось, содержит элемент, расположенный выше по потоку, имеющий первый конец, второй конец и проходное отверстие для текучей среды, проходящее между первым и вторым концами, элемент, расположенный ниже по потоку, имеющий первый конец и второй конец, и элемент горловины, имеющий первый конец, второй конец и проходное отверстие для текучей среды, проходящее между первым и вторым концами, причем элемент горловины выполнен с возможностью создания ограничения потоку текучей среды, проходящего через узел расходомера, причем элемент горловины соединен с возможностью удаления с элементом, расположенным выше по потоку, и элементом, расположенным ниже по потоку. В некоторых вариантах осуществления узел расходомера имеет первый относительный диаметр, который равен минимальному диаметру проходного отверстия для текучей среды элемента горловины, деленному на максимальный диаметр проходного отверстия для текучей среды элемента, расположенного выше по потоку. В некоторых вариантах осуществления первый конец элемента горловины содержит кольцевой фланец, второй конец элемента, расположенного выше по потоку, содержит кольцевой фланец, и узел расходомера также содержит множество крепежных элементов с резьбой, проходящих между фланцами элемента, расположенного выше по потоку, и элемента горловины для соединения элемента, расположенного выше по потоку, с элементом горловины. В некоторых вариантах осуществления первый конец элемента горловины содержит выравнивающий штифт, а второй конец элемента, расположенного выше по потоку, содержит выравнивающее приемное гнездо, выполненное с возможностью приема выравнивающего штифта элемента горловины для выравнивания в осевом направлении элемента, расположенного выше по потоку, с элементом горловины. В некоторых вариантах осуществления второй конец элемента, расположенного выше по потоку, имеет поверхность взаимодействия, а первый конец элемента горловины имеет поверхность сопряжения для взаимодействия, выполненную с возможностью взаимодействия с поверхностью взаимодействия элемента, расположенного выше по потоку, и каждая из поверхностей взаимодействия элемента, расположенного выше по потоку, и элемента горловины содержит кольцевую канавку, выполненную с возможностью приема кольцевого уплотнения для герметизации сопряжения между элементом, расположенным выше по потоку, и элементом горловины. В некоторых вариантах осуществления второй конец элемента, расположенного выше по потоку, имеет поверхность взаимодействия, а первый конец элемента горловины имеет поверхность сопряжения для взаимодействия, выполненную с возможностью взаимодействия с поверхностью взаимодействия элемента, расположенного выше по потоку, и узел расходомера также содержит прокладку, расположенную по оси между элементом, расположенным выше по потоку, и элементом горловины для герметизации сопряжения между элементом, расположенным выше по потоку, и элементом горловины. В некоторых вариантах осуществления проходное отверстие для текучей среды первого элемента горловины имеет минимальный диаметр, который меньше минимального диаметра проходного отверстия для текучей среды элемента, расположенного выше по потоку.
[0008] Вариант осуществления способа измерения расхода текучей среды с использованием расходомера включает: соединение первого элемента горловины с элементом расходомера, расположенным выше по потоку, и элементом расходомера, расположенным ниже по потоку, с обеспечением в расходомере первого относительного диаметра, измерение первого расхода текучей среды через расходомер, удаление первого элемента горловины из расходомера и соединение второго элемента горловины с элементом расходомера, расположенным выше по потоку, и с элементом расходомера, расположенным ниже по потоку, с обеспечением в расходомере второго относительного диаметра, который отличается от первого относительного диаметра.
В некоторых вариантах осуществления способ также включает измерение второго расхода текучей среды через расходомер после того, как второй элемент горловины соединен с элементом расходомера, расположенным выше по потоку, при этом первый расход находится в пределах первого диапазона значений расхода, а второй расход находится в пределах второго диапазона значений расхода, который отличается от первого диапазона значений расхода. В некоторых вариантах осуществления способ также включает введение наклонной поверхности взаимодействия первого элемента горловины во взаимодействие с наклонной поверхностью взаимодействия элемента, расположенного выше по потоку, для выравнивания в осевом направлении элемента, расположенного выше по потоку, с первым элементом горловины. В некоторых вариантах осуществления способ также включает пропускание крепежного элемента с резьбой через фланец элемента, расположенного выше по потоку, и фланец первого элемента горловины для разъемного соединения элемента, расположенного выше по потоку, с первым элементом горловины. В некоторых вариантах осуществления способ также включает пропускание выравнивающего штифта первого элемента горловины в выравнивающее отверстие элемента, расположенного выше по потоку, для выравнивания в осевом направлении элемента, расположенного выше по потоку, с первым элементом горловины.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0009] Раскрытие объекта изобретения далее описано в последующем подробном описании и сопровождающих чертежах и схемах неограничивающих вариантов осуществления раскрытия объекта изобретения. Элементы, изображенные на чертежах, не обязательно показаны в масштабе. Определенные элементы вариантов осуществления могут быть показаны в увеличенном масштабе или в некоторой схематической форме, и некоторые детали элементов могут быть не показаны в целях ясности и краткости:
[0010] На ФИГ. 1 представлен схематический вид системы расходомера в соответствии с принципами, раскрытыми в данном документе;
[0011] На ФИГ. 2 представлен вид сечения варианта осуществления узла корпуса расходомера системы расходомера по ФИГ. 1 в соответствии с принципами, раскрытыми в данном документе;
[0012] На ФИГ. 3 представлен вид сечения варианта осуществления сменной горловины узла корпуса расходомера по ФИГ. 2 в соответствии с принципами, раскрытыми в данном документе;
[0013] На ФИГ. 4 представлен вид сечения узла корпуса расходомера по ФИГ. 1, показанного в собранном виде в соответствии с принципами, раскрытыми в данном документе;
[0014] На ФИГ. 5 представлен вид сечения еще одного варианта осуществления узла корпуса расходомера системы расходомера по ФИГ. 1 в соответствии с принципами, раскрытыми в данном документе;
[0015] На ФИГ. 6 представлен вид сечения другого варианта осуществления сменной горловины узла корпуса расходомера по ФИГ. 5 в соответствии с принципами, раскрытыми в данном документе; и
[0016] На ФИГ. 7 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая вариант осуществления способа измерения расхода текучей среды с использованием расходомера в соответствии с принципами, раскрытыми в данном документе.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0017] На следующих чертежах и в описании схожие детали обычно обозначены во всем описании и на чертежах одинаковыми ссылочными позициями. Чертежи на фигурах не обязательно выполнены в масштабе. Некоторые признаки раскрытых вариантов осуществления могут быть показаны в увеличенном масштабе или схематически и некоторые детали известных элементов могут не отображаться в целях ясности и краткости. Настоящее раскрытие допускает варианты осуществления различных форм. Конкретные варианты осуществления описаны подробно и показаны на чертежах с пониманием того, что настоящее раскрытие следует рассматривать, как иллюстрацию принципов раскрытия, и оно не предназначено ограничивать раскрытие тем, что проиллюстрировано и описано в данном документе. Следует иметь в виду, что различные идеи вариантов осуществления, обсуждаемых ниже, могут использоваться по отдельности или в любой подходящей комбинации для получения желаемых результатов.
[0018] Если не указано иное, в последующем обсуждении и в формуле изобретения термины «включающий» и «содержащий» используются в неограничивающей форме и, следовательно, должны интерпретироваться, как означающие «включающий, но не ограничивающийся…». Любое использование любой формы терминов «присоединять», «вводить во взаимодействие», «соединять», «прикреплять» или любых других терминов, описывающих взаимодействие между элементами, не предназначено для ограничения взаимодействия непосредственным взаимодействием между элементами и может также включать косвенное взаимодействие между описанными элементами. Различные характеристики, упомянутые выше, а также другие признаки и характеристики, описанные более подробно ниже, будут очевидны для специалистов в данной области техники после прочтения следующего подробного описания вариантов осуществления и рассмотрения прилагаемых чертежей.
[0019] Со ссылкой на ФИГ. 1 схематично показан вариант осуществления системы 10 расходомера. Система 10 расходомера в целом выполнена с возможностью измерения расхода текучей среды через трубопровод для текучей среды. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 1, система 10 расходомера имеет центральную или продольную ось 15 и, в целом, включает в себя трубопровод для текучей среды или трубу 12 и расходомер 20. В частности, расходомер 20 соединен и расположен по оси между расположенной выше по потоку секцией 12A и расположенной ниже по потоку секцией 12B трубы 12, при этом поток 14 текучей среды проходит через канал или проходное отверстие 16 для текучей среды в трубе 12 между расположенной выше по потоку секцией 12A и расположенной ниже по потоку секцией 12B. В некоторых вариантах осуществления труба 12 может содержать трубопровод для текучей среды для транспортировки через него текучей среды. В других вариантах осуществления труба 12 может содержать трубчатую колонну, расположенную в стволе системы скважин, например, насосно-компрессорную колонну, обсадную колонну, колонну гибких труб, бурильную колонну и т.д. В других вариантах осуществления помимо системы 10 расходомера, показанной на ФИГ. 1, расходомер 20 системы 10 расходомера может быть включен в другие системы текучей среды.
[0020] В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 1, расходомер 20 содержит узел 100 корпуса расходомера и электронный модуль или узел 40, присоединенный к узлу 100 корпуса. Расходомер 20 системы 10 расходомера обычно содержит расходомер Вентури, выполненный с возможностью измерения расхода потока 14 текучей среды, проходящего через узел 100 корпуса расходомера 20, путем создания ограничения потоку 14 текучей среды и измерения перепада давления, которое возникает в результате ограничения потока. Электронный узел 40 содержит множество измерительных преобразователей или датчиков давления, выполненных с возможностью измерения давления потока 14 текучей среды, проходящего через узел 100 корпуса в заданных осевом и круговом положениях узла 100 корпуса. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 1, электронный узел 40 также содержит процессор и память, выполненные с возможностью получения значения расхода текучей среды для потока 14 текучей среды из измерений давления, выполняемых датчиками давления электронного блока 40. В некоторых вариантах осуществления электронный узел 40 может содержать передатчик для передачи в режиме реального времени, либо по беспроводной связи, либо через проводное соединение, измерения потока 14 текучей среды, предоставляемого блоком 40.
[0021] Со ссылкой на ФИГ. 2 показан вариант осуществления узла 100 корпуса расходомера 20 по ФИГ. 1. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, узел 100 корпуса имеет центральную или продольную ось, коаксиальную с центральной осью 15, и, в целом, содержит первый или трубчатый элемент 102, расположенный выше по потоку, второй или трубчатый элемент 130, расположенный ниже по потоку, и первый элемент 160 горловины, расположенный по оси между элементом 102, расположенным выше по потоку, и элементом 130, расположенным ниже по потоку. Элемент 102, расположенный выше по потоку, в целом является цилиндрическим и имеет первый или внешний конец 102A, который образует первый конец расходомера 20, второй или внутренний конец 102B, центральный канал или проходное отверстие 104 для текучей среды, образованное в целом цилиндрической внутренней поверхностью 106, проходящей между концами 102A и 102B, и в целом цилиндрической наружной поверхностью 108, проходящей между концами 102A и 102B. Элемент 102, расположенный выше по потоку, содержит кольцевой первый фланец 110A, проходящий в радиальном направлении от наружной поверхности 108, и расположенный на внешнем конце 102A элемента 102, расположенного выше по потоку, для создания разъемного соединения с соответствующим фланцем расположенной выше по потоку секции 12A трубы 12, показанной на ФИГ. 1, или соединения с возможностью удаления. Кроме того, элемент 102, расположенный выше по потоку, содержит кольцевой второй фланец 110B, проходящий в радиальном направлении от наружной поверхности 108 и размещенный на внутреннем конце 102B элемента 102, расположенного выше по потоку, для создания разъемного соединения с соответствующим фланцем первого элемента 160 горловины.
[0022] В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, канал 104 элемента 102, расположенного выше по потоку, содержит цилиндрическую секцию или канал 112, расположенный выше по потоку, проходящий в осевом направлении между внешним концом 102A и точкой 114 перехода, и конусную или коническую секцию или канал 116, расположенный выше по потоку, проходящий между точкой 114 перехода и внутренним концом 102B элемента 102, расположенного выше по потоку. При таком расположении внутренний диаметр D104 канала 104 является в целом неизменным при движении в осевом направлении между внешним концом 102A и точкой 114 перехода, и уменьшается при движении в осевом направлении от точки 114 перехода к внутреннему концу 102B элемента 102, расположенного выше по потоку. Кроме того, в варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, наружный диаметр наружной поверхности 108 соответственно уменьшается вместе с уменьшением D104 внутренней поверхности 106 при движении в осевом направлении между точкой 114 перехода и внутренним концом 102B; однако, в других вариантах осуществления наружный диаметр наружной поверхности 108 может оставаться неизменным при движении в осевом направлении между точкой 114 и внутренним концом 102B. В данном варианте осуществления диаметр D104 канала 104 является максимальным в расположенной выше по потоку цилиндрической секции 112 и минимальным на торцевом конце (то есть, на внутреннем конце 102B) расположенной выше по потоку конической секции 116. Внутренняя поверхность 106, образующая расположенную выше по потоку коническую секцию 116 канала 104, расположена под углом конусности α выше по потоку. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, угол конусности α выше по потоку составляет от 20° до 25°; однако, в других вариантах осуществления, угол конусности α выше по потоку может содержать переменные углы. При таком расположении коническая секция 116 канала 104 элемента 102, расположенного выше по потоку, образует сходящуюся секцию, выполненную с возможностью увеличения скорости проходящего через нее потока текучей среды (например, потока 14 текучей среды, показанного на ФИГ. 1), и, таким образом, уменьшения давления текучей среды в потоке текучей среды.
[0023] В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, элемент 102, расположенный выше по потоку, содержит множество разнесенных по окружности и проходящих в радиальном направлении входных отверстий 118, расположенных выше по потоку, размещенных в осевом направлении между внешним концом 102A и точкой 114 перехода. Входные отверстия 118, расположенные выше по потоку, обеспечивают гидравлическое сообщение между расположенной выше по потоку цилиндрической секцией 112 канала 104 и расположенным выше по потоку датчиком давления (не показан) электронного блока 40, показанного на ФИГ. 1. В такой конфигурации, расположенный выше по потоку датчик давления электронного блока 40 может обеспечивать измерение давления текучей среды в реальном времени в пределах цилиндрической секции 112 канала 104 элемента 102, расположенного выше по потоку. Кроме того, в варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, внутренний конец 102B элемента 102, расположенного выше по потоку, содержит кольцевую расположенную выше по потоку коническую или наклонную поверхность 120 взаимодействия, выполненную с возможностью приема соответствующей поверхности первого элемента 160 горловины и, таким образом, выравнивания в осевом направлении элемента 102, расположенного выше по потоку, с первым элементом 160 горловины (то есть, выравнивания элемента 102, расположенного выше по потоку, и первого элемента 160 горловины относительно центральной оси 15), когда узел 100 корпуса размещают в собранную конфигурацию. Расположенная выше по потоку поверхность 120 взаимодействия элемента 102, расположенного выше по потоку, содержит проходящую в нем кольцевую канавку 122, выполненную с возможностью приема кольцевого уплотнения для обеспечения герметичного взаимодействия между элементом 102, расположенным выше по потоку, и первым элементом 160 горловины.
[0024] В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, элемент 130, расположенный ниже по потоку, узла 100 корпуса расходомера в целом является цилиндрическим и имеет первый или внешний конец 130A, который образует второй конец расходомера 20, второй или внутренний конец 130B, центральный канал или проходное отверстие 132 для текучей среды, образованное в целом цилиндрической внутренней поверхностью 134, проходящей между концами 130A и 130B, и в целом цилиндрической наружной поверхностью 136, проходящей между концами 130A и 130B. Элемент 130, расположенный ниже по потоку, также содержит кольцевой первый фланец 138A, проходящий в радиальном направлении от наружной поверхности 136, и размещенный на внешнем конце 130A элемента 130, расположенного ниже по потоку, для создания разъемного соединения с соответствующим фланцем расположенной ниже по потоку секции 12B трубы 12, показанной на ФИГ. 1. Кроме того, элемент 130, расположенный ниже по потоку, содержит кольцевой второй фланец 138B, проходящий в радиальном направлении от наружной поверхности 136, и расположенный на внутреннем конце 130B элемента 130, расположенного ниже по потоку, для создания разъемного соединения с соответствующим фланцем первого элемента 160 горловины.
[0025] В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, канал 132 элемента 130, расположенного ниже по потоку, содержит расположенную ниже по потоку цилиндрическую секцию или канал 140, проходящий в осевом направлении между внешним концом 130A и точкой 142 перехода, и расположенную ниже по потоку конусную или коническую секцию или канал 144, проходящий между точкой 142 перехода и внутренним концом 130B элемента 130, расположенного ниже по потоку. При таком расположении внутренний диаметр D132 канала 132 является в целом неизменным при движении в осевом направлении между внешним концом 130A и точкой 142 перехода, но уменьшается при движении в осевом направлении от точки 142 перехода к внутреннему концу 130B элемента 130, расположенного ниже по потоку. В данном варианте осуществления диаметр D132 канала 132 является минимальным в расположенной ниже по потоку цилиндрической секции 140 и минимальным на торцевом конце (то есть, на внутреннем конце 130B) расположенной ниже по потоку конической секции 144. Кроме того, в варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, наружный диаметр наружной поверхности 136 соответственно уменьшается вместе с уменьшением D132 канала 132 при движении в осевом направлении между точкой 142 перехода и внутренним концом 130B; однако в других вариантах осуществления наружный диаметр наружной поверхности 136 может оставаться неизменным при движении в осевом направлении между точкой 142 перехода и внутренним концом 130B. Внутренняя поверхность 134, образующая расположенную ниже по потоку коническую секцию 144 канала 132, размещена под углом β конусности ниже по потоку. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, угол β конусности ниже по потоку составляет от 10° до 15°; однако, в других вариантах осуществления угол β конусности ниже по потоку может содержать переменные углы. При таком расположении коническая секция 144 канала 132 элемента 130, расположенного ниже по потоку, образует расширяющуюся секцию, выполненную с возможностью уменьшения расхода текучей среды (например, потока 14 текучей среды, показанного на ФИГ. 1), проходящего через нее и, таким образом, увеличения давления текучей среды в потоке текучей среды.
[0026] В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, внутренний конец 130B элемента 130, расположенного ниже по потоку, содержит кольцевую расположенную ниже по потоку коническую или наклонную поверхность 146 взаимодействия, выполненную с возможностью приема соответствующей поверхности первого элемента 160 горловины и, таким образом, выравнивания в осевом направлении элемента 130, расположенного ниже по потоку, с первым элементом 160 горловины (то есть, выравнивания элемента 130, расположенного ниже по потоку, и первого элемента 160 горловины относительно центральной оси 15), когда узел 100 корпуса размещают в собранную конфигурацию. Расположенная ниже по потоку поверхность 146 взаимодействия элемента 130, расположенного ниже по потоку, содержит проходящую в нем кольцевую канавку 148, выполненную с возможностью приема кольцевого уплотнения для обеспечения герметичного взаимодействия между элементом 130, расположенным ниже по потоку, и первым элементом 160 горловины.
[0027] Первый элемент 160 горловины узла 100 корпуса расходомера в целом является цилиндрическим и имеет первый конец 160A, второй конец 160B, центральный канал или проходное отверстие 162 для текучей среды, образованное в целом цилиндрической внутренней поверхностью 164, проходящей между концами 160A и 160B, и в целом цилиндрической наружной поверхностью 166, проходящей между концами 160A и 160B. Первый элемент 160 горловины содержит кольцевой первый фланец 168A, проходящий в радиальном направлении от наружной поверхности 166 и расположенный на первом конце 160A первого элемента 160 горловины для создания разъемного соединения с вторым фланцем 110B элемента 102, расположенного выше по потоку. Кроме того, первый элемент 160 горловины содержит кольцевой второй фланец 168B, проходящий в радиальном направлении от наружной поверхности 166 и расположенный на втором конце 160B первого элемента 160 горловины для создания разъемного соединения с вторым фланцем 130B элемента 130, расположенного ниже по потоку.
[0028] В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, канал 162 первого элемента 160 горловины содержит расположенную выше по потоку конусную или коническую секцию или канал 170A, проходящий в осевом направлении между первым концом 160A и расположенной выше по потоку точкой 172A перехода, в целом цилиндрическую секцию или канал 174, проходящий между расположенной выше по потоку точкой 172A перехода и расположенной ниже по потоку точкой 172B, и расположенную ниже по потоку конусную или коническую секцию или канал 170B, проходящий между расположенной ниже по потоку точкой 172B и вторым концом 160B первого элемента 160 горловины. При таком расположении размер внутреннего диаметра D162 канала 162 уменьшается при движении в осевом направлении от первого конца 160A к расположенной выше по потоку точке 172A перехода, остается по существу неизменным при движении в осевом направлении между точками 172A перехода и 172B и увеличивается при движении в осевом направлении от расположенной ниже по потоку точки 172B ко второму концу 160B. В данном варианте осуществления диаметр D162 канала 162 является минимальным в цилиндрической секции 174. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, внутренняя поверхность 164, образующая расположенную выше по потоку коническую секцию 170A канала 162, размещена под углом α конусности выше по потоку, в то время как секция, образующая расположенную ниже по потоку коническую секцию 170B, размещена под углом β конусности ниже по потоку.
[0029] В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, первый элемент 160 горловины включает в себя множество разнесенных по окружности и проходящих в радиальном направлении впускных отверстий 176 горловины, расположенных в осевом направлении между точками 172A и 172B перехода. Впускные отверстия 176 горловины обеспечивают гидравлическое сообщение между цилиндрической секцией 174 горловины канала 162 и датчиком давления в горловине (не показан) электронного блока 40, показанного на ФИГ. 1. В такой конфигурации датчик давления в горловине электронного блока 40 может обеспечивать измерение давления текучей среды в пределах цилиндрической секции 174 первого элемента 160 горловины в реальном времени. Кроме того, в варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2, первый конец 160A первого элемента 160 горловины содержит первую кольцевую коническую или наклонную поверхность 178A взаимодействия горловины, выполненную с возможностью вставки в осевом направлении в соответствующую поверхность 120 взаимодействия элемента 102, расположенного выше по потоку, и, таким образом, выравнивания в осевом направлении первого элемента 160 горловины с элементом 120, расположенным выше по потоку, (то есть, выравнивания первого элемента 160 горловины и элемента 102, расположенного выше по потоку, относительно центральной оси 15), когда узел 100 корпуса размещают в собранную конфигурацию. Аналогично, второй конец 160B первого элемента 160 горловины содержит вторую кольцевую коническую или наклонную поверхность 178A взаимодействия горловины, выполненную с возможностью вставки в осевом направлении в соответствующую поверхность 146 взаимодействия элемента 130, расположенного ниже по потоку, и, таким образом, выравнивания в осевом направлении первого элемента 160 горловины с элементом 130, расположенным ниже по потоку.
[0030] Кроме того, первая поверхность 178A взаимодействия содержит проходящую в ней первую кольцевую канавку 180A, в то время как вторая поверхность 178B взаимодействия содержит проходящую в ней вторую кольцевую канавку 180B, каждая из которых выполнена с возможностью приема кольцевого уплотнения для обеспечения герметичного взаимодействия с соответствующими контактными поверхностями 120 и 146, соответственно. Наклонная или коническая зона взаимодействия, предусмотренная между поверхностью 120 взаимодействия элемента 102, расположенного выше по потоку, и первой поверхностью 178A взаимодействия первого элемента 160 горловины, когда узел 100 корпуса находится в собранном состоянии, обеспечивает по существу бесшовную границу соединения между элементом 102, расположенным выше по потоку,A и первым элементом 160 горловины, тем самым сводя к минимуму возмущения в потоке текучей среды, проходящем через узел 100 корпуса расходомера 20. Аналогично, наклонная или коническая зона взаимодействия, предусмотренная между поверхностью 146 взаимодействия элемента 130, расположенного ниже по потоку, и второй поверхностью 178B взаимодействия первого элемента 160 горловины, обеспечивает по существу бесшовную границу соединения между первым элементом 160 горловины и элементом 130, расположенным ниже по потоку.
[0031] Как показано на ФИГ. 2 и 3, узел 100 корпуса расходомера имеет первый относительный диаметр, соответствующий внутреннему диаметру D162 цилиндрического канала 174 первого элемента 160 горловины (то есть, минимальному внутреннему диаметру D162), деленному на внутренний диаметр D104 цилиндрического канала 112 элемента 102, расположенного выше по потоку (то есть, максимальный диаметр D104). В данном варианте осуществления точность расходомера 20 при определении расхода проходящей через него текучей среды (например, расхода 14 текучей среды, показанной на ФИГ. 1) зависит от первого относительного диаметра узла 100 корпуса расходомера, так что точность измерения потока текучей среды, обеспечиваемая (предложен, предусмотрен, выполнен) расходомером 20, снижается, когда расход текучей среды выходит за пределы заданного диапазона, на который настроен первый относительный диаметр. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 2 и 3, первый элемент 160 горловины узла 100 корпуса содержит сменный или взаимозаменяемый первый элемент 160 горловины, который можно заменять другим элементом горловины, имеющим другой внутренний диаметр, тем самым обеспечивая узел 100 корпуса и расходомер 20 другим или вторым относительным диаметром, который отличается от первого относительного диаметра. Таким образом, относительный диаметр узла 100 корпуса и расходомера 20 может изменяться, позволяя расходомеру 20 точно измерять более широкий диапазон значений расхода проходящего через него потока текучей среды по сравнению расходомера, имеющим один, или фиксированный относительный диаметр.
[0032] В частности, как показано в варианте осуществления по ФИГ. 3, показан альтернативный или второй элемент 190 горловины для использования с блоком 100 корпуса расходомера вместо первого элемента 160 горловины. Поскольку первый элемент 160 горловины разъемно соединен с элементом 120, расположенным выше по потоку, и элементом 130, расположенным ниже по потоку, первый элемент 160 горловины может быть отсоединен от элементов 102 и 160, удален из узла 100 корпуса и заменен вторым элементом 190 горловины. Второй элемент 190 горловины имеет признаки, общие с первым элементом 160 горловины, и общие признаки помечены аналогичным образом. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 3, второй элемент 190 горловины в целом является цилиндрическим и имеет первый конец 190A, второй конец 190B и центральный канал или проходное отверстие 192 для текучей среды, образованное в целом цилиндрической внутренней поверхностью 194, проходящей между концами 190A и 190B.
[0033] В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 3, канал 192 второго элемента 190 горловины содержит расположенную выше по потоку конусную или коническую секцию или канал 196A, проходящий в осевом направлении между первым концом 190A и расположенной выше по потоку точкой 198A перехода, в целом цилиндрическую секцию или канал 200, проходящий между расположенной выше по потоку точкой 198A перехода и расположенной ниже по потоку точкой 198B перехода, и расположенную ниже по потоку конусную или коническую секцию или канал 196B, проходящий между расположенной ниже по потоку точкой 198B перехода и вторым концом 190B первого элемента 190 горловины. При таком расположении размер внутреннего диаметра D192 канала 192 уменьшается при движении в осевом направлении от первого конца 190A к расположенной выше по потоку точке 198A перехода, остается по существу неизменным при движении в осевом направлении между точками 198A и 198B перехода, и увеличивается при движении в осевом направлении от расположенной ниже по потоку точки 198B перехода ко второму концу 190B. В данном варианте осуществления диаметр D192 канала 192 является минимальным в цилиндрической секции 200. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 3, внутренняя поверхность 194, образующая расположенную выше по потоку коническую секцию 196A канала 192, размещена под углом α конусности выше по потоку, в то время как секция, образующая расположенную ниже по потоку коническую секцию 170B, размещена под углом β конусности ниже по потоку.
[0034] Размер внутреннего диаметра D192 цилиндрического канала 200 второго элемента 190 горловины уменьшается по сравнению с внутренним диаметром D162 цилиндрического канала 174 первого элемента 160 горловины. Таким образом, путем установки второго элемента 190 горловины в узел 100 корпуса вместо первого элемента горловины 100, относительный диаметр узла 100 корпуса и расходомера 20 может быть изменен с первого относительного диаметра, обеспечивающего возможность точного измерения значений расхода текучей среды в пределах первого диапазона значений расхода текучей среды, на второй относительный диаметр, обеспечивающий возможность точного измерения значений расхода текучей среды в пределах второго диапазона значений расхода текучей среды, отличающегося от первого диапазона значений расхода текучей среды, причем второй относительный диаметр соответствует внутреннему диаметру D192 цилиндрического канала 200 второго элемента 190 горловины (то есть, минимальному внутреннему диаметру D192), деленному на внутренний диаметр D104 цилиндрического канала 112 элемента 102, расположенного выше по потоку (то есть, максимальный диаметр D104). Хотя расходомер 20 может измерять расход текучей среды в пределах второго диапазона значений расхода текучей среды, в то время как обеспечен первый относительный диаметр, точность такого измерения может снижаться. Таким образом, путем переключения между первым элементом 160 горловины и вторым элементом 190 горловины узел 100 корпуса расходомера и расходомер 20 обеспечивают возможность точного измерения диапазонов значений расхода текучей среды, либо перекрывающихся, либо не перекрывающихся, тем самым повышая гибкость и общую функциональность расходомера. Например, вместо того, чтобы приобретать два комплекта корпусов расходомера для точного измерения потоков текучей среды в двух диапазонах значений расхода текучей среды, можно приобрести только один элемент 102, расположенный выше по потоку, и один элемент 130, расположенный ниже по потоку, причем элементы 160 и 190 горловины можно поменять местами, чтобы обеспечить возможность точного измерения расходомером 20 расхода текучей среды во множестве диапазонов значений расхода текучей среды. Хотя размер внутреннего диаметра D192 цилиндрического канала 200 второго элемента 190 горловины уменьшается по сравнению с размером внутреннего диаметра D162 цилиндрического канала 174, второй элемент 190 горловины содержит наклонные поверхности 178A и 178B взаимодействия, включенные в первый элемент 160 горловины, обеспечивая возможность разъемного соединения второго элемента 190 горловины с элементом 120, расположенным выше по потоку, и элементом 130, расположенным ниже по потоку, узла 100 корпуса.
[0035] Обращаясь к ФИГ. 4, узел 100 корпуса, содержащий первый элемент 160 горловины расходомера 20, показан в собранном состоянии. В собранном состоянии узла 100 корпуса первая поверхность 178A взаимодействия первого элемента 160 горловины вставлена в элемент 102, расположенный выше по потоку, так что поверхность 178A взаимодействия расположена непосредственно рядом или физически входит в контакт с поверхностью 120 взаимодействия элемента 102, тем самым выравнивания в осевом направлении элемент 102, расположенный выше по потоку, с первым элементом 160 горловины. Кроме того, вторая поверхность 178B взаимодействия первого элемента 160 горловины вставлена в элемент 130, расположенный ниже по потоку, так что поверхность 178B взаимодействия размещается непосредственно вблизи поверхности 146 взаимодействия элемента 130, тем самым выравнивая в осевом направлении первый элемент 160 горловины с элементом 130, расположенным ниже по потоку, Кроме того, для герметизации канала узла 100 и расходомера 20, по оси между компонентами узла 100 корпуса расположена пара кольцевых уплотнений 125. В частности, первое уплотнение 125 расположено внутри канавки 122 элемента 102, расположенного выше по потоку, и первой кольцевой канавки 180A первого элемента горловины 180 для герметизации сопряжения между элементами 102 и 160, а второе уплотнение 125 расположено внутри второй канавки 180B первого элемента 160 горловины и канавки 148 элемента 130, расположенного ниже по потоку, для герметизации сопряжения между элементами 160 и 130.
[0036] В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 4, первое множество разнесенных по окружности крепежных элементов 150 с резьбой проходит между отверстиями, расположенными во втором фланце 110B элемента 102, расположенного выше по потоку, и в соответствующие отверстия, расположенные в первом фланце 168 первого элемента 160 горловины, таким образом разъемно соединяя, или прикрепляя элемент 102, расположенный выше по потоку, к первому элементу 160 горловины. Кроме того, второе множество разнесенных по окружности крепежных элементов 150 с резьбой проходит между отверстиями, расположенными во втором фланце 168B первого элемента 160 горловины и соответствующими отверстиями, расположенными во втором фланце 138B элемента 130, расположенного ниже по потоку, таким образом разъемно соединяя, или прикрепляя первый элемент 160 горловины к элементу 130, расположенному ниже по потоку. Хотя на ФИГ. 4 второй элемент 190 горловины не показан соединенным с элементом 120, расположенным выше по потоку, и элементом 130, расположенным ниже по потоку, второй элемент 190 горловины может быть разъемно соединен, с элементами 102 и 130 аналогичным образом. Кроме того, хотя на ФИГ. 4 узел 100 корпуса расходомера показан соединенным при помощи крепежных элементов 150 с резьбой, в других вариантах осуществления компоненты узла 100 могут быть разъемно соединены вместе с использованием других механизмов, известных в области техники.
[0037] Со ссылкой на ФИГ. 5 показан другой вариант осуществления блока 300 корпуса расходомера для использования расходомера 20 по ФИГ. 1. Блок 300 корпуса содержит элементы, такие же, как в блоке 100 корпуса, показанном на ФИГ. 2 - 4, и такие же элементы обозначены аналогичным образом. Блок 300 корпуса расходомера обычно содержит элемент 302, расположенный выше по потоку, имеющий первый или внешний конец 302A и второй или внутренний конец 302B, элемент 320B, расположенный ниже по потоку, имеющий первый или внешний конец 320A и второй или внутренний конец 320B, и первый элемент 340 горловины, содержащий первый конец 340A и второй конец 340B.
[0038] В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 5, вместо включения наклонных или конических поверхностей взаимодействия, как описано в отношении узла 100 корпуса, компоненты блока 300 корпуса содержат кольцевые плоские поверхности взаимодействия. В частности, внутренний конец 302B элемента 302, расположенного выше по потоку, содержит кольцевую плоскую поверхность 304 взаимодействия, а внутренний конец 320B элемента 320, расположенного ниже по потоку, содержит кольцевую плоскую поверхность 322 взаимодействия. Кроме того, первый элемент 340 горловины содержит первую кольцевую плоскую поверхность 342A взаимодействия, расположенную на первом конце 340A, и вторую кольцевую плоскую поверхность 342B взаимодействия, расположенную на втором конце 340B. Вместо использования кольцевых уплотнений 125, расположенных внутри соответствующих поверхностей взаимодействия компонентов блока корпуса, как и в случае узла 100 корпуса, описанного выше, блок 300 корпуса содержит пару кольцевых прокладок 315. В частности, первая кольцевая прокладка 315 расположена между поверхностью 304 взаимодействия элемента 302, расположенного выше по потоку, и первой поверхностью 342A взаимодействия первого элемента 340 горловины, для герметизации сопряжения между элементами 302 и 340, а вторая кольцевая прокладка 315 расположена между второй поверхностью 342B взаимодействия первого элемента 340 горловины и поверхностью 322 взаимодействия элемента 320, расположенного ниже по потоку, для герметизации сопряжения между элементами 340 и 320.
[0039] В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 5, вместо включения наклонных или конических поверхностей взаимодействия для обеспечения осевого выравнивания между компонентами блока 300 корпуса расходомера, блок 300 содержит проходящие в осевом выравнивающие штифты и соответствующие отверстия. В частности, внутренний конец 302B элемента 302, расположенного выше по потоку, содержит множество разнесенных по окружности и проходящих в осевом направлении выравнивающих отверстий 306, а внутренний конец 320B элемента 320, расположенного ниже по потоку, содержит множество разнесенных по окружности и проходящих в осевом направлении выравнивающих отверстий 324. Кроме того, первый элемент 340 горловины содержит первое множество разнесенных по окружности и проходящих в осевом направлении выравнивающих штифтов 344A, расположенных на первом конце 340A, и второе множество разнесенных по окружности и проходящих в осевом направлении выравнивающих штифтов 344B, расположенных на втором конце 340B элемента 340. Первые выравнивающие штифты 344A первого элемента 340 горловины выполнены с возможностью вставки в выравнивающие отверстия 306 элемента 302, расположенного выше по потоку, для выравнивания в осевом направлении элемента 302, расположенного выше по потоку, с первым элементом 340 горловины (то есть, выравнивания элементов 302 и 340 с центральной осью 15). Аналогично, вторые выравнивающие штифты 344B первого элемента 340 горловины выполнены с возможностью вставки в выравнивающие отверстия 324 элемента 320, расположенного ниже по потоку, для выравнивания в осевом направлении первого элемента 340 горловины с элементом 320, расположенным ниже по потоку. Как и в случае с блоком 100 корпуса расходомера, описанным выше, компоненты блока 300 корпуса могут быть соединены вместе при помощи крепежных элементов с резьбой, таких как крепежные элементы 150, показанные на ФИГ.4, или с помощью других механизмов, известных в данной области техники. Хотя в варианте осуществления, показанном на ФИГ. 5, первый элемент 340 горловины содержит выравнивающие штифты 344A и 344B, в то время как элемент 302, расположенный выше по потоку, и элемент 320, расположенный ниже по потоку, содержат соответствующие выравнивающие отверстия 306 и 324, соответственно, в других вариантах осуществления первый элемент 340 горловины может содержать выравнивающие отверстия, а элемент 302, расположенный выше по потоку, и элемент 320, расположенный ниже по потоку, содержать соответствующие выравнивающие штифты.
[0040] Со ссылкой на ФИГ. 5 и 6 первый элемент 340 горловины блока 300 корпуса расходомера является заменяемым вторым элементом горловины 360, показанным на ФИГ. 6. Второй элемент горловины 360 содержит первый конец 360A, имеющий первую поверхность 342A взаимодействия, и второй конец 360B, имеющий вторую поверхность 342B взаимодействия. Кроме того, второй элемент горловины 360 содержит первое множество выравнивающих штифтов 344A, расположенных на первом конце 360A, для вставки в соответствующие выравнивающие отверстия 306 элемента 302, расположенного выше по потоку, и второе множество выравнивающих штифтов 344B, расположенных на втором конце 360B для вставки в соответствующие выравнивающие отверстия 324 элемента 320, расположенного ниже по потоку. Аналогично узлу 100 корпуса расходомера, показанному на ФИГ. 2 - 4, первый элемент 340 горловины, когда он установлен в блоке 300 корпуса, обеспечивает блок 300 и расходомер 20 первым относительный диаметром, в то время как второй элемент горловины 360, когда он установлен в блоке 300 корпуса, обеспечивает блок 300 и расходомер 20 вторым относительным диаметром, который отличается от первого относительного диаметра. Таким образом, элементы 340 и 360 горловины можно взаимно менять местами для обеспечения множества относительных диаметров для блока 300 и расходомера 20, обеспечивая возможность точного измерения расходомером 20 потока текучей среды во множестве как перекрывающихся, так и не перекрывающихся диапазонов значений расхода.
[0041] Со ссылкой на способ по ФИГ. 7 показан вариант осуществления способа 400 измерения расхода текучей среды с использованием расходомера. На этапе 402 способа 400 первый элемент горловины соединяют с элементом, расположенным выше по потоку, и элементом, расположенным ниже по потоку, расходомера с обеспечением в расходомере первого относительного диаметра. В некоторых вариантах осуществления этап 402 включает соединение первого элемента 160 горловины с элементом 120, расположенным выше по потоку, и элементом 130, расположенным ниже по потоку, узла 100 корпуса расходомера, как показано на фиг 4. В некоторых вариантах осуществления соединение первого элемента 160 горловины с элементами 102 и 130 узла 100 корпуса обеспечивает расходомер 20, показанный на ФИГ. 1, первым относительным диаметром, содержащим внутренний диаметр D162 цилиндрического канала 174 первого элемента 160 горловины, деленным на внутренний диаметр D104 цилиндрического канала 112, элемента 102, расположенного выше по потоку. В некоторых вариантах осуществления расходомер 20, обеспеченный первым относительным диаметром за счет первого элемента 160 горловины, выполнен с возможностью точного измерения расхода текучей среды, проходящего через него в пределах первого диапазона значений расхода текучей среды.
[0042] На этапе 404 способа 400 измеряют первый расход текучей среды, проходящей через расходомер. В некоторых вариантах осуществления первый расход 14 текучей среды, проходящей через трубу 12 и расходомер 20, показанные на ФИГ. 1, измеряют на этапе 404. В некоторых вариантах осуществления первый расход, измеренный расходомером 20 на этапе 404, находится в переделах первого диапазона значений расхода текучей среды. На этапе 406 способа 400 первый элемент горловины удаляют из расходомера. В некоторых вариантах осуществления этап 406 включает удаление или отсоединение первого элемента 160 горловины от элемента 102, расположенного выше по потоку, и элемента 130, расположенного ниже по потоку, узла 100 корпуса расходомера.
[0043] На этапе 408 способа 400 второй элемент горловины соединяют с элементом, расположенным выше по потоку, и элементом расходомера, расположенным ниже по потоку, с обеспечением в расходомере второго относительного диаметра. В некоторых вариантах осуществления этап 408 включает соединение второго элемента 190 горловины, показанного на ФИГ. 3, с элементом 120, расположенным выше по потоку, и элементом 130, расположенным ниже по потоку, узла 100 корпуса. В некоторых вариантах осуществления соединение второго элемента 190 горловины с элементами 102 и 130 узла 100 корпуса обеспечивает расходомер 20 вторым относительным диаметром, содержащим внутренний диаметр D192 цилиндрического канала 200 второго элемента 190 горловины, деленным на внутренний диаметр D104 цилиндрического канала 112 элемента 102, расположенного выше по потоку. В некоторых вариантах осуществления расходомер 20, обеспеченный вторым относительным диаметром за счет второго элемента 190 горловины, выполнен с возможностью точного измерения расхода текучей среды, проходящего через него, в пределах второго диапазона значений расхода текучей среды. В некоторых вариантах осуществления второй диапазон значений расхода текучей среды отличается от первого диапазона значений расхода текучей среды. В дополнительных вариантах осуществления третий элемент горловины может быть соединен с элементом 120, расположенным выше по потоку, и элементом 130, расположенным ниже по потоку, узла 100 корпуса для обеспечения расходомера 20 с третьим относительным диаметром, так что расходомер 20 выполнен с возможностью точного измерения расхода текучей среды в пределах третьего диапазона значений расхода текучей среды, который отличается от первого и второго диапазонов значений расхода.
[0044] Вышеприведенное описание предназначено для иллюстрации принципов и различных вариантов осуществления настоящего раскрытия. Хотя были показаны и описаны конкретные варианты осуществления, специалистом в данной области техники могут быть выполнены их модификации без отклонения от сущности и идей данного раскрытия. Варианты осуществления, описанные в данном документе, представляют собой лишь примеры и не являются ограничивающими. Соответственно, объем защиты не ограничен приведенным выше описанием, а ограничен только формулой изобретения, которая следует ниже, при этом данный объем включает все эквиваленты объекта, приведенного в формуле изобретения.
Заявленное решение относится к узлу расходомера Вентури и способу измерения расхода с использованием такого расходомера. Узел расходомера, имеющий продольную ось, содержит элемент, расположенный выше по потоку, имеющий первый конец, второй конец и проходное отверстие для текучей среды, проходящее между первым и вторым концами, элемент, расположенный ниже по потоку, имеющий первый конец и второй конец, и первый элемент горловины, имеющий первый конец, второй конец и проходное отверстие для текучей среды, проходящее между первым и вторым концами, причем проходное отверстие для текучей среды первого элемента горловины имеет минимальный диаметр, который меньше минимального диаметра проходного отверстия для текучей среды элемента, расположенного выше по потоку, причем первый элемент горловины выполнен с возможностью разъемного соединения с элементом, расположенным выше по потоку, и элементом, расположенным ниже по потоку. Технический результат – обеспечение возможности, используя один корпус расходомера, точно измерить потоки текучей среды в различных диапазонах значений расхода текучей среды. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.
1. Узел расходомера, имеющий продольную ось, содержащий:
элемент, расположенный выше по потоку, имеющий первый конец, второй конец и проходное отверстие для текучей среды, проходящее между первым и вторым концами;
элемент, расположенный ниже по потоку, имеющий первый конец и второй конец; и
первый элемент горловины, имеющий первый конец, второй конец и проходное отверстие для текучей среды, проходящее между первым и вторым концами, причем проходное отверстие для текучей среды первого элемента горловины имеет минимальный диаметр, который меньше минимального диаметра проходного отверстия для текучей среды элемента, расположенного выше по потоку,
при этом первый элемент горловины выполнен с возможностью разъемного соединения с элементом, расположенным выше по потоку, и элементом, расположенным ниже по потоку.
2. Узел расходомера по п. 1, в котором
первый конец первого элемента горловины выполнен с возможностью разъемного соединения со вторым концом элемента, расположенного выше по потоку, и
второй конец первого элемента горловины выполнен с возможностью разъемного соединения со вторым концом элемента ниже по потоку.
3. Узел расходомера по п. 1, в котором, когда первый элемент горловины разъемно соединен с элементом, расположенным выше по потоку, и элементом, расположенным ниже по потоку, узел расходомера имеет первый относительный диаметр, который равен минимальному диаметру проходного отверстия для текучей среды первого элемента горловины, деленному на максимальный диаметр проходного отверстия для текучей среды элемента, расположенного выше по потоку.
4. Узел расходомера по п. 3, также содержащий второй элемент горловины, выполненный с возможностью разъемного соединения с элементом, расположенным выше по потоку, и элементом, расположенным ниже по потоку, и имеющий первый конец, второй конец и проходное отверстие для текучей среды, проходящее между первым и вторым концами,
причем проходное отверстие для текучей среды второго элемента горловины имеет минимальный диаметр, который меньше минимального диаметра проходного отверстия для текучей среды первого элемента горловины.
5. Узел расходомера по п. 4, в котором, когда второй элемент горловины разъемно соединен с элементом, расположенным выше по потоку, и элементом, расположенным ниже по потоку, узел расходомера имеет второй относительный диаметр, который равен минимальному диаметру проходного отверстия для текучей среды второго элемента горловины, деленному на максимальный диаметр проходного отверстия для текучей среды элемента, расположенного выше по потоку, и при этом второй относительный диаметр отличается от первого относительного диаметра.
6. Узел расходомера по п. 1, в котором:
второй конец элемента, расположенного выше по потоку, содержит наклонную поверхность взаимодействия, а первый конец первого элемента горловины содержит наклонную поверхность взаимодействия; и
взаимодействие между поверхностью взаимодействия элемента, расположенного выше по потоку, и поверхностью взаимодействия первого элемента горловины обеспечивает возможность выравнивания в осевом направлении элемента, расположенного выше по потоку, с первым элементом горловины.
7. Узел расходомера по п. 6, в котором:
каждая из наклонных поверхностей взаимодействия элемента, расположенного выше по потоку, и первого элемента горловины содержит конические поверхности взаимодействия; и
поверхность взаимодействия первого элемента горловины выполнена с возможностью вставки во второй конец элемента, расположенного выше по потоку.
8. Узел расходомера по п. 1, в котором:
первый конец первого элемента горловины содержит кольцевой фланец;
второй конец элемента, расположенного выше по потоку, содержит кольцевой фланец;
причем узел расходомера также содержит множество крепежных элементов с резьбой, проходящих между фланцами элемента, расположенного выше по потоку, и первым элементом горловины для соединения элемента, расположенного выше по потоку, с элементом горловины.
9. Узел расходомера, имеющий продольную ось, содержащий:
элемент, расположенный выше по потоку, имеющий первый конец, второй конец и проходное отверстие для текучей среды, проходящее между первым и вторым концами;
элемент, расположенный ниже по потоку, имеющий первый конец и второй конец; и
элемент горловины, имеющий первый конец, второй конец и проходное отверстие для текучей среды, проходящее между первым и вторым концами, причем элемент горловины выполнен с возможностью создания ограничения потока текучей среды, проходящего через узел расходомера;
причем элемент горловины соединен с возможностью удаления с элементом, расположенным выше по потоку, и элементом, расположенным ниже по потоку.
10. Узел расходомера по п. 9, в котором узел расходомера имеет первый относительный диаметр, который равен минимальному диаметру проходного отверстия для текучей среды элемента горловины, деленному на максимальный диаметр проходного отверстия для текучей среды элемента, расположенного выше по потоку.
11. Узел расходомера по п. 9, в котором:
первый конец элемента горловины содержит кольцевой фланец;
второй конец элемента, расположенного выше по потоку, содержит кольцевой фланец;
причем узел расходомера также содержит множество крепежных элементов с резьбой, проходящих между фланцами элемента, расположенного выше по потоку, и элемента горловины для соединения элемента, расположенного выше по потоку, с элементом горловины.
12. Узел расходомера по п. 9, в котором:
первый конец элемента горловины содержит выравнивающий штифт; и
второй конец элемента, расположенного выше по потоку, содержит выравнивающее приемное гнездо, выполненное с возможностью приема выравнивающего штифта элемента горловины для выравнивания в осевом направлении элемента, расположенного выше по потоку, с элементом горловины.
13. Узел расходомера по п. 9, в котором:
второй конец элемента, расположенного выше по потоку, имеет поверхность взаимодействия, а первый конец элемента горловины имеет поверхность взаимодействия, выполненную с возможностью взаимодействия с поверхностью взаимодействия элемента, расположенного выше по потоку, и
каждая из поверхностей взаимодействия элемента, расположенного выше по потоку, и элемента горловины содержит кольцевую канавку, выполненную с возможностью приема кольцевого уплотнения для герметизации сопряжения между элементом, расположенным выше по потоку, и элементом горловины.
14. Узел расходомера по п. 9, в котором:
второй конец элемента, расположенного выше по потоку, имеет поверхность взаимодействия, а первый конец элемента горловины имеет поверхность взаимодействия, выполненную с возможностью взаимодействия с поверхностью взаимодействия элемента, расположенного выше по потоку, и
узел расходомера также содержит прокладку, расположенную по оси между элементом, расположенным выше по потоку, и элементом горловины для герметизации сопряжения между элементом, расположенным выше по потоку, и элементом горловины.
15. Узел расходомера по п. 9, в котором проходное отверстие для текучей среды первого элемента горловины имеет минимальный диаметр, который меньше минимального диаметра проходного отверстия для текучей среды элемента, расположенного выше по потоку.
16. Способ измерения расхода текучей среды с использованием расходомера, включающий:
соединение первого элемента горловины с элементом расходомера, расположенным выше по потоку, и элементом расходомера, расположенным ниже по потоку, с обеспечением в расходомере первого относительного диаметра;
измерение первого расхода текучей среды через расходомер;
удаление первого элемента горловины из расходомера и
соединение второго элемента горловины с элементом расходомера, расположенным выше по потоку, и элементом расходомера, расположенным ниже по потоку, с обеспечением в расходомере второго относительного диаметра, который отличается от первого относительного диаметра.
17. Способ по п. 16, также включающий:
измерение второго расхода текучей среды через расходомер после того, как второй элемент горловины соединен с элементом расходомера, расположенным выше по потоку,
причем первый расход находится в пределах первого диапазона значений расхода, а второй расход находится в пределах второго диапазона значений расхода, который отличается от первого диапазона значений расхода.
18. Способ по п. 16, также включающий введение наклонной поверхности взаимодействия первого элемента горловины во взаимодействие с наклонной поверхностью взаимодействия элемента, расположенного выше по потоку, для выравнивания в осевом направлении элемента, расположенного выше по потоку, с первым элементом горловины.
19. Способ по п. 16, также включающий пропускание крепежного элемента с резьбой через фланец элемента, расположенного выше по потоку, и фланец первого элемента горловины для разъемного соединения элемента, расположенного выше по потоку, с первым элементом горловины.
20. Способ по п. 16, также включающий пропускание выравнивающего штифта первого элемента горловины в выравнивающее отверстие элемента, расположенного выше по потоку, для выравнивания в осевом направлении элемента, расположенного выше по потоку, с первым элементом горловины.
| DE 20305230 U1, 24.07.2003 | |||
| US 3733901 A1, 22.05.1973 | |||
| EP 1944583 B1, 27.09.2017 | |||
| US 1850030 A1, 15.03.1932. |
