Счетчик жидкости

Полезная модель предназначена для измерений  расхода однофазных жидкостей и может быть использована на технологических трубопроводах нефтяной, химической и других отраслей промышленности.
Из уровня техники (патент № 2625539 с приоритетом от 14.10.2016 г.) известен индуктивный датчик тахометрического счетчика жидкости, содержащий чувствительный элемент в виде катушки индуктивности, расположенной в заглушенной с одной стороны трубке у ее торца, торец трубки расположен вблизи закрепленной на турбинке мишени, выполненной из плоского ферромагнитного материала, катушка индуктивности соединена кабелем с конденсатором колебательного контура, подсоединенного к микроконтроллеру, турбинка установлена с возможностью вращения в подшипниковых узлах направляющих корпуса счетчика расхода жидкости, конденсатор колебательного контура подсоединен к микроконтроллеру, размещенному на электронной плате устройства индуктивного датчика, которое герметично закреплено на корпусе счетчика расхода жидкости, отличающийся тем, что турбинка состоит из двух участков: участка с лопастями и цилиндрического участка с мишенью, причем мишень изогнута и закреплена по радиусу цилиндрической части турбинки, а плоская развертка мишени выполнена в виде трех одинаковых прямоугольников, соединенных двумя тонкими перемычками разной длины.
Данное устройство предназначено для измерения расхода количества воды, протекающей в трубах с диаметром прохода больше 40 мм, но не предназначено для использования на технологических трубопроводах нефтяной, химической и других отраслях промышленности.
Из уровня техники (патент № 2416072 с приоритетом от 11.01.2010 г.) известен турбинно-индуктивный расходомер, содержащий корпус с калиброванным каналом и отверстиями для подвода и отвода рабочего тела, размещенную в нем турбину и индуктивный датчик, включающий сердечник с катушкой индуктивности и счетчик импульсов, отличающийся тем, что сердечник вмонтирован непосредственно в стенку корпуса насквозь, с минимальным диаметральным зазором  периферии винтовых выступов турбины, с учетом термовязкостных характеристик и степени фильтрации рабочего тела, индуктивная катушка размещена вне корпуса, охватывая выступающую над корпусом часть сердечника, и снабжена усилителем формирователем сигнала, взаимосвязанным с индуктивной катушкой и счетчиком импульсов, при этом корпус расходомера и сердечник изготовлены из материалов, значительно отличающихся друг от друга магнитной проницаемостью, а диаметр сердечника берется многократно меньше толщины корпуса расходомера и меньше шага между одноименными витками турбины.
Данное устройство предназначено для измерения расхода жидкостей и газов в магистральных трубопроводах высокого давления, но не предназначено для использования на технологических трубопроводах нефтяной, химической и других отраслях промышленности.
Самым близким по своей технической сущности является (патент на изобретение  № 2339003 с приоритетом от 25.06.2003 г.) крыльчатка измерительного устройства для сбора данных в потоке, содержащая лопасти и ступицу, отличающаяся тем, что выполнена литой из термопластика, при этом указанные лопасти и ступица отлиты со шпинделем и, по меньшей мере, одним магнитом, которые заключены внутри ступицы.
Данное устройство предназначено для измерения потока многофазной текучей среды (нефть, газ, вода) в углеводородных скважинах, но не предназначено для измерения потока однофазных жидкостей для использования на технологических трубопроводах нефтяной, химической и других отраслях промышленности.
Техническим результатом заявленного устройства является расширение арсенала технических средств для измерения расхода однофазных жидкостей на технологических трубопроводах нефтяной, химической и других отраслях промышленности за счет повышение надежности его работы и точности измерений.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что счетчик жидкости, содержащий корпус, турбинный преобразователь расхода, магнитоиндукционный датчик с электронным преобразователем, опоры, ротор, имеющий ступицу и крыльчатку, причем ось в ступице крыльчатки выполнена из твердого сплава, обладающего высокой механической и коррозионной стойкостью, а крыльчатка выполнена из полимерного материала, содержащего металлический порошок. Полимерный материал, содержащий металлический порошок, обеспечивает крыльчатке ферромагнитные свойства, при этом крыльчатка не подвержена коррозийным воздействиям при измерении агрессивной жидкой среды, что обеспечивает надежность работы счетчика. Кроме того, крутящий момент крыльчатки возникает при меньшей скорости перемещения измеряемой жидкости, что, в свою очередь, повышает чувствительность счетчика и точность измерения расхода. В ступице крыльчатки фиксируется ось, изготовленная из твердого сплава, обладающего высокой механической и коррозионной стойкостью.
Суть технического решения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображен счетчик жидкости, корпус 1, ступицы 2, лопасти 3,   крыльчатка 4, ось 5, подпятник 6, подшипник скольжения 7, стопорные кольца 8, бобышка 9, стопорная гайка 10, магнитоиндукционный датчик, размещенный в корпусе 11, замок 12,  винт 13.
Конструктивно счетчик жидкости состоит из турбинного преобразователя расхода (далее ТПР) и магнитоиндукционного датчика с электронным преобразователем. ТПР состоит из корпуса 1. Внутри корпуса 1 размещаются крыльчатка 4 и две опоры. Каждая опора состоит из ступицы 2 и лопастей 3. В ступице крыльчатки фиксируется ось 5. Ось 5 выполнена из твердого сплава, обладающего высокой механической и коррозионной стойкостью. Крепление корпуса магнитоиндукционного датчика 11 к корпусу  1 выполнено посредством резьбового хвостовика, вворачиваемого в бобышку 9. Фиксация необходимого положения корпуса 11 относительно корпуса 1 происходит при помощи стопорной гайки 10. Для исключения несанкционированного доступа к электронным компонентам магнитоиндукционного датчика предусмотрен замок 12. Заземление корпуса датчика 11 после установки счетчика жидкости на трубопроводе выполняется при помощи винта 13.
Счетчик жидкости работает следующим образом. При движении измеряемой жидкости через проточную часть счетчика начинается вращение крыльчатки 4. Причем частота вращения крыльчатки 4 пропорциональна расходу измеряемой жидкости. Крыльчатка 4 изготовлена из полимерного материала с металлическим наполнителем, придающим крыльчатке 4 ферромагнитные свойства, и может иметь различное количество лопастей. В ступице крыльчатки 4 фиксируется ось 5. Вращение крыльчатки 4 вместе с осью 5 происходит в подшипниках скольжения 7, размещенных в торцах ступиц 2 опор. Осевое перемещение крыльчатки 4 ограничивается подпятниками 6, также устанавливаемых в ступицах 2 опор. Подшипники скольжения 7 и подпятники 6 изготовлены из твердого сплава. Осевое перемещение опор внутри корпуса 1 ограничивается выступами лопастей 3, входящими в канавки корпуса 1 с одной стороны и стопорными кольцами 8 с другой. При движении измеряемой среды через проточную часть ТПР начинается вращение крыльчатки 4. Причем частота вращения крыльчатки 4 пропорциональна расходу измеряемой среды. В результате движения лопастей крыльчатки  4, обладающих ферромагнитными свойствами в области чувствительного элемента магнитоиндукционного датчика расположенного в корпусе 11  происходит периодическое возмущение магнитного поля, наводимого постоянным магнитом. Магнитоиндукционный датчик  реагирует на возмущения магнитного поля и генерирует электрические импульсы пропорциональные частоте вращения крыльчатки 4. Электронный преобразователь датчика (на изображении не показан) преобразует электрические импульсы, поступающие с магнитоиндукционного датчика,  в единицы объема измеряемой среды и выдает их на внешние устройства. Электронные компоненты магнитоиндукционного датчика  размещаются в металлическом корпусе 11. Крепление корпуса 11 к корпусу 1 выполнено при помощи стопорной гайки 7. Для исключения несанкционированного доступа к электронным компонентам магнитоиндукционного датчика предусмотрен замок 12.