ПОТОЧНЫЙ ПРЯМОТРУБНЫЙ ПЛОТНОМЕТР ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в нефтегазовой, химической и других отраслях промышленности для измерения плотности жидких сред, протекающих под высоким давлением (до 100 МПа и выше), в том числе, содержащих абразивные компоненты.
Известен поточный прямотрубный плотномер высокого давления (WO2008059262), выбранный в качестве прототипа, состоящий из цилиндрического корпуса, соединенного сваркой с входным и выходным монолитными делителями потока с наплывами, выполняющими функцию отсечных элементов для локализации колебаний и с переходными элементами для крепления в трубопровод при помощи быстроразъемных соединений. Сварная сборка наплывов делителей потока встык с измерительными трубами подвергается термообработке для снятия напряжения на сварных швах: собранный плотномер нагревают при температуре 900-1000 °F на 4 часа. Делители потока и измерительные трубы выполнены из легированной стали с твердостью 270-301 HB (по Бринеллю).
Его недостатками являются нетехнологичность и повышенная металлоемкость изготовления монолитных делителей потока с наплывами, выполняющих функцию отсечных элементов и с переходными элементами. Требуются сложные операции по изготовлению монолитных делителей потока из массивных цилиндрических заготовок и сварка для формирования однородного по толщине и по физическим свойствам сварного шва, который должен обеспечивать стабильные граничные условия для колебательной системы.
Техническим результатом полезной модели является повышение технологичности изготовления поточного прямотрубного плотномера высокого давления
Технический результат достигается в поточном прямотрубном плотномере высокого давления (далее - плотномер), состоящем из корпуса, соединенного сваркой с входным и выходным делителями потока. Между делителями потока установлены параллельные измерительные трубы с элементами возбуждения и приема колебаний. Плотномер снабжен отсечными элементами с отверстиями для измерительных труб, закрепленными на измерительных трубах. Отсечные элементы выполнены в виде отдельных деталей с отверстиями для измерительных труб. Например, указанные отдельные детали могут быть выполнены в виде массивных дисков с отверстиями для измерительных труб. К входному и выходному делителям потока при помощи конической резьбы присоединены переходные элементы. Переходные элементы могут быть оснащены быстроразъемными соединениями.
Полезная модель поясняется рисунками:
фиг. 1 – плотномер (разрез);
фиг. 2-3 – измерительные трубы с входным и выходным делителями потока и с отсечными элементами;
фиг. 4, 5 – отсечной элемент, выполненный в виде диска, с отверстиями для измерительных труб
Поточный прямотрубный плотномер высокого давления является вибрационным плотномером (плотность жидкости определяется по характеристикам колебаний в устройстве, далее - плотномер) и состоит из цилиндрического корпуса 1, соединенного сваркой с входным и выходным делителями потока 2, 3 (далее, также, - делители потока 2, 3), между которыми установлены параллельные измерительные трубы 4 с элементами 5, 6 возбуждения и приема колебаний. Для уменьшения гидравлического сопротивления плотномера и/или его износа под действием абразивного воздействия протекающей жидкости, измерительные трубы 4 выполнены прямыми, из высокопрочной толстостенной трубы.
Элементы 5 возбуждения колебаний располагаются по центру измерительных труб 4: выполнены в виде одного (или двух для симметрии) электромагнитов (электрических катушек), установленных на одной измерительной трубе 4 и постоянных магнитов, установленных напротив, на другой измерительной трубе 4. Элементы 6 приема колебаний выполнены аналогично, и две пары электромагнитов и магнитов расположены симметрично относительно середины измерительных труб. Использование двух пар электромагнитов, принимающих колебания, расположенных симметрично,  позволяет для повышения точности измерений производить усреднение сигналов.
Для обслуживания и установки элементов приёма колебаний 6 в корпусе 1 имеются лючки 12. В центре корпуса над элементами возбуждения колебаний 5 имеется посадочное место под контроллер 13. Во входной делитель потока 2 установлен датчик давления 14 с защитным кожухом 15, который крепится на рукоятку 16. Вторая рукоятка для переноски прибора 17 расположена с другой стороны у делителя потока 3.
На делителях потока 2, 3 выполнена коническая резьба 8 для присоединения переходных элементов 10 с ответной конической резьбой (фиг.1). Переходные элементы 10, в свою очередь, через конические резьбы соединены с быстроразъемными соединениями 9, для установки плотномера в линию. Использование конической резьбы 8 и переходных элементов 10 позволяет, при высоком рабочем давлении внутри плотномера, использовать простые в изготовлении детали, а не, например, изготавливать указанные элементы при расточке цельной цилиндрической заготовки.
Точность показаний плотномера зависит от граничных условий колеблющихся измерительных труб 4. Поскольку, высокие давления требуют прочного закрепления концов измерительных труб 4 в делителях потока 2, 3 путём сварки или вальцовки, и, при этом,  технология изготовления не гарантирует идентичность заделки для обеих измерительных труб 4, применяются массивные отсечные элементы, которые локализуют колебания измерительных труб 4 внутри измерительного участка и не пропускают внешние колебания линии трубопровода.  Плотномер снабжен отсечными элементами, которые выполнены в виде отдельных деталей 7, например, в виде массивных дисков (блинов), с отверстиями 11 для измерительных труб 4. Отверстия 11 для измерительных труб 4 могут выполняться с технологическими пазами, выемками, с уступами, необходимыми для сборочных операций, для сварки. Отдельные детали 7, до сборки плотномера, не являются неотъемлемой частью делителей потока 2, 3, а изготавливаются из отдельных заготовок. При сборке плотномера, отсечные элементы могут устанавливаться по отношению к делителям потока 2, 3 с зазорами (как показано на рисунках) или вплотную. Отсечные элементы, выполненные в виде отдельных деталей 7, обеспечивают стабильные граничные условия для колебаний измерительных труб 4 за счёт выноса мест крепления (измерительных труб к делителям потока 2, 3, а также участков крепления самих отсечных элементов 7 к измерительным трубам) за пределы области колебаний измерительных труб 4.
Таким образом, использование отсечных элементов, выполненных в виде отдельных деталей 7 с отверстиями 11 для измерительных труб 4, а также, выполнение конической резьбы 8 для присоединения переходных элементов 10 к входному и выходному делителям потока 2, 3, позволяет упростить изготовление плотномера, повысить технологичность его изготовления, поскольку перечисленные части могут быть изготовлены и собраны в ходе простых технологических операций.