МАССОВЫЙ КАМЕРНЫЙ СЧЕТЧИК ЖИДКОСТИ
MASS CHAMBER LIQUID COUNTER

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерений массы и массового расхода жидкой фазы в составе газожидкостной смеси, например нефти в составе нефтегазовой смеси.
Из существующего уровня техники известен опрокидывающийся гравиметрический счетчик мазута конструкции Кирмалова, описанный в справочнике Кремлевского П.П. «Расходомеры и счетчики количества веществ» (книга первая). Известный счетчик представляет собой цилиндрический корпус, покрытый теплоизоляцией, снабженный люком для осмотра и закрывающийся крышкой. Внутри корпуса размещены два призматических ковша, имеющих сечение в виде равнобедренных треугольников. Измеряемая среда поступает по входной трубе в распределительный желоб, а из него в один из ковшей. После срабатывания измеряемая среда выливается из ковша в выходную трубу. На ковшах закреплен контргруз. В известном счетчике предусмотрены счетный механизм, а также регулятор уровня жидкости, состоящий из поплавка, системы рычагов и клапана на впускной трубе.
Известен счетчик количества жидкости - сырой нефти, описанный в патенте РФ №154443 (G01F 3/28, опубликован 27.08.2015). Известный счетчик состоит из корпуса, измерительного блока, входного и выходного коллекторов, узла сепарации. Корпус счетчика представляет собой горизонтально расположенный цилиндрический сосуд, на обечайке которого перпендикулярно оси выполнены два соосных отверстия для входа/выхода нефтегазовой смеси посредством герметично присоединенных входного и выходного коллекторов, причем на входном отверстии установлено регулируемое входное устройство. К корпусу через фланец крепится крышка измерительного блока, а для придания герметичности соединения используется прокладка из резины. На внутреннем торце крышки выполнены три отверстия с резьбой, в которые устанавливаются шпильки, служащие для крепления опоры, кроме того, на данных осях установлены ударогасители, перемещение которых ограничивается шайбой и шплинтом. На торце крышки и опоры имеются соосные отверстия с подшипниками и в них установлена ось измерительного блока. Измерительный блок является подвижной системой и состоит из двух призматических ковшей треугольного сечения и боковых пластин, к которым крепится груз. На одной из пластин установлены два постоянных магнита, причем на наружном торце крышки измерительного блока выполнены отверстия для крепления электромагнитных датчиков, датчика плотности, ручек и уровня, причем отверстия для крепления электромагнитных датчиков выполнены таким образом, что их центр совпадает с траекторией движения постоянных магнитов камеры измерительной. Узел сепарации содержит два эжектора, закрепленных на входном и выходном коллекторах. Наряду с этим в состав известного счетчика входят нефтегазовый и газовый коллекторы, соединяющие между собой эжекторы и корпус, а также установленные в корпусе гаситель, представляющий собой перфорированный лист, и воронка.
Известен счетчик массового расхода и массы вязких жидкостей, описанный в патенте РФ №163766 (G01F 3/28, опубликован 10.08.2016). Известный счетчик состоит из корпуса, измерительного блока, входного и выходного коллекторов. Корпус представляет собой горизонтально расположенный цилиндрический сосуд, на обечайке которого перпендикулярно оси выполнены два соосных отверстия для входа/выхода вязкой жидкости посредством герметично присоединенных входного и выходного коллекторов, а на входном отверстии установлено устройство моделирования формы потока. К корпусу через фланец прикреплена крышка измерительного блока с герметизацией соединения с помощью резиновой прокладки, причем на внутреннем торце крышки выполнены три отверстия с резьбой, в которые установлены шпильки, служащие осями для крепления опоры и установки на них ударогасителей, перемещение которых ограничено шайбой и шплинтом. На торце крышки и опоры имеются соосные отверстия с подшипниками и в них установлена ось измерительного блока. Измерительный блок является подвижной системой и состоит из двух призматических ковшей треугольного сечения и боковых пластин, к которым прикреплены грузы, при этом измерительный блок снабжен по меньшей мере одним постоянным магнитом. На наружном торце крышки измерительного блока выполнены отверстия для крепления по меньшей мере одного электромагнитного датчика, связанного с вычислителем, ручек и уровня, причем отверстие для крепления электромагнитного датчика выполнено таким образом, что его центр совпадает с траекторией движения постоянного магнита измерительного блока. Известный счетчик содержит устройство электрического обогрева, состоящее из закрепленного на внешней поверхности корпуса электрического греющего кабеля, размещенного в теплоизоляционном кожухе с теплоизоляционной крышкой, в котором закреплена взрывозащищенная клеммная коробка для подвода питания к этому кабелю. Пространство между кабелем, крышкой и кожухом заполнено теплоизоляционным объемным наполнителем. Постоянный магнит в измерительном блоке установлен на нижней плоскости посередине между призматическими ковшами. Электромагнитный датчик содержит дополнительно помещенную во взрывобезопасный корпус плату электронного корректора, представляющего собой программируемое устройство. Выходной коллектор выполнен в виде прямолинейного участка трубы.
Известен счетчик жидкости, описанный в патенте РФ №129220 (G01F 1/05, опубликован 20.06.2013). Известный счетчик содержит полый корпус, в котором расположен измерительный блок, включающий датчик импульсов, и соединенные между собой шпильками крышку и опору заднюю. Между крышкой и опорой задней установлена с возможностью ограниченного поворота измерительная камера, содержащая две открытые сверху полости (в предыдущих аналогах - ковши) и магнит, расположенный таким образом, чтобы в одном из положений измерительной камеры датчик импульсов располагался в зоне его действия. Известный счетчик жидкости дополнительно содержит датчик оптической проницаемости среды.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является счетчик количества жидкости производства ООО НПО «НТЭС», описанный на официальном электронном сайте nponts.ru/products/counters/schetchik-zhidkosti-skzh/ (свидетельство RU. С. 29.065. А №50957 об утверждении типа средств измерений от 11.06.13). Известный счетчик количества жидкости состоит из первичного и вторичного преобразователей. Первичный преобразователь состоит из горизонтально расположенного цилиндрического корпуса с входным и выходным патрубками. Внутри корпуса установлен измерительный блок, содержащий крышку и опору заднюю, которые в свою очередь соединены между собой двумя верхними и одной нижней штангами. Между крышкой и опорой задней установлена измерительная камера с возможностью ее поворота, содержащая две открытые сверху полости (в вышеописанных аналогах - ковши), образованные плоскими боковинами и днищами, а также боковые пластины. На боковых пластинах закреплены контргрузы. Угол поворота измерительной камеры ограничен гасителями ударов, установленными на верхних штангах. На крышке расположен датчик импульсов, имеющий возможность взаимодействия с магнитом, закрепленным на нижней части измерительной камеры так, что в одном из положений измерительной камеры датчик импульсов располагается в зоне его действия. Датчик импульсов соединен с вторичным преобразователем. Внутри корпуса после входного патрубка установлено сопло.
Недостатком всех описанных аналогов является наличие такого возможного состояния измерительной камеры в определенных условиях измерения, характеризующихся частичным затоплением корпуса, при котором она занимает промежуточное положение между двумя крайними положениями, удерживаемое потоком жидкости. При этом магнит (магниты) постоянно находится (находятся) в зоне чувствительности датчика (датчиков) импульсов. Вследствие незначительных колебаний измерительной камеры во вторичный преобразователь приходит ряд импульсов, приводящих к измерению дополнительной несуществующей массы жидкости, но при этом процесса полного набора массы в полостях измерительной камеры и, соответственно, ее слива не происходит.
Задачей заявляемого технического решения является снижение погрешности измерения массы жидкости камерным счетчиком.
Поставленная задача решается следующим образом.
Измерительная камера содержит два магнита, закрепленные на ее полостях. При работе массового камерного счетчика жидкости каждый из двух магнитов располагается в зоне чувствительности одного датчика импульсов только в крайних положениях измерительной камеры. Датчик импульсов имеет возможность генерировать отличающиеся друг от друга сигналы в зависимости от того, с каким из двух магнитов он взаимодействует (новизна). Один из магнитов, например, может быть обращен к датчику импульсов южным полюсом, а другой - северным.
Заявляемое техническое решение поясняется фигурами:
фиг. 1 - схема массового камерного счетчика жидкости;
фиг. 2 - схема первичного преобразователя.
ПОВ
Массовый камерный счетчик жидкости состоит из первичного 1 и вторичного 2 преобразователей. Первичный преобразователь 1 содержит горизонтально расположенный цилиндрический корпус 4 с входным 5 и выходным 6 патрубками. В корпусе 4 установлен измерительный блок 7, содержащий крышку 8 и опору заднюю 9, соединенные между собой двумя верхними 10 и одной нижней 11 штангами. Между крышкой 8 и опорой задней 9 измерительного блока 7 установлена измерительная камера 12 с возможностью ее поворота, содержащая две открытые сверху полости 13 и боковые пластины 14. На боковых пластинах 14 закреплены контргрузы 15. Угол поворота ϕ измерительной камеры 12 ограничен гасителями ударов 16, установленными на верхних штангах 10. Внутри корпуса 4 после входного патрубка 5 установлено сопло 18. На крышке 8 измерительного блока 7 расположен датчик импульсов 3, соединенный с вторичным преобразователем 2. На полостях 13 измерительной камеры 12 закреплены два магнита 17 так, что каждый из них имеет возможность взаимодействия с датчиком импульсов 3 только в крайних положениях измерительной камеры 12. Датчик импульсов 3 имеет возможность генерировать отличающиеся друг от друга сигналы в зависимости от того, с каким из двух магнитов 17 он взаимодействует.
Массовый камерный счетчик жидкости осуществляет измерение массы жидкости следующим образом.
Измеряемая жидкость поступает из входного патрубка 5 через сопло 18 в одну из полостей измерительной камеры 12. В момент, когда уравновешенное контргрузами 15 положение измерительной камеры 12 преодолевается, измерительная камера 12 поворачивается, заполненная полость опорожняется, а под налив устанавливается смежная полость. Удар поворачивающейся измерительной камеры 12 смягчается гасителями ударов 16. Слитая жидкость стекает в нижнюю часть корпуса 4 и затем в выходной патрубок 6. После поворота в зоне чувствительности датчика импульсов 3 происходит смена магнитов 17. Вычисление массы и массового расхода производится вторичным преобразователем 2 по периодам между отличающимися друг от друга сигналами от датчика импульсов. В случае если полного поворота измерительной камеры 12 от одного крайнего положения до другого по какой-либо причине не происходит, а один из магнитов 17 из-за незначительных колебаний воздействует на датчик импульсов 3 более одного раза, то в это время вторичный преобразователь 2 вычисление массы не производит.