Патент ссср 252641

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

252641

Сове Советовит

Социалистическик

Реслуслич

Зависимое от авт. свидетельства №

®

Кл. 42е, 1

42е, 23/50

Заявлено 27.VI.1968 (№ 1!251!089/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22 1Х.1969. Бюллетень № 29

МПК GОИ

G ОП

УДК 681.1!21.3 (088.8) Комитет оо делам изовретвний и открытий ори Совете Министров

СССР

Дата опубликования описания 19.II 1970

Авторы изобретения

С. И. Кирпатовский, В, Е. Павленко, В. И. Руденко, Э. А. Траубе и И. Н. Кулицкий

Львовский ордена Ленина политехнический институт

Заявитель

ОБЪЕМНЫЙ СЧЕТЧИК КОЛИЧЕСТВА НЕФТЕГАЗОВОЙ СМЕСИ

Изобретение относится к области приборостроения и пред назначено для измерения объемного количества или расхода нефте-газовой смеси, выдаваемой фонтанирующей скважиной на нефтепромыслах.

Известны объемные ротационные счетчики, которые применяются для чистых жидкостей, но непригодны для конт роля потоков, содержащих более д вух-трех объемов газа на один объем жидкости. Непригодны также они для контроля загрязненных нефтепродуктов.

В конструкциях известных счетчиков наблюдаются жесткое сопряжение деталей, относительно большие зазоры, циклическое удаление и приближение лопасти к цилиндрической noaepxности статора, что создает условия для попадания между ними твердых частиц, способных вызвать заклинивание ротора.

С целью избежания этого и для уменьшения утечки газа через зазоры и повышения надеж ности в предлагаемом счетчике установлены две неподвижные жесткие кольцевые диафрагмы, ограничивающие проточную полость счетчика с торцов и имеющие по одному внешнему круговому кольцевому кулачку, расположенному на внешней стороне диафрагмы соосно с цилиндрической полостью счетчика, и ролики, опирающиеся на внешнюю поверхность кулачков и с помощью подпружиненных рычагов прижимающие рабочие кромки лопастей к внутренней поверхности статора, диаметр проточной полости которой равен сумме диаметров кулачка и ролика. Направляющие для лопастей, расположенные в прорезях ротора, 5 выполнены ребристыми.

В предлагаемом счетчике осуществлено неHpepbIiBHoe и упругое (подпружиненное) сопряжение лопастей со стенками проточной по10 лости статора, что возможно только при эксцентричном расположении ротора относительно статора. Непрерывное упругое сопряжение обеспечивает также самоочищение полости счетчика. В отличие от внутреннего кулачка, 15 расположенного в нутри ротора и примененного в известном устройстве, в предложенном счетчике п рименен внешний кулачок, не требующий локальных поверхностей. Принципиально новым в устройстве является непод20 вижный круговой кулачок, размещенный вне проточной полости прибора, т. е. вне объема ротора и вне объема, описываемого лопастями.

Внешнее расположение кулачка позволяет

25 легко отрегули ровать силу прижатпя лопастей, что в сочетании с подпружиненным их контактом со стенками проточной полости поддерживает нормальную работу счетчика даже при значительном износе трущихся дета30 лей, благодаря чемч он долговечен.

252641

На фиг. 1 изображен предлагаемый лопастной счетчик объемного количества, продольный разрез Б — Б по лопастному датчику; на фиг. 2 — то же, ступенчатый разрез А — А.

Внутри статора 1 (фиг. 1) имеются три полости: средняя и две боковые, которые отделяются от средней Фолости двумя кольцевыми жесткими диафрагмами 2. Диафрагмы винтами 3 крепятся на прокладках 4 к станине. На поверхности каждой диафрагмы 2, ео стороны боковой полости, имеется кольцевей круговой кулачок, соосный со средней полостью статора. В каждой боковой полости статора размещаются криволинейные рычаги

5 с каретками б (фиг. 2) и через каждую боковую полость IIpoxomm вал ротора.

В средней полости эксцентрично расположен ротор 7 с лопастями 8. Средняя полость сообщается с нефтегазовым трубопроводом посредством входного и выходного патрубков. Входным является левый, выходным— правый патрубок (фиг. 2). Датчик надо устанавливать так, чтобы входной патрубок был сверху, выход ной внизу. На статоре видны прилегающие к патрубкам серповидные выемки, улучшающие самоочищение измерительной камеры на выходе.

К торцам статора винтами 9 крепятся крышки 10. Каждая из них имеет по одному круговому отверстию, соосному с валом ротора. В отверстии установлена со скользящей посадкой подшипниковая втулка 11 с подшипником 12. Из|нутри, со стороны боковой полости, подшипник защищен сальником И поджатым к подши пниковой втулке нажимным кольцом 14. Такая установка сальника обеспечивает защиту подшипников вала ротора от коррозионного действия и загрязнения контролируемой средой, которая будет проникать в боковые полости через вырезы диафрагмы датчика.

Ротор 7 представляет собой стальной барабан, выточенный заодно с валом, две части которого выступают с торцов ротора. С торца ротора в пазы «ласточкина хвоста» запрессованы четыре платы с ребристыми нап ра вляющими 15, которые контактируют с поверхностями лопастей. На периферии ротора вдоль его образующей выфрезерованы четь ре канавки под уплотнения lб, последние представляют собой уз кие и тонкие пластичны, расположенные по длине образующей ротора. Каждое уплотнение вставляется в канавку и фииси руепся двумя BBiHTBMH 17. Сопряжение торцов ротора с поверхностями диафрагм 2 осуществляется по кольцевым поверхностям торцовых концентрических буртиков ротора, что уменьшает повврхность трения и возмож ность задира.

Для уменьшения веса ротор имеет д ве сквозные цилиндрические полости. По всей длине ротора проходят две радиальные прорези, в которых радиально перемещаются лопасти 8 с фасками на кромках, сопрягающихся с внутренней цилиндрической поверхностью

4 средней полости статора. Каждая лопасть связана с двумя каретками б посредством двух криволинейных рычагов 5, жестко скрепленных с лопастью заклепками 18, Каждыч криволинейный рычаг имеет шарнирно-пружин ную связь с роликом 19, опирающимися на круговой кулачок. С торцов в пазах каждой лопасти расположены вставки 20, которые под действием пружин 21 прижимаются к поверхностям диафрагм и выбирают зазор между лопасгью .и диафрагмой.

Предлагаемый счетчик работает следующим образом.

Нефте-газовая смесь под .напором поступает через входной патрубок в среднюю полость и давит на лопасть, выступающую из ротора. Под действием разности да влений на входе и выходе датчика лопасть передает момент давления нефтегазового потока через направляющие 15 на ротор, вращая его. Лопасть, имеющая одну степень свободы, по направляющим 15 в прорезях ротора 7, увлекаемая ротором, совершает сложное движение в средней полости статора, результатом которого является выталкивание объемной порции нефтяной смеси в выходной патрубок (ход измеряемого потока указан стрелками на фиг. 2).

Вместе с тем, через криволинейные рычаги лопасть увлекает две каретки с роликами, которые обегают два неподвижных круговых кулачка и пружинами сжатия постоянно прижимают лопасть к цилиндрической поверхности средней полости статора. За счет этого постоянного прилегания рабочая кромка лопасти очищает поверхность проточной камеры от абразивных частиц и парафина.

Другая лопасть действует идентично первой, но со сдвигом во времени. Сумма диаметров кругового кулачка и ролика берется обязательно равной диаметру расточки средней полости статора, благодаря чему годограф оси ролика совпадает с годографом точки на рабочей кромке лопасти и с окружностью цилиндрической полости статора. Поэтому пружина каретки ролика не управляет перемещением лопасти, а только подпружинивает сопряжение последней с внутренней цилиндр ической поверхностью статора.

При такой .кинематике пружина каретки не испытывает сколько-нибудь существен|ных циклических относительных деформаций, что обеспечивает ее длительную надежную работу.

Количество оборотов ротора, пропорциональное объемному количеству протекшей нефте-газовой смеси, с помощью электрического тахогенератора преобразуется в,количество электричества, измеряемое электрическим счетчиком стандартного токового сигнала.

Возможно также применение механического счетчика числа оборотов, совершаемых ротором и пропорциональных объемному количеству протекшего потока.

252641

13

Предмет изобретения

1, Объемный счетчик количества нефтегазовой смеси, содержащий статор с цилиндрической полостью, ротор, эксцентрично расположенный в полости статора, лопасти, перемещающиеся в радиальных прорезях ротора, входной и выходной патрубки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения утечки газа через зазоры и повышения надежности, в нем установлены две неподвижные жесткие кольцевые диафрагмы, огран ичивающие проточную полость счетчика с торцов и имеющие по одному внешнему круговому кольцевому кулачку, расположенному на внешней стороне диафрагмы соосно с цилиндрической полостью счетчика, и ролики, опирающиеся на

5 внешнюю поверхность кулачков и с помощью подпружиненных рычагов прижимающие рабочие кромки лопастей к внутренней поверхности статора, диаметр проточной полости которой равен сумме диаметров кулачка и ро10 лика.

2. Счетчик по п. 1, отличающийся тем, что направляющие для лопастей, расположенные в прорезях ротора, выполнены ребристыми.

252641

Фиг.2

Составитель Н. П. Варнек

Редактор М. В. Афанасьева Техред А. А. Камышиикова Корректор P. И. Крючкова

Заказ 208/10 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, и р. С апунова, 2