CN103256022B - 一种流量自动测控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流量自动测控装置，其壳体有一内部流道，以及与内部流道连通的两个腔室；阀芯组件设于第一腔室中，以通过其阀芯的运动控制内部流道的通流量；执行机构固定设于壳体上，以提供阀芯运动的驱动力；磁电流量计的采集端设于第二腔室中，以获取内部流道的通流量信号，并输出控制指令至执行机构的信号接收端；阀芯组件包括：阀体，具有内部贯通孔，且其下端开设有与内部贯通孔连通的通流孔；阀杆，内置于内部贯通孔中，其上端伸出于阀体；阀芯，与阀杆同轴固定内置于内部贯通孔中，以在阀杆的带动下相对于通流孔运动；推力轴承，设于阀杆外侧；深沟球轴承，设于阀杆上侧。本发明有安装方便、操作简单、抗干扰能力强，调节精度高的特点。

Description

一种流量自动测控装置

技术领域

本发明涉及一种油田用流量控制技术，具体涉及一种用于油田高压注水、注聚合物工艺的流量自动测控装置。

背景技术

在油田注水管网和注聚合物流程中，通常采用人工控阀门来调节流量。众所周知，注水、注聚合物管网工作介质压力较高，流量调节较为困难，特别在手动调节时工人劳动强度很大，调节精度和工作效率较低，不利于注水、注聚合物工艺效果和经济效益的提高。

为减小人工操作所存在弊端，现有技术中在现场应用有高压流量自控装置。然而，受其自身结构的限制，该高压流量自控装置的阀杆无径向定位，长时间运动导致轴向推力轴承损坏以及蜗轮蜗杆咬死现象。此外，还存在着阀缸内漏造成调节精度不高，以及高压流量自控装置标定需将整套设备拆下标定劳动强度较大等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种性能可靠的流量自动测控装置，以克服现有技术所存在的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种流量自动测控装置，它包括：壳体，具有一内部流道，以及与所述内部流道连通的两个腔室；阀芯组件，设置于第一腔室中，以通过其阀芯的运动控制所述内部流道的通流量；执行机构，固定设置于所述壳体上，以提供所述阀芯运动的驱动力；和磁电流量计，其采集端设置于第二腔室中，以获取所述内部流道的通流量信号，并输出控制指令至所述执行机构的信号接收端；所述阀芯组件包括：阀体，具有内部贯通孔，且其下端开设有与所述内部贯通孔连通的通流孔；阀杆，内置于所述内部贯通孔中，其上端伸出于所述阀体；阀芯，与所述阀杆同轴固定内置于所述内部贯通孔中，以在所述阀杆的带动下相对于所述通流孔运动；推力轴承，设置于所述阀杆外侧；深沟球轴承，设置于所述阀杆上侧。

进一步地，所述阀体包括上部阀盖和下部阀缸，所述推力轴承和深沟球轴承均设置于所述阀杆与所述上部阀盖之间。

进一步地，所述阀芯的直径大于所述阀杆的直径，所述阀杆伸入所述阀缸中，所述阀芯的顶部设置有密封函，且所述阀芯、阀杆、阀缸和密封函构成用于容置润滑脂的储油腔。

进一步地，所述阀缸的下端部与所述第一腔室的内壁之间设置有工字型O型圈。

进一步地，所述阀杆上端部与阀门开度指示盘连接。

进一步地，所述磁电流量计具体为插入式磁电流量计。

进一步地，所述插入式磁电流量计包括由上至下依次设置的流量计表头、流量计表头支架、第一压紧螺母、密封函、探头、漩涡发生体、磁钢、第二压紧螺母，流量计壳体；其中，所述流量计表头与流量计支架通过螺栓连接，所述探头与密封函为间隙配合，通过所述压紧螺母装入流量计壳体内，所述漩涡发生体相对于被测流体介质的流向垂直设置于所述流量计壳体内，所述探头由信号线引入流量计表头的控制器内，所述磁钢通过第二压紧螺母固定设置于所述流量计壳体下端。

进一步地，所述壳体采用一体式结构。

进一步地，所述执行机构具体为由电机驱动的蜗轮蜗杆机构，其中蜗杆与电机输出轴相连，蜗轮与所述阀杆相连；且所述蜗杆的另一端与手轮连接。

本发明基于现有技术进行了优化设计，具有以下有益效果：

首先，其阀杆外侧设置有推力轴承，且阀杆上侧设置有深沟球轴承；也就是说，阀杆采用轴向和径向两种定位方式，解决了单一轴向定位引起的推力轴承损坏以及蜗轮蜗杆卡阻现象。

其次，阀芯与阀缸为间隙配合，其上腔设有储油腔，对阀杆具有较好的润滑和保护作用，为提升阀机能提供了可靠保障。

再次，阀缸与阀体采用工字型O型圈密封，解决了阀门内漏问题。提高了调节阀控制精度。

又次，其磁电流量计具体为插入式磁电流量计，具有维护简单、标定方便的特点。标定时无需将整套流量自动测控装置拆下，只需将插入式流量计拆下标定即可，大大降低了人工劳动强度，提高了标定工作的效率。

最后，执行机构具体为由电机驱动的蜗轮蜗杆机构，且蜗杆的另一端与手轮连接，即具有手动和自动两种调节方式，具有较好的可适应性。

综上，本发明提供的流量自动测控装置具有安装方便、操作简单、抗干扰能力强，调节精度高，利用它可以在高压注水、注聚合物工艺流程中稳定、精确地调控流量，减轻工人劳动强度，提高了注水、注聚合物的工艺效果和工作效率。

附图说明

图1为本发明所述流量自动测控装置的整体结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为阀芯组件的结构示意图；

图4为插入磁电流量计的整体结构示意图；

图5为执行机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明做出详细的说明。

请参见图1和图2，其中，图1为本发明所述流量自动测控装置的整体结构示意图，图2为图1的俯视图。

如图所示，该流量自动测控装置包括壳体1、阀芯组件、执行机构8和磁电流量计6；其中，壳体1具有一内部流道，以及与该内部流道连通的两个腔室，壳体1采用一体式结构，流道加工误差小，计量精度高；阀芯组件设置于第一腔室中，以通过其阀芯23的运动控制内部流道的通流量，实现开启、关闭或者开度的调节；执行机构8固定设置于壳体1上，以提供阀芯23运动的驱动力；磁电流量计6其采集端设置于第二腔室中，以获取内部流道的通流量信号，并输出控制指令至执行机构8的信号接收端，其指令输出端通过置于软管内的导线与执行机构中的电机相连接。

请一并参见图3，该图为阀芯组件的结构示意图。

该阀芯组件包括阀体、阀杆29、阀芯23、推力轴承27和深沟球轴承28；该阀体具有内部贯通孔，且其下端开设有与内部贯通孔连通的通流孔；阀杆29内置于内部贯通孔中，其上端伸出于阀体；阀芯23与阀杆29同轴固定内置于内部贯通孔中，以在阀杆29的带动下相对于通流孔运动；推力轴承27设置于阀杆29外侧，以减少阀杆轴向摩擦力；深沟球轴承28设置于阀杆29上侧，对阀杆29具有较好的径向定位作用，解决了由于阀杆29无径向定位引起蜗轮和蜗杆卡阻现象。

此外，阀体可以为一体式结构，也可以如图所示包括上部阀盖26和下部阀缸22，推力轴承27和深沟球轴承28均设置于阀杆29与上部阀盖26之间。本方案中，阀芯23的直径大于阀杆29的直径，阀杆29伸入阀缸22中，阀芯23的顶部设置有密封函24，且阀芯23、阀杆29、阀缸22和密封函24构成用于容置润滑脂25的储油腔，能够阻止高压水中的机杂进入阀杆部位损坏密封，同时对阀杆具有较好的润滑和保护作用，避免介质浸蚀。

图中所示，阀缸22的下端部与所述第一腔室的内壁之间设置有工字型O型圈21，能有效防止内漏从而影响调节精度；且阀杆29上端部通过螺钉与阀门开度指示盘9连接，以便操作者清楚观测到当前开度。阀盖26与壳体1通过螺栓连接。阀杆29上部通过键与执行机构8中的蜗轮89连接。

其中，磁电流量计6具体为插入式磁电流量计，请一并参见图4，该图为插入磁电流量计的整体结构示意图。插入式流量计6通过锁紧螺母7固定于壳体1上。其包括由上至下依次设置的流量计表头61、流量计表头支架62、第一压紧螺母63、密封函64、探头65、漩涡发生体66、磁钢67、第二压紧螺母68，流量计壳体69；其中，所述流量计表头61与流量计支架62通过螺栓连接，所述探头65与密封函64为间隙配合，通过所述压紧螺母63装入流量计壳体69内，所述漩涡发生体66相对于被测流体介质的流向垂直设置于所述流量计壳体69内，所述探头65由信号线引入流量计表头61的控制器内，所述磁钢67通过第二压紧螺母68固定设置于所述流量计壳体69下端。阀盖4通过螺钉5固定于箱体810上。如此设置，插入式流量计结构给流量自动测控装置标定工作带来很大方便，标定时无需将流量自动测控装置从注水设备整体拆卸，减少了人工拆装强度，提高了工作效率。

此外，执行机构8具体为由电机驱动的蜗轮蜗杆机构，其中蜗杆与电机输出轴相连，蜗轮与所述阀杆相连；且所述蜗杆的另一端与手轮87连接。具体如图5所示，该图为执行机构的结构示意图。

图中所示，执行机构8由电机壳81、电机82、轴承压盖83、轴承84、蜗杆85、轴承压盖Ⅱ86、手轮87、键88、蜗轮89、箱体810、盖板4组成；执行机构8通过螺栓3与阀盖4连接，蜗杆85装在箱体810内并由轴承84定位，蜗杆85两端由轴承压盖固定于箱体810上，电机82与蜗杆85由键孔连接，并通过螺钉固定于箱体810上。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种流量自动测控装置，它包括：

壳体，具有一内部流道，以及与所述内部流道连通的两个腔室；

阀芯组件，设置于第一腔室中，以通过其阀芯的运动控制所述内部流道的通流量；

执行机构，固定设置于所述壳体上，以提供所述阀芯运动的驱动力；和

磁电流量计，其采集端设置于第二腔室中，以获取所述内部流道的通流量信号，并输出控制指令至所述执行机构的信号接收端；其特征在于，

所述阀芯组件包括：

阀体，具有内部贯通孔，且其下端开设有与所述内部贯通孔连通的通流孔；

阀杆，内置于所述内部贯通孔中，其上端伸出于所述阀体；

阀芯，与所述阀杆同轴固定内置于所述内部贯通孔中，以在所述阀杆的带动下相对于所述通流孔运动；

推力轴承，设置于所述阀杆外侧；

深沟球轴承，设置于所述阀杆上侧；

所述执行机构具体为由电机驱动的蜗轮蜗杆机构，包括电机、轴承、轴承压盖、蜗杆、手轮、键、蜗轮和箱体，蜗轮与所述阀杆相连，蜗杆装在箱体内并由轴承定位，蜗杆两端由轴承压盖固定于箱体上，电机与蜗杆由键孔连接，并通过螺钉固定于箱体上，蜗杆的另一端与手轮连接。

2.根据权利要求1所述的流量自动测控装置，其特征在于，所述阀体包括上部阀盖和下部阀缸，所述推力轴承和深沟球轴承均设置于所述阀杆与所述上部阀盖之间。

3.根据权利要求2所述的流量自动测控装置，其特征在于，所述阀芯的直径大于所述阀杆的直径，所述阀杆伸入所述阀缸中，所述阀芯的顶部设置有密封函，且所述阀芯、阀杆、阀缸和密封函构成用于容置润滑脂的储油腔。

4.根据权利要求2或3所述的流量自动测控装置，其特征在于，所述阀缸的下端部与所述第一腔室的内壁之间设置有工字型O型圈。

5.根据权利要求4所述的流量自动测控装置，其特征在于，所述阀杆上端部与阀门开度指示盘连接。

6.根据权利要求1所述的流量自动测控装置，其特征在于，所述磁电流量计具体为插入式磁电流量计。

7.根据权利要求6所述的流量自动测控装置，其特征在于，所述插入式磁电流量计包括由上至下依次设置的流量计表头、流量计表头支架、第一压紧螺母、密封函、探头、漩涡发生体、磁钢、第二压紧螺母、流量计壳体；其中，所述流量计表头与流量计表头支架通过螺栓连接，所述探头与密封函为间隙配合，通过所述第一压紧螺母装入流量计壳体内，所述漩涡发生体相对于被测流体介质的流向垂直设置于所述流量计壳体内，所述探头由信号线引入流量计表头的控制器内，所述磁钢通过第二压紧螺母固定设置于所述流量计壳体下端。

8.根据权利要求1所述的流量自动测控装置，其特征在于，所述壳体采用一体式结构。