CN113932859B - 一种测量范围宽可调的智能流量计 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种测量范围宽可调的智能流量计。涉及流体计量技术领域。壳体两侧设有法兰，一侧法兰连接进口管，另一侧法兰连接出口管，进口管和出口管之间为测量段，测量段一侧面延伸出缸套，缸套内设有活塞，活塞的里侧面和测量段内腔组成矩形的测量管。本发明具有如下有益效果：在压力升高时，转换控制箱控制减速电机、丝杠转动，活塞向外移动，扩大测量管的截面积，降低流体的流速，压力降低时，活塞向里移动，缩小测量管的截面积，提高流速，使得测量管内的流体始终处于理想流速范围，提高计量的准确性，采用矩形的测量管，也可提高测量管内的流体的层流比例，提高计量的准确性。

Description

一种测量范围宽可调的智能流量计
技术领域：
本发明涉及流体计量技术领域，具体地说是一种测量范围宽可调的智能流量计。
背景技术：
电磁流量计是利用电磁感应来量测流经一量测管体内的导电性流体的流量，电磁流量计主要是由量测管体、配置在量测管体上的一对电极结构及一对线圈所构成，线圈供电后于量测管体内形成磁场，并与电极结构之间产生电动势，故能藉由流体通过量测管体时会对磁场产生电动势的变化，进而计算出流体的流量；
电磁流量计测量流体时，理想的液体流速为2～4m/s，超过该范围流速时，电磁流量计的转换器计算流量时误差变大，需要根据流量选择相应通径的电磁流量计，然而，在某些工况下，例如油田压裂放喷时，流量、压力变化非常大，前期压力可达十几兆帕，后期不及零点几兆帕，流量也相应变化很大，此时使用常规的电磁流量计即无法准确计量。
发明内容：
为了解决上述问题，本发明提供一种测量范围宽可调的智能流量计。
本发明的技术方案是：一种测量范围宽可调的智能流量计，包括壳体，壳体两侧设有法兰，一侧法兰连接进口管，另一侧法兰连接出口管，进口管和出口管之间为测量段，测量段一侧面延伸出缸套，缸套内设有活塞，活塞的里侧面和测量段内腔组成矩形的测量管，测量段内腔、进口管、出口管和法兰的密封环面上、活塞的里侧立面均粘接有内衬层，活塞外侧端面开有螺纹孔螺纹连接丝杠，丝杠外侧与减速电机的输出轴固定连接，减速电机固定安装在壳体上，活塞外侧端面开有沉孔，沉孔底部粘接有电磁线圈，该电磁线圈对应的测量段的壳体外壁上粘接有电磁线圈，两个电磁线圈对中线上下位置，壳体上安装有一对电极，电极通过非金属的压帽、绝缘管密封连接在壳体上，电极下端面与内衬层平齐，电极、电磁线圈均有图中未视出的电线连接到转换控制箱内，电极、电磁线圈外侧设有外壳。
进口管上安装有压力传感器，壳体上安装有位置传感器，位置传感器的探头垂直朝向活塞外侧面，压力传感器和位置传感器均有图中未视出的电线连接到转换控制箱内。
活塞截面为两端半圆形的条状结构，活塞和缸套之间通过两道Y型密封圈间隙配合连接，两道Y型密封圈之间位置，壳体上开有螺纹孔螺纹密封连接塞堵，活塞里侧立面两侧开有倒角。
电磁线圈距离进口管方向的活塞端面的距离为活塞位于最外侧位置时的测量管的通径数值的五倍，电磁线圈距离出口管方向的活塞端面的距离为活塞位于最外侧位置时的测量管的通径数值的三倍。
进口管的法兰一侧的圆形孔向内延伸一段过渡为方形孔，出口管的法兰一侧的圆形孔向内延伸一段过渡为方形孔。
两道Y型密封圈之间的空间内填充有液压油。
本发明具有如下有益效果：进口管上的压力传感器测量管内压力，压力信号传递到转换控制箱，转换控制箱根据管内压力，调整活塞的位置，位置传感器输入的活塞位置信号作为流量计的截面积计算依据，转换器进而计算出该截面积时的流量，在压力升高时，转换控制箱控制减速电机、丝杠转动，活塞向外移动，扩大测量管的截面积，降低流体的流速，压力降低时，活塞向里移动，缩小测量管的截面积，提高流速，使得测量管内的流体始终处于理想流速范围，测量范围宽，准确性高，采用矩形的测量管，也可提高测量管内的流体的层流比例，提高计量的准确性。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图；
附图2是附图1的B-B剖面图；
附图3是附图2的A处放大图；
附图4是附图1的C-C剖面图。
图中1-壳体，2-进口管，3-测量段，4-缸套，5-活塞，6-法兰，7-内衬层，8-倒角，9-丝杠，10-减速电机，11-电极，12-压帽，13-绝缘管，14-转换控制箱，15-外壳，16-电磁线圈，17-塞堵，18-Y型密封圈，19-位置传感器，20-压力传感器，21-出口管。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1结合2～4所示，一种测量范围宽可调的智能流量计，包括壳体1，壳体1两侧设有法兰6，一侧法兰6连接进口管2，另一侧法兰6连接出口管21，进口管2和出口管21之间为测量段3，测量段3一侧面延伸出缸套4，缸套4内设有活塞5，活塞5的里侧面和测量段3内腔组成矩形的测量管，测量段3内腔、进口管2、出口管21和法兰6的密封环面上、活塞5的里侧立面均粘接有内衬层7，活塞5外侧端面开有螺纹孔螺纹连接丝杠9，丝杠9外侧与减速电机10的输出轴固定连接，减速电机10固定安装在壳体1上，活塞5外侧端面开有沉孔，沉孔底部粘接有电磁线圈16，该电磁线圈16对应的测量段3的壳体1外壁上粘接有电磁线圈16，两个电磁线圈16对中线上下位置，壳体1上安装有一对电极11，电极11通过非金属的压帽12、绝缘管13密封连接在壳体1上，电极11下端面与内衬层7平齐，电极11、电磁线圈16均有图中未视出的电线连接到转换控制箱14内，电极11、电磁线圈16外侧设有外壳15。
进口管2上安装有压力传感器20，壳体1上安装有位置传感器19，位置传感器19的探头垂直朝向活塞5外侧面，压力传感器20和位置传感器19均有图中未视出的电线连接到转换控制箱14内。
活塞5截面为两端半圆形的条状结构，该结构可降低设备的加工难度同时保证加工精度，提高活塞5的密封效果，活塞5和缸套4之间通过两道Y型密封圈18间隙配合连接，两道Y型密封圈18之间位置，壳体1上开有螺纹孔螺纹密封连接塞堵17，活塞5里侧立面两侧开有倒角8，倒角8用于流体在通径变化时的过渡段，降低管内紊流比例。
电磁线圈16距离进口管2方向的活塞5端面的距离为活塞5位于最外侧位置时的测量管的通径数值的五倍，电磁线圈16距离出口管21方向的活塞5端面的距离为活塞5位于最外侧位置时的测量管的通径数值的三倍，使流体在电磁线圈16位置形成层流，提高计量的准确性。
进口管2的法兰6一侧的圆形孔向内延伸一段过渡为方形孔，出口管21的法兰6一侧的圆形孔向内延伸一段过渡为方形孔。
两道Y型密封圈18之间的空间内填充有液压油，填充完毕后将塞堵17密封连接在壳体1上，使第二道Y型密封圈18在清洁的油品环境下密封，提高密封效果和使用寿命。
进口管2上的压力传感器20测量管内压力，压力信号传递到转换控制箱14，转换控制箱14根据管内压力，调整活塞5的位置，位置传感器19输入的活塞5位置信号作为流量计的截面积计算依据，转换器进而计算出该截面积时的流量，在压力升高时，转换控制箱14控制减速电机10、丝杠9转动，活塞5向外移动，扩大测量管的截面积，降低流体的流速，压力降低时，活塞5向里移动，缩小测量管的截面积，提高流速，使得测量管内的流体始终处于理想流速范围，提高计量的准确性，采用矩形的测量管，也可提高测量管内的流体的层流比例，提高计量的准确性。

Claims (6)

1.一种测量范围宽可调的智能流量计，包括壳体(1)，其特征在于：壳体(1)两侧设有法兰(6)，一侧法兰(6)连接进口管(2)，另一侧法兰(6)连接出口管(21)，进口管(2)和出口管(21)之间为测量段(3)，测量段(3)一侧面延伸出缸套(4)，缸套(4)内设有活塞(5)，活塞(5)的里侧面和测量段(3)内腔组成矩形的测量管，测量段(3)内腔、进口管(2)内腔及出口管(21)内腔均粘接有内衬层(7)，法兰(6)的密封环面上及活塞(5)的里侧均粘接有内衬层(7)，活塞(5)外侧端面开有螺纹孔螺纹连接丝杠(9)，丝杠(9)外侧与减速电机(10)的输出轴固定连接，减速电机(10)固定安装在壳体(1)上，活塞(5)外侧端面开有沉孔，沉孔底部粘接有电磁线圈(16)，测量段(3)的壳体(1)外壁上粘接有电磁线圈(16)，两个电磁线圈(16)对中线上下位置，壳体(1)上安装有一对电极(11)，电极(11)通过非金属的压帽(12)、绝缘管(13)密封连接在壳体(1)上，电极(11)下端面与内衬层(7)平齐，电极(11)、电磁线圈(16)均有电线连接到转换控制箱(14)内，电极(11)、电磁线圈(16)外侧设有外壳(15)。
2.根据权利要求1所述的一种测量范围宽可调的智能流量计，其特征在于：进口管(2)上安装有压力传感器(20)，壳体(1)上安装有位置传感器(19)，位置传感器(19)的探头垂直朝向活塞(5)外侧面，压力传感器(20)和位置传感器(19)均有电线连接到转换控制箱(14)内。
3.根据权利要求1所述的一种测量范围宽可调的智能流量计，其特征在于：活塞(5)截面为两端半圆形的条状结构，活塞(5)和缸套(4)之间通过两道Y型密封圈(18)间隙配合连接，两道Y型密封圈(18)之间位置，壳体(1)上开有螺纹孔螺纹密封连接塞堵(17)，活塞(5)里侧立面两侧开有倒角(8)。
4.根据权利要求1所述的一种测量范围宽可调的智能流量计，其特征在于：电磁线圈(16)距离进口管(2)方向的活塞(5)端面的距离为活塞(5)位于最外侧位置时的测量管的通径数值的五倍，电磁线圈(16)距离出口管(21)方向的活塞(5)端面的距离为活塞(5)位于最外侧位置时的测量管的通径数值的三倍。
5.根据权利要求1所述的一种测量范围宽可调的智能流量计，其特征在于：进口管(2)的法兰(6)一侧的圆形孔向内延伸一段过渡为方形孔，出口管(21)的法兰(6)一侧的圆形孔向内延伸一段过渡为方形孔。
6.根据权利要求3所述的一种测量范围宽可调的智能流量计，其特征在于：两道Y型密封圈(18)之间的空间内填充有液压油。
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