ES2708548T3 - Contador tangencial para líquidos - Google Patents

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ES2708548T3 ES05776205T ES05776205T ES2708548T3 ES 2708548 T3 ES2708548 T3 ES 2708548T3 ES 05776205 T ES05776205 T ES 05776205T ES 05776205 T ES05776205 T ES 05776205T ES 2708548 T3 ES2708548 T3 ES 2708548T3
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Abstract

Contador mecánico para medir la cantidad de líquido que fluye a través de una tubería (2), que comprende un rodete (1) soportado de manera giratoria por una silla (3) que se puede situar en la superficie exterior de la tubería (2), estando la superficie interior de la silla (3) dispuesta de manera que esté a tope, por lo menos por una parte de la misma, directamente contra la superficie exterior de la tubería (2) para asegurar la misma penetración del rodete (1) en la tubería (2) para cada instalación a través de un orificio previsto en la tubería (2), siendo dicho rodete (1) de tipo tangencial, cuando el contador está montado en la tubería (2), sobresaliendo dicho rodete (1) parcialmente en la tubería (2), caracterizado por que comprende por lo menos un deflector (7, 9) dispuesto para penetrar en la tubería (2) a través del orificio previsto en esta última y dispuesto delante del rodete (1), estando dicho deflector (7, 9) dispuesto alrededor del rodete (1) para formar un collarín del cual emerge parcialmente el rodete (1) y caracterizado por que comprende, en dicha parte interior de la silla (3) enfrentada a la tubería (2), una junta (5) dispuesta en un asiento (22), estando dicha silla coronada por un cuerpo hueco (16), en el que está dispuesto un componente de medición (19) que se extiende hacia dicho cuerpo hueco (16) y está fijado al mismo mediante unos tornillos (17), comprendiendo dicho componente de medición (19) una carcasa (8) que encierra la parte superior del rodete (1) y que presenta una parte extrema (7) que actúa como deflector y que se extiende hacia dentro de la tubería (2) para formar el collarín del cual emerge parcialmente el rodete (1).

Description

DESCRIPCION
Contador tangencial para Kquidos.
La presente invencion se refiere a un contador tangencial para Kquidos de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion principal.
El estado actual de la tecnica comprende principalmente dos tipos de contadores mecanicos para Kquidos, basados en el giro de un rodete insertado en una tubena por la que fluye el lfquido, es decir, contadores con un rodete helicoidal con su eje de giro paralelo a la direccion del flujo y contadores tangenciales en los que el eje de giro se encuentra en un plano perpendicular a la direccion del flujo.
Los contadores con rodete helicoidal preven la insercion completa de un rodete helicoidal en el flujo de lfquido. Dicho rodete gira debido al flujo de lfquido, su movimiento se transmite a un mecanismo que cuenta la cantidad de revoluciones y que, adecuadamente calibrado, indica la cantidad de lfquido que ha fluido por la tubena.
El rodete helicoidal, con una pieza delantera central y palas inclinadas que se mueven en una direccion sustancialmente perpendicular a la direccion del flujo, reduce localmente la seccion transversal de paso del flujo y puede bloquear el paso de solidos arrastrados por el lfquido y resultar danado por los mismos. Por el contrario, los contadores tangenciales comprenden un rodete que sobresale parcialmente en una tubena con bridas y que presenta un eje que se encuentra en un plano sustancialmente normal con respecto al eje de la tubena. De nuevo, en este caso, el rodete gira debido al flujo de lfquido, su movimiento se transmite a una caja de medicion que cuenta la cantidad de revoluciones y que, adecuadamente calibrado, indica la cantidad de lfquido que ha fluido por la tubena. En contadores tangenciales, solo una parte del rodete se encuentra sumergida en el flujo de lfquido, y sus palas, al moverse con el flujo de lfquido, no dan lugar a una variacion apreciable en la parte de seccion transversal de la tubena. Ademas, como los contadores tangenciales dejan libre una gran parte de la seccion transversal y solo presentan partes de sus palas sumergidas en el fluido para moverse con el mismo, se permite el paso de cuerpos solidos arrastrados por el lfquido, como piezas de madera o piedras, sin que resulten particularmente danados por los mismos.
Todos los contadores tangenciales y helicoidales se calibran en fabrica y a continuacion se montan.
La totalidad de los contadores tangenciales y muchos contadores con un rodete helicoidal comprenden una pieza de tubena con bridas en la que se inserta el rodete. La insercion de un contador con una pieza de tubena con bridas en una tubena existente es relativamente complicada, ya que una parte de tubena de la misma longitud que la pieza de tubena con bridas del contador se debe cortar y disponer de bridas iguales a las del contador. Para evitar este problema de instalacion, se ha considerado montar el contador en un soporte de silla. En este caso, se realiza un orificio circular de tamano adecuado en la tubena, generalmente con una fresa, la silla del contador esta dispuesta en la tubena, con una junta en forma de almohadilla con un orificio central interpuesto entre la silla y la tubena, y se inserta el rodete en la tubena por el orificio, a continuacion se aprietan varias varillas de tensado que rodean la tubena para bloquear la silla en su posicion. Sin embargo, actualmente solo se fabrican con este soporte de silla contadores con un rodete helicoidal. Los ensayos de fabrica han demostrado que los contadores tangenciales con un soporte de silla a menudo dan resultados incorrectos.
Los documentos US n° 3.518.880 A, US n° 1.670.308 A, US n° 4.656.873 A, n° US 3.759.100 A describen dispositivos de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1. En particular, el documento US n° 3.759.100 describe un caudalfmetro de accionamiento magnetico en lmea que comprende un contador y una carcasa, un rodete que se puede insertar por la pared de una tubena y un conjunto de silla para el montaje del contador en la tubena. El contador se caracteriza particularmente por medios de calibracion que comportan solo el giro de una carcasa alrededor del rodete, presentando la carcasa una abertura de calibracion de ranura estrechada unica y un conjunto apilado de elementos de rotor que constituye el rodete del contador.
El documento WO 03/093772 describe un contador para agua irrigada que comprende una tubena en la que puede fluir el agua, un dispositivo de deteccion que puede detectar la cantidad de agua que fluye en la tubena y un dispositivo de medicion conectado al dispositivo de deteccion para visualizar el valor numerico de la cantidad de agua. El dispositivo de medicion se inserta de modo que se pueda retirar en un asiento sustancialmente vertical de la tubena; se monta un elemento de cierre realizado en material no magnetico como sello hidraulico sobre dicho asiento, montandose en seco el dispositivo de medicion sobre el elemento de cierre y conectando una junta magnetica el dispositivo de medicion al dispositivo de deteccion.
Por lo tanto, el objetivo de la presente invencion es proporcionar un contador tangencial con un dispositivo de montaje de silla sin dicho inconveniente, es decir, que proporcione resultados correctos. Dicho objetivo se consigue mediante un contador tangencial con un dispositivo de montaje de silla, las caractensticas principales del mismo se especifican en la primera reivindicacion, mientras que se especifican otras caractensticas en las reivindicaciones restantes.
La invencion se pondra de manifiesto con mas claridad a partir de la descripcion siguiente, proporcionada a tftulo de ejemplo no limitativo, de dos formas de realizacion preferidas que se ilustran en los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista en perspectiva de un contador tangencial de acuerdo con la invencion, montado en la tubena;
la figura 2 es una seccion longitudinal de una primera forma de realizacion del contador tangencial de la invencion;
la figura 3 es una seccion transversal de la primera forma de realizacion del contador tangencial;
la figura 4 es una seccion transversal de una segunda forma de realizacion del contador.
Despues de ciertos estudios, se descubrio que la causa de los resultados erroneos proporcionados por los contadores tangenciales con un dispositivo de montaje de silla se debe al hecho de que el rodete tangencial, al penetrar solo parcialmente en la tubena por un orificio adecuado previsto en la tubena para el montaje del contador, esta influenciado por el movimiento turbulento creado en la proximidad del orificio y por los hilos de fluido cerca de la pared interior de la tubena que presentan un fuerte gradiente de velocidad. A este respecto, el borde del orificio forma un escalon o, dicho de otro modo, una discontinuidad, que genera un movimiento turbulento. Por esta razon, el movimiento del rodete y el valor medido por un contador de montaje de silla con un rodete tangencial esta influenciado por la distancia del rodete al borde del orificio, por el grosor de la tubena, por la profundidad de penetracion del rodete en el flujo de lfquido, y por cualquier variacion local posible en la seccion transversal de la tubena debido a la insercion de partes fijas del contador en el flujo.
Estos parametros, en particular la variacion en la seccion transversal de la tubena debida a la insercion de partes fijas del contador en el flujo, vanan con su instalacion, que generalmente se realiza por personal no especializado en situaciones de entorno incomodas.
Para evitar estos problemas tecnicos que ahora se han identificado, el contador tangencial se construye de manera que la superficie interior de la silla este a tope contra la superficie exterior de la tubena, de modo que la penetracion del rodete y deflector en la tubena, que modifica la seccion transversal disponible para el paso de ifquido y, por lo tanto, su velocidad local, sea igual para cada instalacion. Este resultado se consigue realizando un asiento adecuado para la junta. Ademas, el contador de la presente invencion comprende uno o mas deflectores dispuestos en la parte frontal y preferentemente alrededor del rodete para protegerlo de los hilos de fluido que fluyen a lo largo de la pared interior de la tubena y de los vortices creados cerca del borde del orificio previsto en la tubena para la insercion del rodete.
Como el contador tangencial esta provisto de un dispositivo de montaje de silla y se puede calibrar en fabrica, se consigue la ventaja de obtener un contador tangencial con un sistema de instalacion rapida y practica que permite medir la cantidad de lfquido que fluye por la tubena en la que esta montado sin calibrar despues de la instalacion.
La figura 1 es una vista en perspectiva de un contador tangencial con un dispositivo de montaje de silla montado en una tubena 2 por la que fluye un lfquido en la direccion indicada por las flechas. El contador comprende una silla 3 coronada por un cuerpo hueco 16 en el que esta dispuesto un componente de medicion 19 que se extiende en el cuerpo hueco 16 y esta fijado al mismo mediante unos tornillos 17. El componente de medicion 19 presenta en la parte superior una tapa 21, normalmente precintada con plomo para evitar manipulacion en la medicion de la cantidad de lfquido suministrada, y provista de una ventana 20 por la que se puede leer el numero que se visualiza en una caja de medicion 10 dispuesta en el elemento de medicion 19. El contador tambien comprende medios de sujecion 4, por ejemplo, varillas de tensado, que bloquean la silla 3 presionandola contra la pared exterior de la tubena 2.
Haciendo referencia a la seccion longitudinal de la figura 2, se puede observar que el contador tangencial comprende un rodete 1 dispuesto de modo que sobresalga hacia una tubena 2, que se muestra mediante lmeas discontinuas para mayor claridad, en la que se monta el contador, encontrandose el eje de giro del rodete en un plano normal al eje de dicha tubena 2, de modo que cuando se monta el contador coincide con el eje de la silla 3. La silla 3 presenta por lo menos una parte de su superficie interna complementaria a la superficie exterior de la tubena 2 y, por lo tanto, se apoya en la misma. Los medios 4 para sujetar la silla 3 en la tubena 2 bloquean la silla, que se presiona contra la pared exterior de la tubena 2, y la sellan mediante la presencia de una junta 5 del tipo junta torica dispuesta en un asiento adecuado 22. Cuando se completa la sujecion, la junta 5 entra totalmente en su asiento 22 para que la superficie interna de la silla 3 este a tope directamente contra la superficie exterior de la tubena 2. En la figura 2 se entiende que el lfquido fluye hacia la tubena de izquierda a derecha en la direccion indicada por las flechas. El contador tambien comprende una carcasa 8 que envuelve la parte superior del rodete 1 y actua en algunos casos como soporte para el eje del rodete. La parte extrema 7 de la carcasa 8, que se extiende hacia la tubena 2 delante del rodete 1, actua como un deflector, cuyo proposito es proteger parcialmente el rodete 1 de modo que no incidan directamente los hilos de fluido que fluyen cerca de la pared de la tubena 2 o los vortices creados en el borde del orificio 13 previsto en la tubena 2. De forma ventajosa, al igual que en la figura 2, el deflector 7 rodea completamente el rodete para formar un collann que tambien lo protege de movimientos turbulentos transversales. El propio deflector 7 crea turbulencias que influyen en el rodete 1, pero esta turbulencia es sustancialmente independiente de la posicion del rodete 1 con respecto al borde del orificio 13 en la tubena 2 y, por lo tanto, independiente de la instalacion. Para la calibracion previa del contador en la fabrica, dicho deflector 7 se puede mover a lo largo de una direccion radial a la tubena 2 o, de forma alternativa, tal como se muestra en la figura 2, el contador puede comprender un deflector movil adicional 9 dispuesto en una posicion cuya altura puede variar delante del rodete 1, mediante un sistema de regulacion de tornillo 21. El componente de medicion 19 comprende tanto una carcasa 15 para la caja de medicion 10 como la carcasa 8 para el rodete 1, separandose las dos carcasas por una pared 14. La caja de medicion 10 se dispone en la carcasa 15 cerrada por la tapa 21 mediante un precinto de plomo para evitar la manipulacion. Es de tipo mecanico, de modo que no precisa corriente electrica y permite medir y visualizar la cantidad de lfquido que ha fluido por esa seccion de la tubena 2, y el operario la puede leer a traves de la ventana 20. Dicha caja de medicion 10 se acciona mediante un elemento magnetico 11b acoplado, por la pared 14, al elemento magnetico 11a que se acciona mediante el rodete 1 por los engranajes 12. El sello entre el componente contador 19 y el cuerpo hueco 16 se proporciona mediante una segunda junta 18.
La figura 3 muestra una seccion transversal del contador en el que, para simplificar la fabricacion, la parte inferior de la carcasa 8, al penetrar en la tubena, 2 actua como deflector 7. En este caso, para proteger la parte superior del rodete de los vortices del flujo de lfquido, la carcasa 8 tambien esta cerrada en la parte inferior por medio de una pared 23 en la que se proporciona un orificio largo y estrecho 24 por el que se inserta el rodete en el flujo de lfquido. Para esta forma de realizacion, la extension de la penetracion del deflector 7 en la tubena 2 es extremadamente cntica, ya que se reduce la seccion transversal de la tubena y, como consecuencia, la velocidad local del lfquido vana, de modo que puede dar lugar a resultados erroneos. Para asegurar que la instalacion sea siempre de manera que ocasione la misma penetracion del deflector 7 en la tubena 2 y, por lo tanto, la misma seccion transversal de paso, la superficie interior de la silla 3 se forma de modo que este a tope directamente, por lo menos con algunas de sus partes, contra la superficie exterior de la tubena 2. Para este proposito, se dispone una junta 3 en dicha superficie de la silla 3 enfrentada a la superficie exterior de la tubena 2, preferentemente una junta torica, en un asiento adecuado 22. Durante la instalacion, los medios de sujecion 4 se aprietan hasta que la superficie interior de la silla 3 se apoya contra la superficie exterior de la tubena 2, de modo que la junta 5 es obligada a ir hacia su asiento 22 en su totalidad y, de esta manera, se proporciona el sellado y se asegura que la penetracion del deflector 7 en la tubena 2 sea siempre constante.
Haciendo referencia a la figura 4, en la que se muestra una segunda forma de realizacion en la que los elementos iguales o similares se indican con los mismos numeros de referencia, el deflector 7 presenta una forma estrecha y alargada para rodear el rodete 1 y ocasionar una reduccion pequena en la seccion transversal de paso de lfquido. Si el eje del rodete 1 esta dispuesto fuera del penmetro interior de la tubena 2, el deflector 7 que rodea rodete 1 puede ser muy estrecho y ofrecer poca resistencia al movimiento del lfquido. Si en cambio, como en la figura 4, para poner el rodete 1 en contacto con los hilos de fluido mas cercanos al eje de la tubena 2, el eje del rodete 1 esta dispuesto abajo de manera que intersecte el penmetro interior ideal de la tubena 2, con el fin de reducir la seccion transversal, los engranajes 12 pueden comprender una rueda dentada 22 enclavada en el eje del rodete 1 para transmitir un movimiento hacia arriba hacia la carcasa 8, donde dicho movimiento se transmite a continuacion al elemento magnetico 11a y a la caja de medicion 10.
Cada contador se debe calibrar en fabrica antes de su ensamblado situando de forma adecuada el deflector de calibracion movil 9.
Cada contador de montaje de silla resulta apto para tubenas de un diametro determinado y un espesor determinado, y su uso en una tubena de diametro o espesor diferente puede ocasionar problemas como un sellado deficiente o una medicion incorrecta.
El contador de la invencion tambien puede funcionar si el rodete 1 no presenta un eje en un plano exactamente perpendicular al eje de la tubena 2, siempre que el contador este adecuadamente calibrado y el rodete este adecuadamente apoyado para resistir los empujes axiales correspondientes.
La invencion resulta particularmente util si se desea colocar un contador tangencial en una tubena que forma parte de una lmea ya existente. Para su realizacion, es suficiente con interrumpir el flujo de lfquido, formar un orificio en la tubena 2, colocar la silla 3 en la tubena 2 con el rodete 1 y el deflector 7 por el orificio de modo que penetren en la tubena 2, pasar los medios de sujecion 4 alrededor de la tubena 2 y, finalmente, apretar los medios de sujecion 4 hasta que la superficie interior de la silla 3 este a tope, por lo menos en algunas de sus partes, contra la superficie exterior de la tubena 2. La junta 5 presionada entre la silla 3 y la superficie exterior de la tubena 2 asegura un cierre hermetico y, al colocarse totalmente en su asiento 22, asegura que, en cada instalacion realizada correctamente, las partes sumergidas del contador penetren a la misma extension en el flujo.
Cuando el movimiento del rodete 1 se transmite a la caja de medicion 10 mediante un acoplamiento magnetico entre los elementos magneticos 11a y 11b, la carcasa de rodete 8 se puede cerrar completamente en la parte superior y la caja de medicion 10 puede estar absolutamente separada del lfquido que fluye a traves de la tubena. Esta solucion no requiere suministro electrico y proporciona un contador que es exclusivamente mecanico y, por lo tanto, particularmente robusto.
Los expertos en la materia pueden llevar a cabo variaciones y/o incorporaciones a las formas de realizacion de la invencion descritas e ilustradas en el presente documento si bien permanecen dentro del alcance de la invencion.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Contador mecanico para medir la cantidad de Ifquido que fluye a traves de una tubena (2), que comprende un rodete (1) soportado de manera giratoria por una silla (3) que se puede situar en la superficie exterior de la tubena (2), estando la superficie interior de la silla (3) dispuesta de manera que este a tope, por lo menos por una parte de la misma, directamente contra la superficie exterior de la tubena (2) para asegurar la misma penetracion del rodete (1) en la tubena (2) para cada instalacion a traves de un orificio previsto en la tubena (2), siendo dicho rodete ( l) de tipo tangencial, cuando el contador esta montado en la tubena (2), sobresaliendo dicho rodete (1) parcialmente en la tubena (2), caracterizado por que comprende por lo menos un deflector (7, 9) dispuesto para penetrar en la tubena (2) a traves del orificio previsto en esta ultima y dispuesto delante del rodete (1), estando dicho deflector (7, 9) dispuesto alrededor del rodete (1) para formar un collann del cual emerge parcialmente el rodete (1) y
caracterizado por que comprende, en dicha parte interior de la silla (3) enfrentada a la tubena (2), una junta (5) dispuesta en un asiento (22), estando dicha silla coronada por un cuerpo hueco (16), en el que esta dispuesto un componente de medicion (19) que se extiende hacia dicho cuerpo hueco (16) y esta fijado al mismo mediante unos tornillos (17), comprendiendo dicho componente de medicion (19) una carcasa (8) que encierra la parte superior del rodete (1) y que presenta una parte extrema (7) que actua como deflector y que se extiende hacia dentro de la tubena (2) para formar el collann del cual emerge parcialmente el rodete (1).
2. Contador segun la reivindicacion 1, caracterizado por que comprende unos medios (4) para sujetar la silla (3) a la tubena (2).
3. Contador segun las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado por que, cuando la silla (3) esta montada en la tubena (2) y se han apretado los medios de sujecion, la junta (5) es obligada a ir a su asiento (22) en su totalidad.
4. Contador segun la reivindicacion 1, caracterizado por que dicho deflector (7) es un deflector movil.
5. Contador segun la reivindicacion 5, caracterizado por que dicho deflector movil (7) se puede deslizar radialmente.
6. Contador segun la reivindicacion 1, caracterizado por que comprende un detector movil adicional (9) dispuesto en una posicion que puede variar en altura delante del rodete (1).
7. Contador segun la reivindicacion 1, caracterizado por que comprende unos engranajes (12) para accionar una caja de medicion (10) mediante unos elementos magneticos (11a) y (11b) acoplados entre sf.
8. Contador segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el cuerpo de medicion (19) comprende una carcasa (15) para una caja de medicion (10) que se encuentra completamente separada de la carcasa (8) encerrando la parte superior del rodete mediante una pared (14).
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