RU171019U1

RU171019U1 - Turbine Flow Transmitter

Info

Publication number: RU171019U1
Application number: RU2017103999U
Authority: RU
Inventors: Андрей Викторович Фролов; Игорь Вадимович Иванов
Original assignee: Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть"); Акционерное общество "Транснефть - Верхняя Волга" (АО "Транснефть - Верхняя Волга")
Priority date: 2017-02-07
Filing date: 2017-02-07
Publication date: 2017-05-17

Abstract

Полезная модель относится к измерительному оборудованию, а именно к турбинным преобразователям расхода, используемым, в частности, для выдачи информации об объемном расходе измеряемой жидкости, например нефти и нефтепродукта, в виде последовательности электрических импульсов с частотой, пропорциональной расходу, впоследствии преобразуемой вычислительным устройством. Полезная модель может быть использована, например, в нефтяной промышленности. Турбинный преобразователь расхода включает корпус с фланцами по торцам и установленные на корпусе магнитоиндукционные датчики. Внутри корпуса соосно закреплен с использованием разъемных соединений картридж, содержащий гильзу, турбину, выполненную из немагнитного материала, с по меньшей мере двумя лопастями в форме геликоида, расположенными на ступице, закрепленную между двумя обтекателями с возможностью осевого вращения посредством твердосплавных полуосей, твердосплавных подшипников скольжения, а также твердосплавных упорных подшипников скольжения, установленных неподвижно и воспринимающих осевые нагрузки от торцов твердосплавных полуосей. Каждый обтекатель включает ступицу и ребра. Гильза состоит из по меньшей мере двух цилиндрических частей, соединенных между собой разборным соединением, при этом обтекатели неподвижно закреплены в каждой крайней цилиндрической части гильзы. На каждой из лопастей турбины с наружной части закреплен по меньшей мере один постоянный магнит, проходящий в зоне взаимодействия с магнитоиндукционными датчиками при вращении турбины. Технической проблемой является создание турбинного преобразователя расхода, обладающего высокой степенью надежности. Технический результат - повышение надежности турбинного преобразователя расхода. 10 з.п.ф-лы, 6 ил.The utility model relates to measuring equipment, namely, turbine flow transducers used, in particular, to provide information on the volumetric flow rate of a measured liquid, for example, oil and oil product, in the form of a sequence of electrical pulses with a frequency proportional to the flow rate subsequently converted by a computing device. A utility model can be used, for example, in the oil industry. The turbine flow converter includes a housing with flanges at the ends and magneto-inductive sensors mounted on the housing. A cartridge comprising a sleeve, a turbine made of non-magnetic material, with at least two helicoid-shaped blades located on the hub, fixed between the two fairings with the possibility of axial rotation by means of semi-axial carbide, carbide plain bearings, coaxially fixed using detachable joints inside the housing as well as carbide thrust plain bearings mounted motionless and perceiving axial loads from the ends of the carbide half shafts. Each fairing includes a hub and ribs. The sleeve consists of at least two cylindrical parts interconnected by a collapsible connection, while the fairings are fixedly mounted in each extreme cylindrical part of the sleeve. At least one permanent magnet is mounted on each of the turbine blades from the outside, passing in the area of interaction with magneto-induction sensors during rotation of the turbine. A technical problem is the creation of a turbine flow transducer with a high degree of reliability. EFFECT: increased reliability of a turbine flow converter. 10 C.p. f-ls, 6 ill.

Description

Полезная модель относится к измерительному оборудованию, а именно к турбинным преобразователям расхода, используемым, в частности, для выдачи информации об объемном расходе измеряемой жидкости, например нефти или нефтепродукта, в виде последовательности электрических импульсов с частотой, пропорциональной расходу, впоследствии преобразуемой вычислительным устройством. Полезная модель может быть использована, например, в нефтяной промышленности.The invention relates to measuring equipment, namely, turbine flow transducers used, in particular, to provide information on the volumetric flow rate of a measured liquid, for example, oil or oil product, in the form of a sequence of electrical pulses with a frequency proportional to the flow rate subsequently converted by a computing device. A utility model can be used, for example, in the oil industry.

Известен турбинный преобразователь расхода [Пат. РФ №166412 U1, МПК G01F 1/10, з. 08.06.2016, оп. 27.11.2016], принятый за прототип, включающий корпус с фланцами по торцам, установленные на корпусе магнитоиндукционные датчики, картридж, закрепленный в корпусе с использованием разъемных соединений соосно корпусу, содержащий гильзу, турбину с по меньшей мере двумя лопастями в форме геликоида, расположенными на ступице, закрепленную с возможностью осевого вращения между двумя обтекателями, каждый из которых включает ступицу и ребра. Гильза состоит из по меньшей мере двух цилиндрических частей, соединенных между собой разборным соединением, при этом обтекатели неподвижно закреплены в каждой крайней цилиндрической части гильзы, а в ступице каждого обтекателя со стороны установки турбины неподвижно закреплена полуось, турбина выполнена из немагнитного материала, а на каждой из лопастей турбины с наружной части закреплен по меньшей мере один постоянный магнит, проходящий в зоне взаимодействия с магнитоиндукционными датчиками при вращении турбины, в ступице турбины с обеих сторон установлены, с возможностью замены, подшипники скольжения, причем полуоси и подшипники скольжения выполнены из твердых сплавов.Known turbine flow Converter [US Pat. RF №166412 U1, IPC G01F 1/10, s. 06/08/2016, op. 11/27/2016], adopted as a prototype, comprising a housing with flanges at the ends, magneto-induction sensors mounted on the housing, a cartridge mounted in the housing using detachable connections coaxially to the housing, comprising a sleeve, a turbine with at least two helicoid-shaped blades located on a hub fixed with the possibility of axial rotation between two fairings, each of which includes a hub and ribs. The sleeve consists of at least two cylindrical parts interconnected by a collapsible connection, while the fairings are fixedly mounted in each extreme cylindrical part of the sleeve, and the axle shaft is fixedly fixed in the hub of each fairing on the turbine mounting side, the turbine is made of non-magnetic material, and on each at least one permanent magnet is fixed from the turbine blades from the outside, passing in the zone of interaction with magnetic induction sensors during rotation of the turbine, in the turbine hub with on both sides installed, with the possibility of replacement, plain bearings, and the axle shafts and plain bearings are made of hard alloys.

Недостатком прототипа является:The disadvantage of the prototype is:

- отсутствие в конструкции твердосплавных упорных подшипников скольжения, воспринимающих осевые нагрузки от торцов твердосплавных полуосей при работе турбинного преобразователя расхода, результатом чего является перемещение турбины в осевом направлении под воздействием потока измеряемой жидкости вплоть до непосредственного контакта соответствующей ступицы турбины со ступицей обтекателя, выполненных не из твердых сплавов, что приводит к износу ступиц турбины и обтекателя, перегреву и, как следствие, к заклиниванию турбины. Тем самым, данный недостаток приводит к снижению надежности.- the absence in the design of carbide thrust plain bearings that absorb axial loads from the ends of the carbide semi-axes during operation of the turbine flow transducer, resulting in the movement of the turbine in the axial direction under the influence of the measured fluid flow up to direct contact of the corresponding turbine hub with the cowl hub made of non-solid alloys, which leads to wear of the hubs of the turbine and fairing, overheating and, as a result, to jamming of the turbine. Thus, this drawback leads to a decrease in reliability.

Технической проблемой является создание турбинного преобразователя расхода, обладающего высокой степенью надежности.A technical problem is the creation of a turbine flow transducer with a high degree of reliability.

Технический результат выражается в повышении надежности турбинного преобразователя расхода.The technical result is expressed in increasing the reliability of the turbine flow transducer.

Указанный технический результат достигается тем, что турбинный преобразователь расхода включает корпус с фланцами по торцам, установленные на корпусе магнитоиндукционные датчики, картридж, закрепленный в корпусе с использованием разъемных соединений соосно корпусу, содержащий гильзу, состоящую из по меньшей мере двух цилиндрических частей, соединенных между собой разборным соединением, турбину, выполненную из немагнитного материала, с по меньшей мере двумя лопастями в форме геликоида, расположенными на ступице, закрепленную с возможностью осевого вращения посредством твердосплавных полуосей и твердосплавных подшипников скольжения между двумя обтекателями, каждый из которых включает ступицу и ребра, при этом обтекатели неподвижно закреплены в каждой крайней цилиндрической части гильзы, а на каждой из лопастей турбины с наружной части закреплен по меньшей мере один постоянный магнит, проходящий в зоне взаимодействия с магнитоиндукционными датчиками при вращении турбины.The specified technical result is achieved in that the turbine flow transducer includes a housing with flanges at the ends, magneto-inductive sensors mounted on the housing, a cartridge mounted in the housing using detachable connections coaxially to the housing, comprising a sleeve consisting of at least two cylindrical parts interconnected collapsible connection, a turbine made of non-magnetic material, with at least two helicoid-shaped blades located on the hub, fixed with a possible axial rotation by means of carbide half shafts and carbide plain bearings between two fairings, each of which includes a hub and ribs, while fairings are fixedly mounted in each extreme cylindrical part of the sleeve, and at least one permanent magnet is fixed on each of the turbine blades from the outside passing in the zone of interaction with magnetic induction sensors during rotation of the turbine.

Согласно предложенному техническому решению турбинный преобразователь расхода содержит твердосплавные упорные подшипники скольжения, установленные неподвижно и воспринимающие осевые нагрузки от торцов твердосплавных полуосей, возникающие в процессе работы.According to the proposed technical solution, the turbine flow transducer contains carbide thrust plain bearings mounted motionless and perceiving axial loads from the ends of the carbide semi-axes that occur during operation.

В частности, каждый магнитоиндукционный датчик может включать микропроцессорный узел.In particular, each magneto-induction sensor may include a microprocessor assembly.

Кроме того, в качестве твердосплавных материалов могут быть использованы вольфрамокобальтовые твердые сплавы.In addition, tungsten-cobalt hard alloys can be used as carbide materials.

Лопасти турбины могут быть выполнены с принятым для данного диапазона характеристик набегающего потока соотношением углов наклона образующей геликоида (α) и углом наклона винтовой линии (β), при этом расположенная против потока геликоидная поверхность каждой лопасти образована восходящим винтовым движением отрезка прямой вокруг оси геликоида против часовой стрелки относительно оси, направленной навстречу потоку, а кромки срезаны по форме оболочки тела вращения, образующая которой - плавная кривая, близкая к кривой второго порядка.The turbine blades can be made with the ratio of the inclination angles of the generatrix of the helicoid (α) and the angle of inclination of the helix (β) accepted for a given range of characteristics of the incoming flow, while the helicoid surface of each blade located opposite the flow is formed by the upward screw movement of the straight section around the axis of the helicoid counterclockwise the arrows are relative to the axis directed towards the flow, and the edges are cut to the shape of the shell of the body of revolution, the generatrix of which is a smooth curve close to a second-order curve.

Целесообразно в качестве разборного соединения цилиндрических частей гильзы использовать гладкое соединение, как наиболее простое и надежное.It is advisable to use a smooth connection as the most simple and reliable as a collapsible connection of the cylindrical parts of the liner.

Кроме того, твердосплавный подшипник скольжения и твердосплавный упорный подшипник скольжения могут быть неподвижно закреплены в ступице каждого обтекателя со стороны установки турбины, а твердосплавные полуоси при этом могут быть неподвижно установлены с возможностью замены в ступице турбины с обеих сторон.In addition, the carbide plain bearing and the carbide thrust plain bearing can be fixedly mounted in the hub of each fairing from the side of the turbine installation, while the carbide semi-axes can be fixedly mounted with the possibility of replacement in the turbine hub on both sides.

Также в ступице каждого обтекателя могут быть выполнены каналы, обеспечивающие в процессе работы смазку и охлаждение измеряемой жидкостью твердосплавного подшипника скольжения, твердосплавного упорного подшипника скольжения и твердосплавной полуоси.Also, channels can be made in the hub of each fairing, which provide lubrication and cooling of the carbide plain bearing, the hard-alloy thrust plain bearing, and the hard-alloy semi-axis during the operation.

Заявляемая полезная модель поясняется фиг. 1-6. На фиг. 1 изображен турбинный преобразователь расхода; на фиг. 2 - картридж в разрезе; на фиг. 3 - крепление турбины, вид А; на фиг. 4 - турбина, разрез Б-Б; на фиг. 5 - турбина, разрез В-В; на фиг. 6 - турбина, вид Г.The claimed utility model is illustrated in FIG. 1-6. In FIG. 1 shows a turbine flow converter; in FIG. 2 - sectional cartridge; in FIG. 3 - turbine mount, view A; in FIG. 4 - turbine, section BB; in FIG. 5 - turbine, section BB; in FIG. 6 - turbine, view G.

Турбинный преобразователь расхода включает корпус 1 (фиг. 1), выполненный в виде отрезка трубы с приваренными по торцам фланцами 2, предназначенными для установки турбинного преобразователя расхода в измерительную линию (не показана). На корпусе 1 (фиг. 1) установлены два магнитоиндукционных датчика 3, каждый из которых представляет собой катушку индуктивности с сердечником из магнитомягкого материала (не показана). Кроме того, каждый из магнитоиндукционных датчиков 3 (фиг. 1) включает микропроцессорный узел (не показан). Внутри корпуса 1 (фиг. 1) соосно установлен картридж 4, и закреплен с помощью прижимного кольца (не показано), зафиксированного, например, винтовыми соединениями (не показаны). Картридж 4 (фиг. 1) представляет собой гильзу, состоящую из двух цилиндрических частей 8, 9 (фиг. 2), соединенных между собой разборным соединением (не показано) и зафиксированных пружинным стопорным кольцом (не показано). В качестве разборного соединения цилиндрических частей 8, 9 (фиг. 2) гильзы использовано гладкое соединение, как наиболее простое и надежное. В каждой из двух цилиндрических частей 8, 9 (фиг. 2) гильзы неподвижно, например при помощи сварки, закреплен обтекатель 7 (фиг. 1, 2), состоящий из ступицы 17 (фиг. 3) и ребер (не показаны). В зависимости от размеров турбинного преобразователя расхода гильза картриджа 4 (фиг. 1) может состоять, например, из трех цилиндрических частей (не показаны), в этом случае только в каждой крайней цилиндрической части гильзы неподвижно закреплен обтекатель 7 (фиг. 1, 2). В ступице 17 (фиг. 3) каждого обтекателя 7 (фиг. 1, 2) со стороны установки турбины 6 (фиг. 1, 2) неподвижно закреплены твердосплавный подшипник скольжения 13 (фиг. 3) и твердосплавный упорный подшипник скольжения 14, выполненные из вольфрамокобальтового твердого сплава. Между двумя обтекателями 7 (фиг. 1, 2) закреплена с возможностью вращения турбина 6 (фиг. 1, 2), в ступице 12 (фиг. 3, 4) которой с обеих сторон неподвижно установлены с возможностью замены твердосплавные полуоси 10 (фиг. 3), выполненные из вольфрамокобальтового твердого сплава. Для обеспечения возможности замены твердосплавных полуосей 10 (фиг. 3) каждая из данных полуосей запрессована во втулку 5, а втулки 5 в свою очередь стянуты к обеим сторонам ступицы 12 (фиг. 3, 4) турбины 6 (фиг. 1, 2) посредством резьбовой оси 16 (фиг. 3), расположенной внутри ступицы 12 (фиг. 3, 4) турбины 6 (фиг. 1, 2). Для обеспечения соосности твердосплавных полуосей 10 (фиг. 3) относительно оси вращения турбины 6 (фиг. 1, 2) в ступице 12 (фиг. 3, 4) турбины 6 (фиг. 1, 2) с обеих сторон выполнены проточки (не показаны) соответствующей конфигурации для обеспечения точной посадки втулок 5 (фиг. 3). Благодаря данной конфигурации расположения твердосплавных подшипников скольжения 13 (фиг. 3), твердосплавных упорных подшипников скольжения 14 и твердосплавных полуосей 10 обеспечивается высокая точность изготовления соосных элементов турбинного преобразователя расхода, исключение заеданий турбины при вращении и, как следствие, перегрева пар вращения, а значит, увеличивается надежность. В ступице 17 (фиг. 3) каждого обтекателя 7 (фиг. 1, 2) выполнены каналы 15 (фиг. 3), обеспечивающие в процессе работы смазку и охлаждение измеряемой жидкостью твердосплавных подшипников скольжения 13, твердосплавных упорных подшипников скольжения 14 и твердосплавных полуосей 10. Турбина 6 (фиг. 1, 2) выполнена одной деталью из немагнитного материала и содержит две лопасти (не показаны) в форме геликоида, расположенные на ступице 12 (фиг. 3, 4). Лопасти (не показаны) турбины 6 (фиг. 1, 2) выполнены с принятым для данного диапазона характеристик набегающего потока соотношением углов наклона образующей геликоида α (фиг. 5) и углом наклона винтовой линии β (фиг. 6), при этом расположенная против потока геликоидная поверхность каждой лопасти образована восходящим винтовым движением отрезка прямой вокруг оси геликоида против часовой стрелки относительно оси, направленной навстречу потоку, а кромки срезаны по форме оболочки тела вращения, образующая которой - плавная кривая, близкая к кривой второго порядка. На каждой из лопастей турбины 6 (фиг. 1, 2) с наружной части закреплен один постоянный магнит 11 (фиг. 6), расположенный в зоне взаимодействия с магнитоиндукционными датчиками 3 (фиг. 1) при вращении турбины 6 (фиг. 1, 2). Все детали картриджа 4 (фиг. 1), за исключением твердосплавных подшипников скольжения 13 (фиг. 3), твердосплавных упорных подшипников скольжения 14 и твердосплавных полуосей 10, выполнены из коррозионностойкой немагнитной стали.The turbine flow transducer includes a housing 1 (Fig. 1), made in the form of a pipe segment with flanges 2 welded at the ends, designed to install the turbine flow transducer in a measuring line (not shown). On the housing 1 (Fig. 1) two magnetic induction sensors 3 are installed, each of which is an inductance coil with a core of soft magnetic material (not shown). In addition, each of the magnetic induction sensors 3 (Fig. 1) includes a microprocessor assembly (not shown). Inside the housing 1 (Fig. 1), a cartridge 4 is coaxially mounted and secured with a clamping ring (not shown) fixed, for example, with screw connections (not shown). Cartridge 4 (Fig. 1) is a sleeve consisting of two cylindrical parts 8, 9 (Fig. 2), interconnected by a collapsible connection (not shown) and secured by a snap ring (not shown). As a collapsible connection of the cylindrical parts 8, 9 (Fig. 2) of the sleeve used a smooth connection, as the most simple and reliable. In each of the two cylindrical parts 8, 9 (FIG. 2) of the sleeve, the fairing 7 (FIG. 1, 2) consisting of a hub 17 (FIG. 3) and ribs (not shown) is fixed, for example by welding. Depending on the size of the turbine flow transducer, the cartridge sleeve 4 (Fig. 1) can consist, for example, of three cylindrical parts (not shown), in this case, only the fairing 7 is fixedly fixed in each extreme cylindrical part of the sleeve (Fig. 1, 2) . In the hub 17 (Fig. 3) of each fairing 7 (Fig. 1, 2) from the installation side of the turbine 6 (Fig. 1, 2), the carbide plain bearing 13 (Fig. 3) and the carbide thrust plain bearing 14 made of tungsten-cobalt hard alloy. Between the two fairings 7 (Figs. 1, 2), a turbine 6 (Figs. 1, 2) is mounted rotatably, in the hub 12 (Figs. 3, 4) of which the hard-alloy axle shafts 10 are fixedly mounted on both sides with the possibility of replacement (Figs. 3) made of tungsten-cobalt hard alloy. To ensure the possibility of replacing the carbide half shafts 10 (Fig. 3), each of these half shafts is pressed into the sleeve 5, and the sleeves 5 are in turn pulled to both sides of the hub 12 (Fig. 3, 4) of the turbine 6 (Fig. 1, 2) by the threaded axis 16 (Fig. 3) located inside the hub 12 (Fig. 3, 4) of the turbine 6 (Fig. 1, 2). To ensure alignment of the carbide half shafts 10 (Fig. 3) relative to the axis of rotation of the turbine 6 (Fig. 1, 2) in the hub 12 (Fig. 3, 4) of the turbine 6 (Fig. 1, 2), grooves (not shown) are made on both sides ) appropriate configuration to ensure accurate fit bushings 5 (Fig. 3). Due to this configuration of the arrangement of carbide plain bearings 13 (Fig. 3), carbide thrust plain bearings 14 and carbide axle shafts 10, high precision manufacturing of coaxial elements of the turbine flow transducer is ensured, elimination of turbine jamming during rotation and, as a result, overheating of rotation pairs, which means reliability increases. In the hub 17 (Fig. 3) of each fairing 7 (Figs. 1, 2), channels 15 (Fig. 3) are made, which provide lubrication and cooling of the carbide plain bearings 13, hard-alloy thrust plain bearings 14 and carbide axle shafts 10 and carbide half axles 10 during operation The turbine 6 (Fig. 1, 2) is made of a single part of non-magnetic material and contains two blades (not shown) in the form of a helicoid, located on the hub 12 (Fig. 3, 4). The blades (not shown) of the turbine 6 (Fig. 1, 2) are made with the ratio of the inclination angles of the generatrix of the helicoid α (Fig. 5) and the angle of inclination of the helical line β (Fig. 6), adopted for a given range of incoming flow characteristics, while being opposite the helicoidal surface of each blade is formed by the upward screw movement of a straight line around the axis of the helicoid counterclockwise relative to the axis directed towards the flow, and the edges are cut to the shape of the shell of the body of revolution, which forms a smooth curve close to the curve th second order. On each of the blades of the turbine 6 (Fig. 1, 2), one permanent magnet 11 (Fig. 6) is fixed from the outside, located in the zone of interaction with the magnetic induction sensors 3 (Fig. 1) during rotation of the turbine 6 (Fig. 1, 2 ) All parts of the cartridge 4 (Fig. 1), with the exception of carbide plain bearings 13 (Fig. 3), carbide thrust plain bearings 14 and carbide axle shafts 10, are made of corrosion-resistant non-magnetic steel.

Турбинный преобразователь расхода работает следующим образом.The turbine flow transducer operates as follows.

Производят монтаж турбинного преобразователя расхода в измерительную линию. Проходя через обтекатель 7 (фиг. 1, 2), расположенный на входе в турбинный преобразователь расхода, поток жидкости, например нефти, протекающей в измерительной линии, распределяется ребрами обтекателя 7 и попадает на лопасти турбины 6. Энергия потока нефти приводит во вращение турбину 6 (фиг. 1, 2), скорость вращения которой пропорциональна объемному расходу нефти. Твердосплавные подшипники скольжения 13 (фиг. 3), твердосплавные упорные подшипники скольжения 14 и твердосплавные полуоси 10 используют смазочно-охлаждающие свойства измеряемой жидкости, в частности благодаря каналам 15, выполненным в ступицах 17 (фиг. 3) обтекателей 7 (фиг. 1, 2). Для улучшения условий обтекания, необходимого при измерении высоковязких и волокнистых сред, кромки лопастей турбины 6 (фиг. 1, 2) со стороны набегающего потока срезаны по форме оболочки тела вращения, образующая которой - плавная кривая, близкая к кривой второго порядка, например окружности.Install the turbine flow transducer in the measuring line. Passing through the fairing 7 (Fig. 1, 2) located at the inlet of the turbine flow transducer, the flow of liquid, for example, oil flowing in the measuring line, is distributed by the ribs of the fairing 7 and enters the blades of the turbine 6. The energy of the oil flow drives the turbine 6 (Fig. 1, 2), the rotation speed of which is proportional to the volumetric flow rate of oil. Carbide plain bearings 13 (Fig. 3), carbide thrust plain bearings 14 and carbide axle shafts 10 use the lubricating-cooling properties of the measured fluid, in particular due to the channels 15 made in the hubs 17 (Fig. 3) of the fairings 7 (Figs. 1, 2 ) To improve the flow conditions necessary for measuring highly viscous and fibrous media, the edges of the turbine blades 6 (Figs. 1, 2) are cut off from the incoming flow in the shape of the shell of a body of revolution, which forms a smooth curve close to a second-order curve, for example, a circle.

Исполнение турбины 6 (фиг. 1, 2) варьируется в зависимости от предполагаемых скоростей и вязкости потока измеряемой жидкости, для чего определяются эмпирически оптимальные соотношения угла наклона образующей геликоида (α) и угла наклона винтовой линии (β). При этом, благодаря тому, что картридж 4 (фиг. 1) установлен в корпусе 1 с возможностью извлечения, а гильза картриджа 4 состоит из двух цилиндрических частей 8, 9 (фиг. 2), обеспечивается возможность установки в один и тот же турбинный преобразователь расхода турбины 6 (фиг. 1, 2), предназначенной для конкретных условий измерения. Кроме того, обеспечивается возможность проводить контроль состояния твердосплавных подшипников скольжения 13 (фиг. 3), твердосплавных упорных подшипников скольжения 14 и твердосплавных полуосей 10, своевременно обнаруживать, и устранять неисправности. Выполнение твердосплавных подшипников скольжения 13 (фиг. 3), твердосплавных упорных подшипников скольжения 14 и твердосплавных полуосей 10 из вольфрамокобальтовых твердых сплавов обусловлено тем, что в большинстве случаев в измеряемой жидкости содержаться мелкие абразивные частицы, повышающие износ вращающихся частей устройства и приводящие к выходу турбинного преобразователя из строя.The design of the turbine 6 (Fig. 1, 2) varies depending on the expected velocities and viscosity of the measured fluid flow, for which the empirically optimal ratios of the inclination angle of the generatrix of the helicoid (α) and the angle of inclination of the helix (β) are determined. Moreover, due to the fact that the cartridge 4 (Fig. 1) is installed in the housing 1 with the possibility of extraction, and the sleeve of the cartridge 4 consists of two cylindrical parts 8, 9 (Fig. 2), it is possible to install in the same turbine converter flow turbine 6 (Fig. 1, 2), designed for specific measurement conditions. In addition, it is possible to monitor the condition of carbide plain bearings 13 (Fig. 3), carbide thrust plain bearings 14 and carbide axle shafts 10, to detect and fix faults in a timely manner. The implementation of carbide plain bearings 13 (Fig. 3), carbide thrust plain bearings 14 and carbide half shafts 10 of tungsten-cobalt hard alloys is due to the fact that in most cases the measured fluid contains small abrasive particles that increase the wear of the rotating parts of the device and lead to the output of the turbine converter out of service.

Применение твердосплавных упорных подшипников скольжения 14 (фиг. 3), воспринимающих осевые нагрузки от торцов твердосплавных полуосей 10, возникающие при перемещении турбины в осевом направлении под воздействием потока измеряемой жидкости обеспечивает постоянное наличие зазоров между ступицей 12 (фиг. 3, 4) турбины 6 (фиг. 1, 2) и ступицами 17 (фиг. 3) обтекателей 7 (фиг. 1, 2) и, тем самым, исключает возможность контакта в процессе работы турбинного преобразователя расхода между деталями, выполненными не из твердых сплавов, благодаря чему снижается износ деталей турбинного преобразователя расхода, а значит, увеличивается его надежность.The use of carbide thrust plain bearings 14 (Fig. 3), perceiving axial loads from the ends of the carbide axle shafts 10 that occur when the turbine moves in the axial direction under the influence of the measured fluid flow, provides constant gaps between the hub 12 (Fig. 3, 4) of the turbine 6 ( Fig. 1, 2) and the hubs 17 (Fig. 3) of the fairings 7 (Fig. 1, 2) and, thereby, eliminates the possibility of contact during operation of the turbine flow transducer between parts made of non-hard alloys, thereby reducing and nose parts of the turbine flow sensor, and therefore, its reliability increases.

Закрепленный на каждой лопасти турбины 6 (фиг. 1, 2) постоянный магнит 11 (фиг. 6) при вращении турбины 6 (фиг. 1, 2) воздействуют своим магнитным полем через стенку картриджа 4 (фиг. 1) на сердечник катушки индуктивности (не показан) каждого из магнитоиндукционных датчиков 3 (фиг. 1), при этом образуется электродвижущая сила самоиндукции. Каждый магнитоиндукционный датчик 3 (фиг. 1) обеспечивает усиление электродвижущей силы самоиндукции и формирование прямоугольных импульсов напряжения или тока с частотой, пропорциональной расходу жидкости. Сформированный выходной импульсный сигнал вне зависимости от возникающих внешних помех, таких как, экранирование элементами конструкции, помехи от расположенных вблизи электрических устройств и т.д. обладает высоким разрешением, что повышает точность его последующего преобразования.Fixed on each blade of the turbine 6 (Fig. 1, 2), the permanent magnet 11 (Fig. 6) during rotation of the turbine 6 (Fig. 1, 2) acts with its magnetic field through the wall of the cartridge 4 (Fig. 1) on the core of the inductor ( not shown) of each of the magnetic induction sensors 3 (Fig. 1), and an electromotive force of self-induction is formed. Each magneto-induction sensor 3 (Fig. 1) provides amplification of the electromotive force of self-induction and the formation of rectangular pulses of voltage or current with a frequency proportional to the flow rate of the liquid. The generated pulse output signal, regardless of external interference, such as shielding by structural elements, interference from nearby electrical devices, etc. has high resolution, which increases the accuracy of its subsequent conversion.

Сформированный электрический импульсный сигнал поступает на микропроцессорный узел (не показан). При помощи микропроцессорного узла (не показан) электрический импульсный сигнал преобразуется в нормированные электрические импульсы объема с учетом введенных метрологических коэффициентов, а также производится вычисление накопленного объема и расхода. Ввод метрологических коэффициентов осуществляется, например, посредством интерфейса RS-485 (не показан). После ввода метрологические коэффициенты сохраняются в энергонезависимой памяти микропроцессорного узла (не показан). Полученная информация через кабель внешней связи передается в систему сбора и обработки информации (не показана), а также данная информация может быть доступна для чтения посредством интерфейса RS-485 (не показан). Информация, получаемая с двух магнитоиндукционных датчиков 3 (фиг. 1) сравнивается системой сбора и обработки информации (не показана), и в случае выявления расхождения в показаниях с данных датчиков служит поводом для внеочередной поверки турбинного преобразователя расхода.The generated electrical pulse signal is fed to a microprocessor assembly (not shown). Using a microprocessor assembly (not shown), an electrical pulse signal is converted into normalized electrical volume pulses taking into account the entered metrological coefficients, and the accumulated volume and flow rate are also calculated. Metrological coefficients are entered, for example, via the RS-485 interface (not shown). After input, the metrological coefficients are stored in the non-volatile memory of the microprocessor unit (not shown). The received information is transmitted via an external communication cable to an information collection and processing system (not shown), and this information can also be read through the RS-485 interface (not shown). Information obtained from two magnetic induction sensors 3 (Fig. 1) is compared by a system for collecting and processing information (not shown), and in case of discrepancies in the readings from these sensors, it is an occasion for an extraordinary calibration of the turbine flow transducer.

В варианте исполнения турбинного преобразователя расхода, при котором магнитоиндукционный датчик 3 (фиг. 1) не включает микропроцессорный узел, преобразование электрического импульсного сигнала в нормированные электрические импульсы объема с учетом введенных метрологических коэффициентов, осуществляется преобразователем сигналов (не показан), например, входящим в состав системы сбора и обработки информации (не показана).In the embodiment of the turbine flow transducer, in which the magnetic induction sensor 3 (Fig. 1) does not include a microprocessor unit, the conversion of the electrical pulse signal into normalized volume electrical pulses, taking into account the entered metrological coefficients, is carried out by a signal transducer (not shown), for example, included systems for collecting and processing information (not shown).

Claims

1. Turbine flow transducer, comprising a housing with flanges at the ends, magneto-induction sensors mounted on the housing, a cartridge mounted in the housing using detachable connections coaxially to the housing, comprising a sleeve consisting of at least two cylindrical parts interconnected by a collapsible connection, a turbine made of non-magnetic material, with at least two helicoid-shaped blades located on the hub, fixed with the possibility of axial rotation by carbide semiaxes and carbide plain bearings between two fairings, each of which includes a hub and ribs, while fairings are fixedly mounted in each extreme cylindrical part of the sleeve, and at least one permanent magnet passing in the zone is fixed on each of the turbine blades from the outside interaction with magnetic induction sensors during rotation of the turbine, characterized in that it contains carbide thrust plain bearings mounted motionless and perceiving axial loads from rtsov carbide semi-axes that occur during operation.

2. The turbine flow converter according to claim 1, characterized in that each magneto-induction sensor includes a microprocessor assembly.

3. The turbine flow transducer according to claim 1 or 2, characterized in that tungsten-cobalt hard alloys are used as carbide materials.

4. The turbine flow transducer according to claim 1 or 2, characterized in that the turbine blades are made with the ratio of the inclination angles of the generatrix of the helicoid (α) and the angle of inclination of the helix (β) adopted for a given range of characteristics of the incoming flow, while the helicoid is opposite to the flow the surface of each blade is formed by the upward screw movement of a straight line around the axis of the helicoid counterclockwise relative to the axis directed towards the flow, and the edges are cut in the shape of the shell of the body of revolution, forming a Ora - smooth curve close to a quadratic curve.

5. The turbine flow transducer according to claim 3, characterized in that the turbine blades are made with the ratio of the inclination angles of the generatrix of the helicoid (α) and the angle of inclination of the helical line (β) adopted for a given range of characteristics of the incoming flow, while the helicoid surface of each the blades are formed by the upward screw movement of a straight line around the axis of the helicoid counterclockwise relative to the axis directed towards the flow, and the edges are cut according to the shape of the shell of the body of revolution, forming - a smooth curve close to a second-order curve.

6. The turbine flow transducer according to claim 1, 2, or 5, characterized in that a smooth connection is selected as a collapsible connection of the cylindrical parts of the sleeve.

7. The turbine flow transducer according to claim 3, characterized in that a smooth connection is selected as a collapsible connection of the cylindrical parts of the sleeve.

8. The turbine flow transducer according to claim 1, or 2, or 5, or 7, characterized in that the carbide plain bearing and the carbide thrust plain bearing are fixedly mounted in the hub of each fairing on the turbine mounting side, and the hard-alloy semi-axes are fixedly mounted with the possibility of replacement in the hub of the turbine on both sides.

9. The turbine flow transducer according to claim 6, characterized in that the carbide plain bearing and the carbide thrust plain bearing are fixedly mounted in the hub of each fairing on the turbine mounting side, and the carbide half axes are fixedly mounted with the possibility of replacement in the turbine hub on both sides.

10. The turbine flow transducer according to claim 1, or 2, or 5, or 7, or 9, characterized in that in the hub of each fairing channels are made that provide lubrication and cooling of the carbide plain bearing, carbide thrust plain bearing with the measured fluid and carbide axis.

11. The turbine flow transducer according to claim 8, characterized in that in the hub of each fairing channels are made that provide lubrication and cooling of the carbide sliding bearing, the hard alloy thrust bearing and the hard-alloy semi-axis during the operation.