專利名稱：高壓氣體計(jì)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種計(jì)量流體流量的儀表裝置，特別是指一種高壓氣體計(jì)
量裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的高壓氣體流量計(jì)通常由一受力元件(包括差壓類元件)、一彈 簧、一傳感器和一信號(hào)處理及顯示裝置構(gòu)成，當(dāng)流體在被測(cè)量管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，流體對(duì)受力元 件產(chǎn)生一作用力或壓強(qiáng)，該作用力或壓強(qiáng)通過(guò)相應(yīng)力傳遞部件傳遞給傳感器，并通過(guò)與傳 感器相連接的信號(hào)處理及顯示裝置將流體流量信息計(jì)算并顯示出來(lái)。上述流量計(jì)的流體作 用力通過(guò)受力元件和力傳遞元件傳導(dǎo)至傳感器，由于流量傳感器必須與被測(cè)介質(zhì)相隔離的 條件下對(duì)高壓工況進(jìn)行小流量測(cè)量，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)法保證力信號(hào)的傳遞，進(jìn)而影響測(cè)量的精 度、范圍、可靠性和安全性。針對(duì)上述動(dòng)量式流量計(jì)在高壓條件下通過(guò)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)傳遞流體作用力的缺點(diǎn)，公開 號(hào)CN101398318A的實(shí)用新型專利申請(qǐng)中提供了一種基于磁推力的動(dòng)量式流量計(jì)，包括受 力元件、力傳遞元件、傳感器、信號(hào)處理及顯示裝置，所述力傳遞元件由第一永久磁鐵和第 二永久磁鐵組成。流體在被測(cè)量管道中流動(dòng)時(shí)，對(duì)受力元件產(chǎn)生一作用力；受力元件和與之 相連的第一永久磁鐵在該作用力的作用下滑動(dòng)，使第一永久磁鐵和第二永久磁鐵之間的距 離產(chǎn)生變化，從而使二者之間的磁推力或磁場(chǎng)強(qiáng)度產(chǎn)生變化；與第二永久磁鐵緊密相連的 傳感器輸出信號(hào)產(chǎn)生與該磁推力或磁場(chǎng)強(qiáng)度變化相應(yīng)的變化；傳感器輸出的變化量經(jīng)信號(hào) 處理及顯示裝置計(jì)算并顯示出來(lái)。該實(shí)用新型采用一對(duì)永久磁鐵代替彈性構(gòu)件作為力傳遞 元件，提高了傳感器的穩(wěn)定性與可靠性及耐腐蝕能力，延長(zhǎng)了使用壽命。但是，上述一種基 于磁推力的動(dòng)量式流量計(jì)的受力元件與被測(cè)量管道之間的過(guò)流空間即過(guò)流通道面積固定， 很難滿足工作壓力50Mpa(或以上)的小流量、低流速的計(jì)量；尤其是在高壓條件下如油田 高壓注氣，計(jì)量裝置難以滿足50倍以上的流量范圍和小流量計(jì)量，且氣體壓縮機(jī)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng) 烈的脈動(dòng)流，高壓氣體裝置工作環(huán)境惡劣，難以滿足流量計(jì)傳感器的零點(diǎn)穩(wěn)定，也難以在低 流速、大脈動(dòng)、強(qiáng)沖擊高壓條件下保持可靠性和穩(wěn)定性，更無(wú)法滿足較大范圍的測(cè)量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種高壓氣體計(jì)量裝置， 克服高壓條件下低流速、大脈動(dòng)、強(qiáng)沖擊的難點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種條件下的高壓氣體計(jì)量 及監(jiān)控，也可大量用于高壓液體流量計(jì)量，并能應(yīng)用于高壓條件下的低流速計(jì)量。本實(shí)用新型的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)高壓氣體計(jì)量裝置，包括受力元件、第一、第二永久磁鐵構(gòu)成的力傳遞元件、傳感 器以及與傳感器相連的信號(hào)處理及顯示裝置；其特征在于還包括具有高壓氣體入口端、 出口端及限定于入口端、出口端之間軸向流體通道的管接頭組件；所述傳感器、第二永久磁 鐵相連在一起裝設(shè)在管接頭組件的流體通道內(nèi)一密封倉(cāng)內(nèi)；所述密封倉(cāng)后部的流體通道中固裝有帶軸向過(guò)流孔的導(dǎo)流管擴(kuò)展組件；所述受力元件為滑動(dòng)配合在導(dǎo)流管擴(kuò)展組件軸向 過(guò)流孔中可沿軸向移動(dòng)的活塞，第一永久磁鐵固裝在活塞的前端面上；第一、第二永久磁鐵 在流體流動(dòng)方向上相對(duì)應(yīng)。前述高壓氣體計(jì)量裝置，其第一、第二永久磁鐵對(duì)應(yīng)設(shè)于流體通道的軸線上且同 極相向布置。前述高壓氣體計(jì)量裝置，其導(dǎo)流管擴(kuò)展組件主要包括一帶有所述軸向過(guò)流孔的導(dǎo) 流套管，導(dǎo)流套管的內(nèi)壁上對(duì)稱開設(shè)一對(duì)以上與軸向過(guò)流孔相貫通的導(dǎo)流槽，導(dǎo)流槽軸向 截面呈直角梯形，其前部的過(guò)流面積沿流體流入方向逐漸增大。前述高壓氣體計(jì)量裝置，其導(dǎo)流套管的入口端上設(shè)有防止活塞脫離軸向過(guò)流孔的 限位擋塊，該限位擋塊上開設(shè)有多個(gè)軸向貫通的過(guò)流口。前述高壓氣體計(jì)量裝置，其管接頭組件包括兩端分別套接過(guò)流頭的管接頭主體， 該管接頭主體的兩端對(duì)稱設(shè)有進(jìn)、出接口，進(jìn)、出接口分別套接前端、后端過(guò)流頭；所述前 端、后端過(guò)流頭之間設(shè)有一與管接頭主體一體成型的縱向隔板，該縱向隔板的中心部設(shè)有 用于裝置傳感器、第二永久磁鐵的所述密封倉(cāng)；所述密封倉(cāng)周圍的縱向隔板上開設(shè)有一個(gè) 的過(guò)流孔。前述高壓氣體計(jì)量裝置，其管接頭組件的出口端過(guò)流通道中裝設(shè)有背壓穩(wěn)定裝 置，該背壓穩(wěn)定裝置包括緊密配合在過(guò)流通道中的過(guò)流套管以及配合在過(guò)流套管中的背壓 止逆單向閥。由上述對(duì)本實(shí)用新型的描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的高壓氣體計(jì)量 裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)受力元件采用滑動(dòng)配合在導(dǎo)流套管軸向過(guò)流孔中的活塞，永久磁體固 定在活塞的前端面上，作用于活塞上的流體經(jīng)將擴(kuò)展式導(dǎo)流槽向前流動(dòng)，擴(kuò)展式導(dǎo)流槽的 過(guò)流面積根據(jù)流體壓力變化，流體壓力越大，即推動(dòng)活塞的作用力越大，活塞位移量也越 大，擴(kuò)展式導(dǎo)流槽的流通面積也相應(yīng)擴(kuò)大。利用介質(zhì)運(yùn)動(dòng)中所具備的動(dòng)量推動(dòng)活塞，促使第 一、第二永久磁鐵發(fā)生相對(duì)位移，導(dǎo)致作用于傳感器的磁通量或磁推力發(fā)生相應(yīng)變化，與第 二永久磁鐵相連的傳感器將所測(cè)得的變化量通過(guò)信號(hào)線輸出至信號(hào)處理及顯示裝置，變化 量與流體流量的大小成一定的比例關(guān)系。受力元件采用滑動(dòng)式活塞，解決了因脈動(dòng)流帶來(lái) 的受力元件徑向抖動(dòng)，提高其受力的穩(wěn)定性；擴(kuò)展形式的測(cè)量方法，解決高壓之下小流量和 大流量范圍計(jì)量的困難，以50Mpa，DN40為例，最小流量可測(cè)20Nm3/h，最大可至3000Nm3/h， 即達(dá)100-150倍。背壓止逆單向閥的增加以減小高壓脈動(dòng)流帶來(lái)的反向沖擊，并穩(wěn)定介質(zhì) 流場(chǎng)；克服了高壓條件下低流速、大脈動(dòng)、強(qiáng)沖擊的難點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種條件下的高壓 氣體計(jì)量及監(jiān)控，也可大量用于高壓液體流量計(jì)量，并能應(yīng)用于高壓條件下的低流速計(jì)量。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖2為圖1中的導(dǎo)流管擴(kuò)展組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2的右視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述[0017]參照?qǐng)D1。高壓氣體計(jì)量裝置，主要包括管接頭組件1、受力元件、傳感器3、第一、 第二永久磁鐵41、42構(gòu)成的力傳遞元件、信號(hào)處理及顯示裝置(圖中未示出)以及導(dǎo)流管擴(kuò) 展組件。管接頭組件1包括兩端分別套接過(guò)流頭的管接頭主體11，該管接頭主體11的軸向 截面大體呈倒H形，其兩端對(duì)稱設(shè)有進(jìn)、出接口，進(jìn)、出接口上分別套接前端過(guò)流頭12、后端 過(guò)流頭13 ；前端過(guò)流頭12、后端過(guò)流頭13之間的主體過(guò)流通道內(nèi)設(shè)有且與管接頭主體11 一體成型的縱向隔板14，該縱向隔板14的中心部設(shè)有密封倉(cāng)。密封倉(cāng)周圍的縱向隔板上開 設(shè)有多個(gè)軸向貫通的過(guò)流孔140。為減小高壓脈動(dòng)流帶來(lái)的反向沖擊并穩(wěn)定介質(zhì)流場(chǎng)，在管 接頭組件的后端過(guò)流頭13的過(guò)流通道內(nèi)裝設(shè)有背壓穩(wěn)定裝置，該背壓穩(wěn)定裝置包括緊密 配合在過(guò)流通道中的過(guò)流套管15以及配合在過(guò)流套管15中的背壓止逆單向閥151?？v向隔板14后部的流體通道中裝設(shè)有導(dǎo)流管擴(kuò)展組件，該導(dǎo)流管擴(kuò)展組件主要 包括一帶有軸向過(guò)流孔50所述的導(dǎo)流套管5，導(dǎo)流套管軸向過(guò)流孔50的內(nèi)壁上對(duì)稱開設(shè)兩 對(duì)與軸向過(guò)流孔50相貫通的導(dǎo)流槽51，導(dǎo)流槽51軸向截面呈直角梯形，其前部的過(guò)流面積 沿流體流入方向逐漸增大。上述受力元件為滑動(dòng)配合在導(dǎo)流管軸向過(guò)流孔50中的圓柱狀活塞2，活塞2在高 壓氣體的作用下可沿流體通道的軸向前后移動(dòng)?；钊?的前端面上的第一永久磁鐵41。導(dǎo) 流套管5的入口端上設(shè)有防止活塞2脫離軸向過(guò)流孔的限位擋塊52，該限位擋塊52上開設(shè) 有多個(gè)軸向過(guò)流口 520?；钊?的后部設(shè)有中空部，以減輕活塞2的自身重量，減小滑動(dòng)阻 力，提高檢測(cè)靈敏度。傳感器3與第二永久磁體42相連在一起裝置在上述縱向隔板14的密封倉(cāng)內(nèi)。第 一永久磁鐵41、第二永久磁鐵42對(duì)應(yīng)設(shè)于流體通道的軸線上，且兩永久磁鐵41、42同極相 向布置，相互之間具有磁排斥力。傳感器3通過(guò)信號(hào)線31連接信號(hào)處理及顯示裝置。參照?qǐng)D1，在前端過(guò)流頭12上還裝置有壓力傳感器6，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)高壓氣體的壓 力。管接頭組件1通過(guò)前端過(guò)流頭12、后端過(guò)流頭13串接在被測(cè)高壓氣體管道中，當(dāng) 高壓氣體在被測(cè)量管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，高壓氣體通過(guò)前端過(guò)流頭12過(guò)流通道經(jīng)限位擋塊軸向 過(guò)流口 520進(jìn)入導(dǎo)流套管軸向過(guò)流孔50，并依次通過(guò)導(dǎo)流槽51、縱向隔板過(guò)流孔140進(jìn)入 后端過(guò)流頭13過(guò)流通道，最后通過(guò)過(guò)流套管15進(jìn)入被測(cè)高壓氣體管道向前流動(dòng)。進(jìn)入導(dǎo)流 套管軸向過(guò)流孔50的高壓氣體因其動(dòng)量原理對(duì)活塞2產(chǎn)生一克服第一、第二永久磁鐵41、 42間的磁排斥力的軸向作用力，推動(dòng)固定在一起的活塞2和第一永久磁鐵41沿軸向滑動(dòng)， 使第一永久磁鐵41與固定在密封倉(cāng)內(nèi)的傳感器3之間的距離產(chǎn)生變化，即第一永久磁鐵41 和第二永久磁鐵42之間的磁通量或磁推力發(fā)生相應(yīng)的變化，與第二永久磁鐵42相連的傳 感器3將所測(cè)得的變化量通過(guò)信號(hào)線31輸出至信號(hào)處理及顯示裝置，信號(hào)處理及顯示裝置 計(jì)算并顯示出來(lái)，變化量與流體流量的大小成一定的比例關(guān)系。高壓氣體停止輸送時(shí)，背壓 止逆單向閥151在逆向背壓作用下而自動(dòng)關(guān)閉，減小高壓脈動(dòng)流帶來(lái)的反向沖擊，保護(hù)高 壓氣體計(jì)量裝置特別是傳感器3的安全。上述高壓氣體計(jì)量裝置，利用永久磁鐵所具有的特殊性，即N、S極之間存在同極 相斥的基本特點(diǎn)和磁力線對(duì)非導(dǎo)磁物體所特有的穿透性，可沿流體通道軸向滑動(dòng)的活塞2 在流體的作用下克服永久磁鐵41、42之間所具有的同極磁排斥力，使第一永久磁鐵41與傳感器3發(fā)生相對(duì)位移，通過(guò)傳感器3的磁通量或磁推力隨高壓氣體流量不同發(fā)生相應(yīng)變化， 傳感器3將磁通量或磁推力的變化量通過(guò)信號(hào)線31傳輸至信號(hào)處理及顯示裝置，經(jīng)信號(hào)處 理及顯示裝置計(jì)算處理后轉(zhuǎn)化為流量數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。 上述僅為本實(shí)用新型的兩個(gè)具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于 此，凡利用此構(gòu)思對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯實(shí)用新型保護(hù)范圍的行 為。
權(quán)利要求高壓氣體計(jì)量裝置，包括受力元件、第一、第二永久磁鐵構(gòu)成的力傳遞元件、傳感器以及與傳感器相連的信號(hào)處理及顯示裝置；其特征在于還包括具有高壓氣體入口端、出口端及限定于入口端、出口端之間軸向流體通道的管接頭組件；所述傳感器、第二永久磁鐵相連在一起裝設(shè)在管接頭組件的流體通道內(nèi)一密封倉(cāng)內(nèi)；所述密封倉(cāng)后部的流體通道中固裝有帶軸向過(guò)流孔的導(dǎo)流管擴(kuò)展組件；所述受力元件為滑動(dòng)配合在導(dǎo)流管擴(kuò)展組件軸向過(guò)流孔中可沿軸向移動(dòng)的活塞，第一永久磁鐵固裝在活塞的前端面上；第一、第二永久磁鐵在流體流動(dòng)方向上相對(duì)應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓氣體計(jì)量裝置，其特征在于所述第一、第二永久磁鐵對(duì) 應(yīng)設(shè)于流體通道的軸線上且同極相向布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓氣體計(jì)量裝置，其特征在于所述導(dǎo)流管擴(kuò)展組件主要 包括一帶有所述軸向過(guò)流孔的導(dǎo)流套管，導(dǎo)流套管的內(nèi)壁上對(duì)稱開設(shè)一對(duì)以上與軸向過(guò)流 孔相貫通的導(dǎo)流槽，導(dǎo)流槽軸向截面呈直角梯形，其前部的過(guò)流面積沿流體流入方向逐漸 增大。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓氣體計(jì)量裝置，其特征在于所述導(dǎo)流套管的入口端上 設(shè)有防止活塞脫離軸向過(guò)流孔的限位擋塊，該限位擋塊上開設(shè)有多個(gè)軸向貫通的過(guò)流口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓氣體計(jì)量裝置，其特征在于所述管接頭組件包括兩端 分別套接過(guò)流頭的管接頭主體，該管接頭主體的兩端對(duì)稱設(shè)有進(jìn)、出接口，進(jìn)、出接口分別 套接前端、后端過(guò)流頭；所述前端、后端過(guò)流頭之間設(shè)有一與管接頭主體一體成型的縱向隔 板，該縱向隔板的中心部設(shè)有用于裝置傳感器、第二永久磁鐵的所述密封倉(cāng)；所述密封倉(cāng)周 圍的縱向隔板上開設(shè)有一個(gè)的過(guò)流孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓氣體計(jì)量裝置，其特征在于所述管接頭組件的出口端 過(guò)流通道中裝設(shè)有背壓穩(wěn)定裝置，該背壓穩(wěn)定裝置包括緊密配合在過(guò)流通道中的過(guò)流套管 以及配合在過(guò)流套管中的背壓止逆單向閥。
專利摘要高壓氣體計(jì)量裝置，包括受力元件、第一、第二永久磁鐵構(gòu)成的力傳遞元件、傳感器以及與傳感器相連的信號(hào)處理及顯示裝置；還包括具有高壓氣體出、入口端及限定于出、入口端之間軸向流體通道的管接頭組件；傳感器、第二永久磁鐵相連裝設(shè)在管接頭組件流體通道中的一密封倉(cāng)內(nèi)；密封倉(cāng)后部的流體通道中固裝有帶軸向過(guò)流孔的導(dǎo)流管擴(kuò)展組件；受力元件為滑動(dòng)配合在導(dǎo)流管擴(kuò)展組件軸向過(guò)流孔中可沿軸向移動(dòng)的活塞，第一永久磁鐵固裝在活塞的前端面上；兩永久磁鐵在流體流動(dòng)方向上相對(duì)應(yīng)。本實(shí)用新型采用活塞式受力元件與導(dǎo)流管擴(kuò)展組件相配合，克服高壓條件下低流速、大脈動(dòng)、強(qiáng)沖擊的難點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種條件下的高壓氣體、液體的計(jì)量及監(jiān)控。
文檔編號(hào)G01F1/28GK201611265SQ201020124269
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者左家強(qiáng), 李愛山, 梁魯林, 熊偉, 王景瑞, 黃波 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院;泉州市優(yōu)諾測(cè)控技術(shù)有限公司