Гидравлический регулятор расхода жидкости

 

Изобретение относится к области приборостроения, а точнее к средствам, предназначенным для регулирования расхода жидкости, и может быть использовано в нефтедобыче при закачке жидкости в скважину и для регулирования производительности центробежных насосов. Задачей изобретения является повышение надежности гидравлического регулятора расхода жидкости, снижение потерь давления и повышение точности измерения, а также повышение универсальности. Технический результат достигается тем, что гидравлический регулятор расхода жидкости содержит эластичное тело, корпус с фланцами и патрубком для подвода жидкости в полость эластичного тела и ее зажимы; эластичное тело выполнено в виде диафрагмы-штуцера, представляющего собой в продольном сечении форму центральной части полого торообразного элемента с яйцевидным профилем и утолщающейся стенкой от центра к периферии, заканчивающегося на периферии участком в форме ласточкина хвоста, и снабжен с одной стороны арматурой, выполненной в виде конфузорного кольца, вершинный участок которого монолитно связан с ним, защемленным в корпусе с помощью периферийного участка арматуры, распорной втулки и прижима, выполненного в виде диффузорного кольца, причем корпус регулятора снабжен дополнительными патрубками с вентилями высокого давления, сообщающими соответственно задиафрагменную и преддиафрагменную полости с измерительными устройствами. 2 ил.

Изобретение относится к области приборостроения, а точнее к средствам, предназначенным для регулирования расхода жидкости, и может быть использовано в нефтедобыче при закачке жидкости в скважину и для регулирования производительности центробежных насосов.

Известен регулятор расхода, состоящий из корпуса, эластичной трубки, мерного и вспомогательных дросселей, внутренняя полость эластичной трубки сообщена с полостью за мерным дросселем, а наружная - с камерой между вспомогательными дросселями, установленными на вспомогательном потоке (1).

Недостатками данного регулятора являются: - невозможность регулирования малых расходов жидкости; - невысокая точность измерения объема жидкости, протекающей через зазор между корпусом и эластичным телом.

Известен также регулятор расхода жидких и газообразных веществ, выбранный в качестве прототипа, состоящий из корпуса, наполняемого эластичного тела, рассекателя потока, магистрали управляющего давления и фиксатора (2).

К недостаткам данной конструкции относятся: - непригодность подобного устройства для регулирования малых расходов жидкости ввиду значительного зазора, образующегося между корпусом и эластичным телом после раздувания его до максимальной величины; - неудовлетворительная точность измерения объема жидкости, протекающей через зазор между корпусом и эластичным телом на установленном режиме, обусловленная тем, что эластичное тело имеет возможность колебаться относительно продольной оси, уменьшая зазор с одной стороны тела и увеличивая его с другой, что приводит к нарушению эпюры скоростей потока, следовательно, к изменению расхода жидкости через регулятор расхода; - трудоемкость изготовления, обусловленная конструкцией эластичного тела, узлов закрепления и узла подвода магистральной жидкости в полость эластичного тела.

Задачей изобретения является повышение надежности гидравлического регулятора расхода жидкости, снижение потерь давления и повышение точности измерения, а также повышение универсальности.

Техническое решение поставленной задачи осуществляется применением предлагаемого гидравлического регулятора расхода жидкости: - благодаря выполнению дросселирующего отверстия, плавно переходящего в отверстие проходного сечения корпуса, и появлению возможности промывки дросселирующего отверстия путем раздувания его стенки повышается надежность гидравлического регулятора расхода жидкости; - вследствие плавного перехода дросселирующего отверстия в отверстие проходного сечения корпуса происходит резкое снижение потерь давления; - высокая точность регулирования расхода достигается благодаря плавному переходу отверстия проходного сечения корпуса в дросселирующее отверстие, а потом вновь в отверстие проходного сечения корпуса; - повышение универсальности происходит вследствие выбора конструкции диафрагмы, образующей дроссельное отверстие, и возможности изменения диаметра дросселирующего отверстия за счет выпуска из подмембранной полости жидкости или ее подкачки в эту полость.

Технический результат достигается тем, что гидравлический регулятор расхода жидкости включает эластичное тело, корпус с фланцами и патрубком для подвода жидкости в полость эластичного тела и ее зажимы.

Эластичное тело выполнено в виде диафрагмы-штуцера, представляющего собой в продольном сечении форму центральной части полого торообразного элемента с яйцевидным профилем и утолщающейся стенкой от центра к периферии, заканчивающегося на периферии участком в форме ласточкина хвоста, и снабжено с одной стороны арматурой, выполненной в виде конфузорного кольца, вершинный участок которого монолитно связан с ним, защемленным в корпусе с помощью периферийного участка арматуры, распорной втулки и прижима, выполненного в виде диффузорного кольца.

Корпус гидравлического регулятора расхода жидкости снабжен дополнительными патрубками с вентилями высокого давления, сообщающими соответственно задиафрагменную и преддиафрагменную полости с измерительными устройствами.

На фиг. 1 представлен продольный разрез гидравлического регулятора расхода жидкости.

На фиг.2 - фрагмент регулятора с вентилями и манометрами.

Предлагаемый гидравлический регулятор расхода жидкости состоит из корпуса 1, в котором размещены эластичное тело в виде диафрагмы-штуцера 2, распорная втулка 3, прижимное диффузное кольцо 4. Корпус снабжен присоединительными фланцами 5 и 6, патрубками 7, 8 и 9. Кроме этого в гидравлическом регуляторе расхода жидкости предусмотрены стопорное 10 и уплотнительное 11 кольца.

Диафрагма-штуцер 2 снабжена завулканизированным в тело конфузорным кольцом 12. Патрубки 7, 8 и 9 (фиг.1) снабжены соответственно вентилями высокого давления 13,14 и 15 и образцовыми манометрами 16, 17 и 18 (фиг.2).

Диафрагма-штуцер 2 на периферии имеет утолщенные участки, выполненные по форме ласточкина хвоста, зажатые деталями: прижимным диффузорным кольцом 4, конфузорным кольцом 12 и распорной втулкой 3. Соединение этих деталей представляет из себя замок.

Гидравлический регулятор расхода жидкости установлен между участками магистрального трубопровода.

Работа гидравлического регулятора расхода протекает следующим образом.

При открытом вентиле высокого давления 14 через патрубок 9 в полость "а" дозировочным насосом (на чертеже не указан) закачивается морозостойкая жидкость. Объем закачки контролируется образцовыми манометрами 17 и 18. Перекачиваемая жидкость из магистрального трубопровода 19 попадает в преддиафрагменную полость "б" и давит на переднюю стенку диафрагмы-штуцера 2. Это давление передается морозостойкой жидкости и через нее на заднюю стенку диафрагмы-штуцера 2, следовательно, на ее арматуру - конфузорное кольцо 12.

Перекачиваемая жидкость из полости "б" направляется в полость дроссельного отверстия "в", претерпевая при этом сильное сжатие, и выходит в полость "г" конфузорного участка диафрагмы-штуцера 2. Здесь скорость перекачиваемой жидкости постепенно снижается и в дальнейшем она продолжает путь по магистральному трубопроводу 19. Переход жидкости из полости дроссельного отверстия "в" в конфузорную полость "г" протекает без кавитационных явлений. В случае необходимости уменьшения расхода жидкости действие повторяется в обратном порядке.

Если требуется увеличить расход транспортируемой жидкости, часть объема морозостойкой жидкости выпускают из полости "а" диафрагмы-штуцера 2, открывая вентиль высокого давления 14. В случае уменьшения расхода, наоборот, дозировочным насосом при открытом вентиле высокого давления 14 подают морозостойкую жидкость в полость "а" диафрагмы-штуцера 2. Необходимый объем жидкости, закачиваемый в полость "а" и откачиваемый из нее, контролируется образцовым манометром 17, а по образцовым манометрам 16 и 18 косвенно судят о расходе транспортируемой жидкости.

Применение гидравлического регулятора расхода жидкости позволит:
- регулировать малые расходы жидкости благодаря появлению возможности выполнения дроссельного отверстия ничтожно малым и возможности увеличения его в необходимых (требуемых) интервалах;
- повысить точность измерения благодаря устранению кавитационных явлений при прохождении жидкости через диафрагму-штуцер и сохранению неизменным поперечного сечения дроссельного отверстия при колебаниях давления в магистральном трубопроводе.

Использованная литература
1. Авторское свидетельство СССР 226876, G 05 D 7/01 "Регулятор расхода", 1968 г.

2. Авторское свидетельство СССР 251848, G 05 D 7/01 "Регулятор расхода жидких и газообразных веществ" - прототип.

Формула изобретения

Гидравлический регулятор расхода жидкости, включающий эластичное тело, корпус с фланцами и патрубком для подвода жидкости в полость эластичного тела и ее зажимы, отличающийся тем, что эластичное тело выполнено в виде диафрагмы-штуцера, представляющего собой в продольном сечении форму полого торообразного элемента с яйцевидным профилем и утолщающейся стенкой от центра к периферии, заканчивающегося на периферии замком в форме ласточкина хвоста, и снабжено с одной стороны арматурой, выполненной в виде конфузорного кольца, вершинный участок которого монолитно связан с диафрагмой, защемленной в корпусе с помощью периферийного участка арматуры, распорной втулки и прижима, выполненного в виде диффузорного кольца, причем корпус регулятора снабжен дополнительными патрубками с вентилями высокого давления, сообщающими соответственно задиафрагменную и преддиафрагменную полости с измерительными устройствами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2