[发明专利]高压气体计量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种计量流体流量的仪表装置，特别是指一种高压气体计量装置。

背景技术

现有技术中的高压气体流量计通常由一受力元件(包括差压类元件)、一弹簧、一传感器和一信号处理及显示装置构成，当流体在被测量管道内流动时，流体对受力元件产生一作用力或压强，该作用力或压强通过相应力传递部件传递给传感器，并通过与传感器相连接的信号处理及显示装置将流体流量信息计算并显示出来。上述流量计的流体作用力通过受力元件和力传递元件传导至传感器，由于流量传感器必须与被测介质相隔离的条件下对高压工况进行小流量测量，传统结构无法保证力信号的传递，进而影响测量的精度、范围、可靠性和安全性。

针对上述动量式流量计在高压条件下通过传统结构传递流体作用力的缺点，公开号CN101398318A的发明专利申请中提供了一种基于磁推力的动量式流量计，包括受力元件、力传递元件、传感器、信号处理及显示装置，所述力传递元件由第一永久磁铁和第二永久磁铁组成。流体在被测量管道中流动时，对受力元件产生一作用力；受力元件和与之相连的第一永久磁铁在该作用力的作用下滑动，使第一永久磁铁和第二永久磁铁之间的距离产生变化，从而使二者之间的磁推力或磁场强度产生变化；与第二永久磁铁紧密相连的传感器输出信号产生与该磁推力或磁场强度变化相应的变化；传感器输出的变化量经信号处理及显示装置计算并显示出来。该发明采用一对永久磁铁代替弹性构件作为力传递元件，提高了传感器的稳定性与可靠性及耐腐蚀能力，延长了使用寿命。但是，上述一种基于磁推力的动量式流量计的受力元件与被测量管道之间的过流空间即过流通道面积固定，很难满足工作压力50Mpa(或以上)的小流量、低流速的计量；尤其是在高压条件下如油田高压注气，计量装置难以满足50倍以上的流量范围和小流量计量，且气体压缩机会产生强烈的脉动流，高压气体装置工作环境恶劣，难以满足流量计传感器的零点稳定，也难以在低流速、大脉动、强冲击高压条件下保持可靠性和稳定性，更无法满足较大范围的测量。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点，提供一种高压气体计量装置，克服高压条件下低流速、大脉动、强冲击的难点，可广泛应用于各种条件下的高压气体计量及监控，也可大量用于高压液体流量计量，并能应用于高压条件下的低流速计量。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

高压气体计量装置，包括受力元件、第一、第二永久磁铁构成的力传递元件、传感器以及与传感器相连的信号处理及显示装置；其特征在于：还包括具有高压气体入口端、出口端及限定于入口端、出口端之间轴向流体通道的管接头组件；所述传感器、第二永久磁铁相连在一起装设在管接头组件的流体通道内一密封仓内；所述密封仓后部的流体通道中固装有带轴向过流孔的导流管扩展组件；所述受力元件为滑动配合在导流管扩展组件轴向过流孔中可沿轴向移动的活塞，第一永久磁铁固装在活塞的前端面上；第一、第二永久磁铁在流体流动方向上相对应。

前述高压气体计量装置，其第一、第二永久磁铁对应设于流体通道的轴线上且同极相向布置。

前述高压气体计量装置，其导流管扩展组件包括一带有所述轴向过流孔的导流套管，导流套管的内壁上对称开设一对以上与轴向过流孔相贯通的导流槽，导流槽轴向截面呈直角梯形，其前部的过流面积沿流体流入方向逐渐增大。

前述高压气体计量装置，其导流套管的入口端上设有防止活塞脱离轴向过流孔的限位挡块，该限位挡块上开设有多个轴向贯通的过流口。

前述高压气体计量装置，其管接头组件包括两端分别套接过流头的管接头主体，该管接头主体的两端对称设有进、出接口，进、出接口分别套接前端、后端过流头；所述前端、后端过流头之间设有一与管接头主体一体成型的纵向隔板，该纵向隔板的中心部设有用于装置传感器、第二永久磁铁的所述密封仓；所述密封仓周围的纵向隔板上开设有一个过流孔。

前述高压气体计量装置，其管接头组件的出口端过流通道中装设有背压稳定装置，该背压稳定装置包括紧密配合在过流通道中的过流套管以及配合在过流套管中的背压止逆单向阀。

一种高压气体流量测量方法，其工作方法是：

1)流体在被测量管道中流动时，流体通过导流管扩展组件轴向过流孔对活塞产生一作用力；

2)流体作用力克服第一、第二永久磁铁间的磁排斥力，推动活塞和第一永久磁铁沿导流管扩展组件的轴向过流孔滑动，第一、第二永久磁铁间发生相对位移，使作用于传感器的磁通量或磁推力发生相应变化，传感器检测出这一变化量并经信号线传送至信号处理及显示装置，经信号处理及显示装置显示并记录。