阅读说明：本技术 一种自动排除容积式流量计卡死的装置和方法 (Device and method for automatically eliminating dead lock of volumetric flowmeter ) 是由 袁伯利 邓卫东 胡绪山 向德辉 王国财 吴志刚 何辰星 张国涛 张超 向汉东 赖 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自动排除容积式流量计卡死的装置和方法,所述装置包括：两个带有执行器的三通阀、换向控制器和两个压力变送器；两个三通阀的公共通道分别与流量计的两端相连,且三通阀的公共通道与流量计之间均安装有压力变送器；且压力变送器和执行器均与换向控制器电连接；每个三通阀的两个介质换向端均分别连接介质输入口和介质输出口。本发明提供的自动排除容积式流量计卡死的装置和方法,能够自动判断流量计是否卡死,在被卡死后,能够切换流入流量计的介质方向,利用介质的压差,推动流量计反转,排除卡死故障继续正常计量,大大减小流量计维修与维护频率,降低使用成本,使其能够正常工作于原油集输领域。(The invention discloses a device and a method for automatically eliminating dead lock of a volumetric flowmeter, wherein the device comprises: the system comprises two three-way valves with actuators, a reversing controller and two pressure transmitters; the common channels of the two three-way valves are respectively connected with two ends of the flowmeter, and pressure transmitters are arranged between the common channels of the three-way valves and the flowmeter; the pressure transmitter and the actuator are electrically connected with the reversing controller; two medium reversing ends of each three-way valve are respectively connected with a medium input port and a medium output port. The device and the method for automatically eliminating the dead blockage of the volumetric flowmeter can automatically judge whether the flowmeter is dead, can switch the direction of a medium flowing into the flowmeter after the flowmeter is dead, push the flowmeter to reverse by using the pressure difference of the medium, eliminate the dead blockage fault and continue normal metering, greatly reduce the maintenance and maintenance frequency of the flowmeter, reduce the use cost and ensure that the flowmeter can normally work in the field of crude oil gathering and transportation.)

一种自动排除容积式流量计卡死的装置和方法

技术领域

本发明涉及流量计应用技术领域，更具体的说是涉及一种自动排除容积式流量计卡死的装置和方法。

背景技术

容积式流量计是一种精度高、压损小、寿命长、安装使用方便的流量计量仪表，在清洁流体精确计量领域得到广泛应用。长期以来，工程技术人员希望将旋转容积式流量计，如：腰轮流量计、刮板式流量计或双转子流量计用于原油集输领域，但是由于原油中含有大量的粒度不一且形态各异的细泥沙不能滤除，导致这些精密流量计转子被卡死而停工，而容积式流量计结构较复杂，进行现场维护需要一定专门技能且比较费时，所以严重影响容积式流量计在该领域的应用。

因此，如何在发生卡死时，自动排除卡死是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种自动排除容积式流量计卡死的装置和方法，能够自动判断流量计是否卡死，并能自动排除卡死。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自动排除容积式流量计卡死的装置，包括：两个带有执行器的三通阀、换向控制器和两个压力变送器；

两个所述三通阀的公共通道分别与所述流量计的两端相连，且所述三通阀的公共通道与所述流量计之间均安装有所述压力变送器；且所述压力变送器和所述执行器均与所述换向控制器电连接；

每个所述三通阀的两个介质换向端均分别连接介质输入口和介质输出口。

优选的，每个所述三通阀的公共通道均通过连接管道和流量计连接端子与所述流量计相连。连接端子方便安装与拆卸流量计。

所述三通阀带有受换向控制器控制的执行器，可以自动换向。

优选的，所述三通阀为双向三通换向阀，即能够保证入口通道(公共通道)与其中一个出口通道连通，且介质流向无限制，既允许介质可以从入口通道(公共通道)到出口通道，也可以从出口通道流入入口通道(公共通道)。

优选的，两个所述压力变送器分别用于测量流量计两端的介质压力，并将介质压力传送至所述换向控制器。

优选的，所述换向控制器基于流量计两端的介质压力差值是否超出设定值来感知流量计是否卡死，若卡死，则向所述执行器发出换向信号，切换流量计的介质流向。

优选的，所述换向控制器为单独装置或者所述换向控制器和所述流量计为一体装置。即换向控制器可以单独作为一个功能组件，也可以与流量计计量功能整合在一起，即流量计自带换向控制器。在实际实现时，可以采用一体式的流量计，也可以采用换向控制器和流量计分体的方式，可以根据情况具体选用。

一种自动排除容积式流量计卡死的方法，包括：

S1、装置开始工作时，换向控制器默认控制靠近输送介质入口的三通阀与介质入口管道接通，靠近输送介质出口的三通阀与介质出口管道接通，流量计正向旋转计量，装置处于最节能输送状态，同时，换向控制器判断压力变送器测得的流量计入口与出口的压差是否小于设定值，如果入口与出口的压差大于设定值，延时等待若干秒，若情况依旧，则判定流量计正向卡死，进入步骤S2；

在具体实现时，可以根据具体实验确定延时等待的时间，例如：可以是30秒。

S2：换向控制器控制靠近输送介质入口的三通阀与介质出口管道接通，靠近输送介质出口的三通阀与介质入口管道接通，流量计反向旋转计量，同时，换向控制器判断压力变送器测得的流量计入口与出口的压差是否小于设定值，如果压差大于设定值，延时等待若干秒，若情况依旧，则判定流量计反向卡死，进入步骤S1，并延时一段时间等待压差是否恢复正常，若不正常，说明正向也卡死，进入步骤S3；

在具体实现时，可以根据具体实验确定延时等待的时间，例如：可以是30秒。

S3:换向控制器停止换向，发出故障报警，并继续监测流量计监控入口与出口压差，若压差恢复正常，故障报警消除。

这里所说的恢复正常就是指压差在设定值范围内，如：故障处理时，前方已停止输液，或者时间大于延时时间后，流量计缓慢成功排堵等。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种自动排除容积式流量计卡死的装置和方法，能够自动判断流量计是否卡死，且在被卡死后，能够通过三通阀切换介质流入流量计的方向，通过介质的换向压差推动，自动排除卡死故障，且其导致的计量误差也是可以忽略不计的，从而大大减小流量计维修频率与故障停产几率，降低了使用成本，从而使得容积式流量计在原油集输领域得到应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种自动排除容积式流量计卡死的装置的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种自动排除容积式流量计卡死的装置的结构示意图；

图3为本发明提供的介质流向示意图。

附图标记：

1、连接端子；2、三通阀；3、执行器；4、压力变送器；5、换向控制器；6、连接管道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明针对旋转容积式流量计容易卡死的现象提出一种自动识别并排除容积式流量计卡死的装置与方法，具体如下：

参见附图1，本发明实施例公开了一种自动排除容积式流量计卡死的装置，包括：两个带有执行器3的三通阀2、换向控制器5和两个压力变送器4；

两个三通阀2的公共通道分别与流量计的两端相连，且三通阀2的公共通道与流量计之间均安装有压力变送器4；且压力变送器4和执行器3均与换向控制器5电连接；

每个三通阀2的两个介质换向端均分别连接介质输入口和介质输出口。

优选的，每个三通阀2的公共通道均通过连接管道6和流量计连接端子1与流量计相连。

如图1所示，连接端子1用于方便安装与拆卸流量计，形式优选但不限于法兰连接，只要与流量计连接端子配套即可。

三通阀2有A、B两只，优选但不限于三通球阀式换向阀，每个三通阀各有a、b、c三个通道，其中a为入口通道，即公共通道，配有开关型执行器3。执行器3可将a与b或者a与c连通，将a通道与流量计连接端子1连接，b、c通道一个接输送介质入口，另一个则应接输送介质出口。执行器3优选但不限于电动执行器，执行器3正或反向转动90°角则可将三通阀2的通道a与通道b连通切换成通道a与c连通，或者相反。压力变送器4分别设置于与流量计的两端口的连接管道上，用于测试两端口的介质压力。

换向控制器5在通电工作时，能将三通阀2中的A阀与装置的介质入口导通，B阀与介质出口导通，流量计正向旋转计量，此时因管道短且经过的弯头少，输送最节能；当流量计正向被卡死时，两压力变送器4的压差值将上升而持续超过设定值，则换向控制器5判定流量计正向卡死，故控制执行器3切换为B阀与装置的介质入口导通，A阀与装置的介质出口导通，流量计将在压差的推动下反向旋转，砂粒与转子的卡滞处脱开，流量计继续计量，压力差将恢复正常；同理，当流量计反向卡死时，则再切换为正向旋转计量。

此外，参见附图2，本发明实施例还公开了另一种自动排除容积式流量计卡死的装置，该实施例与前述实施例所提供的装置之间的差异仅为将前述换向控制器5不再作为一个单独功能组件，而是将其功能与流量计计量功能整合在一起而成，使流量计自己判定卡死、控制三通阀2换向而排除卡死。这是一种可优先采用的实施方式，既可以降低成本，也优化了装置，只是需要对流量计流量积算器进行二次开发。

下面结合附图3对本发明提供的自动排除容积式流量计卡死的方法进行说明，具体如下：

1.正常开始工作时，换向控制器默认控制三通阀A与介质入口管道接通，即通道a与通道b相通，三通阀B与介质出口管道接通，即通道a与通道b相通，介质流向为介质入口→三通阀A(b→a)→流量计→三通阀B(a→b)→介质出口，如图2中实线箭头所示，流量计正向旋转计量，同时，换向控制器通过压力变送器测得流量计监控压力变送器P1与压力变送器P2压差小于设定值(例如：200KPa)。

2.当流量计正向被卡死后，其压力变送器P1与压力变送器P2压差将超过设定值，换向控制器控制三通阀B与介质入口管道接通，即通道c与通道a相通,三通阀A与介质出口管道接通，即通道a与通道c相通，介质流向为介质入口→三通阀B(c→a)→流量计→三通阀A(a→c)→介质出口，如图2中虚线箭头所示，流量计反向旋转计量。

3.当反向计量被卡死时，其压力变送器P2与压力变送器P1压差将超过设定值，此种情形换向控制器判定流量计反向卡死，再转换成步骤1所示正向计量，如此反复。

此外，还需要说明的是，本发明所提供的排除容积式流量计卡死的装置和方法，适用于允许正反向旋转并连续计量的容积式流量计，例如：智能腰轮流量计、智能刮板式流量计及智能双转子流量计。

本发明提供的排除容积式流量计卡死的装置和方法，能够自动判断流量计是否卡死，且在被卡死后，能够切换流入流量计的介质方向，利用介质的压差，推动流量计反转，排除卡死故障继续正常计量，大大减小流量计维修与维护频率，降低了使用成本，使其能够正常工作于原油集输领域。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。