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容积式流量计的分类及工作原理
时间:2019-11-28 点击次数:294

(1)转子式。其代表品种有椭圆齿轮式、腰轮式、卵轮式、螺杆式等。转子式是容积式流量计的主要品种,形式多规格全,可用于液体和气体各种介质的测量。流量计口径DN6~500mm,流量(0.2*10-3~3000)m3/h,黏度0.3~2000mPa.s。测量度(0.5~0.2)%R。

1)椭圆齿轮流量计。椭圆齿轮流量计的流量部分主要由两个相互啮合的椭圆齿轮及其外壳(计量室)所构成。两个椭圆齿轮具有相互滚动进行接触旋转的特殊形状。P1和P2分别表示入口压力和出口压力,显然P1>P2,下方齿轮在两侧压力差的作用下,产生塑时针方向旋转,为主动轮;上方齿轮因两侧压力相等,不产生旋转力矩,是从动轮,由下方齿轮带动,顺时针方向旋转。

椭圆齿轮每转一周所排比的被测介质量为半月形容积的4倍,则通过椭圆齿轮流量计的体积流量qv为

qv=4Nυ=2πN(R2-ab)δ

式中,N为齿轮的转动次数;a、b为椭圆齿轮的长半轴,短半轴:δ为椭圆齿轮的厚度;υ为半月形部分的容积。

这样,在椭圆齿轮流量计的半月形容积υ一定的条件下,只要测出椭圆齿轮的转速度n,便可知道被测介质的流量。

椭圆齿轮流量计流量信号(即椭圆齿轮的旋转速度n)的显示,有就地显示和远传显示两种。就地显示将齿轮的转动通过一系列的减速及调整转速比机构之后,直接与仪表面板上的指示针相连,并经过机械式计数器进行总量的显示。远传显示主要是通过减速后的齿轮带动*磁铁旋转,使得弹簧继电器的触点以与*磁铁相同的旋转频率同步地闭合或断开,从而发出一个个电脉冲远传给另一显示仪表。

椭圆齿轮流量计的特点:①流量测量与流体的流动状态无关,这是因为椭圆齿轮流量计是依靠被测介质的压头推动椭圆齿轮旋转而进行计量的。②黏度愈大的介质,从齿轮和计量空间隙中泄漏出去的泄漏量愈小。③椭圆齿轮流量计不适用于含有固体颗粒的流体(固体颗粒会将齿轮卡死,以致无法测量流量)。如果被测液体介质中夹杂有气体时,也会引起测量误差。

2)腰轮容积流量计。腰轮容积流量计也称罗茨型容积流量计。这种流量计的工作原理和工作过程与椭圆齿轮型基本相同,同样是依靠进、出口流体压力差产生运动,每旋转一周排出四份“计量空间”的流体体积量。所不同的是在腰轮上没有齿,它们不是直接相互啮合转动,而是通过安装在壳体外的传动齿轮组进行传动,

腰轮流量计由一对腰轮和壳体构成,两腰轮是有互为共轭曲线的转子,即罗茨(Roots)轮,与腰轮同轴装有驱动齿轮,被测流量推动转子旋转,转子间由驱动齿轮相互驱动,腰轮、计量室壳体一般由铸铁、铸钢或不锈钢制成,要根据流体腐蚀性及其工作压力、温度选用。计量室也有单独制成,与仪表外壳分离,这样计量室就不承受静压,没有静压引起变形的附加误差。

(2)刮板式。流体推动刮板和转子旋转,刮板沿着一种特殊的轨迹成放射状地伸出收回。每两个相对刮板端面之间的距离为一定值,刮板连续转动时,两个相邻的刮板、转子、壳体内腔及上下盖板之间形成一个固定的计量室,转子每转一圈,排出四个(或六个)计量室容积,即循环体积。按刮板与腔壁是不接触可分为弹性刮板和刚性刮板两类,弹性刮板前端与腔壁弹性接触,适用于测量含有砂粒等杂质的液体;刚性刮板前端与腔壁保持有固定极小间隙,用于清洁或带有微细粉状杂质的液体。刚性刮板的结构又可分为凹线式(英Avery Hardoll型)和凸轮式(美Smith型)。

刮板式工作振动及噪声小,可用于带细微颗粒杂质的液体,尤其是弹性刮板适合测量含有颗料杂质的脏污流,用于油田的井口计量。测量气体的有旋叶式气体流量计(Con-stant Volume Meter,CVM),与气体腰轮流量计相比,具有运行无脉动和噪声小的优点。

(3)旋转活塞式。将环形活塞插入两层圆筒形气缸的壳体中,构成随液体的流动环形活塞在壳体内旋转的形式,流量计口径DN20~100mm,测量度0.5%R。可用于油品和食品的测量。

(4)往复活塞式。活塞在流体推动下,在气缸中往复运动,计量体积流量,通常加油站的加油机就是此种类型,流量为60L/min,测量度为±(0.15~0.3)%R。

(5)圆盘式。又称章动流量计(Nutating Flowmeter),带有中心球的圆盘在计量室内转动和上下摆动的章动(NutaTIon)运动,进入和排出液,与其他PDF相比度较差,黏度影响较大。我国曾有生产以测量石油制品,应用较少。而在北美较多用作家用水表和工业用水表。

(6)转筒式。又称湿式气量计,是用于测量气体总量。流量计壳体内盛有约一半封液(水或油),转筒一半浸入封液中,气体流入使其转动,其密封形式为无泄漏。范围度宽为20:1,性能稳定,在精心操作下可获得较高度,为±(0.2~0.5)%R,大多在实验室用,常用作量值传递用表或标准表。

(7)膜式。又称干气表,在气表内部由皿型隔膜制成的能自由伸缩的容积部分(计量室)A、B、C、D及与之联动的滑阀。由于薄膜的伸缩和滑阀的作用,连续地将气体从入口送到出口,测出这种动作的循环次数就可测得所通过的体积。膜式气体流量计广泛用于家庭用煤气(燃气)耗量计量,故习惯上称其为家用煤气表。系列中大规格仪表用于厂矿及工业生产流程。流量范围1.6*10-5~1000m3/h,范围度宽达100:1,中等测量度,为滑±(2~3)%R。

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