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容積式流量計(jì)的分類及工作原理
更新時(shí)間:2019-11-28 點(diǎn)擊次數(shù):2017

(1)轉(zhuǎn)子式。其代表品種有橢圓齒輪式、腰輪式、卵輪式、螺桿式等。轉(zhuǎn)子式是容積式流量計(jì)的主要品種,形式多規(guī)格全,可用于液體和氣體各種介質(zhì)的測量。流量計(jì)口徑DN6~500mm,流量(0.2*10-3~3000)m3/h,黏度0.3~2000mPa.s。測量度(0.5~0.2)%R。

1)橢圓齒輪流量計(jì)。橢圓齒輪流量計(jì)的流量部分主要由兩個(gè)相互嚙合的橢圓齒輪及其外殼(計(jì)量室)所構(gòu)成。兩個(gè)橢圓齒輪具有相互滾動(dòng)進(jìn)行接觸旋轉(zhuǎn)的特殊形狀。P1和P2分別表示入口壓力和出口壓力,顯然P1>P2,下方齒輪在兩側(cè)壓力差的作用下,產(chǎn)生塑時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),為主動(dòng)輪;上方齒輪因兩側(cè)壓力相等,不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩,是從動(dòng)輪,由下方齒輪帶動(dòng),順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。

橢圓齒輪每轉(zhuǎn)一周所排比的被測介質(zhì)量為半月形容積的4倍,則通過橢圓齒輪流量計(jì)的體積流量qv為

qv=4Nυ=2πN(R2-ab)δ

式中,N為齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù);a、b為橢圓齒輪的長半軸,短半軸:δ為橢圓齒輪的厚度;υ為半月形部分的容積。

這樣,在橢圓齒輪流量計(jì)的半月形容積υ一定的條件下,只要測出橢圓齒輪的轉(zhuǎn)速度n,便可知道被測介質(zhì)的流量。

橢圓齒輪流量計(jì)流量信號(hào)(即橢圓齒輪的旋轉(zhuǎn)速度n)的顯示,有就地顯示和遠(yuǎn)傳顯示兩種。就地顯示將齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)通過一系列的減速及調(diào)整轉(zhuǎn)速比機(jī)構(gòu)之后,直接與儀表面板上的指示針相連,并經(jīng)過機(jī)械式計(jì)數(shù)器進(jìn)行總量的顯示。遠(yuǎn)傳顯示主要是通過減速后的齒輪帶動(dòng)*磁鐵旋轉(zhuǎn),使得彈簧繼電器的觸點(diǎn)以與*磁鐵相同的旋轉(zhuǎn)頻率同步地閉合或斷開,從而發(fā)出一個(gè)個(gè)電脈沖遠(yuǎn)傳給另一顯示儀表。

橢圓齒輪流量計(jì)的特點(diǎn):①流量測量與流體的流動(dòng)狀態(tài)無關(guān),這是因?yàn)闄E圓齒輪流量計(jì)是依靠被測介質(zhì)的壓頭推動(dòng)橢圓齒輪旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行計(jì)量的。②黏度愈大的介質(zhì),從齒輪和計(jì)量空間隙中泄漏出去的泄漏量愈小。③橢圓齒輪流量計(jì)不適用于含有固體顆粒的流體(固體顆粒會(huì)將齒輪卡死,以致無法測量流量)。如果被測液體介質(zhì)中夾雜有氣體時(shí),也會(huì)引起測量誤差。

2)腰輪容積流量計(jì)。腰輪容積流量計(jì)也稱羅茨型容積流量計(jì)。這種流量計(jì)的工作原理和工作過程與橢圓齒輪型基本相同,同樣是依靠進(jìn)、出口流體壓力差產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),每旋轉(zhuǎn)一周排出四份“計(jì)量空間”的流體體積量。所不同的是在腰輪上沒有齒,它們不是直接相互嚙合轉(zhuǎn)動(dòng),而是通過安裝在殼體外的傳動(dòng)齒輪組進(jìn)行傳動(dòng),

腰輪流量計(jì)由一對腰輪和殼體構(gòu)成,兩腰輪是有互為共軛曲線的轉(zhuǎn)子,即羅茨(Roots)輪,與腰輪同軸裝有驅(qū)動(dòng)齒輪,被測流量推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子間由驅(qū)動(dòng)齒輪相互驅(qū)動(dòng),腰輪、計(jì)量室殼體一般由鑄鐵、鑄鋼或不銹鋼制成,要根據(jù)流體腐蝕性及其工作壓力、溫度選用。計(jì)量室也有單獨(dú)制成,與儀表外殼分離,這樣計(jì)量室就不承受靜壓,沒有靜壓引起變形的附加誤差。

(2)刮板式。流體推動(dòng)刮板和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),刮板沿著一種特殊的軌跡成放射狀地伸出收回。每兩個(gè)相對刮板端面之間的距離為一定值,刮板連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),兩個(gè)相鄰的刮板、轉(zhuǎn)子、殼體內(nèi)腔及上下蓋板之間形成一個(gè)固定的計(jì)量室,轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈,排出四個(gè)(或六個(gè))計(jì)量室容積,即循環(huán)體積。按刮板與腔壁是不接觸可分為彈性刮板和剛性刮板兩類,彈性刮板前端與腔壁彈性接觸,適用于測量含有砂粒等雜質(zhì)的液體;剛性刮板前端與腔壁保持有固定極小間隙,用于清潔或帶有微細(xì)粉狀雜質(zhì)的液體。剛性刮板的結(jié)構(gòu)又可分為凹線式(英Avery Hardoll型)和凸輪式(美Smith型)。

刮板式工作振動(dòng)及噪聲小,可用于帶細(xì)微顆粒雜質(zhì)的液體,尤其是彈性刮板適合測量含有顆料雜質(zhì)的臟污流,用于油田的井口計(jì)量。測量氣體的有旋葉式氣體流量計(jì)(Con-stant Volume Meter,CVM),與氣體腰輪流量計(jì)相比,具有運(yùn)行無脈動(dòng)和噪聲小的優(yōu)點(diǎn)。

(3)旋轉(zhuǎn)活塞式。將環(huán)形活塞插入兩層圓筒形氣缸的殼體中,構(gòu)成隨液體的流動(dòng)環(huán)形活塞在殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)的形式,流量計(jì)口徑DN20~100mm,測量度0.5%R??捎糜谟推泛褪称返臏y量。

(4)往復(fù)活塞式?;钊诹黧w推動(dòng)下,在氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng),計(jì)量體積流量,通常加油站的加油機(jī)就是此種類型,流量為60L/min,測量度為±(0.15~0.3)%R。

(5)圓盤式。又稱章動(dòng)流量計(jì)(Nutating Flowmeter),帶有中心球的圓盤在計(jì)量室內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)和上下擺動(dòng)的章動(dòng)(NutaTIon)運(yùn)動(dòng),進(jìn)入和排出液,與其他PDF相比度較差,黏度影響較大。我國曾有生產(chǎn)以測量石油制品,應(yīng)用較少。而在北美較多用作家用水表和工業(yè)用水表。

(6)轉(zhuǎn)筒式。又稱濕式氣量計(jì),是用于測量氣體總量。流量計(jì)殼體內(nèi)盛有約一半封液(水或油),轉(zhuǎn)筒一半浸入封液中,氣體流入使其轉(zhuǎn)動(dòng),其密封形式為無泄漏。范圍度寬為20:1,性能穩(wěn)定,在精心操作下可獲得較高度,為±(0.2~0.5)%R,大多在實(shí)驗(yàn)室用,常用作量值傳遞用表或標(biāo)準(zhǔn)表。

(7)膜式。又稱干氣表,在氣表內(nèi)部由皿型隔膜制成的能自由伸縮的容積部分(計(jì)量室)A、B、C、D及與之聯(lián)動(dòng)的滑閥。由于薄膜的伸縮和滑閥的作用,連續(xù)地將氣體從入口送到出口,測出這種動(dòng)作的循環(huán)次數(shù)就可測得所通過的體積。膜式氣體流量計(jì)廣泛用于家庭用煤氣(燃?xì)猓┖牧坑?jì)量,故習(xí)慣上稱其為家用煤氣表。系列中大規(guī)格儀表用于廠礦及工業(yè)生產(chǎn)流程。流量范圍1.6*10-5~1000m3/h,范圍度寬達(dá)100:1,中等測量度,為滑±(2~3)%R。

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