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容積式流量計的分類及工作原理
更新時間:2019-11-28 點擊次數:2296

(1)轉子式。其代表品種有橢圓齒輪式、腰輪式、卵輪式、螺桿式等。轉子式是容積式流量計的主要品種,形式多規格全,可用于液體和氣體各種介質的測量。流量計口徑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。橢圓齒輪流量計的流量部分主要由兩個相互嚙合的橢圓齒輪及其外殼(計量室)所構成。兩個橢圓齒輪具有相互滾動進行接觸旋轉的特殊形狀。P1和P2分別表示入口壓力和出口壓力,顯然P1>P2,下方齒輪在兩側壓力差的作用下,產生塑時針方向旋轉,為主動輪;上方齒輪因兩側壓力相等,不產生旋轉力矩,是從動輪,由下方齒輪帶動,順時針方向旋轉。

橢圓齒輪每轉一周所排比的被測介質量為半月形容積的4倍,則通過橢圓齒輪流量計的體積流量qv為

qv=4Nυ=2πN(R2-ab)δ

式中,N為齒輪的轉動次數;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,在橢圓齒輪流量計的半月形容積υ一定的條件下,只要測出橢圓齒輪的轉速度n,便可知道被測介質的流量。

橢圓齒輪流量計流量信號(即橢圓齒輪的旋轉速度n)的顯示,有就地顯示和遠傳顯示兩種。就地顯示將齒輪的轉動通過一系列的減速及調整轉速比機構之后,直接與儀表面板上的指示針相連,并經過機械式計數器進行總量的顯示。遠傳顯示主要是通過減速后的齒輪帶動*磁鐵旋轉,使得彈簧繼電器的觸點以與*磁鐵相同的旋轉頻率同步地閉合或斷開,從而發出一個個電脈沖遠傳給另一顯示儀表。

橢圓齒輪流量計的特點:①流量測量與流體的流動狀態無關,這是因為橢圓齒輪流量計是依靠被測介質的壓頭推動橢圓齒輪旋轉而進行計量的。②黏度愈大的介質,從齒輪和計量空間隙中泄漏出去的泄漏量愈小。③橢圓齒輪流量計不適用于含有固體顆粒的流體(固體顆粒會將齒輪卡死,以致無法測量流量)。如果被測液體介質中夾雜有氣體時,也會引起測量誤差。

2)腰輪容積流量計。腰輪容積流量計也稱羅茨型容積流量計。這種流量計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、出口流體壓力差產生運動,每旋轉一周排出四份“計量空間”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動,而是通過安裝在殼體外的傳動齒輪組進行傳動,

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

(2)刮板式。流體推動刮板和轉子旋轉,刮板沿著一種特殊的軌跡成放射狀地伸出收回。每兩個相對刮板端面之間的距離為一定值,刮板連續轉動時,兩個相鄰的刮板、轉子、殼體內腔及上下蓋板之間形成一個固定的計量室,轉子每轉一圈,排出四個(或六個)計量室容積,即循環體積。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粉狀雜質的液體。剛性刮板的結構又可分為凹線式(英Avery Hardoll型)和凸輪式(美Smith型)。

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

(3)旋轉活塞式。將環形活塞插入兩層圓筒形氣缸的殼體中,構成隨液體的流動環形活塞在殼體內旋轉的形式,流量計口徑DN20~100mm,測量度0.5%R。可用于油品和食品的測量。

(4)往復活塞式。活塞在流體推動下,在氣缸中往復運動,計量體積流量,通常加油站的加油機就是此種類型,流量為60L/min,測量度為±(0.15~0.3)%R。

(5)圓盤式。又稱章動流量計(Nutating Flowmeter),帶有中心球的圓盤在計量室內轉動和上下擺動的章動(NutaTIon)運動,進入和排出液,與其他PDF相比度較差,黏度影響較大。我國曾有生產以測量石油制品,應用較少。而在北美較多用作家用水表和工業用水表。

(6)轉筒式。又稱濕式氣量計,是用于測量氣體總量。流量計殼體內盛有約一半封液(水或油),轉筒一半浸入封液中,氣體流入使其轉動,其密封形式為無泄漏。范圍度寬為20:1,性能穩定,在精心操作下可獲得較高度,為±(0.2~0.5)%R,大多在實驗室用,常用作量值傳遞用表或標準表。

(7)膜式。又稱干氣表,在氣表內部由皿型隔膜制成的能自由伸縮的容積部分(計量室)A、B、C、D及與之聯動的滑閥。由于薄膜的伸縮和滑閥的作用,連續地將氣體從入口送到出口,測出這種動作的循環次數就可測得所通過的體積。膜式氣體流量計廣泛用于家庭用煤氣(燃氣)耗量計量,故習慣上稱其為家用煤氣表。系列中大規格儀表用于廠礦及工業生產流程。流量范圍1.6*10-5~1000m3/h,范圍度寬達100:1,中等測量度,為滑±(2~3)%R。

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