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容积式流量计的结构

2015-04-28 10:13:51      点击:

为了适应生产中对流量测量的各种不同介质和不同工作条件的要求,产生了各种不同型式的容积式流量计.其中比较常见的有齿轮型、刮板型和旋转活塞型等三种型式,现分别介绍如下.

1.齿轮型容积式流量计

这种流量计的壳体内装有两个转子,直接或间接地相互啮合,在流量计进口与出口之间的压差作用下产生转动.通过齿轮的旋转,不断地将充满在齿轮与壳体之间的“计量空间”中的流体排出.通过测量齿轮转动次数,可得到通过流量计的流体量.

图2—1中示出是椭圆齿轮型容积流量计(也称奥巴尔容积流量计)的示意图

图2-1 椭圆齿轮流量计工作示意图

由图可见,该流量计由两椭圆齿轮相互啮合进行工作,其工作过程简述如下:图中P1表示流量计进口流体压力;表示出口流体压力,显然压力P1大于P2.在图2—1(a)中,下面转子虽然受到流体的压差作用,但不产生旋转力矩,而上面齿轮在两例差压作用下产生旋转力矩而转动.由于两个齿轮互相啮合,故各自以O1,O2为轴心按箭头方向旋转,同时齿轮O1将半月形计量空间的流体排向出口.在图2—1(a)状态时,上齿轮为主动轮,下齿轮为从动轮.在图2-1(b)位置时,两个齿轮均在流体差压作用下产生旋转力矩,并在该力矩作用下沿箭头方向旋转,转变到图2—1(c)所示的位置.这时齿轮位置与图2—1(a)相反,下齿轮为主动轮,上齿轮为从动轮.下齿轮在进出口流体差压作用下旋转,又一次将它与壳体之间的半月型“计量空间”中的流体排出.如此连续不断运动,椭圆齿轮每转一周,就排出四份“计量空间”流体体积.因此,只要读出齿轮的转数,就可以计算出排出的液体量.参考图2-2,可计算出排出的流体总量为

V=4nv

=2  n(R2-ab)  (2-4)

式中 n——齿轮的转动次数;

a,b——椭圆齿轮的长半袖,短半铀;

* ­­­­—— 椭圆齿轮的厚度.

另一种齿轮型容积式流量计是腰轮容积流量计,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,而是通过按装在壳体外的传动齿轮组进行传动.

上述两种转子型式的容积流量计,可用于各种液体流量的测量,尤其是用于油流量的准确测量.在高压力、大流量的气体流量测量中,这类流量计也有应用.由于椭圆齿轮容积流量计直接依靠测量轮啮合,因此对介质的清洁要求较高,不允许有固体颗粒杂质通过流量计.

2.刮板式容积流量计

刮板式流量计也是一种较常见的容积式流量计.在这种流量计的转子上装有两对可以径向内外滑动的刮板,转子在流量计进、出口差压作用下转动,每转动一周排出四份“计量空间”的流体体积.与前一类流量计相同,只要测出转动次数,就可以计算出排出流体的体积量.

较常见的凸轮式刮板流量计结构如图2—4所示.图中壳体的内腔是一圆形空筒,转子也是一个空心圆筒形物体,径向有一定宽度,径向在各为90°的位置开四个槽,刮板可以槽内自由滑动.四块刮板由两根连杆连结,相互垂直,在空间交叉.在每一刮板的一端装有一小滚珠,四个滚珠均在一固定的凸轮上滚动使刮板时仲时缩.当相邻两刮板均伸出至壳体内壁时,就形成—计量空间的标准体积.刮板在计量区段运动时,只随转子旋转而不滑动,以保证其标准容积恒定.当离开计量区段时,刮板缩入槽内,流体从出口排出.同时,后一刮板又与其另一相邻刮板形成第二个“计量空间”,同样动作.转子运动一周,排出四份“计量空间”体积的流体.

在刮板式容积流量计中,还有所谓旋转阀式刮板流量计,它的工作原理与凸轮式相似,但结构不同,这里就不详细叙述了.

3.旋转活塞式容积流量计

旋转活塞式(也称为摆动活塞式)容积流量计的结构与工作原理可见图2—5所示.

如图,旋转活塞位于固定的内外圈3,4之间,活塞的轴6靠着导辊5滚动,中间隔板1将计量空间分成两部分,活塞2的上缺口和隔板1咬合,当活塞依箭头方向运动时与隔板1成直线运动.活塞在进出口流体压力差的作用下,始终与内外圆桶壁紧密接触旋转,交替不断地将活塞与内外圆筒之间的流体排出,通过计算活塞旋转次数可得到流过的流体量.

旋转活塞式容积流量计具有通流能力较大的优点.它的不足是在工作过程会有一定的泄

漏,所以准确度较低.

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