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容積式流量計的結構

齒輪型容積式流量計羅茨型容積流量計旋轉活塞式容積流量計

 

    為了適應生產中對流量測量的各種不同介質和不同工作條件的要求,產生了各種不同型式的容積式流量計.其中比較常見的有齒輪型、刮板型和旋轉活塞型等三種型式,現分別介紹如下.

    1.齒輪型容積式流量計

    這種流量計的殼體內裝有兩個轉子,直接或間接地相互嚙合,在流量計進口與出口之間的壓差作用下產生轉動.通過齒輪的旋轉,不斷地將充滿在齒輪與殼體之間的“計量空間”中的流體排出.通過測量齒輪轉動次數,可得到通過流量計的流體量.

圖2—1中示出是橢圓齒輪型容積流量計(也稱奧巴爾容積流量計)的示意圖

 

圖2-1 橢圓齒輪流量計工作示意圖

由圖可見,該流量計由兩橢圓齒輪相互嚙合進行工作,其工作過程簡述如下:圖中P1表示流量計進口流體壓力;表示出口流體壓力,顯然壓力P1大于P2.在圖2—1(a)中,下面轉子雖然受到流體的壓差作用,但不產生旋轉力矩,而上面齒輪在兩例差壓作用下產生旋轉力矩而轉動.由于兩個齒輪互相嚙合,故各自以O1,O2為軸心按箭頭方向旋轉,同時齒輪O1將半月形計量空間的流體排向出口.在圖2—1(a)狀態時,上齒輪為主動輪,下齒輪為從動輪.在圖2-1(b)位置時,兩個齒輪均在流體差壓作用下產生旋轉力矩,并在該力矩作用下沿箭頭方向旋轉,轉變到圖2—1(c)所示的位置.這時齒輪位置與圖2—1(a)相反,下齒輪為主動輪,上齒輪為從動輪.下齒輪在進出口流體差壓作用下旋轉,又一次將它與殼體之間的半月型“計量空間”中的流體排出.如此連續不斷運動,橢圓齒輪每轉一周,就排出四份“計量空間”流體體積.因此,只要讀出齒輪的轉數,就可以計算出排出的液體量.參考圖2-2,可計算出排出的流體總量為

                     V=4nv

                      =2 n(R2-ab)                        (2-4)

式中  n——齒輪的轉動次數;

      a,b——橢圓齒輪的長半袖,短半鈾;

* ­­­­—— 橢圓齒輪的厚度.

另一種齒輪型容積式流量計是腰輪容積流量計,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,而是通過按裝在殼體外的傳動齒輪組進行傳動.

上述兩種轉子型式的容積流量計,可用于各種液體流量的測量,尤其是用于油流量的準確測量.在高壓力、大流量的氣體流量測量中,這類流量計也有應用.由于橢圓齒輪容積流量計直接依靠測量輪嚙合,因此對介質的清潔要求較高,不允許有固體顆粒雜質通過流量計.   

2.刮板式容積流量計

    刮板式流量計也是一種較常見的容積式流量計.在這種流量計的轉子上裝有兩對可以徑向內外滑動的刮板,轉子在流量計進、出口差壓作用下轉動,每轉動一周排出四份“計量空間”的流體體積.與前一類流量計相同,只要測出轉動次數,就可以計算出排出流體的體積量.

    較常見的凸輪式刮板流量計結構如圖2—4所示.圖中殼體的內腔是一圓形空筒,轉子也是一個空心圓筒形物體,徑向有一定寬度,徑向在各為90°的位置開四個槽,刮板可以槽內自由滑動.四塊刮板由兩根連桿連結,相互垂直,在空間交叉.在每一刮板的一端裝有一小滾珠,四個滾珠均在一固定的凸輪上滾動使刮板時仲時縮.當相鄰兩刮板均伸出至殼體內壁時,就形成—計量空間的標準體積.刮板在計量區段運動時,只隨轉子旋轉而不滑動,以保證其標準容積恒定.當離開計量區段時,刮板縮入槽內,流體從出口排出.同時,后一刮板又與其另一相鄰刮板形成第二個“計量空間”,同樣動作.轉子運動一周,排出四份“計量空間”體積的流體.

在刮板式容積流量計中,還有所謂旋轉閥式刮板流量計,它的工作原理與凸輪式相似,但結構不同,這里就不詳細敘述了.

3.旋轉活塞式容積流量計

    旋轉活塞式(也稱為擺動活塞式)容積流量計的結構與工作原理可見圖2—5所示.

    如圖,旋轉活塞位于固定的內外圈3,4之間,活塞的軸6靠著導輥5滾動,中間隔板1將計量空間分成兩部分,活塞2的上缺口和隔板1咬合,當活塞依箭頭方向運動時與隔板1成直線運動.活塞在進出口流體壓力差的作用下,始終與內外圓桶壁緊密接觸旋轉,交替不斷地將活塞與內外圓筒之間的流體排出,通過計算活塞旋轉次數可得到流過的流體量.

    旋轉活塞式容積流量計具有通流能力較大的優點.它的不足是在工作過程會有一定的泄

漏,所以準確度較低.

 

 

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