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容積式流量計(jì)概述

返回列表 來源：江蘇騰泰儀表科技有限公司 瀏覽：-930 發(fā)布日期：2021-04-25
 容積式流量計(jì)是一種直接測(cè)量型流量計(jì)，它利用機(jī)械測(cè)量元件，
把流體連續(xù)不斷地分隔為單個(gè)的固定容積部分排出，而后通過計(jì)數(shù)單位時(shí)間
或某一時(shí)間間隔內(nèi)經(jīng)儀表排出的流體固定容積的數(shù)目來實(shí)現(xiàn)流量的計(jì)量與計(jì)
算，它可用于各種液體和氣 ...
 
  容積式流量計(jì)是一種直接測(cè)量型流量計(jì)，它利用機(jī)械測(cè)量元件，把流體連
續(xù)不斷地分隔為單個(gè)的固定容積部分排出，而后通過計(jì)數(shù)單位時(shí)間或某一時(shí)
間間隔內(nèi)經(jīng)儀表排出的流體固定容積的數(shù)目來實(shí)現(xiàn)流量的計(jì)量與計(jì)算，它可
用于各種液體和氣體的體積流量測(cè)量。
 
  容積式流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：測(cè)量精度高，量程比寬，對(duì)上游流動(dòng)狀態(tài)不敏
感，無前后直管段長(zhǎng)度要求，特別適合高粘度介質(zhì)的測(cè)量，因此**應(yīng)用于
工業(yè)生產(chǎn)過程的流量測(cè)量并作為流量計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)儀表。其缺點(diǎn)是對(duì)被測(cè)流體
中的污物較敏感，當(dāng)被測(cè)管道口徑較大時(shí)，流量計(jì)比較笨重。
 
  容積式流量計(jì)的種類很多，按其測(cè)量元件形式和測(cè)量方式可分為橢圓齒輪
流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)、活塞式流量計(jì)、濕式流量計(jì)和皮囊式流
量計(jì)等。工業(yè)生產(chǎn)中使用比較普遍的有橢圓齒輪、腰輪和刮板流量計(jì)。
 
  1．橢圓齒輪流量計(jì)
 
  橢圓齒輪流量計(jì)的測(cè)量本體由一對(duì)相互嚙合的橢圓齒輪和殼體組成，這對(duì)
橢圓齒輪在流量計(jì)進(jìn)出口兩端流體差壓作用下，交替地相互驅(qū)動(dòng)并各自繞軸
作非勻角速度的旋轉(zhuǎn)。兩橢圓齒輪在運(yùn)動(dòng)過程中與殼體構(gòu)成具有固定容積的
測(cè)量室，橢圓齒輪與測(cè)量室內(nèi)壁的間隙很小，以減少流體的滑流量并保證測(cè)
量的精度。通過橢圓齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，連續(xù)不斷地將充滿在齒輪與殼體之間的固
定容積內(nèi)的流體一份份排出，并通過機(jī)械的或其他的方式測(cè)出齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)，
從而可得到被測(cè)流體的體積流量。
 
 
 
 橢圓齒輪流量計(jì)工作原理
 
 由于流體在流量計(jì)入、出口處
的壓力 p1 p2，當(dāng) A、B 兩輪處于圖 1（a）所示位置時(shí)，A 輪與殼體間構(gòu)成容
積固定的半月形測(cè)量室（圖中陰影部分），此時(shí)進(jìn)出口差壓作用于 B 輪上的
合力矩為零，而在 A 輪上的合力矩不為零，產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)力矩，使得 A 輪作
順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng) B 輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，測(cè)量室內(nèi)的流體排向出口；當(dāng)兩
輪旋轉(zhuǎn)處于圖 1（b）位置時(shí)，兩輪均為主動(dòng)輪；當(dāng)兩輪旋轉(zhuǎn) 900，處于圖 1
（C）位置時(shí)，轉(zhuǎn)子 B 與殼體之間構(gòu)成測(cè)量室，此時(shí)，流體作用于 A 輪的合
力矩為零，而作用于 B 輪的合力矩不為零，B 輪帶動(dòng) A 輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將測(cè)量室內(nèi)
的流體排向出口。當(dāng)兩輪旋再轉(zhuǎn) 900 時(shí)，A、B 兩輪重新回到位置（a）。如此
周期地主從更換，兩橢圓齒輪作連續(xù)的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)橢圓齒輪每旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，流
量計(jì)將排出 4 個(gè)半月形（測(cè)量室）體積的流體。設(shè)測(cè)量室的容積為 V，則橢
圓齒輪每旋轉(zhuǎn)一周排出的流體體積為 4V。只要測(cè)量橢圓齒輪的轉(zhuǎn)數(shù) N 和轉(zhuǎn)
速 n，就可知道累積流量和單位時(shí)間內(nèi)的流量，即瞬時(shí)流量：
 
 
  橢圓齒輪流量計(jì)適用于高粘度液體的測(cè)量。流量計(jì)基本誤差為±0．2％～
±0．5％，量程比為 l0：1。橢圓齒輪流量計(jì)的測(cè)量元件是齒輪嚙合傳動(dòng)，被
測(cè)介質(zhì)中的污物會(huì)造成齒輪卡澀和磨損，影響正常測(cè)量，故流量計(jì)的上游均
需加裝過濾器，這樣會(huì)造成較大的壓力損失。
 
  2．腰輪流量計(jì)
 
  腰輪流量計(jì)又稱羅茨流量計(jì)，其工作原理與橢圓齒輪流量計(jì)相同，結(jié)構(gòu)也
很相似，只是轉(zhuǎn)子的形狀略有不同，如圖 2 所示。腰輪流量計(jì)的轉(zhuǎn)子是一對(duì)
不帶齒的腰形輪，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中兩腰輪不直接接觸而保持微小的間隙，依靠
套在殼體外的與腰輪同軸上的嚙合齒輪來完成驅(qū)動(dòng)。這一點(diǎn)與橢圓齒輪流量
計(jì)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。橢圓齒輪嚙合接觸磨損大，受被測(cè)流體清潔度影響
較大，容易損壞和降低準(zhǔn)確度，而腰輪由于靠附加驅(qū)動(dòng)齒輪發(fā)生聯(lián)動(dòng)，工作
時(shí)各測(cè)量元件間都不接觸，因此運(yùn)行中磨損很小，可達(dá)較高的測(cè)量準(zhǔn)確度，
能保持流量計(jì)的長(zhǎng)期穩(wěn)定件。
 
 
 
 腰輪流量計(jì)
 
  腰輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)按照工作狀態(tài)可分為立式和臥式兩種：其中腰輪的結(jié)構(gòu)
有一對(duì)腰輪和由兩對(duì)互呈 450 夾角的腰輪構(gòu)成的組合式腰輪兩種。組合式腰
輪流量計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可使管道內(nèi)壓力波動(dòng)大大減小，通常大口徑流量計(jì)采用
立式或臥式組合腰輪以減小或消除在流量測(cè)量過程中引起的管道振動(dòng)。
 
  腰輪流量計(jì)的轉(zhuǎn)子線型比較合理，允許測(cè)量含有微小顆粒的流體，可用于
氣體和液體的測(cè)量，它是近年來迅速發(fā)展、**應(yīng)用的一種容積式流量計(jì)，
該型流量計(jì)除用于工業(yè)測(cè)量外，還作為標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)對(duì)其他類型的流量計(jì)進(jìn)行
標(biāo)定，精度可達(dá)±0．1％。
 
  3．刮板式流量計(jì)
 
  刮板流量計(jì)是一種高精度的容積式流量計(jì)，適用于含有機(jī)械雜質(zhì)的流體。
較常見的凸輪式刮板流量計(jì)如圖 3 所示。這種流量計(jì)主要由可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、
刮板、固定的凸輪及殼體組成。殼體的內(nèi)腔為圓形，轉(zhuǎn)子是一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)、
有一定寬度的空心薄壁圓筒，筒壁上開了四個(gè)互成 900 的槽，刮板可在槽內(nèi)
徑向自由滑動(dòng)。四塊刮板由兩根連桿連接，相互垂直，在空間交叉。每一刮
板的一端裝有一小滾輪，沿一具有特定曲線形狀的固定凸輪的邊緣滾動(dòng)，使
刮板時(shí)伸時(shí)縮，且因?yàn)橛羞B桿相連，若某一端刮板從轉(zhuǎn)子筒邊槽口伸出，則
另一端的刮板就縮進(jìn)筒內(nèi)。轉(zhuǎn)子在流量計(jì)進(jìn)、出口差壓作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，每當(dāng)相
鄰兩刮板進(jìn)入計(jì)量區(qū)時(shí)均伸出至殼體內(nèi)壁且只隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而不滑動(dòng)，形成具
有固定容積的測(cè)量室，當(dāng)離開計(jì)量區(qū)時(shí)，刮板縮入槽內(nèi)，流體從出口排出，
同時(shí)后一刮板又與其另一相鄰刮板形成測(cè)量室。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，排出 4 份固
定體積的流體，由轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)就可以求得被測(cè)流體的流量。
 
 
 
 凸輪式刮板流量計(jì)
 
  刮板式流量計(jì)中，還有凹線式和彈性刮板等形式，它們的工作原理與凸輪
式相似，但結(jié)構(gòu)不同。
 
  刮板式流量計(jì)由于結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，能適用于不同粘度和帶有細(xì)小顆粒雜質(zhì)的
液體，性能穩(wěn)定，其計(jì)量精度可達(dá) 0．2％，壓損小于橢圓齒輪和腰輪流量
計(jì)，振動(dòng)及噪音小，適合于中、大流量測(cè)量。但刮板流量計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造
技術(shù)要求高，價(jià)格較高。
 
  4．伺服式容積流量計(jì)
 
  常用容積式流量計(jì)的轉(zhuǎn)子（橢圓齒輪、腰輪或刮板等）與殼體之間、轉(zhuǎn)子
與轉(zhuǎn)子之間，都有一定的間隙，由于流量計(jì)入出口之間存在壓差，就會(huì)產(chǎn)生
流體泄漏，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差，特別在測(cè)量小流量、低粘度流體時(shí)，測(cè)量誤
差較大。為解決此問題，發(fā)展了伺服式容積流量計(jì)。采用伺服機(jī)構(gòu)的容積流
量計(jì)，通過使流量計(jì)入出口差壓保持接近于零的狀態(tài)，消除泄漏，提高對(duì)小
流量、低粘度流體的測(cè)量精度。伺服式容積式流量計(jì)是目前解決微小流量測(cè)
量的較好儀表之一。
 
 
 
伺服式腰輪流量計(jì)工作原理圖
 
 1-傳動(dòng)齒輪；2-伺服電機(jī)；3-反饋測(cè)速發(fā)電機(jī)；4-微差壓變送器；5-差動(dòng)變
壓器；
 6-伺服放大器；7-Dc 測(cè)速發(fā)電機(jī)；8-顯示記錄器
 
為伺服式腰輪流量計(jì)工作原理圖。如圖所示，在流量計(jì)工作時(shí)，腰輪
由伺服電機(jī)通過傳動(dòng)齒輪帶動(dòng)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，隨流體入出口壓力差
的大小而改變。導(dǎo)壓管將入出口壓力引至差壓變送器以測(cè)量入出口壓差的變
化，當(dāng)入出口壓差大于零時(shí)，差壓變送器輸出信號(hào)經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)帶
動(dòng)腰輪加快旋轉(zhuǎn)，使流量計(jì)排出較大流量的流體，從而使壓差趨近于零。這
種近于無壓差的流量計(jì)，使泄漏量減小到*低限度，因而可以實(shí)現(xiàn)小流量的
高精度測(cè)量，而且測(cè)量誤差幾乎不受流體壓力、粘度和密度的影響。
 
  其他型式的伺服式容積流量計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理與伺服式腰輪流量計(jì)類
似，而伺服式容積流量計(jì)的瞬時(shí)流量及累積流量的計(jì)數(shù)方法與一般容積流量
計(jì)相同。
 
  5．容積式流量計(jì)的安裝與使用
 
  容積式流量計(jì)的安裝地點(diǎn)應(yīng)滿足技術(shù)性能規(guī)定的條件，管線應(yīng)安裝牢固。
多數(shù)容積式流量計(jì)可以水平安裝，也可以垂直安裝，安裝時(shí)要注意被測(cè)流體
的流動(dòng)方向應(yīng)與流量計(jì)外殼上的流向標(biāo)志一致。容積式流量計(jì)只能測(cè)量單相
潔凈流體，安裝前必須先清洗上游管線，在流量計(jì)上游要安裝過濾器，以免
雜質(zhì)進(jìn)入流量計(jì)內(nèi)，卡死或損壞測(cè)量元件；當(dāng)測(cè)量含氣液體或易氣化的液體
時(shí)，還應(yīng)考慮加裝消氣器；調(diào)節(jié)流量的閥門應(yīng)位于流量計(jì)下游，為維護(hù)方便
需設(shè)置旁通管路；流量計(jì)前后無設(shè)置直管段要求。
 
  流量計(jì)在使用過程中被測(cè)流體應(yīng)充滿管道，并工作在規(guī)定的流量范圍內(nèi)；
當(dāng)粘度、溫度等參數(shù)超過規(guī)定范圍時(shí)應(yīng)對(duì)流量值進(jìn)行修正；流量計(jì)需定期清
洗和檢定。
 

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