1概述
轉子流量計(也稱為面積流量計)利用了可變節(jié)流孔和差壓的原理。該原理最早刊登在1886年美國的專利刊物上。大約在1930年開始其實用研究,1937年生產出了工業(yè)用玻璃管轉子流量計。從50年代的后半期,在加工工業(yè)開始大量使用電氣式及空氣式的傳輸式轉子流量計。幾進人80年代,隨著微型處理器的普及,由于氟化工烯樹脂、鋁、陶瓷等新材料的利用技術及流量計使用技術的提高,相繼誕生了小型、輕便、多功能、耐久性可靠性好的產品。今天在化工、石化、冶金、電力、供水排水、食品、半導體、原子能及環(huán)保等領域,流量計得到了廣泛使用。
如圖1所示,轉子流量計與差壓流量計、電磁流量計、容積式流量計并列,占領了主要工業(yè)用流量計的位置。
2轉子流量計的特點
(1)可以測量液體、氣體、蒸汽等幾乎所有流體的流量;
(2)與節(jié)流流量計比較,結構簡單,適合于流量的現場指示。作為現場指示型流量計,由于不需要電源,所以即使是易燃易爆環(huán)境其本質也是安全的;
(3)結構上可以測量微小流量及低雷諾數的流量;
(4)有效測量范圍廣,最小刻度值一般是最大刻度值的1/10,即范圍度為10:1;
(5)刻度為基本均等的直線刻度;
(6)因結構簡單,容易制造耐腐蝕的流量計,適用于測量含腐蝕性的氣體、液體的流量;
(7)壓力損失較小;
(8)對直管段部分一般不需要;
(9)不受液體中所含的各種雜音(電氣的、化學的及流體的等)的影響;
(10)低價格,容易安裝。
轉子流量計的缺點主要有:
(l)有可動部件,存在一些壓力損失等;
(2)精度受流體物理參數變化的影響。
3測量原理
如圖2所示,它利用流動的能量來檢測,流量不需要外部動力。其結構是流量計主體垂直安裝,待測流體自下而上流過垂直的錐形管,浮子在其中運動�？梢杂闪髁繖z測部件浮子所在的穩(wěn)定平衡位置來指示待測流體之流量值。
浮子的最大外徑同錐形管的內徑之間構成了環(huán)形截面,流體自下流人浮子最大外徑周圍并很快產生收縮,產生向上運動的浮力F,若這兩個向上力的合力同浮子的質量(W)相等時,即DP十F=W浮子就穩(wěn)定在這個位置上。浮子隨著流量大小而上下運動,浮子周圍的環(huán)形面積也隨之變化。
式中：
Q0,為介質流量;
C為流量系數(儀表系數);
A為穿流截面積
g為重力加速度;
Vf為浮子體積;
Af為浮子最大直徑的截面積;
pf為浮子密度;
p0為介質密度。
4轉子流量計的功能、適應性與選型
由于轉子流量計應用了重力的原理,在現場使用時無需電源供電,因此可在地球的每一角落使用,它可以同各種遙控器儀表配套,應用范圍廣泛。
(1)玻璃轉子流量計
要求介質透明不粘附表面。主要特點為成本低,易于安裝和維護,純機械操作,不需要電源,直接監(jiān)視流體,可測量液體、氣體,但不可測量蒸汽。
(2)塑料轉子流量計
塑料管轉子流量計要求介質透明不粘附表面。主要特點為性價比高,易于安裝和維護,全塑料材質,可用于超純水的測量,還可附加報警接點輸出,只適用于測量液體。
(3)金屬管轉子流量計
金屬管轉子流量計適用于透明和不透明及于凈和比較干凈的介質,甚至可以選用測量泥漿轉子流量計對不干凈的液體完成測量控制,但介質不宜含磁性的物質(必要時,另裝磁過濾器)。它適合中、小、微流量的測量與控制,可測量液體、氣體和蒸汽。根據工藝條件與要求,除具有現場指示、接點輸出、氣壓變送、電信號變送、現場積算等功能外,還可再附加液體阻尼器、氣體阻尼器、散熱器(片)、蒸汽加熱夾套(又分成半夾套和全夾套)。
1)裝液體阻尼器
如圖3所示,在測量蒸汽和氣體流量時,安裝阻尼器是為了防止因蒸汽和氣體所引起浮子的振動。阻尼器筒體位于管部的低端并充滿阻尼液(加硅油等)。阻尼液與阻尼器之間的磨擦,可使浮子移動趨于平滑,使指示讀數穩(wěn)定,可延長活動部件的使用壽命。
2)安裝氣體阻尼器
如圖4所示,在測量氣體流量時,可采用不需使用阻尼液的氣體阻尼器(只適用于金屬材料的流量計)。這種機械式的阻尼器是在原有浮子導向裝置上,增加了汽缸和活塞。省去了安裝流量計底端的液體阻尼器。它可以提高配管設計的靈活性,又可免于填充阻尼液,減輕了維護工作量。氣體阻尼器只適用于氣體流量的測量,不適用于液體和蒸汽。請注意,氯氣(易于形成化合物)和含銹的氣體、雜質、油類等物質都會妨礙活塞零件的功能。
3)安裝散熱片
如圖5所示,對檢測溫度大于150℃的流體,需在測量管和指示器殼體之間安裝散熱片進行散熱。
4)安裝蒸汽加熱夾套
如圖6所示,在測量高粘度和粘性流體時,通常要采用加熱夾套,加熱夾套有半夾套和全夾套兩種,半夾套只覆蓋測量管部,全夾套除覆蓋測量管部外還覆蓋了法蘭盤。
5儀表安裝、使用注意事項
(l)除去浮子固定件
為防止運送過程中振動引起的破損,發(fā)貨時,在管體中插入了塑料管對浮子進行固定。安裝儀表之前,請先拆除此件。
(2)垂直安裝
轉子流量計要求管體部分必須垂直放置。傾斜放置會影響精度并導致動作不良(容許誤差在2°以內)。
(3)安裝旁路和閥門
為便于維修、保養(yǎng)、鼓勵安裝旁路配管和閥門。最好在儀表流人端安裝截止閥,在流出端安裝調節(jié)閥。測量氣體時,如果開放儀表出口端,會引起壓力下降導致無法正確測量。所以使用已進行過規(guī)格壓力校正的儀表時,請在出口端安裝調節(jié)閥。
(4)上下流直管段長度
不必特地設定直管端,但請盡量避免在上流附近處設置容易引起紊流的閥門、彎頭等附件。因為紊流會導致可動部件組壽命縮短。
(5)清洗和除去雜質
流體中如有固體雜質或纖維等混人時,會引起動作不良,需在人口處安裝過濾器等除去雜質。特別是含有鐵粉等固體雜質混人儀表中時,因浮子中裝有磁鐵,雜質會吸附在浮子表面而導致動作不良。
轉子流量計正常工作之后,配管中的雜質會導致動作不良。因此,在配管中安裝儀表之前,先清洗整個配管。當浮子被卡住時,不要用金屬_L具敲打流量計的錐形管,可以用橡膠材質錘子或木塊輕輕振動錐形管。
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