容积式流量计

容积式流量计现场仪表部分主要内容容积式流量计的原理和分类容积式流量计选型和使用容积式流量计的优、缺点椭圆齿轮流量计1.结构和工作原理2.工作特性3.常见故障和排除方法罗茨流量计1.结构和工作原理2.工作特性3.维护保养4.故障分析与排除方法金属刮板流量计1.工作原理2.适用场合3.主要特点4.安装使用5.定期维护双转子流量计1.工作原理2.优点和特点容积式流量计的原理和分类容积式流量计,又称定排量流量计,简称PD流量计,在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。容积式流量测量是采用固定的小容积来反复计量通过流量计的流体体积．所以，在容积式流量计内部必须具有构成一个标准体积的空间，通常称其为容积式流量计的“计量空间”或“计量室”．这个空间由仪表壳的内壁和流量计转动部件一起构成。流体通过流量计，就会在流量计进出口之间产生一定的压力差．流量计的转动部件(简称转子)在这个压力差作用下特产生旋转，并将流体由入口排向出口．在这个过程中，流体一次次地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口．在给定流量计条件下，该计量空间的体积是确定的，只要测得转子的转动次数．就可以得到通过流量计的流体体积的累积值。应用概况:容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计,常应用于昂贵介质(油品、天然气等)的总量测量。容积式流量计的工作原理容积式流量计选型和使用容积式流量计在石油产品的计量方面有悠久史的使用历史，石油行业积累了丰富的经验。容积式流量计在石油计量中具有独特的优势，关键原因是流体本身的润滑作用，使这种仪表能长期、稳定运行。而且精确度高，范围度较大（一般可达10∶1）。石油计量用的容积式流量计常用的有椭圆齿轮式、腰轮式、刮板式和双转子流量计等多种，不同的种类其口径、范围和适用的流体黏度也不同。2、流体黏度对测量误差有一定影响。与涡轮流量计等其他流量计相比，黏度影响较小，此外，还与许多其他流量计随黏度增大而误差增大不同，黏度增大因间隙间泄露减小而性能改善。3、不同型式的仪表适用黏度范围有较大差异。用于油品测量的容积流量计常用的有椭圆齿轮式、腰轮式、螺杆式、刮板式、旋转活塞式等。其中螺杆式对高黏度流体的适应性最佳。容积式流量计选型和使用中应注意如下几点1、精确度与流量范围度有关。同一台仪表如果额定精确度等级较高，只能在较低的范围度内得到，如果想得到较大的范围度则必须要降低精确度等级。例如，各类转子式液体仪表范围度为5∶1时，基本误差为±0.2％R；范围度为10∶1时，则降为±0.5％R。容积式流量计选型和使用5、压力损失及黏度对压力损失的影响。容积式流量计是由流体能量来推动测量元件，因此带来相当高的压力损失。此压力损失要比同样口径和流量的涡轮式或其他有阻碍流量计大。液体用仪表在最大流量时黏度为1～5mPa·s，液体的压力损失在20～100kPa之间。若黏度增加，压力损失随着增加。4、流体温度对测量误差的影响。容积式流量计的测量误差同仪表计量室容积和间隙大小密切相关。流体温度升高时，计量室容积增大转动部件每转一周，通过仪表的液体量相应增大。例如椭圆齿轮流量计计量室和齿轮均为铸钢时，测量值变化＋0.36％/10℃；均为铸铁时，测量值变化＋0.33％/10℃；计量室为铸铁，齿轮为铸铝时，则为＋0.14％/10℃。容积式流量计选型和使用缺点:1、结构复杂,体积庞大;2、被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大;3、不适用于高、低温场合;4、大部分仪表只适用于洁净单相流体;5、产生噪声及振动。优点:1、计量精度高;2、安装管道条件对计量精度没有影响;3、可用于高粘度液体的测量;4、范围度宽;5、直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量,清晰明了,操作简便。容积式流量计的优、缺点椭圆齿轮流量计1.结构和工作原理椭圆齿轮流量计属于容积式流量测量仪表。其主要部分是壳体和装在壳体内的一对相互啮合的椭圆齿轮，它们与盖板构成了一密闭的流体计量空间，流体的进出口分别位于两个椭圆齿轮轴线构成平面的两侧壳体上，如图所示：椭圆齿轮流量计工作原理图流体进入流量计时，进出口压力差Dp=p1-p2的存在，使得椭圆齿轮受到力矩的作用而转动。在图a所示位置时，由于p1p2，在p1和p2所产生的合力矩作用下，使齿轮A与壳体所形成的计量空间内的流体排至出口，并带动轮B顺时针方向转动，这时A为主动轮、B为从动轮；在图b所示位置上，A与B二轮都产生转矩，两轮继续转动，并逐渐将流体封入B轮和壳体所形成的计量空间内；当继续转到图c所示位置时，p1和p2作用A轮上的转矩为零，而B轮入口压力大于出口压力，产生转矩，使B轮成为主动轮并继续作顺时针转动，同时把B轮与壳体所形成的计量空间内的流体排至出口。椭圆齿轮流量计如此往复循环，A、B两轮交替带动，以椭圆齿轮与壳体间固定的月牙型计量空间为计量单位，不断地把入口处的流体送到出口。图中所示仅为椭圆齿轮转动1/4周的情况，相应排出的流体量为一个月牙型空腔容积。所以，椭圆齿轮每转一周所排流体的容积为固定的月牙型计量空间容积V0的4倍。若椭圆齿轮的转数为n，则通过椭圆齿轮流量计的流量为:由此可知，已知排量q值的椭圆齿轮流量计，只要测量出转数n，便可确定通过流量计的流量大小。椭圆齿轮流量计2.工作特性椭圆齿轮流量计是借助于固定的容积来计量流量的，与流体的流动状态及粘度无关。但是，粘度变化会引起泄漏量的变化，泄漏过大将影响测量精度。椭圆齿轮流量计只要保证加工精度，和各运动部件的配合紧密，保证使用中不腐蚀和磨损，便可得到很高的测量精度，一般情况下为0.5～1%，较好时可达0.2%。值得注意的是，当通过流量计的流量为恒定时，椭圆齿轮在一周的转速是变化的，但每周的平均角速度是不变的。在椭圆齿轮的短轴与长轴之比为0.5的情况下，转动角速度的脉动率接近0.65。由于角速度的脉动，测量瞬时转速并不能表示瞬时流量，而只能测量整数圈的平均转速来确定平均流量。椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计的外伸轴一般带有机械计数器，由它的读数便可确定流量计的总流量。这种流量计同秒表配合，可测出平均流量。但由于用秒表测量的人为误差大，因此测量精度较低。现在大多数椭圆齿轮流量计的外伸轴都带有测速发电机或光电测速盘。再同二次仪表相连，可准确地显示出平均流量和累积流量。椭圆齿轮流量计椭圆齿轮流量计常见故障和排除方法故障现象：一、椭圆齿轮不转原因：1、安装时有杂质落入表内，卡住椭圆齿轮。2、被测液体有杂质，过滤器堵塞。3、被测液体压力过低。处理措施：1、拆洗，清洗后重新安装并按椭圆齿轮上所标记号安放。新表常易发生，按所标记号安放椭圆齿轮。2、洗涤过滤器，清除杂质。3、增加压力。二、椭圆齿轮转动时有不正常噪音原因：流量过大，超过了规定值。处理措施：调整流量至规定值。三、无脉冲输出原因：1、4芯电源插头座接触不良或线断。2、永久磁铁吸有导磁材料碎屑。3、霍尔器件损坏处理措施：1、检查插头座是否插好。2、去除永久磁铁上导磁材料碎屑3、调换霍尔器件四、无电源原因：1、霍尔器件引线之间或线与外壳有短路现象。2、霍尔器件损坏。处理措施：1、排除引出线之间或线与外壳之间的短路2、调换霍尔器件椭圆齿轮流量计常见故障和排除方法五、误差过大（1）负差原因：1、流量过小，低于规定值2、旁路泄漏3、使用年限过久，椭圆齿轮等磨损处理措施：1、换较小口径流量表2、检查旁路，防止泄漏3、更换齿轮（2）正差原因：1、液体内含有气体。2、液体拈度与校验拈度相差过多。处理措施：1、表前增装气体分离器，及防止法兰渗漏2、更换齿轮椭圆齿轮流量计常见故障和排除方法罗茨流量计1.结构和工作原理腰轮转子流量计对流体的计量过程，同椭圆齿轮流量计相类似，是通过腰轮（转子）与壳体之间所形成的固定计量空间来实现的。每当腰轮转过一圈，便排出四个固定计量体积的流体，只要记下腰轮的转动转数，就可得到被测流体的体积流量。腰轮的转动也是靠流体的入口和出口的压差Dp=p1-p2来实现的。其工作过程如图1所示。位置1：当下转子以反时针方向转到水平位置时，流体进入计量室和转子的空间位置2：下转子在水平位置，底部室内存有一个固定体积的流体位置3：当上下转子继续旋转时，底部计量室内流体被排出位置4：与上述过程同时，上转子以顺时针旋转至水平位置，仪表上部计量室存有与底部相同体积的流体。每对转子旋转一周，排出等体积流体4次。罗茨流量计所以，当被测气体进入流量计入口端，推动转子旋转，每转动一周就有一定体积流量从出口排出，这就是旋转派量工作原理。转子转动经磁性联轴系统传递给机械计数器，从而累积流经计量室的体积量，达到计量的目的。如此往复循环，A、B两轮交替带动，其流量的计算公式与式椭圆齿轮流量计相同。罗茨流量计2.工作特性腰轮转子流量计中，两个腰轮转子的加工精度和表面粗糙度要求较高，安装时必须要保证两腰轮轴线的平行度要求。普通腰轮流量计，随着流量的增大，转子角速度的波动现象较严重，脉冲率约为0.22左右。对大流量的计量，往往都采用450角组合腰轮，可大大减小转子角速度的波动，脉冲率可减小到0.027左右。此种流量计具有结构简单，使用寿命长，适用性强等特点，对于不同粘度的流体，均能够保证精确的计量，一般精度可达±0.2%。流体罗茨流量计的维护保养流体罗茨流量计广泛用于化工企业中，经统计由于未正确使用和维护而引发的故障占其故障发生率的７０％左右。为此，我们结合工作经验谈谈流体罗茨流量计的正常使用和维护保养的方法，并分析一下其常见故障。正常使用与维护保养１、表头要有一定数量的润滑油，润滑油一般为硅油或砷油。２、应按时定期巡检，听：运转是否有杂音；看：表头机械记数器有无卡阻，记录是否连续。３、每半年应清洗１次过滤器，过滤器是否堵塞从进出口压力差来判断。一般压差超过0.07MPa应清洗。４、对表头齿轮传动部分应每年进行清洗、检查、润滑，并对表头进行调校。５、对温度补偿器准确度修正器应1年检查1次，并对齿轮传动部分进行清洗润滑。６、在流量计规定范围内使用，不得超限；超载20%不得过30分钟，否则会降低计量准确度。７、勿使流体倒流，现场显示器的指针或计数器的字轮反转说明倒流，应详细检查以免事故发生。８、过滤网应用40或60目/英寸的不锈钢丝网。９、应检查磁性密封联轴器或机械密封联轴器传动和磁性情况，查磁场强度是否够，不够应及时更新磁钢。10、启用前应首先缓慢开启旁通阀然后打开流量计入口阀，再打开出口阀，打开出口阀同时一定要密切注视流量计指针的移动速度，正常工作后，再关闭旁通阀，如出现异常，应立即打开旁通阀，同时关闭出入口阀，进行检查处理。流体罗茨流量计的维护保养11、新安管路或检修后，投用一天后，必须打开过滤器清除杂质。正常使用时，轻质油半年、重油３个月，必须清洗过滤器１次，严禁使用蒸汽吹扫流量计。12、更换石墨轴承时，对DN50的流量计，间隙最大不超过0.1mm；对DN150的流量计，间隙最大不超过0.2mm；对上、下盖与转子的间隙和转子与计量箱内腔的间隙最大值应不超过0.15mm。13、维护保养拆卸时，对重要部件应做好标记以免装错。14、装配时应使转子转动灵活，间隙均匀，啮合正确，转子之间转度内腔，转子与上下盖不要有磨擦碰撞现象。流体罗茨流量计的维护保养罗茨流量计的故障分析与排除方法故障现象：一）表芯内各齿轮不转或转动不灵活原因：1、表芯各传动齿轮，蜗轮、蜗杆磨损2、传动轴轴承磨损，孔径变大或变形二）计数器不工作原因：1、各计数轮内齿磨损或脱落2、计数器轴支架损坏处理措施：更换表芯一、表芯计数部分二、密封连接部分三、计量室部分故障现象：供气正常，转子正常工作，表芯齿轮不转，计数器不工作原因：1、磁钢套与转子轴脱落或者磁钢套与转子轴之间的固定螺钉松动2、磁钢从磁钢套上脱落处理措施：1、重新固定磁钢套2、重新固定磁钢故障现象：一）燃气不通过仪表，表头不计数原因：1、过滤器、过滤网罩堵塞2、计量室进入异物（如焊渣、沙砾、锈蚀物等）出现