1概述
转子流量计(也称为面积流量计)利用了可变节流孔和差压的原理。该原理最早刊登在1886年美国的专利刊物上。大约在1930年开始其实用研究,1937年生产出了工业用玻璃管转子流量计。从50年代的后半期,在加工工业开始大量使用电气式及空气式的传输式转子流量计。几进人80年代,随着微型处理器的普及,由于氟化工烯树脂、铝、陶瓷等新材料的利用技术及流量计使用技术的提高,相继诞生了小型、轻便、多功能、高耐久性及高可靠性的产品。今天在化工、石化、冶金、电力、供水排水、食品、半导体、原子能及环保等领域,流量计得到了广泛使用。
如图1所示,转子流量计与差压流量计、电磁流量计、容积式流量计并列,占领了主要工业用流量计的位置。
2转子流量计的特点
(1)可以测量液体、气体、蒸汽等几乎所有流体的流量;
(2)与节流流量计比较,结构简单,适合于流量的现场指示。作为现场指示型流量计,由于不需要电源,所以即使是易燃易爆环境其本质也是安全的;
(3)结构上可以测量微小流量及低雷诺数的流量;
(4)有效测量范围广,最小刻度值一般是最大刻度值的1/10,即范围度为10:1;
(5)刻度为基本均等的直线刻度;
(6)因结构简单,容易制造耐腐蚀的流量计,适用于测量含腐蚀性的气体、液体的流量;
(7)压力损失较小;
(8)对直管段部分一般不需要;
(9)不受液体中所含的各种杂音(电气的、化学的及流体的等)的影响;
(10)低价格,容易安装。
转子流量计的缺点主要有:
(l)有可动部件,存在一些压力损失等;
(2)精度受流体物理参数变化的影响。
3测量原理
如图2所示,它利用流动的能量来检测,流量不需要外部动力。其结构是流量计主体垂直安装,待测流体自下而上流过垂直的锥形管,浮子在其中运动。可以由流量检测部件浮子所在的稳定平衡位置来指示待测流体之流量值。
浮子的最大外径同锥形管的内径之间构成了环形截面,流体自下流人浮子最大外径周围并很快产生收缩,产生向上运动的浮力F,若这两个向上力的合力同浮子的质量(W)相等时,即DP十F=W浮子就稳定在这个位置上。浮子随着流量大小而上下运动,浮子周围的环形面积也随之变化。
式中：
Q0,为介质流量;
C为流量系数(仪表系数);
A为穿流截面积
g为重力加速度;
Vf为浮子体积;
Af为浮子最大直径的截面积;
pf为浮子密度;
p0为介质密度。
4转子流量计的功能、适应性与选型
由于转子流量计应用了重力的原理,在现场使用时无需电源供电,因此可在地球的每一角落使用,它可以同各种遥控器仪表配套,应用范围广泛。
(1)玻璃转子流量计
要求介质透明不粘附表面。主要特点为成本低,易于安装和维护,纯机械操作,不需要电源,直接监视流体,可测量液体、气体,但不可测量蒸汽。
(2)塑料转子流量计
塑料管转子流量计要求介质透明不粘附表面。主要特点为性价比高,易于安装和维护,全塑料材质,可用于超纯水的测量,还可附加报警接点输出,只适用于测量液体。
(3)金属管转子流量计
金属管转子流量计适用于透明和不透明及于净和比较干净的介质,甚至可以选用测量泥浆转子流量计对不干净的液体完成测量控制,但介质不宜含磁性的物质(必要时,另装磁过滤器)。它适合中、小、微流量的测量与控制,可测量液体、气体和蒸汽。根据工艺条件与要求,除具有现场指示、接点输出、气压变送、电信号变送、现场积算等功能外,还可再附加液体阻尼器、气体阻尼器、散热器(片)、蒸汽加热夹套(又分成半夹套和全夹套)。
1)装液体阻尼器
如图3所示,在测量蒸汽和气体流量时,安装阻尼器是为了防止因蒸汽和气体所引起浮子的振动。阻尼器筒体位于管部的低端并充满阻尼液(加硅油等)。阻尼液与阻尼器之间的磨擦,可使浮子移动趋于平滑,使指示读数稳定,可延长活动部件的使用寿命。
2)安装气体阻尼器
如图4所示,在测量气体流量时,可采用不需使用阻尼液的气体阻尼器(只适用于金属材料的流量计)。这种机械式的阻尼器是在原有浮子导向装置上,增加了汽缸和活塞。省去了安装流量计底端的液体阻尼器。它可以提高配管设计的灵活性,又可免于填充阻尼液,减轻了维护工作量。气体阻尼器只适用于气体流量的测量,不适用于液体和蒸汽。请注意,氯气(易于形成化合物)和含锈的气体、杂质、油类等物质都会妨碍活塞零件的功能。
3)安装散热片
如图5所示,对检测温度大于150℃的流体,需在测量管和指示器壳体之间安装散热片进行散热。
4)安装蒸汽加热夹套
如图6所示,在测量高粘度和粘性流体时,通常要采用加热夹套,加热夹套有半夹套和全夹套两种,半夹套只覆盖测量管部,全夹套除覆盖测量管部外还覆盖了法兰盘。
5仪表安装、使用注意事项
(l)除去浮子固定件
为防止运送过程中振动引起的破损,发货时,在管体中插入了塑料管对浮子进行固定。安装仪表之前,请先拆除此件。
(2)垂直安装
转子流量计要求管体部分必须垂直放置。倾斜放置会影响精度并导致动作不良(容许误差在2°以内)。
(3)安装旁路和阀门
为便于维修、保养、鼓励安装旁路配管和阀门。最好在仪表流人端安装截止阀,在流出端安装调节阀。测量气体时,如果开放仪表出口端,会引起压力下降导致无法正确测量。所以使用已进行过规格压力校正的仪表时,请在出口端安装调节阀。
(4)上下流直管段长度
不必特地设定直管端,但请尽量避免在上流附近处设置容易引起紊流的阀门、弯头等附件。因为紊流会导致可动部件组寿命缩短。
(5)清洗和除去杂质
流体中如有固体杂质或纤维等混人时,会引起动作不良,需在人口处安装过滤器等除去杂质。特别是含有铁粉等固体杂质混人仪表中时,因浮子中装有磁铁,杂质会吸附在浮子表面而导致动作不良。
转子流量计正常工作之后,配管中的杂质会导致动作不良。因此,在配管中安装仪表之前,先清洗整个配管。当浮子被卡住时,不要用金属_L具敲打流量计的锥形管,可以用橡胶材质锤子或木块轻轻振动锥形管。
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