容积式流量计的结构

2006/06/13 　　　来自： 精信测器

　　为了适应生产中对流量测量的各种不同介质和不同工作条件的要求，产生了各种不同型式的容积式流量计．其中比较常见的有齿轮型、刮板型和旋转活塞型等三种型式，现分别介绍如下．

    1．齿轮型容积式流量计

    这种流量计的壳体内装有两个转子，直接或间接地相互啮合，在流量计进口与出口之间的压差作用下产生转动．通过齿轮的旋转，不断地将充满在齿轮与壳体之间的“计量空间”中的流体排出．通过测量齿轮转动次数，可得到通过流量计的流体量．

图2—1中示出是椭圆齿轮型容积流量计(也称奥巴尔容积流量计)的示意图

图2－1 椭圆齿轮流量计工作示意图

由图可见，该流量计由两椭圆齿轮相互啮合进行工作，其工作过程简述如下：图中P1表示流量计进口流体压力；表示出口流体压力，显然压力P1大于P2．在图2—1(a)中，下面转子虽然受到流体的压差作用，但不产生旋转力矩，而上面齿轮在两例差压作用下产生旋转力矩而转动．由于两个齿轮互相啮合，故各自以O1，O2为轴心按箭头方向旋转，同时齿轮O1将半月形计量空间的流体排向出口．在图2—1(a)状态时，上齿轮为主动轮，下齿轮为从动轮．在图2－1(b)位置时，两个齿轮均在流体差压作用下产生旋转力矩，并在该力矩作用下沿箭头方向旋转，转变到图2—1(c)所示的位置．这时齿轮位置与图2—1(a)相反，下齿轮为主动轮，上齿轮为从动轮．下齿轮在进出口流体差压作用下旋转，又一次将它与壳体之间的半月型“计量空间”中的流体排出．如此连续不断运动，椭圆齿轮每转一周，就排出四份“计量空间”流体体积．因此，只要读出齿轮的转数，就可以计算出排出的液体量．参考图2－2，可计算出排出的流体总量为

                     V＝4nv

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

式中  n——齿轮的转动次数；

      a，b——椭圆齿轮的长半袖，短半铀；

­­­­—— 椭圆齿轮的厚度．

另一种齿轮型容积式流量计是腰轮容积流量计，也称罗茨型容积流量计．这种流量计的工作原理和工作过程与椭圆齿轮型基本相同，同样是依靠进，出口流体压力差产生运动，每旋转一周排出四份“计量空间”的流体体积量．所不同的是在腰轮上没有齿，它们不是直接相互啮合转动，而是通过按装在壳体外的传动齿轮组进行传动．

上述两种转子型式的容积流量计，可用于各种液体流量的测量，尤其是用于油流量的准确测量．在高压力、大流量的气体流量测量中，这类流量计也有应用．由于椭圆齿轮容积流量计直接依靠测量轮啮合，因此对介质的清洁要求较高，不允许有固体颗粒杂质通过流量计．   

2．刮板式容积流量计

    刮板式流量计也是一种较常见的容积式流量计．在这种流量计的转子上装有两对可以径向内外滑动的刮板，转子在流量计进、出口差压作用下转动，每转动一周排出四份“计量空间”的流体体积．与前一类流量计相同，只要测出转动次数，就可以计算出排出流体的体积量．

    较常见的凸轮式刮板流量计结构如图2—4所示．图中壳体的内腔是一圆形空筒，转子也是一个空心圆筒形物体，径向有一定宽度，径向在各为90°的位置开四个槽，刮板可以槽内自由滑动．四块刮板由两根连杆连结，相互垂直，在空间交叉．在每一刮板的一端装有一小滚珠，四个滚珠均在一固定的凸轮上滚动使刮板时仲时缩．当相邻两刮板均伸出至壳体内壁时，就形成—计量空间的标准体积．刮板在计量区段运动时，只随转子旋转而不滑动，以保证其标准容积恒定．当离开计量区段时，刮板缩入槽内，流体从出口排出．同时，后一刮板又与其另一相邻刮板形成第二个“计量空间”，同样动作．转子运动一周，排出四份“计量空间”体积的流体．

在刮板式容积流量计中，还有所谓旋转阀式刮板流量计，它的工作原理与凸轮式相似，但结构不同，这里就不详细叙述了．

3．旋转活塞式容积流量计

    旋转活塞式(也称为摆动活塞式)容积流量计的结构与工作原理可见图2—5所示．

    如图，旋转活塞位于固定的内外圈3，4之间，活塞的轴6靠着导辊5滚动，中间隔板1将计量空间分成两部分，活塞2的上缺口和隔板1咬合，当活塞依箭头方向运动时与隔板1成直线运动．活塞在进出口流体压力差的作用下，始终与内外圆桶壁紧密接触旋转，交替不断地将活塞与内外圆筒之间的流体排出，通过计算活塞旋转次数可得到流过的流体量．

    旋转活塞式容积流量计具有通流能力较大的优点．它的不足是在工作过程会有一定的泄

漏，所以准确度较低．