6. Приборы для измерения массы, объема

И РАСХОДА

5.1. Основные понятия

В технологических процессах пищевых производств измере­ние массы, объема и расхода имеет большое значение как для контроля и управления, так и для учета потребления сырья, полуфабрикатов и отпуска готовой продукции.

Количеством вещества называют суммарный объем или массу вещества, проходящего через поперечное сечение трубо­провода или другого транспортного устройства за определен­ный промежуток времени. Количество вещества выражается в единицах объема или массы. Основной единицей измерения объема является кубический метр (м³), а основной единицей измерения массы — килограмм (кг). Приборы, измеряющие массу или объем вещества, которое протекает через прибор в те­чение любого промежутка времени, называются счетчиками.

Расходом вещества называется количество вещества, про­ходящее через данное сечение канала в единицу времени.

В зависимости от того, в каких единицах измеряется расход вещества, различают расход объемный (в м³/с) и массовый (в кг/с). Приборы, измеряющие расход, называются расходомерами. Они позволяют определить расход вещества в любой момент времени. При добавлении к расходомеру интегратора (счетного суммирующего механизма) он может выполнять функции рас­ходомера и счетчика.

Приборы для измерения количества и расхода в зависимо­сти от метода измерения подразделяются па следующие группы: скоростные и объемные счетчики; расходомеры переменного и постоянного перепада давления; расходомеры переменного уровня (щелевые); тепловые, электромагнитные и ультразвуковые рас­ходомеры; весы и дозаторы; приборы для учета штучной про­дукции.

5.2. Объемные счетчики

Действие этих приборов основано на отмеривании определенного объема вещества, проходящего через прибор, и суммировании результатов измерений. К числу объемных счетчиков относятся счетчики с овальными шестер­нями, ковшовые счетчики, поршневые, дисковые, ротационные и др.

Рис. 5.1. Схема счетчика с овальными шестернями:

а — первое положение (исходное); б — второе положение (через 1/8 оборота); а — тре­тье положение (через 1/4 оборота)

Счетчики жидкости с овальными шестернями получили широкое применение в пищевой промышленности. В таких приборах жид-кость, протекающая через измерительную камеру 2 (рис. 5.1), вращает овальные шестерни 3 и 4, кото­рые периодически отсекают определенные объемы вещества А, ограниченные овалом шестерен и стенкой измерительной ка­меры 1. За один оборот шестерни отсекаются четыре объема жидкости, равные в сумме свободному объему измерительной камеры счетчика.

Количество жидкости, прошедшее через счетчик, учиты­вается по частоте вращения шестерен, связанных со счетным механизмом. Выпускаются счетчики, обеспечивающие измере­ние в диапазоне от 0,8 до 36 м³/ч. Диаметры условных прохо­дов 15—80 мм; класс точности 0,5; 1.

Принцип действия барабанного счетчика жидкостей (рис. 5.2) основан на измерении объемного количества жидкости путем последова-тельного наполнения и опорожнения трех мерных камер 3, 7, 8 барабана. При работе счетчика измеряемая жидкость через входной патрубок 1 посту-пает во внутренний распредели­тельный цилиндр барабана, из которого через щели 5 попадает последовательно в камеры 3 и 7. По мере заполнения камеры 3 воздух из нее удаляется через отверстие 6 распределительного ци­линдра, и барабан не вращается, так как центр тяжести системы барабан — жид-кость находится на оси барабана. Равновесие си­стемы нарушится в тот мо-мент, когда жидкость начнет заполнять канал 4, а затем через щель 5 - ка-меру 7. При этом создается вра­щающий момент, поворачивающий барабан против часовой стрелки. Заполнение камеры 3 прекращается, когда кромка 2 распреде­литель-ного цилиндра выступит над уровнем жидкости. При даль­нейшем пово-роте барабана жидкость из камеры 3 через канал 4 начнет выливаться в по-лость корпуса и из него через сливной патрубок в приемный трубопровод. Камера 7 начнет постепенно заполняться, и переместится на место камеры 3, а на ее место пе­реместится камера 8 и т. д. Таким образом, при последо-вательном автоматическом наполнении и опорожнении мерных камер барабан будет вращаться до тех пор, пока не прекратится поступле-ние в него жидкости. Промышленностью выпускаются барабанные счетчики молока (тип МГБ), предназначенные для измерения расхода в пределах 0,03 - 0,6 м³/ч, класс точности 1,5. Барабанные счетчики (рис.5.3) пред­назначены для измерения неболь-ших количеств газа. Принцип их действия основан на преобразовании вращения измерительного барабана, происходящего под действием разнос-ти давления газа до и после счетчика, в показания счетного механизма.

В корпусе 1 размещен измерительный барабан 2, который раз­делен наклонными перегородками на четыре равные части, являю­щиеся измерительными камерами. Эти камеры частично заполне­ны затворной жидкостью (водой). Газ, поступающий через вход­ной штуцер 3 в газо-распределительное пространство 4, попадает в измерительные камеры, от-верстия которых вышли из воды. Вслед­ствие потери давления в счетчике барабан начинает вращаться по часовой стрелке. При этом измерительные камеры поочередно за­полняются газом и освобождаются от него. За один оборот бара­бана вытесняется количество газа, равное четырех-кратному объ­ему одной измерительной камеры. Вращение барабана передается счетному механизму.

П риборы, которые выпускаются промышленностью, предназна­че-ны для измерения расхода газа от 0,16 до 6 м³/ч. Класс точности приборов 1.

Рис.5.2. Функциональная схема Рис.5.3. Функциональная схема

барабанного счетчика жидкостей барабанного счетчика газов

Известны также конструкции камерных тахометрических расходомеров и счетчиков с ковшовыми, поршневыми и некоторыми другими первичными из­мерительными преобразователями, предназначенными для измерения расходов жидких и газообразных веществ в широком диапазоне.

В ротационных счетчиках газов (рис.5.4) измерение осу­ществляется с помощью двух роторов 1 восьмеричной формы, вра­щающихся в цилин-дрическом корпусе 2. Валы роторов связаны шестернями, находящимися вне кожуха. Газ в счетчик поступает через входной патрубок с сетчатым фильтром. Вращение роторов происходит за счет разности давлений между входом и выходом счетчика. Один из роторов связан через замедляющий редуктор со счетным механизмом, который и показывает объемное количество газа, прошедшего через прибор. Измерительный объем счетчика определяется пространством, заключенным между стен-кой корпуса и кожухом.

В ыпускаемые ротационные счетчики рас­считаны на измерение рас-ходов от 40 до 40000 м³/ч. Рабочие давления 0,1; 0,6; 1,6 и 6,4 МПа. Условные проходы счетчиков от 50 до 1200 мм. Класс точности таких приборов 1 и 1,5.

Рис. 5.4. Принципиальная схема Рис. 5.5. Скоростной счетчик жидкости

ротационного счетчика газа с винтовой вертушкой