32. Тахометрические расходомеры. Аксиальные и тангенциальные. Одноструйные и многоструйные. С овальными шестернями.
Тахометрические расходомеры
Принцип действия основан на зависимости скорости вращения чувствительного элемента (турбинки) от скорости потока. В зависимости от взаимного расположения оси потока и оси турбинки различают расходомеры с аксиальной и тангенциальной турбинками. Так как выходной сигнал с тахометрического преобразователя технически проще суммировать, то они применяются, как правило, в качестве счетчиков количества.
Достоинства:
Простота конструкции,
Высокая точность (от 0,3 до 2%),
Независимость показаний от плотности (только для объемных счетчиков),
Измерение расхода вязких жидкостей при низких Re,
Малые габариты и масса для малых Ду (15-50 мм)
Низкая стоимость.
Недостатки:
Наличие подвижных частей,
Значительное гидравлическое сопротивление,
Большие габариты и масса для больших Ду (до150).
Невозможность измерения расхода газов,
Невозможность измерения расхода загрязненных и абразивных сред.
Динамический диапазон тахометрических расходомеров составляет 1:25÷1:50. Область применения – измерение протекающего объема жидкостей: воды, нефти, масел, бензина и т.д.
Р
асходомеры
с тангенциальной турбинкой.
Используют для измерения малых расходов
и при Ду до 50мм. Турбинка имеет лопасти,
расположенные под углом 900
к оси потока. При этом для придания
вращения поток направлен тангенциально
относительно лопастей. В зависимости
от способа подвода потока к лопастям
различают одно- и многоструйные счетчики.
В одноструйных поток к турбинке направляется по гладкому каналу одной струей. Они более просты, дешевы (стоимость счетчика Ду 15 с механическим отсчетным устройством – 15 -20 $), имеют меньшее гидравлическое сопротивление, но менее надежны из-за одностороннего износа опоры.
В
многоструйных
корпус имеет два ряда равномерно
расположенных сопел. Через часть из них
жидкость подается на турбинку, а через
часть (с противоположной стороны) –
отводится. Частота вращения передается
на счетный механизм с помощью магнитной
муфты, что обеспечивает герметичность
и долговечность счетного механизма.
Расходомеры с аксиальной турбиной (Счетчики Вольтмана). В этих расходомерах ось турбинки совпадает с осью потока. При этом лопасти расположены под некоторым углом к оси потока.
Если необходимо измерять значительно изменяющиеся расходы, то применяют комбинированные водосчетчики.
П
ри
малом расходе поток идет через счетчик
малого Ду, при увеличении до некоторого
значения срабатывает клапан (по перепаду
давлений) и поток идет через счетчик
большего Ду. Соотношение номинальных
расходов ≈1:10.
Объемные счетчики с овальными шестернями.
В
нутри
корпуса 3 размещены две находящиеся
в зацеплении овальные шестерни 1
и 2. Измеряемый поток
создает на них перепад давления Р1
и Р2. Под действием
этого перепада поток в положении,
показанном на рис. а, создает на
овальной шестерне 1 крутящий
момент и заставляет вращаться эту
шестерню, которая ведет шестерню 2.
В положении, показанном на рис. б, крутящий момент возникает на обеих шестернях, а в положении на рис. в, крутящий момент действует на шестерню 2, которая теперь ведет шестерню 1. а один оборот шестерен измерительные полости V1 и V2 дважды наполняются и дважды опорожняются. В итоге за один оборот через счетчик проходит объем жидкости, равный 4V1 (или V2). Ось одной из шестерен вращает счетный механизм, расположенный вне корпуса прибора.
Для уменьшения трения между торцевыми поверхностями шестерен и стенками корпуса шестерни устанавливают на горизонтальных осях.
Преимущества:
высокая точность измерений (погрешность ± (0,5 – 1) %,
малая потеря давления,
независимость показаний от вязкости.
независимость показаний от плотности среды и дисперсного состава.
Недостатки:
необходимость хорошей фильтрации измеряемой среды от механических примесей,
высокий уровень акустического шума.
Ду выпускаемых счетчиков от 12 до 250 мм, а предел измерений от 0,01 до 250 м3/ч.
Счетчики с овальными шестернями используются для измерения различных жидкостей, в том числе нефти и нефтепродуктов.