Объемные и скоростные счетчики количества и расхода жидкости

  Министерство  образования и науки РФ

  Иркутский Государственный Технический Университет 
 
 
 

  Кафедра конструирования и стандартизации в машиностроении 
 
 
 

  Реферат по метрологии.

   Тема: «Объемные и скоростные счетчики количества и расхода жидкости, газа и пара» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Выполнил:ст.гр.СДМу-10-1

   Шишмарев В.И.

   Проверил: Тумаш А.М. 

   Иркутск 2011г.

   Оглавление 

   1)Скоростные  счетчики                                                                                              стр.3

   2)Объемные  счетчики                                                                                                 стр.7

       а)Счетчики поршневые (цилиндрические)                                                           стр.8

       б)Счетчики поршневые (дисковые)                                                                      стр.9

       в)Счетчики поршневые (кольцевые)                                                                   стр.10

       г)Счетчики ротационные                                                                                     стр.12

       д)Счетчики лопастные                                                                                          стр.14

       е)Счетчики ротационные с круглыми шестернями                                           стр.15

       ж)Счетчики лопастные (пластинчатые)                                                             стр.15

   3)Список  использованной литературы                                                                   стр.17  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Скоростные  счетчики

   Скоростные  счетчики выпускают двух основных конструктивных модификаций: счетчики с аксиальным и тангенциальным подводом жидкости к турбинному датчику прибора. Устройство счетчика с аксиальным подводом жидкости показано на рис.1. Поток жидкости, поступая в прибор, выравнивается струевыпрямителем 5 и направляется на лопасти аксиальной турбинки 3, выполненной в виде многозаходного винта. Вращение турбинки через червячную пару 1 и передаточный механизм 6, помещенный в корпус 2, передается счетному устройству 7, которое имеет стрелочные указатели с делениями, оцифрованными в литрах или кубических метрах. Возможность отсчета показаний непосредственно в единицах объемного количества (а не в числах оборотов турбинки) обеспечивается регулировкой передаточного числа механизма 6, соответствующим подбором сменных шестерен и регулировкой скорости вращения турбинки специальным регулировочным устройством 4. Устройство позволяет поворачивать одну из радиальных перегородок струевыпрямителя относительно направления потока. Вследствие этого часть потока, заключенная между поворотной регулировочной пластиной и соседними перегородками струевыпрямителя, в зависимости от угла поворота плас- 

 
 

Рис.1. Скоростной счетчик  с аксиальной турбиной 

тины  будет подталкивать или тормозить  вращающуюся турбинку. Регулируя таким образом скорость вращения турбинки в процессе тарировки счетчика, добиваются соответствия (в пределах погрешности тарировки) между его показаниями и действительным количеством протекшей жидкости.

   Устройство  счетчика с тангенциальным подводом жидкости показано на рис. 97. В этих счетчиках гурбинку выполняют вертикальной пря-молопастной. Поток жидкости подается по касательной к окружности, описываемой средним радиусом лопастей. Жидкость может подводиться на лопасти одной (одноструйные счетчики) или несколькими (многоструйные счетчики) струями. Конструктивное отличие многоструйного счетчика от однострунного (см. рис. 97) состоит в том, что турбинку помещают в цилиндрическую камеру (рис. 98). Камера имеет два ряда равномерно распределенных по окружности сопел. Через нижний ряд сопел жидкость подается на лопасти турбинки, через верхние (обратные по направлению) отводится из камеры. В многоструйных счетчиках с прямым и обратным течением жидкости в зависимости от направления потока назначение сопел может меняться.

   Одноструйные  и многоструйные счетчики обладают рядом сравнительных достоинств и недостатков. Так, одноструйные счетчики более 
 

 

Рис.2. Скоростной счетчик  с тангенциальной турбиной: 1 — счетный  механизм; 2 — передаточный механизм; 3 — корпус прибора; 4 — турбинка

 

Рис.3.   Камера   многоструйного скоростного   счетчика   с  тангенциальной турбинкой

просты  по конструкции и обладают меньшей  потерей давления. Однако они менее  надежны в эксплуатации вследствие одностороннего износа опоры и значительного изменения показаний при засорении сетки фильтра. В многоструйных счетчиках опора изнашивается равномерно. Однако при том же калибре они имеют несколько меньшую по диаметру турбинку, которая быстрее вращается и скорее изнашивается.

   В зависимости от того, отделен ли счетный механизм прибора от измеряемой среды перегородкой и сальниковыми уплотнениями или измеряемая среда заполняет весь механизм счетчика вплоть до стекла над счетным указателем счетчики подразделяют соответственно на „сухохо-ды" и „мокроходы". Счетчики „мокроходы" более просты по конструкции, обладают большей чувствительностью и точностью, так как в них существенно меньше потери на трение (отсутствуют сальниковые уплотнения) , и более удобны в эксплуатации. Однако из-за грязи и абразивных включений в измеряемых жидкостях большее распространение получили счетчики „сухоходы", счетный механизм которых защищен от воздействия вредных примесей.

   Показания тангенциальных счетчиков регулируют или вертикальным перемещением турбинки, изменяя высоту опорного шипа, или перемещением специальной пластины, установленной у верхнего торца турбинки, или отводом части потока жидкости из измерительной камеры в обводной канал. Первые два способа регулирования основаны на изменении гидравлического сопротивления, оказываемого потока жидкости вращению турбинки за счет изменения зазоров между ее торцами и неподвижными частями камеры (дном или регулировочной пластинкой).

   Существенным  недостатком скоростных аксиальных и тангенциальных счетчиков является зависимость их показаний от вязкости измеряемой жидкости. При изменении  вязкости изменяется коэффициент пропорциональности, поэтому скоростные счетчики применяются исключительно для измерения количества воды. 

Погрешность показаний скоростных счетчиков  при их правильной регулировке и  нормальной эксплуатации находится в пределах ± (2—3) %.

   Счетчики  с аксиальными турбинками применяют для измерения количества воды при больших расходах в промышленных системах водоснабжения; счетчики с тангенциальными турбинками — для измерения количества воды при малых расходах (например, в бытовых водопроводах и малых отопительных системах). Возможность применения аксиальных водосчетчиков для измерений при больших расходах обусловливается тем, что вся лобовая поверхность аксиальной турбинки защищена от осевого действия потока неподвижным обтекателем, на котором крепятся струевыпрямительные перегородки (см. рис.1).

   Счетчики  с аксиальной турбинкой с обозначением ВВ изготовляют калибрами от 50 до 300 мм и применяют для измерений количества воды при расходах от 3 до 1300 м3/ч. Эти счетчики можно устанавливать как на горизонтальных, так и на наклонных участках трубопровода. Необходимая для их нормальной эксплуатации длина прямого участка составляет 8—10 диаметров трубопроводов перед счетчиком и 2—3 диаметра за ним.

   Тангенциальные счетчики с обозначением СВК (одноструйные) или СВМ (многоструйные) изготовляют калибрами от 15 до 40 мм на характерные расходы от 3 до 20 м3/ч. Их можно устанавливать только, на гори­зонтальных участках трубопровода, однако для нормальной работы не требуются прямые участки большой длины.

   При выборе скоростных счетчиков ориентируются  не на их характерный расход, а на допустимую потерю напора, которая  при длительной работе счетчика на наибольшем расходе не должна превышать 0,02—0,03 кгс/см2. Это существенно снижает предел измерения (по расходу) скоростных счетчиков, составляющий в лучшем случае 6:1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Объемные  счетчики

  Недостатком скоростных счетчиков, является существенная зависимость их показаний от вязкости жидкости, протекающей через счетчик. Этот недостаток в значительной мере отсутствует у объемных счетчиков, поэтому ими измеряют количество чистых промышленных жидкостей, нефтепродуктов и сжиженных газов, т. е. жидкостей с широким диапазоном изменения вязкости. Кроме того, объемные счетчики обеспечивают высокую точность измерений (относительная погрешность их обычно не превышает 0,5 %) и достаточный для условий применения диапазон измерений.

  Принцип действия объемных счетчиков основан  на суммировании объемов жидкости, вытесненных из измерительной камеры прибора за любой отсчетный промежуток времени.

  Основными элементами объемных счетчиков жидкостей  являются измерительная камера определенного  объема и конфигурации и перемещающийся в ней рабочий орган (поршень, диск, шестерни и т. д.). Рабочий орган счетчика перемещается под действием разности давлений на входе и выходе измерительной камеры при протекании через нее измеряемой жидкости. За каждый цикл своего перемещения рабочий орган вытесняет определенный объем жидкости, равный V. Суммарное число перемещений TV, рабочего органа фиксируется счетным механизмом. По разности показаний счетного механизма в конце и в начале какого-либо промежутка времени определяется объемное количество жидкости Vj - протекшей через прибор за этот промежуток времени.

Таким образом, общее для всех объемных счетчиков уравнение измерений  имеет вид:

VT=VNC

  В зависимости от конструктивных особенностей рабочего органа (поршень, шестерни и т. п.), а также от вида движения, совершаемого рабочим органом при работе счетчика (поступательное, вращательное — ротационное, сложное колебательное — прецессионное, сложное вращательное — планетарное), объемные счетчики классифицируют на:

1)поршневые (цилиндрические) с поступательным движением цилиндрического поршня;

2)поршневые (дисковые) с прецессионным движением дискового поршня;

3)поршневые (кольцевые) с планетарным движением кольцевого поршня;

4)шестеренные (круглые) с ротационным вращением круглых шестерен; 

5)шестеренные (овальные) с ротационным вращением овальных шестерен;

6)лопастные (камерные) с ротационным вращением лопастей, выполненных в виде камер;

7)лопастные (пластинчатые) с ротационным вращением пластинчатых лопастей.

  Счетчики  поршневые (цилиндрические) поступательные применяются для измерения количества жидкостей большой вязкости (мазута, смолы и др.).

  По  конструкции счетчики с цилиндрическими  поршнями отличаются друг от друга  количеством поршней, их расположением (горизонтальным или вертикальным), направлением действия потока жидкости на поршень, и, наконец, видом распределительного устройства.

 

Рис. 1 Поршневой мазутомер

Рассмотрим  работу поршневого мазутомера (рис.1) — это четырехпоршневой счетчик с вертикальными поршнями, золотниковым распределительным устройством и односторонним действием жидкости на поршни. В корпусе счетчика 5 на шаровой опоре установлен четерехпоршневой гидромотор. Штоки поршней 1 шаровыми шарнирами опираются на диск 2, который связывает их в единый механизм. Наклон диска ограничивается опорной тарелкой 3. Ход поршней и, в конечном счете, показания счетчика регулируют, изменяя высоту установки опорной тарелки. Поршневой механизм закрыт крышкой, в которой размещены золотниковое устройство и редуктор счетного механизма. Крышка имеет полости А и Б для подвода и отвода жидкости из золотникового устройства. При работе счетчика золотниковое распределительное устройство поочередно сообщает полости цилиндров над поршнями с полостями в крышке, через которые подводится и отводится измеряемая жидкость. При перемещении поршней диск совершает колебательное движение, обкатываясь по опорной тарелке. При этом начинает вращаться коленчатый валик 4, число оборотов которого пропорционально суммарному количеству жидкости, протекшей через счетчик.