蜗轮流量计的结构、原理及分类
2025年10月01日 09:10:48
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蜗轮流量计的结构、原理及分类
1.结构
蜗轮流量计的结构型式很多，但主要由下列几部分组成:外壳、叶轮、导流架及安放在架上的支撑叶轮的轴承、信号检测器。
1)外壳。直接与管道相连接，介质流经其中，承受被测介质压力与温度安装变送器的机芯。插入式电磁流量计对大多数被测介质应具有耐腐蚀性和足够的机械强度，在用磁电感应式的信号检测器时，壳体应具有不导磁的性能。
2)导流体。支持叶轮的转轴，保证叶轮转动中心与外壳中心重合，具有稳流和整流作用。
3)叶轮.其上带有螺旋形叶片，受被测介质冲击而旋转，配合信号检测器将旋转运动换成电脉冲信号。有良好的导磁性能以改变信号检测器内磁路的磁阻，叶轮参数决定流量变送器在整个流量范围内的线性误差。
4)轴和轴承。支持叶轮做高速旋转的一组运动零件，轴一般用淬火的不锈钢、镀硬铬的其他钢、钨铬钻硬质合金等硬材料，而轴承用石墨及增强F4塑料、尼龙等软材料和钨铬钻硬质合金等硬材料制成。在叶轮转速确定的情况下，流量计的寿命主要取决于轴与轴承的配合及工况下的磨损。
5)信号检测器。配合叶轮实现电脉冲频率信号的转换，它是依赖于磁阻的变化。一般情况下，高压电磁流量计的磁钢产生的磁通借助于导磁棒经空气闭合，当其下方有导磁物体(叶轮)通过时，则磁通闭合回路的磁阻就发生变化，在感应线圈中产生一个电脉冲。
2.作用原理
流体从流量计的人口经过导流架整流，使流束平行轴线方向流人蜗轮，导流架上的导流叶片和流动方向平行放置，经过整流后的流束流人由螺旋形叶片组成的蜗轮，推动蜗轮旋转，从蜗轮流出的流体再经过出口导流架将流体整流成和轴线平行的流束，以减少压力损失。在蜗轮的上边对着叶轮的部位，在非导磁材料制成的壳体上放置一个感应线圈，感应线圈的中心衔铁上面有一块长久磁铁(或均为长久磁铁)。当由导磁不锈钢制成的螺旋形叶片转动通过感应线圈下端时，周期地改变线圈磁路的磁阻，使通过线圈的磁通也发生周期变化，在感应线圈内产生和流量成正比的脉冲信号，该信号经过线圈引出线进人前置放大器放大，然后远传至显示仪表。
轴和轴承之间的摩擦和轴的直径及叶轮质量有关，有时为了减小这一摩擦阻力的影响，可采用细轴、质量轻的叶轮(使它的密度和被测介质的密度接近)，有时滚珠轴承取代滑动轴承，但因滚珠轴承的耐腐蚀问题不易解决，限制了它的广泛应用。为了减小插入式电磁流量计因流体对叶轮的轴向推力而增加的轴承摩擦转矩，可在轴的中心开一小孔，部分流体流人中心孔被滞止，在叶轮后轴承端面上形成一反推力，使其后端面不与后导流架接触，从而减小摩擦力矩。
3.分类
蜗轮流量计因适用于不同介质或场合，从结构特点不同可分多种型式。
首先如图4一33所示的典型结构，称之为基型流量计，其特点为:
1)叶轮直径略小于公称通径;
2)叶轮旋转的平面垂直于流体流动方向，
3)信号检测器置于壳体外部;
4)应水平安装使用且介质单方向流动。
除基型外按不同结构型式大致分类如下:
1)按被测介质不同分为液体蜗轮流量计、气体蜗轮流量计。
2)按信号检测器在外壳上的位置分为外磁式蜗轮流量计、内磁式蜗轮流量计、高压电磁流量计。
3)按轴向力平衡的方式分为止推式蜗轮流量计、轴向力自动补偿式蜗轮流量计。
4)按轴承型式分为滑动轴承蜗轮流量计、滚动轴承蜗轮流量计。
5)按流量计精度分为:
蜗轮流量计:精度一般为0.5级;
精密蜗轮流量计:精度一般不低于0.2级。
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