Классификация приборов для измерения количества вещества. СЧЕТЧИКИ

Количество жидкости или газа можно измерить счетчиками. По принципу действия счетчики подразделяются на объемные, массовые и скоростные. Для измерения количества жидкости применяют преимущественно объемные и скоростные счетчики, для измерения объема газа—объемные счетчики. Для каждого счетчика существует определенный минимальный расход, ниже которого резко возрастает основная погрешность.

Номинальным называется наибольший длительный расход, при котором погрешность измерения не выходит за пределы установленных норм, а потеря напора не создает в счетчике усилий, приводящих к быстрому износу его деталей.

Характерным расходом называется количество вещества, которое проходит через счетчик за 1 ч при установившемся потоке и потере напора 0,1 МПа. Характерный расход является условной величиной и служит мерой оценки счетчиков различных конструкций.

Потери напора представляют собой разность давлений на входе в счетчик и выходе из него. Калибром счетчика называется диаметр условного прохода входного патрубка, выраженный в миллиметрах.

СКОРОСТНЫЕ СЧЕТЧИКИ

Эти счетчики служат для измерения количества жидкостей. Они основаны на принципе измерения средней скорости движущегося потока. Количество жидкости связано со средней скоростью движущегося потока соотношением

, (1)

где —средняя скорость движения вещества, м/с; S—поперечное сечение потока, .

О количестве жидкости, прошедшей через прибор, судят по числу оборотов лопастной вертушки, расположенной на пути потока. Считается, что скорость вращения вертушки пропорциональна средней скорости потока

(2)

с учетом уравнения (1)

(3)

где п - число оборотов вертушки: с— коэффициент пропорциональности, характеризующий механические и гидравлические свойства прибора.

По форме вертушки скоростные счетчики разделяются на две группы: с винтовой вертушкой и крыльчатые. Винтовые вертушки размешают параллельно измеряемому потоку, крыльчатые — перпендикулярно ему.

На рис. 3 показан скоростной счетчик с винтовой вертушкой, закрепленной на горизонтальной оси. В корпусе 1, снабженной фланцами для присоединения к трубопроводу, установлена вертушка 2 с лопастями, изогнутыми по винтовой линии.

Вертушку изготовляют из пластмассы при рабочей температуре до 30 и из латуни при более высоких температурах.

Рисунок 3 - Скоростной счетчик с винтовой вертушкой

Рисунок 4 - Однострунный (а) и многострунный (б) счетчики

Вертушку делают полой дли уменьшения ее веса и давления на цапфы. На ось вертушки перед задним закрытым подшипником 3, закрепленным в крестовине 4, насажен червяк 5, сцепляющийся с червячной шестерней, передающей вращение передаточному механизму 6. От механизма движение передается оси, проходящей через сальник 7, и счетному механизму 8.

Перед вертушкой со стороны входа жидкости установлен струевыпрямитель Р, состоящий из нескольких радиально закрепленных прямых пластин. Конец одной из пластин струевыпрямителя поворачивается вокруг вертикальной оси, образуя лопасть 11, служащую для регулирования счетчика через рычажный привод 12. В струевыпрямителе закреплен передник подшипник 10 оси вертушки. Механическое сопротивление (трение в подшипниках, сальнике и т. п.) влияет на скорость вращения вертушки, а при некоторой минимальной скорости потока вертушка будет неподвижна.

В зависимости от способа подвода жидкости счетчики с крыльчатой вертушкой подразделяются на одноструйные и многоструйные (рис. 4).

Как в одноструйных, так и в многоструйных счетчиках жидкость подводится тангенциально к лопастям вертушки. Счетчики с крыльчатой вертушкой устанавливают на горизонтальных участках трубопроводов.

Счетчики с винтовой вертушкой применяют при давлении жидкости до 1,0 МПа и при длительной нагрузке до 600 м/ч.

Погрешность счетчиков от 2 до 3% действительного значения.

 

ОБЪЕМНЫЕ СЧЕТЧИКИ

Принцип работы объемных счетчиков заключается в измерении определенного объема жидкости, вытесняемого из измерительной камеры под воздействием разности давлений.

Для применения на напорных технологических линиях выпускают объемные лопастные счетчики типа ЛЖ. Принцип действия лопастных счетчиков основан на том, что поток измеряемой жидкости, поступая через входной патрубок, проходит через измерительную камеру, где теряет часть напора на создание крутящего момента, приводящего во вращение ротор с выдвижными лопастями.

Рисунок 5 - Схема действия роторного счетчика

Измерение объемного количества жидкости происходит при периодическом отсекании определенных объемов жидкости, заключенных в полости между двумя лопастями и цилиндрическими поверхностями измерительной камеры и барабана. За один полный оборот ротора отсекаются четыре объема, сумма которых равна емкости измерительной камеры. На рис. 5 показано несколько положений ротора, иллюстрирующих части цикла, в течение которого ротор совершает пол-оборота, что соответствует половине емкости измерительной камеры.

В обозначении типа счетчика первое число после букв —диаметр условного прохода счетчика, второе число—рабочее давление, на которое рассчитан счетчик. Лопастные счетчики с обозначением ЛЖА предназначены для агрессивных жидкостей.