渦輪流量計(jì)一般由渦輪變送器和顯示儀表組成,也可做成一體式渦輪流量計(jì),變送器的結(jié)構(gòu)主要包括殼體、導(dǎo)流器、軸和軸承組件、渦輪和磁電轉(zhuǎn)換器。
渦輪
渦輪是流量計(jì)的核心測(cè)量元件,其作用是把流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,渦輪由摩擦力很小的軸和軸承組件支承,與殼體同軸,其葉片數(shù)視口徑大小而定,通常為2-8片。葉片有直板葉片、螺旋葉片和丁字形葉片等幾種、,渦輪幾何形狀及尺寸對(duì)傳感器性能有較大影響,因此要根據(jù)流體性質(zhì)、流量范圍、使用要求等進(jìn)行設(shè)計(jì).渦輪的動(dòng)態(tài)平衡很重要,直接影響儀表的性能和使用壽命,為提高對(duì)流速變化的響應(yīng)性,渦輪的質(zhì)量要盡可能小。
導(dǎo)流器
導(dǎo)流器由導(dǎo)向片及導(dǎo)向座組成,作用有兩點(diǎn):
(l)用以導(dǎo)直被測(cè)流體,以免因流體的漩渦而改變流體與渦輪葉片的作用角,從而保證流量計(jì)的準(zhǔn)確度。
(2)在導(dǎo)流器上裝有軸承,用以支承渦輪。
軸和軸承組件
變送器失效通常是由軸和軸承組件引起的,因此它決定著渦輪流量計(jì)的可靠性和使用壽命,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用以及定期維護(hù)至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮軸向推力的平衡,流體作用于渦輪上的力使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)也給渦輪一個(gè)軸向推力,使軸承的摩擦轉(zhuǎn)矩增大。為了抵消這個(gè)軸向推力,在結(jié)構(gòu)上采取各種軸向推力平衡措施,主要有:
(l)采用反推力方法實(shí)現(xiàn)軸向推力自動(dòng)補(bǔ)償。從渦輪軸體的幾何形狀可以看出,當(dāng)流體流過截面積時(shí),流速變大而靜壓力下降,以后隨著流通面積的逐漸擴(kuò)大而靜壓力逐漸上升,因而在收縮截面之間就形成了不等靜壓場(chǎng),并對(duì)渦輪產(chǎn)生相應(yīng)的作用力。由于該作用力沿渦輪軸向的分力,與流體的軸向推力反向,可以抵消流體的軸向推力,減小軸承的軸向負(fù)荷,進(jìn)而提高變送器的壽命和準(zhǔn)確度。
(2)采取中心軸打孔的方式,通過流體實(shí)現(xiàn)軸向力自動(dòng)補(bǔ)償
另外,減小軸承磨損是提高測(cè)量準(zhǔn)確度、延長(zhǎng)儀表壽命的重要環(huán)節(jié)。目前常用的軸承主要有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承(空心套形軸承)兩種。滾動(dòng)軸承雖然摩擦力矩很小,但對(duì)臟污流體及腐蝕性流體的適應(yīng)性較差,壽命較短。
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