Объемный расходомер

Объемный расходомер: всесторонний анализ высокоточного учета расхода жидкости.

В области промышленной метрологии точное измерение расхода жидкости является краеугольным камнем управления производством, энергоменеджмента и расчетов по сделкам. Среди различных технологий измерения расхода расходомеры поршневого типа известны как «прецизионные счетчики» в измерении расхода жидкости благодаря своим прямым и надежным принципам измерения, особенно подходящим для применений, требующих высокой точности и работы с дорогостоящими средами.

Статьи по теме:

• [ Обзор расходомера объемного вытеснения ]

Что такое расходомер объемного вытеснения?

Расходомер объемного вытеснения, также известный как расходомер положительного объема, представляет собой разновидность объемного расходомера, основанного на простой и классической идее: непрерывное деление измеряемой жидкости (например, топлива, дизельного топлива, смолы и т. д.) на известные, фиксированные объемные «малые единицы» и вычисление общего расхода путем подсчета количества этих единиц.

Представьте себе древний способ черпания воды: используя стандартное ведро, вы многократно наполняете его водой и выливаете. Подсчитав количество наполнений ведра, вы можете точно определить общий объем воды. Объемный расходомер — это автоматизация и непрерывная реализация этого процесса.

В чём принцип работы объёмного расходомера?

Разделение: Точные подвижные части (такие как роторы, поршни, шестерни) внутри измерительной камеры датчика расхода образуют одну или несколько известных по объему «измерительных камер» с корпусом.

Заполнение и слив: Жидкость поступает внутрь, толкая движущиеся части во вращение или возвратно-поступательное движение, в результате чего измерительная камера периодически заполняется и сливает жидкость.

Подсчет: регистрация количества циклов (например, оборотов, возвратно-поступательных движений) движущихся частей с помощью механических, магнитных или фотоэлектрических средств.

Расчет: Чтобы получить суммарную скорость потока, умножьте количество измерений на объем одной измерительной камеры; подсчет за единицу времени позволяет определить мгновенную скорость потока.

Благодаря прямому измерению объема жидкости, точность этого прибора практически не зависит от изменений плотности, вязкости, распределения давления и скорости потока. Это наиболее существенное отличие от расходомеров, таких как турбинные, вихревые и электромагнитные расходомеры.
 

Основные типы расходомеров объемного действия

В зависимости от способа формирования измерительной камеры и конструкции подвижных частей, объемные расходомеры в основном делятся на следующие категории:
 

1. Эллиптический или овальный расходомер

Структура: Корпус оснащен двумя взаимосвязанными эллиптическими шестернями, которые попеременно приводят во вращение под действием разницы давлений жидкости.

Работа: Между шестерней и корпусом образована измерительная камера в форме полумесяца. При каждом обороте жидкость вытекает из четырех измерительных камер.

Функции: Классический, долговечный, высокоточный, особенно подходит для жидкостей средней и высокой вязкости, таких как нефтепродукты и химическое сырье. К чистоте жидкости предъявляются определенные требования.
 

2. Расходомер Рутса

Структура: Пара роторов с восьмигранной формой, не имеющих зубьев на поверхности, вращаются бесконтактным способом с помощью синхронных передач с постоянной скоростью.

Принцип работы: Подобно эллиптическим шестерням, но колесо в узле не контактирует напрямую, что приводит к меньшему износу и позволяет выдерживать более высокие перепады давления.

Функции: Измерительная камера имеет больший объем и подходит для измерения высоких скоростей потока низковязких жидкостей (таких как дизельное топливо и растворители) и газов.

3. Расходомер с косозубыми шестернями (двухроторный расходомер)

Структура: Уникальная конструкция с двумя спиральными или эвольвентными роторами.

Работа: Ротор поддерживает непрерывный контакт во время вращения, обеспечивая плавное и беспульсирующее движение, аналогичное обратному процессу винтового насоса.

Функции: Исключительно плавная работа, низкий уровень шума, малая пульсация, широкий диапазон передаточных чисел по сравнению с расходомером с овальными шестернями, а также отсутствие требований к прямым участкам трубы до и после него делают его идеальным выбором для высокопроизводительных и надежных применений.
 

4. Скребковый расходомер

Структура: В радиальной канавке ротора установлен скользящий скребок. Под действием центробежной силы и давления жидкости скребок выдвигается и плотно прилегает к внутренней стенке измерительной камеры.

Работа: Скребок разделяет жидкость на несколько независимых камер и проталкивает ее вперед.

Функции: Высокая точность, низкий уровень вибрации, высокая адаптивность, способность работать с определенным диапазоном вязкости и чистоты, широко используется в ключевых измерениях, таких как авиационное топливо и готовые масла.
 

5. Поршневой/возвратно-поступательный расходомер

Структура: Объем жидкости измеряется по возвратно-поступательному движению поршня внутри цилиндра.

Работа: Жидкость приводит поршень в движение, а переключение путей потока контролируется кривошипно-шатунным механизмом или клапанным механизмом для обеспечения непрерывного всасывания и нагнетания.

Характеристики: Он способен поддерживать чрезвычайно высокую точность даже при низких расходах и является стандартным прибором для топливораздаточных колонок, лабораторий и измерения малых потоков, но его конструкция относительно сложна.

6. Поршневой расходомер

Структура: Поршень с прорезями вращается эксцентрично в измерительной камере специальной формы.

Работа: Качание и вращение поршня разделяет и выталкивает жидкость.

Функции: Компактная конструкция, низкая стоимость, широко используется в бытовых водомерах, а также в небольших промышленных предприятиях для учета воды и жидкостей низкой вязкости.

Преимущества и недостатки расходомера объемного вытеснения

Преимущества:

Чрезвычайно высокая точность измерений: Это один из самых точных типов расходомеров, доступных в настоящее время, и он часто используется в качестве эталонного прибора для расчетов по сделкам и стандартной передачи данных. Максимальная точность может достигать ± 0,2% или даже выше.

Измерение не зависит от характеристик жидкости: Этот же измерительный прибор нечувствителен к изменениям вязкости и может адаптироваться к жидкостям с широким диапазоном вязкости (особенно подходит для нефтепродуктов или жидкостей с высокой вязностью, таких как мед, сырая нефть и т.д.). битум ).

Нет необходимости в прямых участках выхлопной трубы спереди и сзади: Принцип его измерения не основан на полностью сформированном распределении скорости потока и требует небольшого пространства для установки, что особенно подходит для условий с ограниченным пространством.

Широкий ассортимент: Типичное соотношение диапазонов может достигать 10:1, а у высокопроизводительных моделей оно еще шире, например, 20:1, что позволяет точно измерять как малые, так и большие скорости потока.

Прямое измерение объема: Точное определение общего объема может быть выполнено без необходимости использования дополнительных датчиков давления или температуры для компенсации плотности, а конструкция системы проста.

Недостатки:

Расходомер с поршневым потоком чувствителен к чистоте среды. Твердые частицы и примеси могут застревать или изнашивать прецизионные движущиеся части, вызывая неисправности или снижение точности. Поэтому всегда измеряйте чистую и прозрачную жидкость. Обычно необходимо установить фильтр перед расходомером с поршневым потоком, или же можно использовать кориолисовый расходомер, если наличие частиц неизбежно.

Значительная потеря давления: Из-за необходимости преодолевать сопротивление движущихся частей жидкости происходит необратимая потеря давления, которая увеличивается с ростом вязкости.

Датчик расхода имеет подвижные части: Механическая конструкция сложна, внутри находятся движущиеся части, и происходит механический износ, требующий регулярного технического обслуживания, калибровки и смазки (самосмазывания или внешней смазки).

Не подходит для больших диаметров: Конструкция и потери давления ограничивают его применение на трубопроводах большого диаметра (обычно больше DN300, 12 дюймов ).

Возможны вибрация и шум: В частности, при зацеплении шестерен или роторов в системе могут возникать пульсации и шумы.

Типичные области применения расходомеров объемного действия

Благодаря своим уникальным преимуществам, объемные расходомеры играют незаменимую роль в следующих областях:
 

1. Нефтехимическая промышленность

Передача торговых операций: Точные расчеты по купле-продаже дорогостоящих сред, таких как сырая нефть, нефтепродукты (бензин, дизельное топливо) и сжиженный нефтяной газ (СНГ) и т. д., обычно с использованием овальных шестеренчатых расходомеров, бироторных и скребковых расходомеров.

Управление технологическим процессом: дозирование и погрузка/отгрузка высоковязких продуктов, таких как смазочные масла. плесневое масло , смазка мазут, асфальт и т. д.

Статьи по теме:

• [ Овальный шестеренчатый расходомер для измерения расхода дизельного топлива ]
• [ Расходомер сырой нефти ]
• [ Расходомер топлива ]
• [ Объемный расходомер для топлива и масел ]

2. Химическая и фармацевтическая промышленность

Высоковязкая среда: порционное дозирование и наполнение смолой. полимер покрытие, ксилема, растворитель, эссенция, сироп , и т. д.

Расходомеры для работы с высокочистыми/коррозионно-активными средами, изготовленные из специальных материалов, таких как нержавеющая сталь, используются для измерения расхода химического сырья.

3. Пищевая промышленность

Санитарный контроль: количественное определение ингредиентов для розлива и производства таких продуктов, как шоколад, джем, растительное масло, молочные продукты, пиво, напитки и т. д.

Сопутствующий товар:

• [ Санитарный расходомер объемного вытеснения ]

4. Другие ключевые области

Аэрокосмическая отрасль: Точная заправка и проверка авиационного топлива.

Корабль: Управление заправкой и расходом судового топлива.
 

Лаборатория: Используется в качестве стандартного стола или для проведения высокоточных научных исследований с малым расходом.

Объемный расходомер менее чем за 1000 долларов

Цена расходомеров объемного диаметра зависит от различных факторов, включая материал (например, чугун, алюминий, литая сталь или нержавеющая сталь), диаметр трубы (расходомеры объемного диаметра диаметром 1 дюйм и 8 дюймов имеют совершенно разную цену) и номинальное давление (стандартное давление 16 бар, если требуется давление 580 psi, то цена будет выше). Разница в цене существенна в зависимости от конфигурации и условий эксплуатации. Компания Silverinstruments.com, известная своими высококачественными расходомерами, предлагает экономичные варианты для клиентов с ограниченным бюджетом, но с четко определенными потребностями, предоставляя некоторые модели объемных расходомеров по цене ниже 1000 долларов США, обеспечивая при этом надежную работу.

Заключение

Объемный расходомер, как зрелая и классическая технология измерения, по-прежнему занимает прочное место в области измерения расхода, требующей высокой точности и надежности. Несмотря на такие ограничения, как высокие требования к чистоте среды и наличие движущихся частей, он остается незаменимым предпочтительным решением в определенных сценариях, таких как работа с высоковязкими жидкостями, проведение расчетов и ограниченное пространство для установки. Благодаря развитию материаловедения и электронной техники, современные объемные расходомеры продолжают совершенствоваться в плане износостойкости, самодиагностики, цифровизации и коммуникационных возможностей, обеспечивая сохранение незаменимой роли этого «счетчика точности жидкостей» в будущих процессах промышленной интеллектуализации.